CN117990510A - 一种固废基细骨料承压性能指数的快速评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工程施工技术领域，具体涉及一种固废基细骨料承压性能指数的快速评价方法。本发明通过测定细骨料的空隙压缩率、加压出粉率及减径率，建立细骨料的空隙压缩率，加压出粉率，减径率和承压性能指数的关系式，从而得到细骨料的承压性能指数。根据所述固废基细骨料承压性能指数对所述固废基细骨料的承压性能指数进行评价，承压性能指数越大，相应的细骨料的承压性能越高，可以制备的混凝土强度等级也越高。本发明通过建立细骨料的空隙压缩率，细骨料加压出粉率，减径率和承压性能指数的关系式，有效的弥补当今细骨料承压性能的局限性和不足，可以实现对细骨料的承压性能的有效控制，有助于合理化利用固废、保证混凝土施工质量。

Description

一种固废基细骨料承压性能指数的快速评价方法
技术领域
本发明涉及工程施工技术领域，具体涉及一种固废基细骨料承压性能指数的快速评价方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息旨在增加对本发明总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
近年来，国家各地加大了环保治理力度，限制天然骨料及机制砂石料场的开采加工，鼓励矿山固废的二次利用，比如石墨尾矿、铁尾矿、铜尾矿等，各类工业原材的矿山开采、选矿产生的固废，经加工可作为混凝土细骨料使用。但矿山固废来源复杂多样，因其本身的矿物岩质、颗粒形状及空隙率不同，其抗压强度与承压性能也呈现较大的差异。承压性能作为细骨料的重要性能，对混凝土的强度影响较大，在使用前必须进行有效的控制。
当前，现行行业标准《混凝土用砂石质量及检验方法标准》（JGJ 52-2006）及现行国家标准《建筑用砂》（GB／T 14684-2022）将压碎值指标作为测定砂子（细骨料）抗压碎性能的技术指标。第一方面，该方法具有工作量大，耗时长及试验效率低等缺点，不利于进行砂子快速的质量验收控制；第二方面，对于细骨料承压性能，压碎值指标仅是表征了细骨料在压力下的颗粒破碎率，并不能全面地表征其承压性能，而细骨料在压力下会因为其空隙率不同、粒形不同而表现出不同的破碎率、加压出粉率和空隙压缩率；第三方面，细骨料经过施加压力破碎后，整体粒径分布会发生变化，平均粒径会减小，经过加压后细骨料的减径率越低，其承压性能越高。因此，建立细骨料的空隙压缩率、加压出粉率及减径率与承压性能指数的关系式，实现快速测定细骨料的承压性能具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种固废基细骨料承压性能指数的快速评价方法；本发明通过建立细骨料的空隙压缩率、加压出粉率及减径率与承压性能指数的关系式，并采用整体受压法，从而测定出细骨料的承压性能，即承压性能指数。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种固废基细骨料承压性能指数的快速评价方法，所述快速评价方法包括如下步骤：
（1）、将细骨料试样经过孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm的筛子自上而下组成的套筛进行筛析，分别得到孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm各筛子上细骨料的筛余量，根据筛余量计算得到各筛子上细骨料的粒级含量，将粒级含量代入公式1计算得到细骨料试样的平均粒径d0；
公式1；
公式1中，α1为公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量，3.750 mm为公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的平均粒径；
α2为公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量，1.880 mm为公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的平均粒径；
α3为公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量，0.940 mm为公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的平均粒径；
α4为公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量，0.470 mm为公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的平均粒径；
（2）、将步骤（1）得到的孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm各筛子上的细骨料混匀后，得到细骨料受压试样；
（3）、按照现行行业标准《混凝土用砂石质量及检验方法标准》（JGJ 52-2006）规定的方法，测定出步骤（2）得到的细骨料受压试样的空隙率；
（4）、将步骤（2）得到的细骨料受压试样进行加压，得到加压后的细骨料试样，质量为m0；
（5）、步骤（4）得到的加压后的细骨料试样的粒级含量的计算包括：
①、将步骤（4）得到的加压后的细骨料试样，置于步骤（1）所述的套筛中进行筛析，将各个筛子上的筛余量代入公式2，计算得到加压后的细骨料试样在各个筛子上的筛余量的总和；
my=m1+m2+m3+m4 公式2；
公式2中，my—加压后的细骨料试样在各个筛子上的筛余量的总和；
m1—加压后的细骨料试样在孔径为2.360 mm筛子上的筛余量，单位为g，精确至1g；
m2—加压后的细骨料试样在孔径为1.180 mm筛子上的筛余量，单位为g，精确至1g；
m3—加压后的细骨料试样在孔径为0.600 mm筛子上的筛余量，单位为g，精确至1g；
m4—加压后的细骨料试样在孔径为0.300 mm筛子上的筛余量，单位为g，精确至1g；
②、将步骤（4）得到的m0和步骤①得到的my代入公式3，计算得到加压后的细骨料试样经过孔径为0.300 mm筛子的筛出量；
m5=m0－my 公式3；
公式3中，m5—加压后的细骨料试样经过孔径为0.300 mm筛子的筛出量，单位为g，精确至1 g；
③、将步骤（4）得到的m0及步骤①得到的m1代入公式4，计算得到加压后公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式4；
