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人工砂应用技术
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1  总则
1.0.1  为贯彻国家及北京市有关资源、环境和技术经济政策,应对北京市建设用砂资源短缺的形势,合理利用铁尾矿和建筑垃圾等废弃资源,满足工程建设用砂需求,制定本规程。
1.0.2  本规程适用于使用人工砂或混合砂生产混凝土、砂浆等水泥制品。
1.0.3  人工砂在建筑工程中应用时,除执行本规程外,尚应符合国家和北京市有关现行标准的规定。
 
2  术语
2.0.1  人工砂  manufactured sand
经除土处理,由机械破碎、筛分制成的,粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或建筑垃圾颗粒,但不包括软质、风化的颗粒,亦称机制砂。
2.0.2  铁尾矿砂  iron tailings sand
由铁矿石经磨细、分选后产生的人工砂。
铁尾矿砂按细度模数分为细砂和特细砂两种规格,细度模数为2.2~1.6的为铁尾矿细砂,细度模数为1.5~0.7的为铁尾矿特细砂。
2.0.3  再生细骨料  recycled fine aggregate
由建筑垃圾中的混凝土、砂、石或砖瓦加工而成的人工砂。
2.0.4  混合砂  mixed sand
由人工砂与天然砂或多种人工砂混合配制成的砂。
2.0.5  石粉含量  fine content
人工砂或混合砂中粒径小于75μm的颗粒含量。
2.0.6  亚甲蓝(MB)值  methylene blue value
用于判定人工砂或混合砂中粒径小于75μm颗粒的吸附性能的指标。
 
3  基 本 规 定
3.0.1  人工砂及其制品的放射性应符合《建筑材料放射性核素限量》GB 6566的规定。
3.0.2  人工砂的选用应符合其所制备的混凝土、砂浆及其他水泥制品的性能要求。
3.0.3  用矿山尾矿、建筑垃圾生产人工砂,其生产和应用应符合我国环保和安全相关标准和规范,不应对人体、生物、环境及混凝土、砂浆等水泥制品的性能产生有害影响。
 
4  人工砂的技术要求、检验规则、运输和储存
4.1  技术要求
4.1.1 除铁尾矿砂和再生细骨料外,制备混凝土、砂浆等水泥制品的人工砂应符合《建设用砂》GB/T 14684的规定。
4.1.2 制备混凝土、砂浆等水泥制品的再生细骨料应符合《混凝土和砂浆用再生细骨料》GB/T 25176和《再生骨料应用技术规程》JGJ/T 240的规定。
4.1.3 制备混凝土、砂浆等水泥制品的铁尾矿砂,其颗粒级配应符合表4.1.1的规定。颗粒级配中除4.75mm和600μm筛档外,可以略有超出,但各级累计筛余量不得超出总和的5%。
表4.1.1  铁尾矿砂的颗粒级配
类  别 方筛孔尺寸 4.75mm 2.36mm 1.18mm 600μm 300μm 150μm
细  砂 累计筛余/ % 10~0 15~0 25~0 40~16 85~55 94~75
特细砂  5~0 15~0 20~0 25~2 55~20 90~30

4.1.4  铁尾矿砂的石粉含量和泥块含量应符合表4.1.2的规定。
表4.1.2  铁尾矿砂的石粉含量和泥块含量
项目 指标
石粉含量(MB值≤1.4或快速法试验合格)a  /% ≤15.0
石粉含量(MB值>1.4或快速法试验不合格)/% ≤5.0
泥块含量/% ≤1.0
a此指标根据使用地区和用途,进行试验验证后,可由供需双方协商确定。

4.1.5  铁尾矿砂中不应混有草根、树叶、树枝等杂物,如含有云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、氯盐等,其含量应符合表4.1.3的规定。
表4.1.3  铁尾矿砂中有害物质限量
项目 指标
云母/% ≤2.0
轻物质/% ≤1.0
有机物 合格
硫化物及硫酸盐(以SO3质量计)/% ≤0.5
氯化物(以氯离子质量计)/% ≤0.02

