Comparison method with funnel test
(征求意见稿)
202*-**-** 发布 202*-**-** 实施
山东硅酸盐学会发布
山 东 硅 酸 盐 学 会 团 体 标 准
机制砂颗粒球型度评价方法
漏斗试验比对法
T/SDGSY**/T **—**
中国硅酸盐学会备案号:**—**
主编单位:临沂大学
济南鲁冠混凝土有限责任公司
批准部门:山东硅酸盐学会
施行日期:202*年*月 *日
中国建设科技出版社
2022年 济南
山东硅酸盐学会
关于发布山东硅酸盐学会团体标准
《机制砂颗粒球型度评价方法 漏斗试验比对法》的通知
标字[202*]*号
各砂石企业、砂浆企业、混凝土及其制品企业及有关检测机构等单位:
由临沂大学、济南鲁冠混凝土有限责任公司主编的《机制砂颗粒球型度评价方法漏斗试验比对法》业经审定通过,批准为山东硅酸盐学会团体标准,编号为T/SDGSY **/T **—202*,现予以发布,自2022年**月**日起施行。
本标准由山东硅酸盐学会负责管理,由临沂大学负责具体技术内容的解释。
山东硅酸盐学会
2022年**月**日
前言
根据山东硅酸盐学会《关于印发〈20**年山东硅酸盐学会团体标准制修订计划〉的通知》(**8字[20**] **号)的要求,规程编制组经广泛调查研究,认真总结工程应用实践经验,参考国内有关标准,并在广泛征求意见的基础上,制定本规程。
本规程的主要技术内容:总则,术语和符号,基本规定,技术要求,试验仪器,试验方法及有关附录。
本规程由山东硅酸盐学会负责管理,由临沂大学负责具体技术内容的解释。各相关单位在实施过程中,注意积累资料和数据,总结经验,如发现需要修改和补充之处,请及时将问题和建议反馈给临沂大学 (地址:山东省临沂市兰山区双岭路中段,临沂大学土木工程与建筑学院206室。邮政编码:2760003。联系方式:0531-86367072,E-mail:7656279 @qq.com)以便修订时参考。
本规程的主编单位、参编单位、主要起草人、参加编写人和主要审查人:
主 编 单 位:临沂大学
济南鲁冠混凝土有限责任公司
参 编 单 位:山东鲁碧建材有限公司
临沂世通建材有限公司
山东华森凤山建材有限公司
山东鲁筑建材有限公司
泰安中联混凝土有限公司
山东华杰新型环保建材有限公司
枣庄中联水泥有限公司
青岛青建蓝谷新型材料有限公司
青岛伟力环保建材有限公司
山东龙润建材有限公司
临沂天元混凝土工程有限公司
山东方盾工程检测技术有限公司
山东万顺混凝土有限公司
山东鲁发混凝土有限公司
山东舜辉混凝土有限公司
山东玖旺混凝土有限公司
山东永固混凝土有限公司
山东国材益新建筑科技有限公司
济南荣军建材有限公司
山东省泰安质检中心
临沂一本建材有限公司
临沂大宇建材有限公司
主 要 起 草 人:张 伟张 磊 李海波孙庆峰 殷学宇 刘爱芹左海峰
韩殿坤谢慧东 何百静 赵发常 王兴滨 梁学文 戴爱生
惠 玲 褚 杰 于光民余红卫李理国窦忠晓 綦超家
郑园园 贾学飞李辉永赵玲卫刘爱芹左海峰韩殿坤
屈云峰许 磊付宝华 孙登田 赵胜厚李华太
主 要 审 查 人(仅参考):
李志国 天津大学 副教授
宋少民 北京建筑大学 教授
冷发光 中国建筑科学研究院 研究员
金祖全 青岛理工大学 教授
逄鲁峰 山东建筑大学 教授
冯存伟 山东砂石协会 教高
××× 济南大学 教授
××× 中铁十四局 教高
××× 山东省标准化协会 教高
目次
1 总则 ………………………………………………………………………………………
2 术语和符号…………………………………………………………………………………
2. 1术语……………………………………………………………………………………
2. 2符号……………………………………………………………………………………
3 基本规定…………………………………………………………………………………
3.1一般规定…………………………………………………………………………………
3.2试样…………………………………………………………………………………
4 技术要求……………………………………………………………………………………
4.1机制砂球型指数规格等级……………………………………………………………
4.2机制砂球型指数技术要求……………………………………………………………
5 试验仪器…………………………………………………………………………
6 试验方法……………………………………………………………………………………
6.1 漏斗排空试验……………………………………………………………
6.2 机制砂颗粒球型度评价……………………………………………………………
附录A 机制砂球型度检测及评价记录………………………………
Contents