公式4中，αy1为加压后公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量；
④、将步骤（4）得到的m0及步骤①得到的m2代入公式5，计算得到加压后公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式5；
公式5中，αy2为加压后公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量；
⑤、将步骤（4）得到的m0及步骤①得到的m3代入公式6，计算得到加压后公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式6；
公式6中，αy3为加压后公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量；
⑥、将步骤（4）得到的m0及步骤①得到的m4代入公式7，计算得到加压后公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量为αy4；
×100% 公式7；
公式7中，αy4为加压后公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量；
⑦、将步骤（4）得到的m0及步骤②得到的m5代入公式8，计算得到加压后公称直径＜0.315 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式8；
公式8中，αy5为加压后公称直径＜0.315 mm细骨料的粒级含量；
（6）、将步骤（5）得到的αy1，αy2，αy3，αy4和αy5代入公式9，计算加压后细骨料试样的平均粒径；
公式9；
公式9中，dy为加压后细骨料试样的平均粒径；0.180为公称直径＜0.315 mm的细骨料的平均直径；
（7）、将步骤（1）得到的d0和步骤（6）得到的dy代入公式10，计算得到加压后细骨料试样的减径率；
×100% 公式10；
公式10中，μj为加压后细骨料试样的减径率；
（8）、按照步骤（3）所述的方法测定步骤（4）得到的加压后的细骨料试样的紧密密度ρf和空隙率；
（9）、将步骤（3）得到的及步骤（8）得到的/>代入公式11，计算得到细骨料的空隙压缩率；
100% 公式11；
公式11中，μk—细骨料空隙压缩率，单位为%，精确至0.1%；
（10）、将步骤（7）得到的μj和步骤（9）得到的μk代入公式12，计算得到细骨料试样的承压性能指数；
=（1－A·λy－B·μk－C·μj）×100 公式12；
公式12中，—细骨料承压性能指数，精确至0.1；
λy—细骨料加压出粉率，单位%，精确至0.1%；λy取步骤（5）得到的αy5数值；
A—出粉影响系数，当步骤（3）得到的<35%时，A取0.450；当步骤（3）得到的/>为35-45%时，A取0.400，当步骤（3）得到的/>>45%时，A取0.350；
B—空隙压缩影响系数，取0.400；
C—减径影响系数，取0.300。
由于细骨料的母岩材质和构造形态不同，有的矿物成分较为复杂，导致在形成砂的过程中不同粒径粒级，在加压后会呈现出不同的粒径分布、减径率及出粉率，相应的其承压性能也会不同，例如：砂岩材质的细骨料，大粒径的对位长石和石英材质，出粉率较多，减径较多；中粒径多为石英材质，减径率和出粉率都少；小粒径多为泥岩材质，减径率和出粉率均较大。本发明，通过筛分，测定加压后该细骨料加压出粉率λy及减径率μj，更能全面、简易、有效的反应该细骨料的综合承压性能。
进一步地，步骤（1）中，所述筛子为方孔筛。
进一步地，步骤（1）中，所述筛析的时间为5-10 min。
进一步地，步骤（1）中，所述粒径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量为2.360 mm筛子上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm筛子筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%；
所述粒径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量为1.180 mm筛子上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm筛子筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%；
所述粒径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量为0.600 mm筛子上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm筛子筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%；
所述粒径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量为0.300 mm筛子上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm筛子筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%。
进一步地，步骤（4）中，所述加压采用以下步骤：将步骤（2）得到的细骨料受压试样分两层置于承压筒，每加完一层试样进行颠实，再进行加压，得到加压后的细骨料试样。
进一步地，所述加压的速率为1 kN/S，力度为200 kN，时间为10 s。
进一步地，步骤（5）中，所述筛析的时间为5-10 min。
进一步地，根据上述测得的固废基细骨料承压性能指数对所述固废基细骨料的承压性能指数进行评价，承压性能指数/>越大，相应的细骨料的承压性能越高，所制备的混凝土强度等级越高；所述细骨料承压性能指数/>＞90时，所述细骨料适用的混凝土的强度等级≤C70；所述细骨料承压性能指数/>为90-80时，所述细骨料适用的混凝土的强度等级≤C50；所述细骨料承压性能指数/>＜80时，所述细骨料适用的混凝土的强度等级≤C25；所述评价方法的技术要求具体如下表所示。
本发明根据固废基细骨料承压性能指数对所述固废基细骨料的承压性能指数进行评价，承压性能指数越大，相应的细骨料的承压性能越高，所制备的混凝土强度等级越高。承压性能作为细骨料的重要性能，对混凝土的强度影响较大，在使用前可根据施工要求进行有效的控制。
