14轻集料.docx
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14轻集料
本细则按照标准GB/T17431.1-1998和GB/T17431.2-1998编写。
4.1轻集料的定义、分类及适用范围
4.1.1轻集料的定义
堆积密度不大于1100kg/m3轻粗集料和堆积密度不大于1200kg/m3的轻细集料的总称。
4.1.2轻集料的分类
4.1.2.1轻集料分类方法较多，可按其材料属性、材料来源和材料粒型分类。
1）按材料属性分：
有机轻集料和无机轻集料；
2）按材料来源分：
工业废料轻集料、天然轻集料和人造轻集料；
3）按材料粒型分：
圆球型、普通型和碎石型轻集料。
4.1.3适用范围
轻集料主要用以配制轻集料保温混凝土、保温砂浆、耐火混凝土等，亦可用作保温、隔音松散填充材料。
4.2轻集料的技术指标
4.2.1颗粒级配
4.2.1各种轻集料的颗料级配符合表1的要求，但人造轻粗集料的最大粒径不宜大于20.0mm。
4.2.3轻细集料的细度模数宜在2.3-4.0范围内。
表1颗粒级配
编号
轻集料种类
级配类别
公称粒级mm
各号筛的累计筛余（按质量计）%
筛孔尺寸mm
40.0
31.5
20.0
16.0
10.0
5.00
2.50
1.25
0.630
0.315
0.160
1
细集料
-
0-5
0
0-10
0-35
20-60
30-80
65-90
75-100
2
粗集料
连续粒级
5-40
0-10
-
40-60
-
50-85
90-100
95-100
3
5-31.5
0-5
0-10
-
40-75
-
90-100
95-100
4
5-20
-
0-5
0-10
-
40-80
90-100
95-100
5
5-16
-
-
0-5
0-10
20-60
85-100
95-100
6
5-10
-
-
-
0
0-15
80-100
95-100
7
单粒级
10-16
-
-
0
0-15
85-100
90-100
注：
公称粒级的上限，为该粒级的最大粒径
4.2.2堆积密度
轻集料按堆积密度划分的密度等级应符合表2的要求。
轻集料的匀质性指标，以堆积密度的变异系数计，不应大于0.10。
表2密度等级
密度等级
堆积密度范围kg/m3
轻粗集料
轻细集料
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
-
-
-
-
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
110-200
210-300
310-400
410-500
510-600
610-700
710-800
810-900
910-1000
1010-1100
1110-1200
4.2.3筒压强度与强度标号
不同密度等级超轻粗集料的筒压强度应不低于表3的规定。
表3超轻粗集料筒压强度
超轻集料品种
密度等级
筒压强度
优等品
一等品
合格品
粘土陶粒
页岩陶粒
粉煤灰陶粒
200
0.3
0.2
300
0.7
0.5
400
1.3
1.0
500
2.0
1.5
其他超轻粗集料
≤500
-
4.2.4不同密度等级的普通轻粗集料的筒压强度应不低于表4的规定。
4.2.5不同密度等级高强轻粗集料的筒压强度和强度标号均应不低于表5的规定。
4.2.6吸水率与软化系数:
不同密度等级轻粗集的吸水率应不大于表6的规定。
4.2.8软化系数
人造轻粗集料和工业废料轻粗集料的软化系数应不小于0.8；天然轻粗集料的软化系数应不小于0.7,轻细集料的吸水率和软化系数不作规定。
表4普通轻粗集料筒压强度
轻集料品种
密度等级
筒压强度
优等品
一等品
合格品
粘土陶粒
页岩陶粒
粉煤灰陶粒
600
3.0
2.0
700
4.0
3.0
800
5.0
4.0
900
6.0
5.0
浮石
火山渣
煤渣
600
-
1.0
0.8
700
-
1.2
1.0
800
-
1.5
1.2
900
-
1.8
1.5
自燃煤矸石
膨胀矿渣珠
900
-
3.5
3.0
1000
-
4.0
3.5
1100
-
4.5
4.0
表5高强轻粗集料的筒压强度和强度标号
密度等级
筒压强度
强度标号
600
4.0
25
700
5.0
30
800
6.0
35
900
6.5
40
4.2.9粒型系数
不同粒型轻粗集料的粒型系数应符合表7的规定。
4.2.10有害物质含量
轻集料有害物质含量应符合表8的规定
表6轻粗集料的吸水率
类别
轻集料品种
密度等级
吸水率，%
超轻集料
粘土陶粒
页岩陶粒
粉煤灰陶粒
200
30
300
25
400
20
500
15
普通轻集料
粘土陶粒
页岩陶粒
600-900
10
粉煤灰陶粒
600-900
22
煤渣
600-900
10
自燃煤矸石
600-900
10
膨胀矿渣珠
900-1100
15
天然轻集料
-
不作规定
高强轻集料
粘土陶粒
页岩陶粒
600-900
8
粉煤灰陶粒
600-900
15
表7轻粗集料的粒型系数
轻集料粒型
平均粒型系数
