CN103512835A - 一种混凝土机制砂不规则粒形含量测定方法及其装置 - Google Patents

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刘娟红
宋少民
包文忠
靳东民
陈志敏
张黎
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Xinjiang Tianshan Cement Co Ltd
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Xinjiang Tianshan Cement Co Ltd
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Abstract

本发明一种混凝土机制砂不规则粒形含量测定方法及其装置，机制砂的颗粒形状对混凝土拌合物所需浆体量和用水量的影响很大，进而导致混凝土硬化后的收缩以及耐久性能产生很大的差异。本发明是在混凝土机制砂不规则粒形定义的基础上研制了一种检测方法，本检测方法使用不规则机制砂粒形鉴别仪（放大镜及放大镜下面所标示的数据鉴别表格）。本测量工具的使用方法包括如下步骤：（1）取样；（2）检验；（3）计算。本发明的特点是：首先，用机制砂的三维最大与最小尺寸的比例定义不规则机制砂；其次是测定方法操作简易，适用性强，值得推广。

Description

一种混凝土机制砂不规则粒形含量测定方法及其装置
技术领域
本发明属于混凝土材料技术领域，特别涉及混凝土机制砂产品质量的提高与保证，具有规范化、标准化的应用前景的一种混凝土机制砂不规则粒形的含量测定方法及装置。 
背景技术
目前，机制砂的颗粒形状是影响混凝土性能的重要因素之一，一般来说，天然砂表面光滑，颗粒圆润；而机制砂由天然岩石经机械破碎而成，与天然砂相比，其颗粒表面粗糙、棱角多，这些特性决定了机制砂混凝土性能与天然砂混凝土存在较大差异。当采用颗粒形状差、棱角多的机制砂配制混凝土时，需要提高胶凝材料用量以保证混凝土具有良好的工作性。Kosmatka等人认为细集料的颗粒形状对新拌混凝土性能的影响大。Meininger等人研究证实，细集料的性质（颗粒级配、颗粒形状、表面粗糙度等）对硅酸盐水泥混凝土拌合物浆体总量和用水量的影响很大，浆体量和用水量的不同导致混凝土硬化后的收缩、裂缝以及耐久性能都有很大的差异。 
发明内容
本发明提出不规则机制砂的定义，认为机制砂的三维尺寸的最大一维尺寸与最小一维尺寸值之比大于2倍者。 
一种混凝土机制砂不规则粒形的含量测定方法，其特征在于，具体包括步骤如下： 
（1）取样：将需要测量试样筛除1.18mm以下颗粒后，从粒径为1.18~4.75mm的机制砂料堆中均匀取样400g，并将试样根据四分法缩分至100g，烘干或风干，再将样品分为两个粒径区1.18~2.36mm及2.36~4.75mm，精确到0.1g； 
（2）检验：按步骤1取定的100g试验样品，将机制砂通过镊子置于鉴别仪放大镜下面50mm处的鉴别区域内，放大镜的放大倍数为20倍，进行逐粒检验，最小一维刻度量机制砂最小一维尺寸值，再用鉴别仪上的最大一维刻度量机制砂最大一维尺寸值，读数精确至0.1mm：按照以下条件对检验过的机制砂进行检验：
凡颗粒三维中最大一维尺寸值与最小一维尺寸值之比大于2倍者为不规则颗粒；
（3）计算：将经步骤2检验出的机制砂的粒形，称出其中不规则颗粒总质量，精确至0.1g，不规则颗粒含量按式①计算，精确至1%。
                    
Figure 2013104906006100002DEST_PATH_IMAGE001
                    ① 
式中：
Q c ——不规则颗粒含量，%；
G 1 ——粒径1.18~4.75mm内，试样的质量，单位为克（g）；
G 2——粒径1.18~4.75mm内，试样所含不规则颗粒的总质量，单位为克（g）。
进一步，本发明还提供上述含量测定方法的鉴别仪，该鉴别仪包括放大镜、支架和基板，所述放大镜置于所述基板的垂直上方的45-55mm处 ，所述放大镜一侧与所述支架的一端铰接，所述支架的另一端所述基板的一侧铰接上，所述基板的上端面设置用于测量粒形的鉴别区；其中，所述放大镜的放大倍数为20倍。 
本发明主要是依据机制砂三维中最大一维尺寸值与最小一维尺寸值之不同比例对混凝土的和易性和耐久性的影响来划定的。通过大量试验我们发现，比例大于2倍，同样浆骨比下，和易性明显降低；或者说达到同样和易性的浆体用量明显增大，对于混凝土体积稳定性以及经济性带来不利影响。
本发明的有益效果是：主要针对混凝土机制砂生产与质量控制，为生产混凝土用机制砂提供技术依据。旨在强调对于细集料而言，最重要的技术要求之一是颗粒粒形，机制砂的颗粒形状对混凝土拌合物用水量的影响很大，用水量的不同导致混凝土硬化后的收缩以及耐久性能都有很大的差异。而且对机制砂不规则颗粒粒形含量的测定方法操作简易，适用性强，值得推广。 
附图说明
图1是本发明机制砂粒形鉴别仪结构示意图。 
图2是本发明机制砂粒形鉴别区详图（实际刻度应该精确至0.1mm）。 
具体实施方式                 
下面结合具体实施方式进一步说明本发明的方案和效果。机制砂的颗粒形状对混凝土拌合物用水量的影响很大，用水量的不同导致混凝土硬化后的收缩以及耐久性能都有很大的差异。
如图1所示，本发明一种鉴别仪，该鉴别仪包括放大镜、支架和基板，所述放大镜置于所述基板的垂直上方的45-55mm处 ，所述放大镜一侧与所述支架的一端铰接，所述支架的另一端所述基板的一侧铰接上，所述基板的上端面设置用于测量粒形的鉴别区；其中，所述放大镜的放大倍数为20倍。 
  