细骨料因母岩材质、构造形态不同、颗粒形态、空隙率不同，在相同压力下，减径率、出粉率和压缩率也会因破碎形态的不同呈现出不同的结果，空隙压缩率更多的从破碎形态导致空隙变化表征细骨料的承压性能，而受压破碎程度则从减径率、出粉率来表征细骨料的承压性能。本发明通过建立细骨料的空隙压缩率、减径率及出粉率与承压性能指数的关系式，并采用整体受压法，从而测定出细骨料的承压性能，即承压性能指数。
相同材质的细骨料，因不同颗粒级配、粒形所导致的堆积孔隙率不同，会对细骨料的受压破碎率产生不同影响，经实践发现：相同压力下，针片状颗粒越多、粒形越差、堆积孔隙率越高，相应的减径率也越大，也就是说当该细骨料的抗压强度、承压性能并不低时，由于其粒形不佳、孔隙率大，导致在相同压力下测得的减径率越大，更多表现为中部或局部断裂，而不是互相挤压出粉，因此，出粉率往往会偏小，本发明在承压性能指数计算公式中引入出粉影响系数和减径影响系数，并按照空隙率越大其加压出粉影响系数越小的原则进行规定，从而进行必要的修正，用以真实的反应其承压性能。
有益效果：（1）、本发明通过建立细骨料的减径率、出粉率及空隙压缩率与承压性能指数的关系式，既反映了细骨料在受压下的破碎后出粉率和减径率，也反映了细骨料在受压下颗粒堆积的空隙压缩率，使三者达到协调统一，从而能够更全面有效的反应该细骨料的承压性能。
（2）、本发明在承压性能指数计算公式中引入加压出粉影响系数，并按照空隙率越大其加压出粉影响系数越小的原则进行规定，从而可在一定程度上对承压性能进行修正，更能科学有效的反应其承压性能。
（3）、对于出粉率的检测，本发明通过筛分，得到细骨料受压试样经加压后筛分得到0.300 mm方孔筛的筛出量与总量的比率即为该细骨料出粉率，加压后粒径分布也发生变化，经计算可得到减径率，出粉率、减径率二者能更全面、简易、有效的反应该细骨料的破碎形式及程度，从而更好的表征承压性能；并且相对于将细骨料按不同粒级分别进行加压和筛析的传统方法，本发明采用整体受压法，即不需按不同粒级分别加压和筛析，直接对细骨料进行加压试验，试验效率更高，快速简便，能更好地、更直观地反应细骨料的整体承压性能。
具体实施方式
在接下来的描述中进一步阐述了本发明的具体细节用于充分理解本发明。本发明中的说明书所使用的术语只是为了用于说明本发明的优点和特点，不是旨在于限制本发明。除非另行定义，本发明中所使用的所有专业与科学术语属于本发明的技术领域的技术人员所理解的含义相同。现根据具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
一种用于混凝土的固废基细骨料承压性能指数的快速试验及评价方法，具体步骤如下：
实施例1
某大理石矿山石灰石质尾矿经破碎加工得到机制砂作为混凝土细骨料，粒形多为圆球状、方状颗粒，检测其承压性能指数，检测步骤如下：
（1）、将细骨料试样缩分、烘干至恒重备用，将烘干的细骨料试样置于，按照孔径大在上的原则将孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm四个方孔筛组成套筛进行筛析试验，得到4.750 mm及0.300 mm两个孔径之间的细骨料受压试样，筛析时间为5-10min，同时测定孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm各方孔筛的粒级含量；
测定公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量α1为23.9%，α1为2.360 mm方孔筛上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm方孔筛筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%，规定平均粒径为3.750 mm；
测定公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量α2为33.5%，α2为1.180 mm方孔筛上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm方孔筛筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%，规定平均粒径为1.880 mm；
测定公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量α3为25.9%，α3为0.600 mm方孔筛上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm方孔筛筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%，规定平均粒径为0.940 mm；
测定公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量α4为16.8%，α4为0.300 mm方孔筛上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm方孔筛筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%，规定平均粒径为0.470 mm；
按公式1计算加压前细骨料试样的平均粒径d0；
公式1；
经计算得到，加压前细骨料试样的平均粒径d0为1.850 mm；
（2）、将步骤（1）得到的孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm各方孔筛上的细骨料混匀后，得到细骨料受压试样；
（3）、按照现行行业标准《混凝土用砂石质量及检验方法标准》（JGJ 52-2006）规定的方法，测定步骤（2）得到的细骨料受压试样的表观密度ρ0为2705 g/L，紧密密度ρc0为1580g/L，空隙率为41.6%；
（4）、承压筒采用钢质，形制应符合现行行业标准《混凝土用砂石质量及检验方法标准》（JGJ 52-2006）中7.13.1条的规定，由圆筒、底盘和加压头组成，承压筒内腔尺寸为：内直径150 mm，内高100 mm；将步骤（2）得到的细骨料受压试样分二层装入承压筒内腔中，每装完一层试样后，底盘下面垫圆钢筋进行颠实，试样表面距盘底的高度应控制为100 mm，使试样填充满承压筒内腔，装好加压头并保持平正，将盛有试样的承压筒放到压力试验机上以1 kN/S速率加压至200 kN，稳定10 s，然后卸荷，取出承压筒，全部倒出筒中的试样，即为加压后的细骨料试样，称其质量m0为2791 g；
