机制砂管理办法1.doc

重庆XX高速公路项目机制砂管理办法

第一章 总则
1、由于XX高速公路项目境内天然砂相当匮乏，使用机制砂来代替天然砂是必然渠道，为了保证机制砂在混凝土的质量，根据XX高速公路工地实际情况，总监办引用武汉理工大学制定的《机制砂在混凝土中的应用技术指南》来作为XX高速公路项目机制砂管理办法，机制砂在生产、质量控制、检验和适用范围等作参照使用。
2、从机制砂在混凝土中的耐久性差考虑，结合重庆质监局和设计单位的要求，该项目机制砂使用范围限制在C30及C30以下的混凝土中，如使用于高标号混凝土中，请专家进行论证经相关部门认可后方允许使用。

第二章 机制砂生产设备
制砂生产设备，直通冲击式破碎机、振动筛、整形机、轮式洗砂机等，生产建筑用砂的专用设备。

第三章 机制砂的生产过程质量控制
1、矿山选择
(1)新建砂场，应做好矿山资源的勘察工作，应避免选用覆盖土层较厚、夹层含泥较多、母岩强度低以及岩石分层成片状等质量差的矿山。
(2)用于加工机制砂的母岩，不应具有潜在碱一集料反应活性，抗压强度不宜低于80MPa。宜使用洁净、质地坚硬、无软弱颗粒及无风化石的石灰岩、白云岩、花岗岩、石英
岩、辉绿岩和玄武岩等岩石生产机制砂，不宜使用泥岩、页岩、板岩等岩石生产机制砂。
(3)石料场确定后，应人工或机械清除表面覆盖土层或软弱风化层，使岩层裸露。在开采时，应防止泥土、风化岩、树根、草皮等杂物混入。
2、机制砂生产
(1)制砂机安装地点应离采石场爆破区150～200m以外，确保开采与制砂作业安全。
(2)机制砂的生产是将块石经若干次的破碎后，制成粒径小于4．75mm的岩石颗粒，其粗碎、中碎一般分别采用颚式破碎机与反击式破碎机或圆锥式破碎机，细碎制砂机宜选用。冲击式破碎机、棒磨机等，不宜采用单纯的锤式破碎机。
(3)机制砂生产工艺参数，应按设备的特性进行优化，并应加强设备的维护，及时更换易磨损设备，稳定机制砂的质量。制砂机的进料粒度一般控制在20mm左右。机制砂的细度模数，通过调试振动筛的角度和筛孔尺寸进行控制，机制砂中石粉含量按除粉工艺和设备特点，选择合理的工艺参数进行控制。
(4)机制砂的石粉含量，应通过干法或湿法除粉工艺进行调整，并根据具体情况选择适宜的除粉设备。采用的除粉设备应适用于各级机制砂生产。干法除粉利用收尘设备可控制机制砂中石粉含量在7％～10％之间；湿法除粉应选用轮式洗砂机，不宜选用螺旋洗砂机。
(5)加工好的机制砂在连续10次(每小时抽样1次)抽样检测中，应至少有9次的细度模数与10次抽样的细度模数平均值相差不大于0.2。
(6)机制砂应按规格、级别分别堆放，机制砂的堆放场地要求清洁和硬化。为防止颗粒离析，出料皮带上宜喷洒适量水，干砂堆料高度不易超过5m，并采取必要措施防止粉尘飞扬、污染环境，避免泥土等杂物混入。
3、机制砂的检验规则
1）、检验分类
（1)出厂检验
机制砂生产过程中，每批产品应按同规格、同级别进行出厂检验。机制砂的出厂检验项目为：颗粒级配、细度模数、泥块含量、石粉含量(含亚甲蓝试验)、松散堆积密度、压碎指标。
2)型式检验
机制砂应进行型式检验，同时向有关管理部门备案。机制砂的型式检验项目为：碱一集料反应、母岩抗压强度、颗粒级配、细度模数、泥块含量、石粉含量(含亚甲蓝试验)、有害物质、压碎指标、表观密度、堆积密度、空隙率。
有下列情况应进行型式检验：
(1)新产品投产和老产品转产时；
(2)原料来源或生产工艺发生变化时；
(3)正常生产时，每年进行一次；
(4)国家质量监督机构要求检验时。
3）、组批规则
按同规格、级别、适用等级及日产量每600t为一批，不足600t亦视为一批；日产量超过2000t，按1000t为一批，不足1000t亦视为一批。当确认产品质量比较稳定时，可按1000t为一批。
4）、判定规则
(1)检验(含复验)后各项性能指标均符合本指南的相应类别规定时，可判定该批产品合格。
(2)检验中质量指标若有一项不符合本指南相应级别的要求时，则应从同一批产品中加倍取样，对不符合要求的项目进行复验。复验后，若该项指标符合本指南要求时，可判定该批产品合格；若仍然不符合本指南的要求时，则该批产品降级使用或判为不合格。

第四章 机制砂的质量标准
1、分级与规格
   1） 分级
机制砂按技术要求分为I级、II级和III级。
I级宜用于强度等级大于或等于C60的混凝土；