2.2 Symbols.............................................................................................................. 3
3.1 General provision………………………………………………………………
3.2 Sample ..…………………………………………………………………………
4 Technical condition………………………………………………………………
4.1 Spherical index specification grade about machine-made sands grain…………
4.2 Technical condition for spherical index about machine-made sands grain………
5 Test instruments……………………………………………………………………
6 Test method………………………………………………………………………
6.1 Flowing and empty test in funnel with sands grain……………………………
6.2 Evaluation of sphericity about machine-made sandsgrain……………………
Appendix A Records of test and evaluation of sphericity about machine-made sands grain…
1 总 则
1.0.1 为规范和提高机制砂在混凝土及砂浆中应用技术,保证工程质量,做到技术先进、安全适用、经济合理,特制定本规程。
1.0.2本标准规定了机制砂球型度的基本规定,技术要求,试验仪器及试验方法。
1.0.3 本规程适用于混凝土、砂浆用机制砂球型度的检测和评价。
2 术语和符号
2. 1术语
2.1.1 中国ISO标准砂China ISO standard sands
由SiO2含量不低于98%的天然的圆形硅质砂组成的且质量指标符合现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671规定的基准砂。
2.1.2 机制砂Machine-made sands
经除土处理,由机械破碎、筛分制成的,粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒,但不包括软质、风化的岩石颗粒。
2.1.3 机制砂颗粒球型度sphericityaboutmachine-made sands grain
机制砂中粒型接近于圆球型的颗粒数量在总体颗粒中的分布程度。
2.1.4 第i级单粒级机制砂试样的球型度指数Spherical index ofClass i single particle in the sample of machine-made sands
为第i级机制砂试样与相同粒级标准砂试样测试的排空时间的比值百分数。
2.1.5 机制砂试样的球型度指数Spherical index about the sample of machine-made sands
为以分计筛余做为加权数的各粒级机制砂试样球型度指数的加权平均数。
2. 2符号
t i—第i级机制砂试样的排空时间;
Ti—第i级ISO标准砂试样的排空时间;
α1—1.25mm~5.00mm公称粒级的机制砂试样的分计筛余;
α2—630μm~1.25mm公称粒粒级的机制砂试样的分计筛余;
α3—315μm~630μm公称粒级的机制砂试样的分计筛余;
γi—第i级机制砂颗粒球型度指数;
γ —机制砂颗粒球型度指数;
γ1 —1.25mm~5.00mm公称粒级的机制砂颗粒球型度指数;
γ2 —630μm~1.25mm公称粒级的机制砂颗粒球型度指数;
γ3 —315μm~630μm公称粒级的机制砂颗粒球型度指数。
3 基本规定
3.1一般规定
3.1.1 试验环境的温度应保持在20℃±5℃。
3.1.2 试验环境应处于平稳状态,有防止震动的措施。
3.1.3 试验仪器设备应具有有效期内的计量检定或校准证书,并定期进行校验。
3.2试样
3.2.1中国ISO标准砂
中国ISO 标准砂应符合现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671规定。中国ISO 标准砂是由SiO2 含量不低于98%的天然的圆形硅质砂组成,其颗粒分布在表3.2.1规定的范围内。
表3.2.1 ISO 标准砂颗粒级配表
方孔筛筛孔边长(mm) |
累计筛余(%) |
2.0 |
0 |
1.6 |
7±5 |
1.0 |
33±5 |
0.5 |
67±5 |
0.16 |
87±5 |
0.08 |
99±1 |