（5）、①、将步骤（4）得到的加压后的细骨料试样，置于步骤（1）所用的套筛中进行筛析试验，筛析时间为5-10 min，称取各个方孔筛上的筛余量，孔径为2.360 mm方孔筛上的筛余量m1为523 g，孔径为1.180 mm方孔筛上的筛余量m2为803 g，孔径为0.600 mm方孔筛上的筛余量m3为634 g，孔径为0.300 mm方孔筛上的筛余量m4为427 g，代入公式2，计算得到加压后的细骨料试样在各个方孔筛上的筛余量的总和；
my=m1+m2+m3+m4 公式2；
公式2中，my—加压后的细骨料试样在各个方孔筛上的筛余量的总和；
经计算，加压后的细骨料试样各个方孔筛上的筛余量的总和my为2387 g；
②、将步骤（4）得到的m0及步骤①得到的my代入公式3，计算得到细骨料加压出粉量；
m5= m0－my 公式3；
公式3中，m5—加压后细骨料受压试样经筛分得到0.300 mm方孔筛的筛出量，即细骨料加压出粉量；
经计算，细骨料加压出粉量m5为403 g；
③、将步骤（4）得到的m0及步骤①得到的m1代入公式4，计算得到加压后公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式4；
公式4中，αy1为加压后公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量；
经计算，加压后公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量αy1为18.7%；
④、将步骤（5）得到的m0及步骤①得到的m2代入公式5，计算得到加压后公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式5；
公式5中，αy2为加压后公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量；
经计算，加压后公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量αy2为28.8%；
⑤、将步骤（5）得到的m0及步骤①得到的m3代入公式6，计算得到加压后公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式6；
公式6中，αy3为加压后公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量；
经计算，加压后公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量αy3为22.7%；
⑥、将步骤（5）得到的m0及步骤①得到的m4代入公式7，计算得到加压后公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式7；
公式7中，αy4为加压后公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量；
经计算，加压后公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量αy4为15.3%；
⑦、将步骤（5）得到的m0及步骤②得到的m5代入公式8，计算得到加压后公称直径＜0.315 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式8；
公式8中，αy5为加压后公称直径＜0.315 mm细骨料的粒级含量；
经计算，公称直径＜0.315 mm细骨料的粒级含量αy5为14.4%；
（6）、将步骤（5）得到的αy1，αy2，αy3，αy4和αy5代入公式9，计算得到加压后细骨料试样的平均粒径；
公式9；
公式9中，dy为加压后细骨料试样的平均粒径；
0.180为公称直径＜0.315 mm的细骨料的平均直径；
经计算，细骨料试样的加压后平均粒径dy为1.560 mm；
（7）、将步骤（1）得到的d0和步骤（6）得到的dy代入公式10，计算得到细骨料试样的加压后减径率；
×100% 公式10；
公式10中，μj为加压后细骨料试样的减径率；
经计算，细骨料试样的加压后减径率μj为15.7%；
（8）、按照步骤（3）所述的方法测定步骤（4）得到的加压后的细骨料试样的紧密密度ρf为1718 g/L，空隙率为36.5%；
（9）、将步骤（3）得到的和步骤（8）得到的/>代入公式11，计算得到细骨料的空隙压缩率；
100% 公式11；
公式11中，μk—细骨料的空隙压缩率，单位为%，精确至0.1%；
经计算，细骨料空隙压缩率μk为12.3%；
（10）、将步骤（5）得到的αy5，步骤（7）得到的μj和步骤（9）得到的μk代入公式12中，计算得到细骨料试样的承压性能指数；
=（1－A·λy－B·μk－C·μj）×100 公式12；
公式12中，—细骨料承压性能指数，精确至0.100；
λy—细骨料加压出粉率，细骨料加压出粉率λy取αy5数值，为14.4%；
A—出粉影响系数，当细骨料受压试样的空隙率<35%时A取0.450，/>为35%~45%时A取0.400，/>为>45%时取0.350；经检测，细骨料受压试样的空隙率/>为41.6%，压碎影响系数A取0.400；
B—空隙压缩影响系数，取0.400；
C—减径影响系数，取0.300；
经计算，细骨料试样的承压性能指数为85.800。
实施例2
某石墨矿山尾矿得到机制砂作为混凝土细骨料，粒形多为方状、片状颗粒，检测其承压性能指数，实施步骤如下：
（1）、将细骨料试样缩分、烘干至恒重备用，将烘干的细骨料试样置于，按照孔径大在上的原则将孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm四个方孔筛组成套筛进行筛析试验，得到4.750 mm及0.300 mm两个孔径之间的细骨料受压试样，筛析时间为5-10min，同时也得到孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm各方孔筛的粒级含量；
测定公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量为α1为10.0%，α1为2.360 mm方孔筛上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm方孔筛筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%，规定平均粒径为3.750 mm；
