機(jī)制砂知識(shí)50問

    　1:什么是機(jī)制砂?

答：經(jīng)除土處理，由機(jī)械破碎、篩分制成的粒徑小于4.75mm的巖石、礦山尾礦、工業(yè)廢渣顆粒。但不包括軟質(zhì)巖石、風(fēng)化巖石的顆粒。俗稱人工砂。混合砂指由機(jī)制砂和砂混合制成的砂。

2:機(jī)制砂有哪些技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)?

答：機(jī)制砂的主要技術(shù)指標(biāo)有：顆粒級(jí)配、細(xì)度模數(shù)、石粉含量、空隙率、表觀密度、堆積密度、亞甲藍(lán)(MB)值、壓碎值指標(biāo)、云母含量、輕物質(zhì)含量等16項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

3:機(jī)制砂有哪些家或行業(yè)技術(shù)?

答：機(jī)制砂相關(guān)的主要家或行業(yè)技術(shù)有：GB/T14684—2011《建筑用砂》、GB/T14685—2001《建筑用卵石、碎石》、JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法》、JGJ/T241-2011《人工砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》、DB50/5030-2004《機(jī)制砂混合砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(重慶) 、JT/T819-2011《公路工程水泥混凝土用機(jī)制砂》、DBJ52-55-2008《貴州省高速公路機(jī)制砂高強(qiáng)混凝土技術(shù)規(guī)程》、JTGE42-2005《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》。

4:什么是細(xì)度模數(shù)?

答：反映機(jī)制砂顆粒粗細(xì)程度的技術(shù)指標(biāo)。細(xì)度模數(shù)越大，表示砂子越粗。機(jī)制砂的規(guī)格按細(xì)度模數(shù)(Mx)分為粗、中、細(xì)、特細(xì)四種，其中：1)粗砂的細(xì)度模數(shù)為：3.7—3.1，平均粒徑為0.5mm以上;2)中砂的細(xì)度模數(shù)為：3.0—2.3，平均粒徑為0.5mm—0.35mm;3)細(xì)沙的細(xì)度模數(shù)為：2.2—1.6，平均粒徑為0.35mm—0.25mm;4)特細(xì)沙的細(xì)度模數(shù)為：1.5—0.7，平均粒徑為0.25mm以下。

5:機(jī)制砂中有哪些有害物質(zhì)?

答：機(jī)制砂中常見的有害物質(zhì)是云母、輕物質(zhì)(如樹葉、木塊、煤)、有機(jī)物、硫化物及硫酸鹽等，這些物質(zhì)對(duì)混凝土性能產(chǎn)生影響，含量都要求嚴(yán)格控制。

6:機(jī)制砂中有害物質(zhì)云母含量要求≤2%，為什么要作為重要質(zhì)量指標(biāo)加以控制?

答：因?yàn)樵颇赋时∑�裝，表面光滑，易沿節(jié)理開裂，因此與水泥石的粘結(jié)性能差，若含量過量對(duì)混凝土和易性、強(qiáng)度及砂漿抗凍性產(chǎn)生較大影響，比如云母含量5%時(shí)，強(qiáng)度下降15%以上�；◢弾r類作為機(jī)制砂料源時(shí)要引起重視。

7:什么是機(jī)制砂顆粒級(jí)配?

答：機(jī)制砂的顆粒級(jí)配是指顆粒各粒徑的搭配比例。

8:機(jī)制砂顆粒級(jí)配劃分為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)三個(gè)區(qū)間，如何判定機(jī)制砂級(jí)配屬于哪個(gè)區(qū)間?

答：根據(jù)公稱粒徑0.6mm方篩孔累計(jì)篩余量百分比，當(dāng)該百分比值落于哪個(gè)區(qū)間，他就屬于哪區(qū)砂。也就是說0.6mm的公稱粒徑作為區(qū)間控制粒級(jí)。

9:什么是針、片狀顆粒?

答：凡是機(jī)制砂顆粒的長(zhǎng)度大于該顆粒所屬粒級(jí)的平均粒徑2.4倍者為針狀顆粒;厚度小于平均粒徑0.4倍者為片狀顆粒。其中平均粒徑是指該粒級(jí)上、下限粒徑的平均值。

10:什么是機(jī)制砂石粉，石粉含量有什么要求?