砂的含湿量是在105℃~110℃下用代表性试样烘干2h的质量损失来测定,以干基的质量百分数来表示,应小于0.2%。
中国ISO 标准砂可以单级分包装,也可以各级预配合以1350g±5g 量的塑料袋混合包装,但所用塑料袋材料不得影响强度试验结果。
3.2.2机制砂试样
1 取样方法
(1)在料堆上取样时,取样部位应均匀分布。取样前先将取样部位表面铲制除,然后从不同部位抽取大致等量的机制砂8份,组成一组样品。
(2)从皮带运输机上取样时,应用与皮带等宽的接料器在皮带运输机机头出料处全断面定时随机抽取大致等量知的砂4份,组成一组样品。
(3)从火车、汽车、货船上取样时,从不同部位和深度抽道取大致等量的砂8份,组成一组样品。
2 取样数量
单项试验的最少取样数量应符合表3.2.2的规定。若进行几项试验时,如能保证试样经一项试验后不影响另一项试验的结果,可用同一试样进行几项不同的试验。
表3.2.2 单项试验机制砂的取样数量
序号 |
试验项目 |
最少取样数量(kg) |
1 |
排空试验 |
8.0 |
2 |
颗粒级配 |
4.4 |
3 试样处理
(1)用分料器法:将样品在潮湿状态下拌合均匀,然后通过分料器,取接料斗中的其中一份再次通过分料器。重复上述过程,直至把样品缩分到试验所需量为止。
(2)人工四分法:将所取样品置于平板上,在潮湿状态下拌合均匀,并堆成厚度约为20mm的圆饼,然后沿互相垂直的两条直径把圆饼分成大致相等的四份,取其中对角线的两份重新拌匀,再堆成圆饼。重复上述过程,直至样品缩分到试验所需量为止。
4技术要求
4.1机制砂球型度规格等级
机制砂颗粒球型度规格等级可分为三级,分别为QⅠ级、QⅡ级和QⅢ级。
4.2机制砂球型度技术要求
机制砂球型度技术要求应符合表4.2要求。
表4.2 机制砂颗粒球型度技术要求
机制砂球型度规格等级 |
机制砂试样的球型度指数γzp(%) |
QⅠ |
≤120 |
QⅡ |
120~130 |
QⅢ |
≥130 |
5试验仪器
5.0.1 鼓风干燥箱
能使温度控制在(105±5)℃,温控精度±1℃。
5.0.2计量称
量程5kg~10kg,分度值不大于 0.01kg。
5.0.3天平
量程不小于1000 g~2000g,分度值不大于 1g。
5.0.4试验用筛
试验用筛应符合现行国家标准《金属丝编织网试验筛》GB/T 6003.1和《金属穿孔板试验筛》GB/T 6003.2 中方孔试验筛的规定,筛孔大于4.00mm的试验筛应采用穿孔板试验筛。采用方孔筛,规格为75μm,150μm,300μm,600μm,1.18mm,2.36mm,4.75mm筛各一只,并附有筛底和筛盖。
5.0.5摇筛机
采用震击式摇筛机。
5.0.6秒表
精度为0.1s。
5.0.7砂排空时间测定仪
砂排空时间测定仪,见图5.0.7-1。
图5.0.7-1 砂排空时间测定仪
图中:1—漏斗,2—漏斗阀门穿孔板,3—漏斗阀门,4—漏斗排孔,5—漏斗支架顶板,6—水平尺,7—漏斗支架立柱,8—漏斗支架底板,9—漏斗支架底板调水平螺丝,10—接料盒,11—防震橡胶垫,12—整流器。
注:
1、为了仪器稳固底部用10mm厚的钢板作为漏斗支架底板底座,漏斗支架顶板附带有水平尺。
2、漏斗上部为不锈钢圆柱型材质的无底柱形筒,筒内径90mm,高125 mm;
3、漏斗下部为不锈钢倒置的无双底圆台型漏斗,上圆台内径为90mm,下圆台内径为20mm,圆台侧壁与水平方向夹角为60°;
4、漏斗阀门穿孔板,见图5.0.7-2,漏斗阀门穿孔板由中空的长方体箱体和穿孔板阀门挡板组成,箱体中间为上下贯通的圆形漏口且两端开口,穿孔板阀门挡板为T型结构,漏口直径规格:20mm、16mm、12mm、8mm、4mm。
图5.0.7-2 不锈钢插条板
图中:2—漏斗阀门穿孔板,12—穿孔板漏口,13—穿孔板阀门挡板。
5、漏斗支架由顶板、立柱、底板组成,应为钢质材料。
6、接料盒容积不应低于应能满足最大单次试验砂样量的松散堆积体积的1.5倍。
7、防震橡胶垫厚度不宜低于5mm。
8、漏斗阀门为中空结构,其空间刚好能插入漏斗阀门穿孔板。
5.0.8 容量筒
容积为1L。
5.0.9 其它试验用品
托盘、直尺、料勺、温度计、干燥器、毛刷等,托盘应为搪瓷或不锈钢托盘。
6 试验方法
6.1 漏斗排空试验
6.1.1基本原理
利用粒型越接近圆球型且分布比例越大,相应的砂子在漏斗中的排空时间越短的原理,测定漏斗中砂子的排空时间。
6.1.2 砂试样制备
1、烘干:将砂样倒入托盘,放入105℃±5℃烘箱中烘干至恒重,并冷却至室温;ISO标准砂不用过筛和水洗,机制砂样应过4.75mm方孔筛,除去公称粒径5.00mm以上的颗粒,然后以水洗法除去小于75μm的石粉和细颗粒,将砂样放入105℃±5℃烘箱中烘干至恒重,在室温下冷却备用,砂样含水率不应大于0.2%,