测定公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量为α2为24.9%，α2为1.180 mm方孔筛上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm方孔筛筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%，规定平均粒径为1.880 mm；
测定公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量为α3为29.2%，α3为0.600 mm方孔筛上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm方孔筛筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%，规定平均粒径为0.940 mm；
测定公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量为α4为35.8%，α4为0.300 mm方孔筛上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm方孔筛筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%，规定平均粒径为0.470 mm；
按公式1计算细骨料试样的加压前平均粒径d0；
公式1；
经计算得到，加压前细骨料试样的平均粒径d0为1.290 mm；
（2）、将步骤（1）得到的孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm各方孔筛上的细骨料混匀后，得到细骨料受压试样；
（3）、按照现行行业标准《混凝土用砂石质量及检验方法标准》（JGJ 52-2006）规定的方法，测定步骤（2）得到的细骨料受压试样的表观密度ρ0为2587 g/L，紧密密度ρc0为1702g/L，空隙率为34.2%；
（4）、承压筒采用钢质，形制应符合现行行业标准《混凝土用砂石质量及检验方法标准》（JGJ 52-2006）中7.13.1条的规定，由圆筒、底盘和加压头组成，承压筒内腔尺寸为：内直径150 mm，内高100 mm；将步骤（2）得到的细骨料受压试样分二层装入承压筒内腔中，每装完一层试样后，底盘下面垫圆钢筋进行颠实，试样表面距盘底的高度应控制为100 mm，使试样填充满承压筒内腔，装好加压头并保持平正，将盛有试样的承压筒放到压力试验机上以1 kN/S速率加压至200 kN，稳定10 s，然后卸荷，取出承压筒，全部倒出筒中的试样，记为加压后的细骨料试样，称其质量m0为3006 g；
（5）、①、将步骤（4）得到的加压后的细骨料试样，置于步骤（1）所用套筛中进行筛析试验，筛析时间为5-10 min，称取各个筛子上的筛余量，孔径为2.360 mm方孔筛上的筛余量m1为202g，孔径为1.180 mm方孔筛上的筛余量m2为546 g，孔径为0.600 mm方孔筛上的筛余量m3为697 g，孔径为0.300 mm方孔筛上的筛余量m4为902 g，代入公式2，计算得到加压后的细骨料试样各个方孔筛上的筛余量的总和；
my=m1+m2+m3+m4 公式2；
公式2中，my—加压后的细骨料试样各个方孔筛上的筛余量的总和；
经计算，加压后的细骨料试样各个方孔筛上的筛余量的总和my为2347 g；
②、将步骤（4）得到的m0及步骤①得到的my代入公式3，计算得到细骨料加压出粉量；
m5= m0－my 公式3；
公式3中，m5—加压后细骨料受压试样经筛分得到0.300 mm方孔筛的筛出量，即细骨料加压出粉量；
经计算，细骨料加压出粉量m5为659 g；
③、将步骤（4）得到的m0及步骤①得到的m1代入公式4，计算得到加压后公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式4；
公式4中，αy1为加压后公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量；
经计算，加压后公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量αy1为6.7%。
④、将步骤（5）得到的m0及步骤①得到的m2代入公式5，计算得到加压后公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式5；
公式5中，αy2为加压后公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量；
经计算，加压后公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量αy2为18.2%；
⑤、将步骤（5）得到的m0及步骤①得到的m3代入公式6，计算得到加压后公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式6；
公式6中，αy3为加压后公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量；
经计算，加压后公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量αy3为23.2%；
⑥、将步骤（5）得到的m0及步骤①得到的m4代入公式7，计算得到加压后公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式7；
公式7中，αy4为加压后公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量；
经计算，加压后公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量αy4为30.0%。
⑦、将步骤（5）得到的m0及步骤②得到的m5代入公式8，计算得到加压后公称直径＜0.315 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式8；
公式8中，αy5为加压后公称直径＜0.315 mm细骨料的粒级含量；
经计算，公称直径＜0.315 mm细骨料的粒级含量αy5为21.9%；
（6）、将步骤（5）得到的αy1，αy2，αy3，αy4和αy5代入公式9，计算得到加压后细骨料试样的平均粒径；
公式9；
公式9中，dy为加压后细骨料试样的平均粒径；