实施方式一：采用北京机制砂样品，该砂细度模数为3.1，本试验检测方法：按要求取100g样品烘干，对不同粒级的砂子用机制砂粒形鉴别仪逐粒检验，凡从坐标纵轴读取的数据和横坐标读取的数据均处于规则颗粒区，则为规则颗粒；反之为不规则颗粒，最后通过计算得出不规则颗粒的含量。使用粗骨料为石灰石碎石，5-25mm，空隙率为42.6%。二级粉煤灰，掺量30%，配制C30混凝土坍落度要求为180-200mm。
效果：不规则颗粒含量为25.9%（未考虑粒径1.18mm以下颗粒）。满足和易性和强度要求时，单方混凝土胶凝材料用量为391kg/m3，用水量为180kg/m3；混凝土环试验开裂时间为7天，氯离子扩散系数为4.6×10-8 cm2/s。 
实施方式二：采用福建机制砂样品，该砂细度模数为3.1，本试验检测方法：按要求取100g样品烘干，对不同粒级的砂子用机制砂粒形鉴别仪逐粒检验，凡从坐标纵轴读取的数据和横坐标读取的数据均处于规则颗粒区，则为规则颗粒；反之为不规则颗粒，最后通过计算得出不规则颗粒的含量。使用粗骨料为石灰石碎石，5-25mm，空隙率为42.6%。二级粉煤灰，掺量30%，配制C30混凝土坍落度要求为180-200mm。 
效果：不规则颗粒含量为9.6%（未考虑粒径1.18mm以下颗粒）。满足和易性和强度要求时，胶凝材料用量为360kg/m3，用水量为167kg/m3；混凝土环试验开裂时间为12天，氯离子扩散系数为2.7×10-8 cm2/s。 
所述的不规则机制砂粒形鉴别仪上所标示的典型数据比值示意见表1。 粗折线以上为规则机制砂，以下为不规则机制砂。 
表1　不规则细集料颗粒含量试验的鉴别典型数据表格（mm） 
 
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施至局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种混凝土机制砂不规则粒形含量测定方法，其特征在于，具体包括步骤如下：
（1）取样：将需要测量试样筛除1.18mm以下颗粒后，从粒径为1.18~4.75mm的机制砂料堆中均匀取样400g，并将试样根据四分法缩分至100g，烘干或风干，再将样品分为两个粒径区1.18~2.36mm及2.36~4.75mm，精确到0.1g； 
（2）检验：按步骤1取定的100g试验样品，将机制砂通过镊子置于鉴别仪放大镜下面50mm处的鉴别区域内，放大镜的放大倍数为20倍，进行逐粒检验，最小一维刻度量机制砂最小一维尺寸值，再用鉴别仪上的最大一维刻度量机制砂最大一维尺寸值，读数精确至0.1mm：按照以下条件对检验过的机制砂进行检验：
凡颗粒三维中最大一维尺寸值与最小一维尺寸值之比大于2倍者为不规则颗粒；
（3）计算：将经步骤2检验出的机制砂的粒形，称出其中不规则颗粒总质量，精确至0.1g，不规则颗粒含量按式①计算，精确至1%：
                                                                                      ①
式中：
Q c ——不规则颗粒含量，%；
G 1 ——粒径1.18~4.75mm内，试样的质量，单位为克（g）；
G 2——粒径1.18~4.75mm内，试样所含不规则颗粒的总质量，单位为克（g）。
2.一种如权利要求1所述的含量测定方法的鉴别仪，其特征在于，该鉴别仪包括放大镜（1）、支架（2）和基板（3），所述放大镜（1）置于所述基板（3）的垂直上方的45-55mm处 ，所述放大镜（1）一侧与所述支架（2）的一端铰接，所述支架（2）的另一端所述基板（3）的一侧铰接上，所述基板（2）的上端面设置用于测量粒形的鉴别区（4）；其中，所述放大镜的放大倍数为20倍。
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