4.1.6  采用硫酸钠溶液进行试验,铁尾矿砂的质量损失应不大于10%。铁尾矿细砂的压碎指标应不大于30%。
4.1.7  铁尾矿砂的碱集料反应和放射性应符合《建设用砂》GB/T 14684的规定。
4.1.8  铁尾矿砂的松散堆积密度、表观密度、含水率、饱和面干吸水率不作具体规定,当用户需要时,应报告其实测值。
4.2  检验规则
4.2.1  人工砂或混合砂的出厂检验项目包括颗粒级配、泥块含量、石粉含量(含亚甲蓝MB值)、坚固性和松散堆积密度。
4.2.2  人工砂或混合砂的型式检验项目包括颗粒级配、石粉含量(含亚甲蓝MB值)、泥块含量、有害物质、坚固性和碱集料反应。有下列情形之一时,应进行型式检验:
a) 原材料产源或生产工艺发生变化时;
b) 停产一个月或更长时间后恢复生产时;
c) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时;
d) 正常生产时,每年进行一次。
4.2.3  人工砂或混合砂进场时,应按规定批次检查型式检验报告、出厂检验报告及合格证等质量证明文件。
4.2.4  人工砂或混合砂的出厂检验和型式检验的组批规则为:
a) 按同分类、规格、类别及日产量每600t或400m3为一批;
b) 日产量超过2000t,按1000t为一批或600m3,不足1000t或600m3亦为一批。
4.2.5  人工砂或混合砂检验结果的判定规则为:
a) 检验结果均符合本规程第4.1节规定的,可判为该批产品合格;
b) 若检验结果有一项指标不符合本规程第4.1节规定时,则应从同一批产品中加倍取样,对该项进行复验。复验后,若检验结果符合本规程第4.1节的规定,可判为该产品合格,否则判为不合格。若检验结果有两项及以上不符合本规程第4.1节的规定时,则判该批产品不合格。

4.3  运输和储存
人工砂或混合砂的运输和储存应按《建设用砂》GB14684第9章的规定执行,并宜在储存和运输过程中应采取适当措施,防止离析。
 
5  人工砂预拌混凝土
5.1  一般规定
5.1.1  符合本规程4.1节规定的人工砂或混合砂可直接用于制备预拌混凝土。
5.1.2  当人工砂的颗粒级配不满足本规程4.1节的规定时,可将人工砂与天然砂或将多种人工砂掺配使用,按式5.1.1将人工砂调整为细度模数2.4~2.8的混合砂,并充分混合。
  式5.1.1
式中, —— 第 种砂的细度模数;
  —— 第 种砂占混合砂的质量比例,%。
5.1.3  用于制备预拌混凝土的水泥应符合《通用硅酸盐水泥》GB 175的要求。
5.1.4  用于制备预拌混凝土的粗骨料应符合《建设用卵石、碎石》GB/T 14685和《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52的规定。
5.1.5  用于制备预拌混凝土的粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和硅灰应分别符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T 18046和《砂浆和混凝土用硅灰》GB/T 27690的规定,采用其他矿物掺合料时应进行试验验证。
5.1.6  用于制备预拌混凝土的外加剂应符合《混凝土外加剂》GB 8076和《混凝土外加剂应用技术规范》GB 50119的规定。
5.1.7  用于制备预拌混凝土的拌合用水应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ 63的规定。
5.2  配合比设计
5.2.1 人工砂预拌混凝土的配合比设计应采用《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55的规定,并按绝对体积法计算。
5.2.2 单独采用铁尾矿细砂制备预拌混凝土时,同强度等级混凝土的水灰比可适当增加,增加量由试验确定。
5.2.3单独采用铁尾矿细砂或采用铁尾矿细砂占总砂质量比例高于40%的混合砂制备预拌混凝土时,胶凝材料总量宜在《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55规定的基础上适当提高,增加量由试验确定。
5.2.4 采用铁尾矿混合砂制备预拌混凝土时,混合砂中铁尾矿特细砂的质量比例宜按表5.2.1的要求控制,细度模数低的取下限。
表5.2.1不同强度等级混凝土中特细砂
混凝土强度等级 ≤C20 C25~C30 C35~C45
特细砂比例/% 30~60 20~50 10~40