0.180为公称直径＜0.315 mm的细骨料的平均直径；
经计算，细骨料试样的加压后平均粒径dy为0.990 mm；
（7）、将步骤（1）得到的d0和步骤（6）得到的dy代入公式10，计算得到细骨料试样的加压后减径率；
×100% 公式10
公式10中，μj为加压后细骨料试样的减径率；
经计算，加压后细骨料试样的减径率μj为23.3%；
（8）、按照步骤（3）所述的方法测定步骤（4）得到的加压后的细骨料试样的紧密密度ρf为1843 g/L，空隙率为28.8%；
（9）、将步骤（3）得到的和步骤（8）得到的/>代入公式11，计算得到细骨料的空隙压缩率；
100% 公式11；
公式11中，μk—细骨料的空隙压缩率，单位为%，精确至0.1%；
经计算，细骨料空隙压缩率μk为15.8%；
（10）、将步骤（5）得到的αy5，步骤（7）得到的μj和步骤（9）得到的μk代入公式12中，计算得到细骨料试样的承压性能指数；
=（1－A·λy－B·μk－C·μj）×100 公式12；
公式12中，—细骨料承压性能指数，精确至0.100；
λy—细骨料加压出粉率，细骨料加压出粉率λy取αy5数值，为21.9%；
A—出粉影响系数，当细骨料受压试样的空隙率<35%时A取0.450，/>为35-45%时A取0.400，/>为>45%时取0.350；经检测，细骨料受压试样的空隙率/>为34.2%，压碎影响系数A取0.450；
B—空隙压缩影响系数，取0.400；
C—减径影响系数，取0.300；
经计算，细骨料试样的承压性能指数为76.800。
实施例3
某花岗岩矿山尾矿得到机制砂作为混凝土细骨料，粒形为针片状、锥状、方状颗粒，检测其承压性能指数，实施步骤如下：
（1）、将细骨料试样缩分、烘干至恒重备用，将烘干的细骨料试样置于，按照孔径大在上的原则将孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm四个方孔筛组成套筛进行筛析试验，得到4.750 mm及0.300 mm两个孔径之间的细骨料受压试样，筛析时间为5-10min，同时也测定孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm各方孔筛的粒级含量；
测定公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量为α1为32.6%，α1为2.360 mm方孔筛上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm方孔筛筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%，规定平均粒径为3.750 mm；
测定公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量α2为32.3%，α2为1.180 mm方孔筛上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm方孔筛筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%，规定平均粒径为1.880 mm；
测定公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量α3为22.4%，α3为0.600 mm方孔筛上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm方孔筛筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%，规定平均粒径为0.940 mm；
测定公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量α4为12.7%，α4为0.300 mm方孔筛上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm方孔筛筛余量总量的质量百分数，单位为%，精确至0.1%，规定平均粒径为0.470 mm；
按公式1计算加压前细骨料试样的平均粒径d0；
公式1；
经计算得到，加压前细骨料试样的平均粒径d0为2.100 mm；
（2）、将步骤（1）得到的孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm各方孔筛上的细骨料混匀后，得到细骨料受压试样；
（3）、按照现行行业标准《混凝土用砂石质量及检验方法标准》（JGJ 52-2006）规定的方法，测定步骤（2）得到的细骨料受压试样的表观密度ρ0为2632 g/L、紧密密度ρc0为1337g/L，空隙率为49.2%；
（4）、承压筒采用钢质，形制应符合现行行业标准《混凝土用砂石质量及检验方法标准》（JGJ 52-2006）中7.13.1条的规定，由圆筒，底盘和加压头组成，承压筒内腔尺寸为：内直径150 mm，内高100 mm；将步骤（2）得到的细骨料受压试样分二层装入承压筒内腔中，每装完一层试样后，底盘下面垫圆钢筋进行颠实，试样表面距盘底的高度应控制为100 mm，使试样填充满承压筒内腔，装好加压头并保持平正，将盛有试样的承压筒放到压力试验机上以1 kN/S速率加压至200 kN，稳定10 s，然后卸荷，取出承压筒，全部倒出筒中的试样，即为加压后的细骨料试样，称其质量m0为2361 g；
（5）、①、将步骤（4）得到的加压后的细骨料试样，置于步骤（1）所用的套筛中进行筛析试验，筛析时间为5-10 min，称取各个方孔筛上的筛余量，孔径为2.360 mm方孔筛上的筛余量m1为681 g，孔径为1.180 mm方孔筛上的筛余量m2为692 g，孔径为0.600 mm方孔筛上的筛余量m3为491 g，孔径为0.300 mm方孔筛上的筛余量m4为274 g；代入公式2，计算得到加压后的细骨料试样在各个方孔筛上的筛余量的总和；
my=m1+m2+m3+m4 公式2；
公式2中，my—加压后的细骨料试样在各个方孔筛上的筛余量的总和；
经计算，加压后的细骨料试样在各个方孔筛上的筛余量的总和my为2138 g；
②、将步骤（4）得到的m0及步骤①得到的my代入公式3，计算得到细骨料加压出粉量；
m5= m0－my 公式3；
公式3中，m5—加压后细骨料受压试样经筛分得到0.300 mm方孔筛的筛出量，即细骨料加压出粉量；
经计算，细骨料加压出粉量m5为223g；
③、将步骤（4）得到的m0及步骤①得到的m1代入公式4，计算得到加压后公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式4；
