1.砂的分类和技术要求
砂,也称细骨料,是砂浆中含量最大的组分,在普通干混砂浆中的含量通常在70%以上,在砂浆中起骨架作用,并减小由胶凝材料收缩引起的体积变化。砂的性质包括种类、细度模数、颗粒级配及有害物质含量等,对砂浆的质量影响很大。砂的质量要求主要依据是《建设用砂(GB/T 14684—2011)》标准。
(1)分类
①天然砂
天然砂是指自然生成的、经人工开采和筛分的粒径小于4.75mm的岩石颗粒,包括河砂、湖砂、山砂、淡化海砂等,但不包括软质、风化的岩石颗粒。
河砂、湖砂、海砂是在河、湖等天然水域中形成和堆积的岩石碎屑,长期受水流冲刷,颗粒表面圆滑、清洁,含泥量少,并且分布广,是目前砂的主要来源。此类天然砂应用在干混砂浆中,砂浆的需水量小,和易性好。
海砂虽然经过淡化处理,但其中仍然含有较多的贝壳及盐类有害物质,会增加砂浆的稠度损失。
山砂是岩体风化后的岩石碎屑,其表面多棱角,多粗糙,含泥较多,在砂浆中使用时需水量较大,和易性较差。
天然砂是一种地方性的短期内不可再生的资源,不仅长距离运输耗费较高,而且为了保护农田、江堤、河岸等,我国对天然河砂的开采有诸多的限制。由于以上原因,天然砂资源日益匮乏,价格上涨,已逐渐成为制约干混砂浆发展的主要因素之一。为解决这一矛盾,实现机制砂在干混砂浆中的应用是重要的技术途径。
②机制砂
机制砂是指经除土处理,由机械破碎、筛分制成的粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或者工业废渣颗粒,但不包括软质、风化的颗粒,俗称人工砂。
与天然砂相比,机制砂表面较粗糙且具有棱角,用其拌制的砂浆较天然砂和易性差、泌水量大,但机制砂中含有的石粉可以部分改善砂浆的工作性能。
机制砂原材料来源相对丰富,许多矿山尾矿经适当的分选与加工也可以制成机制砂,有利于废弃资源的利用。以天然砂制备干混砂浆时,砂还必须烘干,而机制砂水分含量较低,一般不需要专门的烘干处理,因而以机制砂生产干混砂浆,其能耗和生产成本也较低。
除此之外,随着房屋建筑的更新换代以及企业节能环保意识的不断提升,由废混凝土块、碎砖等经过机械破碎而制成的再生砂也逐渐在干混砂浆企业得到使用。
(2)规格
砂的规格共三种,分别为粗砂、中砂和细砂,其细度模数分别为:粗砂3.7~3.1;中砂3.0~2.3;细砂2.2~1.6。
普通干混砂浆通常采用中砂,但是中砂的来源有限,价格也较贵,许多干混砂浆企业也部分使用细砂(与粗砂和中砂搭配使用),尤其是在砌筑砂浆中。
(3)类别
砂按照技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。Ⅰ类和Ⅱ类主要适用于强度等级较高以及黏结能力要求较高的干混砂浆;Ⅲ类适用于一般的砌筑砂浆和抹灰砂浆。
2.技术要求
《建设用砂(GB/T 14684—2011)》对砂的颗粒级配、含泥量(石粉含量)、泥块含量、有害物质含量、坚固性、表观密度、松散堆积密度、空隙率等做出了规定。
(1)颗粒级配
砂的颗粒级配是指砂中不同粒径颗粒的组成情况,通过级配区或筛分曲线判定砂的颗粒级配的合格性。砂的颗粒级配应符合表2-4的规定;砂的级配类别符合表2-5的规定;砂的筛分曲线见图2-1。对于砂浆用砂,4.75mm筛孔的累计筛余量应为0,砂的实际颗粒级配除4.75mm和0.60mm两个筛余以外,其他各级筛余可以略有超出,但各级累计筛余超出值总和应不大于5%。
表2-4 砂的颗粒级配
表2-5 砂的级配类别(www.xing528.com)
图2-1 砂的筛分曲线
(2)含泥量(石粉含量)和泥块含量
含泥量是指天然砂中粒径小于75μm的颗粒含量。石粉含量是指机制砂中粒径小于75μm的颗粒含量。泥块含量是指砂中原粒径大于1.18mm,经水浸洗、手捏后小于600μm的颗粒含量。天然砂的含泥量和泥块含量应符合表2-6的要求。机制砂MB值≤1.4或快速法试验合格时,石粉含量和泥块含量应符合表2-7的规定。机制砂MB值>1.4或快速法试验不合格时,石粉含量和泥块含量应符合表2-8的规定。
表2-6 含泥量和泥块含量
表2-7 石粉含量和泥块含量(MB值≤1.4或快速法试验合格)
注:*此指标根据使用地区和用途,经试验验证,可由供需双方协商确定。
表2-8 石粉含量和泥块含量(MB值>1.4或快速法试验不合格)
(3)有害物质含量
砂中如含有云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、氯化物、贝壳,其限量应符合表2-9的规定。
表2-9 有害物质含量
注:*该指标仅适用于海砂,其他砂种不做要求。
(4)坚固性
砂的坚固性是指砂在自然风化和其他外界物理、化学因素作用下抵抗破裂的能力。采用硫酸钠溶液法进行试验,试样经5次循环后砂的质量损失应符合表2-10的规定。
表2-10 坚固性
(5)表观密度、松散堆积密度、空隙率
砂的表观密度是指砂的单位外形体积(包括内部封闭空隙)的质量。松散堆积密度是指砂在自然堆积状态下单位体积的质量。其中,自然堆积状态下体积为在自然、松散状态下,按一定方法装入容器的容积,包括颗粒体积和颗粒之间空隙的体积。砂的空隙率是指砂在自然堆积状态下,颗粒之间空隙体积占总体积的百分比。空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒相互填充的致密程度。标准中规定:砂的表观密度不小于2500kg/m3;松散堆积密度不小于1400kg/m3;空隙率不大于44%。
(6)碱骨料反应
经碱骨料反应试验后,试件应无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象,在规定的试验龄期,膨胀率应小于0.10%
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