答：石粉是指機(jī)制砂中粒徑小于75μm的成分與被加工母巖相同的顆粒。一般普通混凝土要求石粉含量小于10%，高強(qiáng)混凝土要求小于5%;

11:外機(jī)制砂對(duì)石粉含量有什么要求?

答：外對(duì)機(jī)制砂石粉含量及粒徑的界定均存在差異，石粉粒徑界定方面：美、日本、澳大利亞等石粉界定粒徑為0.075毫米，英、法等則為0.063毫米;石粉含量方面：美規(guī)定石粉含量高限值為5-7%;日本則為7%;澳大利亞則為25%;英則為15%;法則12-18%;這種不同是考慮的角度不同造成的。

12:機(jī)制砂壓碎值指標(biāo)有什么要求?

答：機(jī)制砂壓碎值是檢驗(yàn)其堅(jiān)固性與耐久性的一項(xiàng)指標(biāo)。要求壓碎值指標(biāo)為30%。壓碎值指標(biāo)較低會(huì)導(dǎo)致混凝土性下降。

13:砂子細(xì)度模數(shù)與顆粒級(jí)配的關(guān)系?

答：砂子細(xì)度模數(shù)和顆粒級(jí)配是兩個(gè)不同的概念，他們既有聯(lián)系又有本質(zhì)區(qū)別，他們的關(guān)系是：1)顆粒級(jí)配相同，細(xì)度模數(shù)相同;2)細(xì)度模數(shù)相同，級(jí)配不相同;3)砂的三個(gè)級(jí)配區(qū)并不準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)于與砂的粗、中、細(xì)的程度劃分。

14:公路工程機(jī)制砂技術(shù)中，如何分類?他們的適應(yīng)范圍又是什么?

答：機(jī)制砂可分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類。Ⅰ類宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于或等于C60的混凝土，Ⅱ類宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于或等于C30、小于C60及有抗凍、抗?jié)B要求的混凝土，Ⅲ類宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土。

15:石屑與機(jī)制砂的區(qū)別是什么?

答：在母巖相同的情況下，石屑與機(jī)制砂的主要區(qū)別是石屑顆粒更加不規(guī)則，用水量會(huì)增加較多，石粉含量更高且波動(dòng)更大，可能更易混凝土拌合物性能及強(qiáng)度。

16:什么是機(jī)制砂亞甲藍(lán)(MB)值?

答：用于判定機(jī)制砂中粒徑小于0.075mm顆粒含量主要是泥土還是與被加工母巖化學(xué)成分相同的石粉的指標(biāo);機(jī)制砂亞甲藍(lán)值要求MB≤1.4，宜控制在1.0以下為好。

17:哪些巖石可以用于機(jī)制砂石生產(chǎn)?

答：機(jī)制砂石(碎石)的制砂原料通常用花崗巖、玄武巖、河卵石、鵝卵石、安山巖、流紋巖、輝綠巖、閃長(zhǎng)巖、砂巖、石灰?guī)r等品種。其制成的機(jī)制砂按巖石種類區(qū)分，也存在有強(qiáng)度和用途的差異。

18:自然界巖石分為哪幾個(gè)種類?

答：自然界巖石分為三類，他們分別是：類是巖漿巖(火成巖)，由巖漿噴發(fā)而形成的、一般質(zhì)地堅(jiān)硬、均一;類是沉積巖(水成巖)，是經(jīng)風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積和成巖等一系列地質(zhì)作用而形成的，其特點(diǎn)是一般為層狀分布結(jié)構(gòu)，同一時(shí)期性質(zhì)相近;第三類是變質(zhì)巖，是在已有巖石的基礎(chǔ)上，經(jīng)過變質(zhì)混合作用后形成的，其特點(diǎn)兼具上述巖石及自身特性。

19:巖石硬度如何分級(jí)?

答：根據(jù)莫氏硬度分級(jí)，巖石軟硬程度分為十級(jí)： 1)滑石 2)石膏 3)方解石 4)螢石 5)磷灰石 6)正長(zhǎng)石 7)石英8)黃玉 9)剛玉 10)金剛石。

20:何為巖石的強(qiáng)度，巖石強(qiáng)度又分為哪幾類?

答：巖石的強(qiáng)度是巖石抵抗外力破壞的能力，也以“帕斯卡”為單位，用符號(hào)Pa表示。巖石受力作用破壞，表現(xiàn)為壓碎、拉斷和剪切等，故有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等。

21:機(jī)制砂料源巖石對(duì)其抗壓強(qiáng)度有什么要求?