公式4中，αy1为加压后公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量；
经计算，加压后公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量αy1为28.8%；
④、将步骤（5）得到的m0及步骤①得到的m2代入公式5，计算得到加压后公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式5；
公式5中，αy2为加压后公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量；
经计算，加压后公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量αy2为29.3%；
⑤、将步骤（5）得到的m0及步骤①得到的m3代入公式6，计算得到加压后公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式6；
公式6中，αy3为加压后公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量；
经计算，加压后公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量αy3为20.8%；
⑥、将步骤（5）得到的m0及步骤①得到的m4代入公式7，计算得到加压后公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式7；
公式7中，αy4为加压后公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量；
经计算，加压后公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量αy4为11.6%；
⑦、将步骤（5）得到的m0及步骤②得到的m5代入公式8，计算得到加压后公称直径＜0.315 mm细骨料的粒级含量；
×100% 公式8；
公式8中，αy5为加压后公称直径＜0.315 mm细骨料的粒级含量；
经计算，加压后公称直径＜0.315 mm细骨料的粒级含量αy5为9.4%；
（6）、将步骤（5）得到的αy1，αy2，αy3，αy4和αy5代入公式9，计算得到加压后细骨料试样的平均粒径；
公式9；
公式9中，dy为加压后细骨料试样的平均粒径；
0.180为公称直径＜0.315 mm的细骨料的平均直径；
经计算，加压后细骨料试样的平均粒径dy为1.900 mm；
（7）、将步骤（1）得到的d0和步骤（6）得到的dy代入公式10，计算得到细骨料试样的加压后减径率；
×100% 公式10；
公式10中，μj为加压后细骨料试样的减径率；
经计算，加压后细骨料试样的减径率μj为9.5%；
（8）、按照步骤（3）所述的方法测定步骤（4）得到的加压后的细骨料试样的紧密密度ρf为1446 g/L，空隙率为45.1%；
（9）、将步骤（3）得到的和步骤（8）得到的/>代入公式11，计算得到细骨料的空隙压缩率；
100% 公式11；
公式11中，μk—细骨料的空隙压缩率，单位为%，精确至0.1%；
经计算，细骨料空隙压缩率μk为8.3%；
（10）、将步骤（5）得到的αy5，步骤（7）得到的μj和步骤（9）得到的μk代入公式12中，计算得到细骨料试样的承压性能指数；
=（1－A·λy－B·μk－C·μj）×100 公式12；
公式12中，—细骨料承压性能指数，精确至0.100；
λy—细骨料加压出粉率，细骨料加压出粉率λy取αy5数值，为9.4%；
A—出粉影响系数，当细骨料受压试样的空隙率<35%时A取0.450，/>为35-45%时A取0.400，/>为>45%时取0.350；经检测，细骨料受压试样的空隙率/>为49.2%，压碎影响系数A取0.350；
B—空隙压缩影响系数，取0.400；
C—减径影响系数，取0.300；
经计算，细骨料试样的承压性能指数φy为90.500。
实施例4
按照本专利方法测定不同固废细骨料，然后将不同承压性能指数的细骨料试样，分别配制不同强度等级混凝土，测定其28 d强度，见表1。
表1 不同固废细骨料配制不同强度等级混凝土强度列表
由表1可知，石墨尾矿砂其承压性能指数为76.800，可以满足配制C25混凝土强度要求，其他达标率均未达到100%；大理石尾矿砂其承压性能指数为85.800，可以满足配制C50以下混凝土强度要求，其它达标率均未达到100%；花岗岩尾矿砂其承压性能指数为90.500，可以均满足配制C70以下混凝土强度要求，达标率均达到100%以上。
因此，可确定细骨料承压性能评价技术要求，见表2。
表2 细骨料承压性能指数技术要求
经过测试，实施例1所用大理石矿山石灰石质尾矿细骨料承压性能为Ⅱ类，适用于配制≤C50的混凝土；实施例2所用石墨矿山尾矿细骨料承压性能为Ⅲ类，适用于配制强度等级≤C25的混凝土；实施例3所用花岗岩矿山尾矿细骨料承压性能为Ⅰ类，适用于配制强度等级≤C70的混凝土。
综上，本发明划分的细骨料承压性能指数等级，能够更好的适用于不同强度等级的混凝土的技术要求，通过本发明提供的细骨料承压性能指数的测定方法，可根据技术要求更为高效的快速的对细骨料的承压性能进行调整。
以上实施例仅说明了本发明的几个实施方式，并不能因此而理解是对本发明专利范围的限制。应当指出，对于本领域的其他人员来说，在不脱离本发明的构思和范围的情况下，还可进行修改替换改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的专利保护范围应以所描述的根据权利要求为准。

Claims (6)

1.一种固废基细骨料承压性能指数的快速评价方法，其特征在于，所述快速评价方法包括如下步骤：
（1）、将细骨料试样经过由孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm的筛子自上而下组成的套筛进行筛析，分别得到孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm各筛子上细骨料的筛余量，根据筛余量计算得到各筛子上细骨料的粒级含量，将粒级含量代入公式1计算得到细骨料试样的平均粒径d0；
公式1；
公式1中，α1为公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量，3.750 mm为公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的平均粒径；