2、将烘干的砂样,按照《建设用砂》GB/T 14684规定的方法进行筛分析试验。将砂样倒入按照孔径大小,方孔筛筛孔4.74mm、1.18mm、0.630mm、0.315mm从上至下组合的套筛(附筛底)上,置于摇筛机上进行筛分试验,得到各粒级的试样若干备用,并计算各粒级的分级筛余;各粒级所需的砂样量应符合表6.1.2要求。
表6.1.2 各粒级所需砂样量
公称粒级 |
1.25mm~5.00mm |
630μm~1.25mm |
315μm~630μm |
对应方孔筛边长 |
1.18mm~4.75mm |
600μm~1.18mm |
300μm~600μm |
砂样量(g) |
1350 |
1000 |
750 |
注:1.25mm~5.0mm粒级的砂样为1.25mm~2.50mm公称粒级和2.50mm~5.00mm公称粒级砂样的总和,进行混合均匀。
6.1.3 测定砂样的漏斗排空时间
1、根据各粒级,选择相应的口径的漏斗阀门穿孔板,见表6.1.3。
表6.1.3 各粒级对应的漏斗阀门穿孔板漏口直径
公称粒级(mm) |
1.25~5.00 |
0.630~1.25 |
0.315~0.630 |
口径Φ(mm) |
16.0 |
12.0 |
8.0 |
2、根据测试的粒级选择漏斗阀门穿孔板,插入漏斗阀门中,定位阀门穿孔板,并使漏斗排孔处于封堵状态;将该粒级的砂样置于容器内,将容器放置在漏斗正上方、距离端口10mm处中心位置,将砂样倒入漏斗中,倒入时间控制在120S~180S,倒完后不得扰动试样及试验装置;抽出漏斗阀门穿孔板阀门挡板,同时开动秒表开始计时,砂粒从漏斗排孔处流出,进入接料盒中,砂粒全部排空的同时停止计时,并记录排空时间,同一粒级试样需重复试验5次,以排空时间的平均值作为该粒级砂粒排空时间。
3、分别依次测定表6.1.2规定的各粒级的ISO标准砂和机制砂砂样的排空时间。
6.2 机制砂颗粒球型度评价
6.2.1机制砂颗粒的球型度评价方法
将机制砂与ISO 标准砂的排空时间进行比较,即将第i级机制砂试样与相同粒级标准砂试样测试的排空时间的比值百分数作为第i级单粒级机制砂试样的球型度指数,用于间接评价该机制砂的球型度,通过以分计筛余做为加权数的各粒级机制砂试样球型度指数的加权平均数作为机制砂试样的球型度指数,用于反映该机制砂试样的综合球型度情况。
6.2.2第i级机制砂颗粒的球型度指数按公式6.2.2计算,精确至0.1%。
γi=× 100%公式6.2.2
式中 γi—第i级机制砂颗粒球型度指数(%);
t i—第i级机制砂试样的排空时间(s);
Ti—第i级ISO标准砂试样的排空时间(s)。
6.2.3机制砂颗粒的球型度指数按公式6.2.3计算,精确至1%。
γ =×100% 公式6.2.3
式中:γ —机制砂颗粒球型度指数(%);
γ1 —1.25mm~5.00mm公称粒级的机制砂颗粒球型度指数(%);
γ2 —630μm~1.25mm公称粒级的机制砂颗粒球型度指数(%);
γ3 —315μm~630μm公称粒级的机制砂颗粒球型度指数(%);
α1—1.25mm~5.00mm公称粒级的机制砂试样的分计筛余(%);
α2—630μm~1.25mm公称粒级的机制砂试样的分计筛余(%);
α3—315μm~630μm公称粒级的机制砂试样的分计筛余(%)。
6.2.4机制砂颗粒球型度评价
将机制砂颗粒球型度指数γ按照4.2条中表4.2规定的技术要求进行评价。
附录A 机制砂球型度检测及评价记录
砂生产厂家 |
|
试验日期 |
|
||||
砂规格等级 |
|
执行标准 |
|
||||
主要仪器 |
|||||||
仪器名称 |
计量称 |
天平 |
秒表 |
鼓风干燥箱 |
摇筛机 |
砂排空时间测定仪 |
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编号 |
|
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|
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|
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|
状条 |
|
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|
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|
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|
试验内容 |
|||||||
颗粒级配(mm) |
1.18~4.75 |
0.630~1.18 |
0.315~0.630 |
||||
漏斗阀门穿孔板口径(mm) |
16.0 |
12.0 |
8.0 |
||||
ISO标准砂 |
试样量(g) |
|
|
|
|||