答：機(jī)制砂料源母巖強(qiáng)度先應(yīng)由生產(chǎn)需求或工程項(xiàng)目單位提供，一般火成巖不應(yīng)小于100MPa，變質(zhì)巖不應(yīng)小于80MPa，水成巖(沉積巖)不應(yīng)小于60MPa。對(duì)配制C50及以上混凝土的機(jī)制砂，其母巖抗壓強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度等級(jí)之比不應(yīng)小于1.5。

22:如何區(qū)分巖石的風(fēng)化等級(jí)?

答：巖石的風(fēng)化等級(jí)分為微風(fēng)化、弱風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、風(fēng)化四個(gè)等級(jí)，一般用風(fēng)化系數(shù)進(jìn)行表示。風(fēng)化系數(shù)小于kf≤0.4的巖石，強(qiáng)度也小于常30MPa;風(fēng)化較強(qiáng)的巖石色澤陳舊，基本可用手折斷，用鎬可以挖掘，手搖鉆不易鉆進(jìn)，錘擊聲為啞聲等宏觀特點(diǎn)。

23:機(jī)制砂表觀密度、松散堆積密度、空隙率有何要求?

答：機(jī)制砂表觀密度不小于2500kg/m3;松散堆積密度不小于1400 kg/m3;空隙率不大于44%。

24:機(jī)制砂石粉含量與細(xì)度模數(shù)的關(guān)系是什么?

答：機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)越小，顆�？傮w上就越細(xì)，石粉含量就越多，即石粉含量與細(xì)度模數(shù)成反比，生產(chǎn)中通過增加石粉含量來細(xì)度模數(shù)的方法是不可取的。

25:何為砂石骨料?

答：砂石骨料是建設(shè)工程中砂、卵(礫)石、碎石、塊石、料石等材料的統(tǒng)稱。粒徑大于4.75mm的骨料稱為粗骨料，即我們常說的石子或碎石，粒徑小于4.75mm的骨料稱為細(xì)骨料，又稱為砂或機(jī)制砂。砂石骨料是建設(shè)工程中混凝土和堆砌石等構(gòu)筑物的主要建筑材料。

26:機(jī)制砂出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目有哪些?

答：機(jī)制砂的出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目是：顆粒級(jí)配、細(xì)度模數(shù)、松散堆積密度、石粉含量(含亞甲藍(lán)試驗(yàn))、泥塊含量、壓碎值指標(biāo)。

27:什么是顆粒比表面積，機(jī)制砂石比表面積狀況如何?

答：比表面積是指單位質(zhì)量物料所具有的總面積，分外表面積、內(nèi)表面積兩類。標(biāo)單位㎡/g。機(jī)制砂石是指外表面積，不規(guī)則顆粒比表面積較大，加大用水量和水泥漿體用量。

28:什么是骨料?

答：廢混凝土經(jīng)破碎、加工、篩分后，所得粒徑為5~40 mm的骨料為粗骨料，粒徑0.5~5mm的骨料為細(xì)骨料。

29:骨料有什么特點(diǎn)?

答：骨料具有顆粒棱角多、表面粗糙、組分中還含有硬化水泥砂漿，加上原料來源主要是廢棄混凝土，因此其內(nèi)部結(jié)構(gòu)微裂紋多，孔隙率大、吸水率大、堆積密度小、空隙率大、壓碎指標(biāo)高等特點(diǎn)。

30:什么是混凝土，它有哪些基本特點(diǎn)?

答：混凝土是骨料部分或部代替砂石等集料(主要是粗集料)，再加入水泥、水等配而成的新混凝土。一般來說，這種混凝土用水量較大、硬化后的強(qiáng)度低、彈性模量低，而且抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化能力、收縮、徐變和抗氯離子滲透性等耐久性能均低于普通混凝土。

31:外如何對(duì)粗骨分級(jí)?

答：RILEM于1998 年發(fā)布的混凝土規(guī)范：以粗骨料表觀密度、吸水率等特性作為劃分其等級(jí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并按粗骨料的來源將其劃分為三個(gè)等級(jí)，粗骨料主要來源是廢棄砌體材料，二級(jí)粗骨料主要來源是廢棄混凝土，三級(jí)粗骨料則主要源自混合材料。

32:廢混凝土、磚石及工業(yè)廢渣是否可以生產(chǎn)機(jī)制砂?