α2为公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量，1.880 mm为公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的平均粒径；
α3为公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量，0.940 mm为公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的平均粒径；
α4为公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量，0.470 mm为公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的平均粒径；
（2）、将步骤（1）得到的孔径为2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm各筛子上的细骨料混匀后，得到细骨料受压试样；
（3）、按照现行行业标准《混凝土用砂石质量及检验方法标准》（JGJ 52-2006）规定的方法，测定出步骤（2）得到的细骨料受压试样的空隙率；
（4）、将步骤（2）得到的细骨料受压试样进行加压，得到加压后的细骨料试样，质量为m0；
（5）、计算步骤（4）得到的细骨料试样的粒级含量，包括以下步骤：
①、将步骤（4）得到的加压后的细骨料试样，置于步骤（1）所述的套筛中进行筛析，将各个筛子上的筛余量代入公式2，计算得到筛余量的总和my；
my=m1+m2+m3+m4 公式2；
公式2中，m1—加压后的细骨料试样在孔径为2.360 mm筛子上的筛余量；
m2—加压后的细骨料试样在孔径为1.180 mm筛子上的筛余量；
m3—加压后的细骨料试样在孔径为0.600 mm筛子上的筛余量；
m4—加压后的细骨料试样在孔径为0.300 mm筛子上的筛余量；
②、将步骤（4）得到的m0和步骤①得到的my代入公式3，计算得到加压后的细骨料试样经过孔径为0.300 mm筛子的筛出量m5；
m5=m0－my 公式3；
③、将步骤（4）得到的m0及步骤①得到的m1代入公式4，计算得到加压后公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量αy1；
×100% 公式4；
④、将步骤（4）得到的m0及步骤①得到的m2代入公式5，计算得到加压后公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量αy2；
×100% 公式5；
⑤、将步骤（4）得到的m0及步骤①得到的m3代入公式6，计算得到加压后公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量αy3；
×100% 公式6；
⑥、将步骤（4）得到的m0及步骤①得到的m4代入公式7，计算得到加压后公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量αy4；
×100% 公式7；
⑦、将步骤（4）得到的m0及步骤②得到的m5代入公式8，计算得到加压后公称直径＜0.315 mm细骨料的粒级含量αy5；
×100% 公式8；
（6）、将步骤（5）得到的，/>，/>，/>和/>代入公式9，计算加压后细骨料试样的平均粒径dy；
公式9；
公式9中，0.180为公称直径＜0.315 mm的细骨料的平均直径；
（7）、将步骤（1）得到的d0和步骤（6）得到的dy代入公式10，计算得到加压后细骨料试样的减径率μj；
×100% 公式10；
（8）、按照步骤（3）所述的方法测定步骤（4）得到的加压后的细骨料试样的空隙率；
（9）、将步骤（3）得到的和步骤（8）得到的/>代入公式11，计算得到细骨料的空隙压缩率μk；
100% 公式11；
（10）、将步骤（7）得到的μj和步骤（9）得到的μk代入公式12，计算得到细骨料试样的承压性能指数；
=（1－A·λy－B·μk－C·μj）×100 公式12；
公式12中，λy—细骨料加压出粉率；λy取步骤（5）得到的αy5的数值；
A—出粉影响系数，取0.450，0.400或0.350；
B—空隙压缩影响系数，取0.400；
C—减径影响系数，取0.300。
2.根据权利要求1所述的快速评价方法，其特征在于，步骤（1）中，所述公称直径为5.000-2.500 mm细骨料的粒级含量为2.360 mm筛子上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm筛子筛余量总量的质量百分数；
所述公称直径为2.500-1.250 mm细骨料的粒级含量为1.180 mm筛子上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm筛子筛余量总量的质量百分数；
所述公称直径为1.250-0.630 mm细骨料的粒级含量为0.600 mm筛子上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm筛子筛余量总量的质量百分数；
所述公称直径为0.630-0.315 mm细骨料的粒级含量为0.300 mm筛子上的筛余量占2.360 mm，1.180 mm，0.600 mm和0.300 mm筛子筛余量总量的质量百分数。
3.根据权利要求1所述的快速评价方法，其特征在于，步骤（4）中，所述加压采用以下步骤：将步骤（2）得到的细骨料受压试样分两层置于承压筒，进行加压，得到加压后的细骨料试样。
4.根据权利要求3所述的快速评价方法，其特征在于，所述加压的速率为1 kN/S，力度为200 kN，时间为10 s。
5.根据权利要求1所述的快速评价方法，其特征在于，步骤（10）中，当步骤（3）得到的<35%时，A取0.450；当步骤（3）得到的/>为35-45%时，A取0.400；当步骤（3）得到的/>>45%时，A取0.350。
6.根据权利要求1-5任一项所述的快速评价方法，其特征在于，所述＞90时，所述细骨料适用于配制强度等级≤C70的混凝土；所述/>为90-80时，所述细骨料适用于配制强度等级≤C50的混凝土；所述/>＜80时，所述细骨料适用于配制强度等级≤C25的混凝土。
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