排空时间Ti(S) |
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
机制砂 |
试样量(g) |
|
|
|
|||
分级筛余(%) |
α1= |
α2= |
α3= |
||||
排空时间ti(S) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
第i级机制砂颗粒球型度指数(%) |
γ1= |
γ2= |
γ3= |
||||
机制砂颗粒球型度指数γ (%) |
|
||||||
技术要求 |
机制砂球型指数规格等级 |
QⅠ |
QⅡ |
QⅢ |
|||
机制砂综合评价的颗粒球型指数γ(%) |
≤120 |
120-130 |
≥130 |
||||
结论 |
|
||||||
备注 |
γi=× 100% ,γ = ×100% |
批 准: 校 核: 检 测:
日 期:
引用标准名录
1.《建设用砂》GB/T 14684;
2.《金属丝编织网试验筛》GB/T 6003.1;
3.《金属穿孔板试验筛》GB/T 6003.2;
4.《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671。
本规程用词说明
1 为方便在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的用词:
正面词采用“必须”;
反面词采用“严禁”。
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:
正面词采用“应”;
反面词采用“不应”或“不得”。
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词:
正面词采用“宜”;
反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 本规程条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
山 东 硅 酸 盐 学 会 团 体 标 准 T/SDGSY
T/SDGSY**/T **—**
机制砂颗粒球型度评价方法
漏斗试验比对法
Evaluation method of sphericity aboutmachine-made sandsgrain
Comparison method with funnel test
(条文说明)
1 总 则
1.0.1机制砂的颗粒粒型越接近于圆球型,一方面,有利于改善混凝土拌合物和砂浆的工作性能,对于泵送混凝土可有效改善其可泵性能,对于抹灰砂浆提高其抹灰顺滑程度,提高罩面工艺的施工质量,对于自流平砂浆可有效提高其填充性能;另一方面,可在一定程度上降低机制砂的空隙率,提高混凝土的匀质性,在一定程度上减少胶凝材料用量,使混凝土各组分受力更均匀,有助提高混凝土强度,保证工程质量。
2 术语和符号
2. 1术语
2.1.1 ISO 基准砂(reference sand)是由德国标准砂公司制备的SiO2 含量不低于98%的天然的圆形硅质砂组成。中国ISO 标准砂是等同采用国际标准ISO679检验水泥强度的法定基准材料,是用于检验水泥强度的国家标准样品(GSB08),完全符合现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671颗粒分布和湿含量的规定。中国ISO 标准砂可以单级分包装,也可以各级预配合以1350g±5g 量的塑料袋混合包装,但所用塑料袋材料不得影响强度试验结果。
2.1.2粒径小于4.75mm即为公称粒径小于5.0mm;针对现在国家加大了环保要求,减少固废排放,提高固废的回收利用率,将矿山尾矿或工业废渣做为机制砂原料符合国家环保政策,但软质、风化的岩石颗粒在不同程度上对建筑工程造成不利的、甚至危害性较大的影响放,损害建设、建筑工程质量,不予以使用。
2.1.3机制砂由于加工工艺和岩体材质不同,导致颗粒粒型存在较大的差异,而不同粒级中接近于圆球型的颗粒在该级所占的数量比例亦不同,因此,机制砂颗粒球型度是用于表征机制砂中粒型接近于圆球型的颗粒数量在总体颗粒中的分布程度的概率性术语,而不是简单的粒型概念。
2.1.4 ISO 标准砂是由SiO2 含量不低于98%的天然的圆形硅质砂组成,作为法定的标准物质,其粒型接近圆球型,且分布程度比较稳定,于是可将ISO 标准砂作为基准试样,而砂的粒型对在特定型制的漏斗的排空时间有显著的影响,粒型越接近圆球型且分布比例越大,排空时间越短,因此,将机制砂与ISO 标准砂的排空时间进行比较,即将第i级机制砂试样与相同粒级标准砂试样测试的排空时间的比值百分数作为第i级单粒级机制砂试样的球型度指数,用于间接评价该机制砂的球型度。