答：廢混凝土、磚石及工業(yè)廢渣經(jīng)過專門設(shè)備經(jīng)過分揀、清洗、破碎、篩分等工藝過程，生產(chǎn)出機(jī)制砂。但當(dāng)前行業(yè)內(nèi)主要還是用于生產(chǎn)粗骨料。

33:機(jī)制砂出現(xiàn)的原因是什么?

答：機(jī)制砂生產(chǎn)及應(yīng)用主要有四個(gè)方面的原因：1)大型或?qū)ｍ?xiàng)建設(shè)工程對(duì)砂石骨料質(zhì)量要求嚴(yán)格且用量、砂石難以滿足要求;2)砂石資源過度消耗，供給逐漸短缺;3)砂質(zhì)量低劣不穩(wěn)定，且價(jià)格高企，且低值和區(qū)域性;4)環(huán)境保護(hù)需要，減少或禁止開采河沙、山砂。

34:從目前來看，推廣應(yīng)用機(jī)制砂的優(yōu)勢(shì)是什么?

答：機(jī)制砂的主要優(yōu)勢(shì)是：一、機(jī)制砂料源固定、穩(wěn)定，化和批量化的生產(chǎn)方式，了機(jī)制砂產(chǎn)品的質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定。二、有較好的級(jí)配，原料成分可選擇;顆粒級(jí)配穩(wěn)定、可調(diào)整;粒形可。三、有固定的生產(chǎn)場(chǎng)所，適合工業(yè)信息化管理和環(huán)境治理。四、可利用各種礦山廢石、建筑垃圾以及工業(yè)廢渣等生產(chǎn)機(jī)制砂，既減少環(huán)境污染的問題，又提高了自然資源利用率。

35:為什么山砂和海沙質(zhì)量比河沙差?

答：一般山砂風(fēng)化較嚴(yán)重，含泥較多，含有機(jī)雜質(zhì)和輕物質(zhì)也較多;海砂中常含有貝殼等雜質(zhì)，另外所含氯鹽、硫酸鹽、鎂鹽會(huì)引起鋼筋的腐蝕，這些物質(zhì)都影響混凝土性能。故質(zhì)量較河砂差。

36:機(jī)制砂經(jīng)常需要取樣檢測(cè)，如何對(duì)機(jī)制砂進(jìn)行取樣?

答：機(jī)制砂檢測(cè)取樣的一般方法為：1)在料堆上取樣時(shí)，取樣部位應(yīng)均勻分布。取樣前先將取樣部位表面鏟除，然后從不同部位抽取大致等量的砂8份，組成一組樣品,2)從皮帶運(yùn)輸機(jī)上取樣時(shí)應(yīng)用接料器在皮帶運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾的出料處定時(shí)抽取大致等量的砂4份，組成一組樣品;3)從火車汽車貨船上取樣時(shí)從不同部位和深度抽取大致等量的砂8份，組成一組樣品。

37:機(jī)制砂試驗(yàn)環(huán)境和試驗(yàn)用篩的要求是什么?

答：機(jī)制砂試驗(yàn)環(huán)境要求實(shí)驗(yàn)室的溫度應(yīng)保持在(20±5)℃，試驗(yàn)用篩應(yīng)滿足GB/T6003.1和GB/T6003.2中方孔試驗(yàn)篩的規(guī)定，篩孔大于4.00的試驗(yàn)篩應(yīng)采用穿孔板試驗(yàn)篩。

38:機(jī)制砂石粉含量是生產(chǎn)的檢項(xiàng)目，主要的檢測(cè)方法有哪些?

答：機(jī)制石粉含量一般有水洗法和干篩法兩種試驗(yàn)方法，代表性的是美ASTM C 136 或AASHTO T 27適用于干篩。ASTM C 117 或從AASHTOT 11適用于水篩。然而我是在水泥混凝土集料或?yàn)r青路面集料，都直接采用干篩方法，0.075 ㎜篩通過量不經(jīng)水洗，所以準(zhǔn)確性較差。干篩法主要適用于水泥混凝土用集料。并且還要結(jié)合亞甲藍(lán)值的檢測(cè)結(jié)果綜合評(píng)價(jià)。

39:機(jī)制砂的推廣應(yīng)用，在其質(zhì)量及生產(chǎn)方面面臨哪里問題?