5.2.5 单独采用再生细骨料制备预拌混凝土时,应按《再生骨料应用技术规程》JGJ/T 240的规定进行配合比设计。
5.2.6 对于有抗冻、抗渗、抗氯离子、抗硫酸盐侵蚀、抗碳化等耐久性要求的混凝土,预拌混凝土的配合比设计尚应符合《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476和《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55的规定。
5.2.7 人工砂预拌混凝土的砂率应根据人工砂的细度模数和石粉含量、水灰比及其他材料性能经试验确定。当人工砂为细砂或其石粉含量高时,宜采用较低砂率。
5.2.8 对有抗裂性能要求的混凝土,预拌混凝土应通过混凝土抗裂性和早期收缩性能试验优选配合比。
5.2.9 预拌混凝土拌合物凝结时间应满足施工技术要求,并进行拌合物坍落度经时损失试验,泵送施工预拌混凝土的经时坍落度损失不宜大于30mm/h。
5.2.10 当人工砂的品种或质量发生变化,存在较大波动,或混凝土性能指标有特殊要求,或混凝土生产间断30d以上,应重新进行预拌混凝土的配合比设计。
5.3  制备和运输
5.3.1  人工砂预拌混凝土原材料的储存和计量应符合《混凝土质量控制标准》GB 50164、《混凝土结构工程施工规范》GB 50666、《预拌混凝土》GB/T 14902和《预拌混凝土生产管理规定》DB 11/642、《预拌混凝土质量管理规定》DB 11/385的规定,且每种人工砂应单独储存。宜在预拌混凝土制备过程中完成混合砂的配制,并应适当延长预拌混凝土的搅拌时间。
5.3.2  人工砂预拌混凝土的性能及试验应按照《预拌混凝土》GB/T 14902、《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081、《混凝土质量控制标准》GB 50164、《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082和《预拌混凝土生产管理规定》DB 11/642、《预拌混凝土质量管理规定》DB 11/385的规定进行。
5.3.3  人工砂预拌混凝土的搅拌和运输应符合《混凝土质量控制标准》GB 50164、《混凝土结构工程施工规范》GB 50666、《预拌混凝土》GB/T 14902和《预拌混凝土质量管理规定》DB 11/385的规定。
5.4  浇筑和养护
5.4.1 人工砂预拌混凝土的浇筑和养护应符合《混凝土质量控制标准》GB 50164、《混凝土结构工程施工规范》GB 50666和《预拌混凝土质量管理规定》DB 11/385中养护时间的上限规定。
5.5  施工和质量验收
5.5.1 人工砂预拌混凝土的施工质量验收应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的规定。
 
6  人工砂预拌砂浆
6.1 一般规定
6.1.1 人工砂或混合砂可用于制备预拌砌筑砂浆、抹灰砂浆和地面砂浆,采用再生细骨料或含有再生细骨料的混合砂制备的地面砂浆不宜用于地面面层。
6.1.2 用于制备预拌砂浆的人工砂,石粉含量应保持稳定。
6.1.3 采用混合砂制备预拌砂浆时,宜在砂浆制备过程中配制混合砂,混合前应按不同砂种分别堆放。
6.1.3 人工砂预拌砂浆的其他原材料应符合《预拌砂浆》GB/T 25181的规定,再生细骨料预拌砂浆的其他原材料还应符合《再生骨料应用技术规程》JGJ/T 240的规定。
6.2 配合比设计
6.2.1人工砂预拌砂浆的配合比设计应符合《预拌砂浆应用技术规程》JGJ/T 223的规定,再生细骨料预拌砂浆配合比设计还应符合《再生骨料应用技术规程》JGJ/T 240的规定。
6.3 制备和施工
6.3.1 人工砂预拌砂浆的制备应符合《预拌砂浆》GB/T 25181的规定。
6.3.2人工砂预拌砂浆的施工应符合《预拌砂浆应用技术规程》JGJ/T 223的规定。
6.4 施工质量验收
6.4.1 人工砂预拌砂浆的施工质量应符合《预拌砂浆应用技术规程》JGJ/T 223的规定。
6.4.2 当人工砂预拌砂浆用于建筑砌体结构时,其施工质量还应符合《砌体结构设计规范》GB 50003和《砌体工程施工质量验收规范》GB 50203的规定。

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