2.1.5机制砂由于加工工艺和岩体材质不同,在不同粒级中接近于圆球型的颗粒在该级所占的数量比例亦不同,相应的在特定型制的漏斗的排空时间及相应的第i级单粒级机制砂试样的球型度指数亦不同,通过以分计筛余做为加权数的各粒级机制砂试样球型度指数的加权平均数作为机制砂试样的球型度指数,用于反映该机制砂试样的综合球型度情况。
3 基本规定
3.1.2试验环境处于震动环境,增大了排空时间的检测随机误差。
3.1.3试验仪器设备应具有有效期内的计量检定或校准证书,保证试验仪器设备的精准度和工作状态满足检测要求,且能追溯到国家法定计量源。
4技术要求
4.2砂的粒型对在特定型制的漏斗的排空时间有显著的影响,粒型越接近圆球型且分布比例越大,排空时间越短;ISO 标准砂作为法定的标准物质,是由SiO2 含量不低于98%的天然的圆形硅质砂组成,粒型接近圆球型,在特定型制的漏斗的排空时间也相对比较稳定。
中国ISO标准砂各粒级漏斗试验排空时间,见表1。
表1 中国ISO标准砂各粒级漏斗试验排空时间
公称粒级(mm) |
1.25~2.500 |
0.630~1.25 |
0.315~0.630 |
砂样数量(g) |
1250 |
1000 |
750 |
排空时间(s) |
19 |
39 |
77 |
中国ISO标准砂漏斗颗粒级配,见表2。
表2 中国ISO标准砂颗粒级配
方孔筛 |
分计筛余/% |
累计筛余/% |
4.75mm |
0 |
0 |
2.36mm |
0 |
0 |
1.18mm |
28.7 |
29 |
600μm |
36.8 |
66 |
300μm |
2.98 |
69 |
150μm |
12.1 |
81 |
将ISO 标准砂作为基准试样,将第i级机制砂试样与相同粒级标准砂试样测试的排空时间的比值百分数作为第i级单粒级机制砂试样的球型度指数,用于间接评价该机制砂的球型度;但因机制砂的加工工艺和岩体材质不同,在不同粒级中接近于圆球型的颗粒在该级所占的数量比例亦不同,相应的在特定型制漏斗的排空时间及相应的第i级单粒级机制砂试样的球型度指数亦不同,通过以分计筛余做为加权数的各单粒级机制砂试样球型度指数的加权平均数作为机制砂试样的球型度指数,用于反映该机制砂试样的综合球型度情况,机制砂试样的球型度指数越大,机制砂试样的球型度越差,相应的机制砂球型度规格等级越低。
将不同材质品种的砂子进行筛分得到粒级的分计筛余,然后按照不同粒级进行漏斗排空时间测试,测试结果见表3和表4。
表3 不同材质品种的砂子的分计筛余试验数据统计汇总
公称粒级 |
不同材质品种砂的分计筛余(%) |
|||
天然砂 |
花岗岩人工砂 |
石灰岩人工砂 |
卵石人工砂 |
|
2.50mm~5.00mm |
11 |
26 |
24 |
15 |
1.25mm~2.50mm |
16 |
18 |
23 |
17 |
630μm~1.25mm |
14 |
12 |
14 |
13 |
315μm~630μm |
29 |
25 |
20 |
30 |
表4 不同材质品种的砂子漏斗排空时间试验数据统计汇总
公称粒级 |
试样取样量/g |
漏斗流出口径/mm |
排空时间/s |
||||
标准砂 |
天然砂 |
花岗岩人工砂 |
石灰岩人工砂 |
卵石人工砂 |
|||
1.25~5.00mm |
1350 |
φ16 |
25 |
33 |
39 |
35 |
36 |
630μm~1.25mm |
1000 |
φ12 |
39 |
44 |
49 |
45 |
45 |
315μm~630μm |
750 |
φ8 |
77 |
80 |
88 |
83 |
79 |
按照6.2.2条和6.2.3条计算第i级单粒级机制砂试样的球型度指数和机制砂试样的球型度指数及粒形感官描述,见表5。
表5 不同材质品种的砂子的球型度指数
砂品种 |
天然砂 |
花岗岩人工砂 |
石灰岩人工砂 |
卵石人工砂 |
球型度指数 |
1.16 |
1.39 |
1.27 |
1.21 |
粒形感官描述 |
颗粒粒形较圆润、多数为方形、球型 |
颗粒形状不规则,粒形较差,有针状、片状颗粒 |
颗粒形状不规则,粒形较差,有针状、片状颗粒 |
颗粒形状较好,多为破碎的方形颗粒 |
结合表5及实际实践经验,将机制砂颗粒球型度分为3个等级,可兼顾和反应不同材质品种的砂子的球型度情况,用于指导机制砂的生产和应用,见表6。
表6 机制砂颗粒球型度技术要求
机制砂球型度规格等级 |
球型度情况 |
机制砂试样的球型度指数γzp(%) |
适用范围 |
Ⅰ |
优 |
≤120 |
可适用于抹灰、砌筑砂浆、自流平砂浆等对施工和易性要求高的砂浆,自密实混凝土、高程泵送混凝土等对施工和易性要求高的混凝土。 |
Ⅱ |
中 |
120~130 |
可适用于普通泵送混凝土 |
Ⅲ |
差 |
>130 |
可适用于低流动性的人工混凝土 |
5试验仪器