II级宜用于强度等级C35～C55及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；
III级宜用于强度等级小于或等于C30的混凝土。
2）规格
机制砂的粗细程度按细度模数分为粗砂、中砂两种规格，其细度模数分别为：粗砂，3.7—3.1；中砂，3.0～2.3。
2、质量标准
机制砂的质量标准应符合本指南第2．1条～第2．8条的规定。
2.1颗粒级配
    机制砂按600um筛孔的岽汁筛余最(以质量百分率计，下同)分成两个级配区(见表1一1)，其颗粒级配应处于表1—1中的任何一个区以内。机制砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比，除4．75mm、0．6mm筛档外，可以以略有超出，但超出总量应小于5％。
表1-1机制砂的颗粒级配区
方孔筛筛孔边长尺寸（mm）
9.5
4.75
2.36
1.18
0.60
0.30
0.15
累计筛余（%）
Ⅰ区
0
10～0
40～5
65～35
85～71
95～75
100～85
Ⅱ区
0
10～0
30～0
50-10
70～41
92～65
100～80
注：1．当采用机制砂的颗粒级配不符合表2．1的要求时，应采取相应的技术措施，在试验证明能确保工程质量的前提下，经相关部门认可后方允许使用。
2．配制混凝土时，宜优先选用II区砂。当采用I区砂时，应提高砂率，并保持足够的水泥用量，以满足混凝土的和易性。
3．对于泵送混凝土用砂，宜选用中砂。
2.2泥块含量和石粉含量
机制砂中的泥块含量应符合表1-2的规定；机制砂经亚甲蓝法试验MB值判定后，石粉含量应符合表1—2的规定。
表1-2机制砂中泥块含量和石粉含量限值
项目
指标
Ⅰ级
Ⅱ级
Ⅲ级
泥块含量（按质量计，%）
≤0.5
≤1.0
≤2.0
石粉含量 （按质量计，%）
MB＜1.40或合格
≤5.0
≤7.0‚
≤10.0ƒ
MB≥1.40或不合格
≤2.0
≤3.0
≤5.0
注：①对有抗冻、抗渗或其他特殊要求的混凝土，机制砂泥块含量应不大于1．O％。
②石粉含量大于7％但小于10％的情况下，根据使用部位和用途，在试验证明能确保工程质量的前提下，经相关部门认可后方可使用。
③石粉含量大于10％但小于15％的情况下，根据使用部位和用途，在试验证明能确保工程质量的前提下，经相关部门认可后方可使用。
2.3有害物质
机制砂中不应混有草根、树叶、树枝、塑料、煤块、炉渣、沥青等杂物。机制砂中如含有云母、轻物质、有机物、氯化物、硫化物及硫酸盐等有害物质，其有害物质限值应符合表1—3的规定。
表1-3机制砂中的有害物质限值
项 目
指 标
I级
II级
III级
云母含量(按质量计，％)
<1.0
<2.0①
<2.0①
轻物质含量(按质量计，％)
<1.0
<1.0
<1.0
有机物(用比色法试验)
合格
合格
合格
硫化物及硫酸盐含量(以s03质量计，％)②
<0.5
<0.5
<0.5
注：①有抗冻、抗渗要求的混凝土，机制砂中云母含量不应大于1．O％。
②机制砂中如发现含有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时，则要进行专门检验，确
认能满足混凝土耐久性要求后，方能采用。
2.4压碎指标
机制砂的压碎指标应符合表1—4的规定。
表1-4机制砂压碎指标
项 目
指 标
I级
II级
III级
单级最大压碎指标(％)
<20
<25
<30
2.5岩石抗压强度
机制砂母岩强度首先应由生产单位提供，火成岩不应小于100MPa，变质岩不应小于80MPa，水成岩不应小于60MPa。对配制强度等级为C50及以上混凝土的机制砂，其母岩抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于1．5。
2.6表观密度、堆积密度、空隙率
机制砂的表观密度、堆积密度、空隙率应符合如下规定：表观密度大于2 500 kg/ m3、松散堆积密度大于1 350kg／m3、空隙率小于47％。
2.7碱集料反应
在碱集料反应试验前，首先应采用岩相法检验碱活性集料的品种及所含活性矿物的类型和数量。当检验出集料中含有活性二氧化硅时，应采用快速碱硅酸反应法和砂浆长度法进行碱活性检验；当检验出集料中含有活性炭酸岩时，应采用岩石柱法进行碱活性检验。机制砂不得具有潜在碱活性。
2.8磨光值