答：目前主要面臨的問題有：1)粒形不好,針片狀過多,受巖石材質(zhì)及設(shè)備類型限制較大;2)顆粒級(jí)配較差，細(xì)度模數(shù)偏大;3)石粉含量較高，水洗除泥粉又面臨級(jí)配不合理、顆粒較粗等問題;4)觀念落后，部分地區(qū)依然用風(fēng)化的山砂和石屑經(jīng)水洗或簡(jiǎn)單加工作為機(jī)制砂;5)生產(chǎn)過程中能耗和環(huán)境保護(hù)壓力依然較大。

40:機(jī)制砂(集料)顆粒含水率與吸水率的區(qū)別是什么?

答：機(jī)制砂顆粒吸水率是機(jī)制砂顆粒的固有特性，不隨環(huán)境的變化而變化。含水率則正好相反。

41:什么是機(jī)制砂飽和面干?

答：機(jī)制砂內(nèi)部毛細(xì)孔隙含水達(dá)到飽和而其表面干燥;一般就含水率而言，不會(huì)過6%。

42:在機(jī)制砂檢測(cè)中，需要用到的常見檢測(cè)儀器有哪些?

答：機(jī)制砂試驗(yàn)的基本儀器是方孔篩，搖篩機(jī)、鼓風(fēng)干燥箱、石粉含量測(cè)定儀、壓碎值指標(biāo)測(cè)試儀、電子天平、飽和面干試模、容量瓶、壓力機(jī)等。

43:什么是機(jī)制砂混凝土?

答：用機(jī)制砂配制、澆筑的混凝土就是機(jī)制砂混凝土。

44:什么是堿-骨料反應(yīng)?

答：堿-骨料反應(yīng)指混凝土中的堿性物質(zhì)(水泥、外加劑中均含有堿性成分)與砂石骨料中的活性成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而引起混凝土內(nèi)部膨脹，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)導(dǎo)致混凝土疏松、強(qiáng)度、開裂等，造成混凝土的破壞。

45:哪些因素對(duì)機(jī)制砂混凝土和易性產(chǎn)生影響?

答：機(jī)制砂顆粒粒形，顆粒級(jí)配與粗細(xì)程度對(duì)混凝土和易性產(chǎn)生主要影響。

46:選用怎樣的細(xì)骨料對(duì)提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性有益?

答：一般要求選用強(qiáng)度較高、堅(jiān)固性較好、體積穩(wěn)定性強(qiáng)、有害雜質(zhì)含量較低、粗細(xì)程度及級(jí)配合理的機(jī)制砂(砂)作為細(xì)骨料，對(duì)提高混凝土強(qiáng)度和耐久性有益。

47:什么樣的機(jī)制砂級(jí)配區(qū)間和細(xì)度模數(shù)適合配制混凝土?

答：Ⅰ區(qū)的砂級(jí)配較粗,保水能力差,宜配制富混凝土和低流動(dòng)性混凝土。Ⅱ區(qū)的砂為中砂級(jí)配,配制普通混凝土較適宜。Ⅲ區(qū)的砂級(jí)配較細(xì),用它配制混合料粘性稍大、保水較好,但混凝土干縮性較大、表面易產(chǎn)生細(xì)微裂縫。機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)為2.4-3.0為好。

48:為什么機(jī)制砂混凝土適合選用Ⅱ區(qū)中砂?

答：Ⅱ區(qū)中砂中含有較多的粗顆粒砂，并且含有適量的中顆粒及少量的細(xì)顆粒填充其間隙，使機(jī)制砂具有較小的空隙率和總表面積，可以達(dá)到減少水泥用量，提高混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度的目的。

49:機(jī)制砂混凝土配比設(shè)計(jì)的一般原則是什么?

答：機(jī)制砂混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、施工性能、性能和耐久性等要求，在滿足工程設(shè)計(jì)和施工要求的條件下，遵循低水泥用量、低用水量和低收縮性的原則，按現(xiàn)行行業(yè)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55的規(guī)定進(jìn)行。

50:為什么機(jī)制砂石粉能夠混凝土工作性?

答：B.P.Hudson等人認(rèn)為，機(jī)制砂中的石粉填充了大顆粒之間的空隙，在集料體系內(nèi)起的潤(rùn)滑作用，在不含泥土的情況下，機(jī)制砂中石粉含量介于5~10%之間時(shí)，用水量不增加很多也可保持工作性。