5.0.7人工将砂子倒入漏斗中不可避免会出现分布不均匀问题,一定程度上会影响砂子从漏斗泄漏排出的速度,从而会增大排空时间的试验误差,因此,为了提高人工将砂子倒入漏斗中的分布均匀性,设置十字形整流器,可使砂子倒入漏斗中处于较均匀的分布且均匀泄料,从而减少试验误差。漏斗支架顶板附带有水平尺配合漏斗支架底板调水平螺丝,可使漏斗轴线处于垂直状态,砂子泄漏排出处于一个稳定状态;砂子从漏斗泄入接料盒中为倒斗形的松散堆积状态,为了避免砂子溢出接料盒,因此,接料盒容积不应低于应能满足最大单次试验砂样量的松散堆积体积的1.5倍;周围环境的振动对砂子从漏斗泄出排空时间有一定影响,因此,需要在砂排空时间测定仪底部设置防震橡胶垫,为了提高防震效果,胶垫厚度不宜低于5mm。
6 试验方法
6.1.1本标准中砂排空时间的测定方法参考公路工程集料试验规程JTG E42-2005中T0345-2005细集料棱角性试验(流动时间法)的试验方法,对每个粒级采用不同的孔径,不同筛分粒级分别测定流动时间,进行总的流动时间计算。
6.1.3砂样中不同公称粒级颗粒的漏斗排空时间测试试验所需试样量应与漏斗排孔的漏口直径相适应,公称粒级越大的颗粒,所选用漏口直径应相应越大,所需的试样量也相应越多,当漏口直径过小会导致漏斗排空时间过长或者无法完全排出,当试样量过小会导致漏斗排空时间过短,增大试验随机误差;反之,公称粒级越小的颗粒所选用漏口直径应相应越小,所需的试样也越小。
不同材质品种的砂样经筛分得到不同公称粒级颗粒,选用不同漏斗排孔的漏口直径和试样量分别进行漏斗排空时间测试,见表7、表8和表9。
表7 1.25mm~2.50mm公称粒级砂试样不同漏口直径和试样量的漏斗排空时间试验数据汇总
公称粒级 |
漏口直径/mm |
试样取样量/g |
排空时间/s |
|||
标准砂 |
花岗岩人工砂 |
石灰岩人工砂 |
卵石人工砂 |
|||
1.25mm~2.50 |
Φ20 |
1350 |
9(流出太快) |
|
|
|
1.25mm~2.50mm |
φ16 |
1350 |
25 |
39 |
35 |
36 |
1250 |
19 |
29 |
26 |
27 |
||
1000 |
15 |
24 |
21 |
22 |
||
750 |
12 |
18 |
16 |
17 |
||
1.25mm~2.50mm |
φ12 |
1350 |
/ |
/ |
/ |
/ |
1250 |
60 |
137(卡4次) |
91 |
91 |
||
1000 |
46 |
105(卡4次) |
74 |
73 |
||
750 |
36 |
84 (卡6次) |
56 |
55 |
表8 630μm~1.25mm公称粒级砂试样不同漏口直径和试样量的漏斗排空时间试验数据汇总
公称粒级 |
漏口直径/mm |
试样取样量/g |
排空时间/s |
|||
标准砂 |
花岗岩人工砂 |
石灰岩人工砂 |
卵石人工砂 |
|||
630μm~1.25mm |
φ12 |
1250 |
49 |
/ |
/ |
59 |
1000 |
39 |
49 |
45 |
45 |
||
750 |
29 |
40 |
36 |
35 |
||
500 |
20 |
30 |
25 |
23 |
||
630μm~1.25mm |
φ8 |
1250 |
155 |
/ |
/ |
189 |
1000 |
128 |
167 |
150 |
151 |
||
750 |
93 |
130 |
115 |
114 |
||
500 |
61 |
29(卡1次) |
78 |
73 |
表9 315μm~630μm公称粒级砂试样不同漏口直径和试样量的漏斗排空时间试验数据汇总
公称粒级 |
漏口直径/mm |
试样取样量/g |
排空时间/s |
|||
标准砂 |
花岗岩人工砂 |
石灰岩人工砂 |
卵石人工砂 |
|||
315μm~630μm |
Φ8 |
955 |
97 |
106 |
102 |
100 |
750 |
77 |
88 |
83 |
79 |
||
500 |
51 |
56 |
56 |
54 |
||
315μm~630μm |
Φ4 |
955 |
13’28” (卡4次) |
14’57” (卡5次) |
15’10” (卡9次) |
12’51” (卡5次) |
750 |
10’42” (卡5次) |
11’29” (卡4次) |
11’21” (卡7次) |
10’45” (卡4次) |
||
500 |
6’57” (卡1次) |
7’39” (卡1次) |
8’04” (卡7次) |
7’05” |
由表7、表8和表9可知:随着试样量越小,测试得到的漏斗排空时间越短,反之,漏斗排空时间越长。经过试验分析比较,结合上述规律,以ISO标准砂作为基准,结合不同公称粒级的机制砂,试验取样量的确定,见表10。
表10 与各公称粒级相适应的漏斗排空试验所需砂样量