路面和桥面混凝土所用机制砂，还应检验砂浆磨光值，其值宜大于35，不宜使用抗磨性较差的泥岩、页岩、板岩等水成岩类母岩品种生产机制砂。

第五章 机制砂的试验方法
1、试样
机制砂的取样、试样数量、试样处理应按《建筑用砂》(GB14684一-2011)有关规定执行。
2、试验方法
2．1机制砂的颗粒级配、细度模数、泥块含量、石粉含量(含亚甲蓝试验)、有害物质、压碎指标、表观密度、堆积密度、空隙率等试验应按《公路工程集料试验规程》(JTGE42—2005)和《建筑用砂》(GB／T 14684一2011)的规定执行。
2.2机制砂的母岩抗压强度试验应按《建筑用卵石、碎石》(GB／T14685一2011)的规定执行。
2.3机制砂碱活性的岩相法、砂浆长度法检验应按
《公路工程集料试验规程》(JTG E42—2005)的规定执行，快速碱硅酸反应法检验可按《建筑用砂》(GB／T 14684—2011)的有关规定执行，碱一碳酸盐活性检验方法应按《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ 52—2006)的规定执行。
第六章 机制砂在混凝土中应用
1、原材料
1.1水泥
(1)水泥应符合《通用硅酸盐水泥》(GB 175—2007)、《公路桥涵施工技术规范》(JTG /T F50一2011)6．2．1条的规定；道路硅酸盐水泥应符合《道路硅酸盐水泥》(GB13693一2005)的规定。
(2)强度等级为C30及以下混凝土宜选用32．5级水泥，强度等级为C35～C45混凝土宜选用42．5级水泥。
1.2机制砂
(1)机制砂应符合本指南第4章规定；路面混凝土用机制砂应符合《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTGF30一-2003)3．4．1条中II级以上(含II级)砂的规定。
(2)机制砂的细度模数宜控制在2．3～3．7之间。
(3)当采用的机制砂级配不符合本指南第四章2．1条技术要求，或配制的混凝土和易性不能满足设计要求时，宜考虑采用机制砂与适宜细度模数的天然砂按一定比例掺配的混合砂，以满足不同要求的混凝土。
(4)不应简单地通过堆积密度或空隙率的大小来判断机制砂级配的好坏，因为机制砂一般级配不良，但由于其中石粉含量较高，导致其堆积密度增大，空隙率减小。
(5)配制强度等级为C30及以下混凝土用机制砂应符合III级砂的规定，石粉含量宜小于或等于10％(MB<1．4时)，压碎指标小于30％；配制强度等级为C35～C45混凝土用机制砂应符合II级砂的规定，石粉含量宜小于或等于7％(MB<1．4时)，压碎指标小于25％。
(6)机制砂中含有5％～10％的石粉，宜作为改善普通中低强度特别是泵送中低强度机制砂混凝土和易性的手段，配制的混凝土强度等级越低，流动性越大，机制砂石粉含量宜控制越高。
1.3粗集料
粗集料应符合《公路桥涵施工技术规范》(JTG /T F50一2011)6．4．1条的规定；用于水泥混凝土路面的机制砂混凝土的粗集料应符合《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30一．2003)3．3．1条中II级以上(含II级)碎石的规定。
1.4矿物掺合料
机制砂普通混凝土的矿物掺合料的品种宜为粉煤灰、矿渣粉、磷渣粉等。粉煤灰的技术要求应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB 1596一-2005)中II级以上(含II级)粉煤灰的规定，矿渣粉的技术要求应符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB／T18046一2000)的规定；用于水泥混凝土路面的机制砂混凝土的粉煤灰应符合《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30—2003)3．2．1条中II级以上(含II级)粉煤灰的规定。磷渣粉的技术要求应符合表1的规定。
表1磷渣粉的技术要求
项 目
技术要求
细度(80um方孔筛筛余)(％) 不大于
5
密度(g／cm。) 不小于
2.8
比表面积(m2／kg) 不小于
300
活性指数(％)
7d 不小于
50
28d 不小于
70
流动度比(％) 不小于
95
含水率(％) 不大于
2.0
S03(％) 不大于
4.0
P205(％) 不大于
3.5