公称粒级 |
1.25mm~5.00mm |
630μm~1.25mm |
315μm~630μm |
对应方孔筛边长 |
1.18mm~4.75mm |
600μm~1.18mm |
300μm~600μm |
砂样量(g) |
1350 |
1000 |
750 |
由表7、表8和表9可知:随着漏口直径越大,测试得到的漏斗排空时间越短,反之,漏口直径小到一定程度,排空时间越长,甚至出现卡顿,砂粒无法正常排出;经过试验分析比较,结合上述规律,以ISO标准砂作为基准,结合不同公称粒级的机制砂,漏斗阀门穿孔板漏口直径的确定,见表11。
表11 各粒级对应的漏斗阀门穿孔板漏口直径
公衡粒级(mm) |
1.25~5.00 |
0.630~1.25 |
0.315~0.630 |
口径Φ(mm) |
16.0 |
12.0 |
8.0 |
按照表10和表11的规定,针对不同材质品种的砂子不同公称粒级进行漏斗排空验证试验,试验数据汇总,见表12、表13、表14和表15。
表12 不同材质品种的砂子不同公称粒级进行漏斗排空验证试验数据统计
公称粒级 |
试样量/g |
漏口直径/mm |
漏斗排空时间/s |
|||
标准砂 |
花岗岩人工砂 |
石灰岩人工砂 |
卵石人工砂 |
|||
1.25mm~2.50mm |
1250 |
φ16 |
19 |
29 |
26 |
27 |
630μm~1.25mm |
1000 |
φ12 |
39 |
59 |
48 |
48 |
315μm~630μm |
750 |
φ8 |
77 |
83 |
82 |
80 |
表13 未筛分的不同材质品种的机制砂与标准砂的漏斗排空时间试验数据统计
试样取样量 /g |
漏斗流出口径/mm |
流动时间/s |
|||
标准砂 |
花岗岩人工砂 |
石灰岩人工砂 |
卵石人工砂 |
||
1350 |
Φ20 |
8 |
17 |
12 |
13 |
1350 |
Φ16 |
19 |
31 |
27 |
27 |
1350 |
Φ12 |
40 |
流出不畅,无法计量准确时间 |
表14 不同材质品种的机制砂漏斗排空时间试验数据统计
公称粒级 |
试样取样量/g |
漏斗流出口径/mm |
排空时间/s |
||||
天然砂 |
花岗岩 人工砂 |
石灰岩 人工砂1 |
卵石人工砂 |
石灰岩人工砂2 |
|||
2.50mm~5.00mm |
1350 |
φ20 |
18 |
22 |
18 |
19 |
18 |
1.25mm~2.50mm |
1250 |
φ16 |
31 |
42 |
34 |
34 |
33 |
630μm~1.25mm |
1000 |
φ12 |
44 |
48 |
44 |
45 |
44 |
315μm~630μm |
750 |
φ8 |
80 |
88 |
83 |
79 |
83 |
表15 不同材质品种的机制砂的分计筛余
公称粒级 |
不同砂的分计筛余(%) |
||||
天然砂 |
花岗岩 人工砂 |
石灰岩 人工砂1 |
卵石人工砂 |
石灰岩 人工砂2 |
|
2.50mm~5.00mm |
11 |
26 |
24 |
15 |
22 |
1.25mm~2.50mm |
21 |
18 |
23 |
17 |
23 |
630μm~1.25mm |
17 |
12 |
14 |
13 |
14 |
315μm~630μm |
28 |
25 |
20 |
30 |
18 |
根据表14和表15的试验数据,进行球型度指数计算,见表16。
表16 不同材质品种的机制砂的球型度指数
砂品种 |
花岗岩人工砂 |
石灰岩人工砂1 |
卵石人工砂 |
石灰人工砂2 |
球型度指数 |
1.34 |
1.18 |
1.15 |
1.18 |
_________________________________________________________________
标准项目名称:《机制砂颗粒球型度评价方法漏斗试验比对法》
负责起草单位:临沂大学、济南鲁冠混凝土有限责任公司
、山东鲁碧建材有限公司、泰安中联混凝土有限公司等
序号 |
文档中的位置 |
原文内容 |
修改意见 |
1 |
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2 |
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3 |
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4 |
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5 |
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