烧失量(％) 不大于
3.0
安定性
合格
1.5外加剂
外加剂应符合《混凝土外加剂》(GB 8076—2008)、《聚羧酸系高性能减水剂》(JG／T223—2007)和《公路桥涵施工技术规范》(JTG /T F50一2011)6．6条的规定。
1.6水
混凝土拌和用水应符合《混凝土用水标准》(JGJ 63—2006)的规定。
2、配合比设计
2.1基本要求
(1)机制砂普通混凝土配合比设计应符合《公路桥涵施工技术规范》(JTG /T F50一2011)6.3.1节的规定，满足设计和施工的混凝土拌和物和易性、凝结速度及硬化混凝土强度和耐久性能等质量要求。
(2)对于水泥混凝土路面工程，机制砂混凝土配合比设计应符合《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTGF30一-2003)4．1节的规定。
(3)机制砂普通混凝土配合比应根据原材料的性能及对混凝土的技术要求进行计算，并经试验室试配、调整后确定。
2.2配制强度
混凝土配制强度按《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55—2011)4．0．1节和《公路桥涵施工技术规范》(JTG /T F50一2011)B2的规定进行确定。
2.3 配合比设计参数选取
(1)机制砂配制混凝土的水灰比仍基于《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55—2000)中天然砂混凝土强度水灰比与强度关系式进行计算。
(2)机制砂混凝土单位用水量，仍根据天然砂混凝土坍落度要求进行初选。在不掺减水剂的情况下，达到相同坍落度，机制砂混凝土比相应天然砂混凝土的单位用水量宜适当增加，并且石粉含量越高，用水量越大，具体增加量由试验确定。为避免提高机制砂混凝土用水量而增大水泥用量，机制砂混凝土的配制宜掺用减水剂；若掺有减水剂，则石粉对机制砂混凝土工作性的影响，最佳石粉含量范围一般为7％～10％。
(3)机制砂混凝土单位水泥用量，根据上述计算的水灰I比和选取的用水量计算得到。与天然砂混凝土相比，机制砂混凝土的配制无需增加水泥用量。特别是配制水灰比较大的中、低强度塑性混凝土或大坍落度混凝土时，机制砂的高石粉含量对改善混凝土的工作性和节约水泥用量非常重要，同时可利用机制砂中的石粉解决高强度等级水泥配制低强度等级或大坍落度混凝土时，混凝土强度富余过大与和易性较差之间的矛盾。
(4)机制砂普通混凝土选取“最大水灰比”和“最小水泥用量”完全出于和易性考虑时，可以“最大水粉比”和“最小粉料用量”的概念代之。
(5)与相同情况天然砂配制的混凝土相比，机制砂普通混凝土的砂率宜较天然砂混凝土高2％～4％。机制砂普通混凝土的砂率不宜按天然砂混凝土砂率的选取方法直接选取，而应根据机制砂自身细度模数、颗粒级配、石粉含量，并按所选水灰比(同时参考水粉比)及碎石最大粒径通过试验确定。用于泵送混凝土应相应增加砂率。
(6)机制砂表观密度一般较天然砂大，导致机制砂混凝土密度高，因此在采用假定容重法进行配合比设计计算时，机制砂混凝土的假定密度应控制约比相应的天然砂混凝土高约20～40 kg／m3
(7)机制砂配制混凝土的减水剂掺量应按机制砂中石粉含量的高低酌情增减，可近似地按混凝土中粉体材料质；量(胶凝材料与石粉质量之和)百分比确定。
(8)机制砂配制对抗冻性有较高要求的混凝土时，应充分考虑机制砂品质的影响，并可通过掺人适量引气剂提高机制砂混凝土的抗冻性。
(9)机制砂配制混凝土时，矿渣粉、粉煤灰等掺合料的掺用可不考虑石粉含量的高低，并且机制砂中的石粉可替代粉煤灰作掺合料使用，其掺量可在胶凝材料质量的10％～20％范围内通过试验确定。
2.4配合比的试配、调整
(1)机制砂配制混凝土的砂率优选试验宜按“五点法”进行，即在砂率34％～42％范围内，每间隔2％选取一个砂率进行混凝土拌和物和易性试验，以混凝土的和易性达到最佳为合理砂率。机制砂细度模数越小，级配越好，石粉含量越大，合理砂率越小。在保证混凝土拌和物黏聚性良好的前提下，应尽可能选取较小的砂率，以保证混凝土的弹性模量和干燥收缩。
(2)机制砂配制混凝土的和易性对用水量的改变与砂率的变化比较敏感。一旦机制砂级配不良、砂率选择不当、用水量偏高、减水剂掺量过高，易造成机制砂混凝土在出机、卸料过程中离析，振后易泌水，在配合比设计和调整时应充分考虑到这一点。