优等品
一等品
合格品
圆球型≤
1.2
1.4
1.6
普通型≤
1.4
1.6
2.0
碎石型≤
-
2.0
2.5
注：
轻集料粒型的分类及其定义见JGJ51
表8有害物质含量
项目名称
质量指标
备注
煮沸质量损失，%
5
烧失量，%
5
天然轻集料不作规定；用于无筋混凝土的煤渣允许达20
硫化物和硫酸盐含量
（按SO3计），%
1.0
用于无筋混凝土的自燃煤矸石允许含量≤1.5
含泥量，%
3
结构用轻集料≤2；不允许含有粘土块
有机物含量
不深于标准色
放射性比活度
符合GB9196规定
煤渣、自燃煤矸石应符合GB6763的规定
4.3试验方法
4.3.1取样要求
4.3.1.1应从每批产品中抽取有代表性的试样。
4.3.1.2初次抽取的试样应不少于10份，其总料量应多于试验用料量（按表4-1）的1倍。
4.3.1.3初取试样应在下列场合抽取：
1）生产企业中进行常规检验时，应在通往料仓或料堆的运输机的整个宽度上，在一定的时间间隔内抽取；
2）对均匀料堆进行取样时，以200m3为一批，不足一批亦按一批论。
试样可从料堆锥体从上到下的不同部位、不同方向任选10个点抽取。
但要注意避免抽取离析的及面层的材料；
3）从袋装料和散装料（车、船）抽取试样时，应从10个不同位置和高度（或料袋）中抽取。
4.3.1.4初次抽取的试样拌合均匀后，按四分法缩减到试验所需的用料量（表4-1）。
表4-1轻集料各项试验试样用量表
序号
试验项目
试样用量（L）
细集料
粗集料
Dmax≤20mm
Dmax＞20mm
1
颗粒级配（筛分析）
2
10
20
2
堆积密度
5
30
40
3
筒压强度
—
5
5
4
吸水率
—
4
4
5
软化系数
—
10
10
6
粒型系数
—
2
2
4.3.2颗粒级配测定
4.3.2.1仪器设备
1）烘箱—能控制温度在（105±5）℃范围内；
2）台秤—称量粗集料用10kg台秤，感量5g；称量细集料用5kg托盘天平，感量5g；
3）筛子—筛分粗集料用圆孔筛，筛孔直径为40.0、31.5、20.0、16.0、10.0、和5.0mm，并附有筛底和筛盖；筛分细集料用圆孔筛和方孔筛，筛孔规格为10.0、5.00、2.50、1.25、0.630、0.315、0.160mm，并附有筛底和筛盖；
4）摇筛机—电动振动筛，振幅为（5±0.1）mm,频率为（50±3）Hz；
5）搪瓷盘、毛刷。
4.3.2.2试验步骤
1）筛分粗集料最大粒径小于或等于20mm时取10L；最大粒径大于20mm时取20L、细骨料取2L，置于烘箱中烘至恒重。
将恒重试样分成两等份，分别称取试样的质量；
2）筛子按孔径从大到小顺序叠置，附上筛底，将一份试样倒入最上层大孔径的筛里，加盖,按顺序过筛；
3）细集料筛分可用振动摇筛机振动过筛10min，取下继续用手筛，直至每分钟通过量小于试样总量的0.1%即可，然后称量每号筛的筛余量。
试样在各号筛上的筛余量均不得超过0.4L；否则，应将该筛余试样分成两份，再次进行筛分，并以其筛余量之和作为该号筛的筛余量。
4.3.2.3试验结果计算及评定
1）计算分计筛余百分率，即每号筛上的筛余量除以试样重量的百分率，计算精确至0.1%。
2）计算累计筛余百分率，即每号筛上的分计筛余百分率加上大于该号筛上的分计筛余百分率之总和，计算精确至1%。
3）筛分后如每号筛上的筛余量与底盘上的筛余量之和与原试样质量相差超过1%时，须重新取样重做试验。
4）轻细集料的细度模数按下式计算，精确至0.1
（A2+A3+A4+A5+A6）－5A1
Mx=………………………（4-1）
100－A1
式中
Mx—轻细集料的细度模数；
A1、A2、A3、A4、A5、A6—分别为5.00mm、2.50mm、1.25mm、0.630mm、0.315mm、0.160mm各筛上的累计余百分数。
5）颗粒级配的结果评定，以两次试验结果的算术平均值为测试值。
两次试验结果得的细度模数之差大于0.20时,应重新取样进行试验。
4.3.3堆积密度测定
堆积密度是指轻集料在自然堆积状态下，单位体积的重量。
4.3.3.1仪器设备
1）磅秤—最大称量50kg，感量50g；
2）托盘天平—最大称量5kg，感量5g；
3）烘箱—能控制温度在（105±5）℃范围内；
4）容量筒—金属制成，容积为10L、5L、1L等；
5）直尺、勺、铲等工具。
4.3.3.2试验步骤
1）取粗集料30～40L或细集料5L，放入烘箱中烘干至恒重，各分成二份备用；
2）用取样勺或小铲将试样从离容器口上方50mm处自由均匀下落装入容量筒内，装满后使容量筒上部呈锥体形，用直尺沿容量筒边缘从中心向两边刮平，表面凹陷处用较小的集料填平并称重（m1）。
4.3.3.3结果计算及评定
1）堆积密度按下式计算，精确至10kg/m3；
m-m1
ρ=×1000……………………………………（4-2）
V
式中
ρ—堆积密度，kg/m3；
m—试样和容量筒的质量，kg；
m1—容量筒的质量，kg；
V—容量筒的容积，L。
2）堆积密度取二次试验的算术平均值作为测试值。
4.3.4筒压强度测定
4.3.4.1仪器设备
1）承压筒—由圆柱形筒体、筒底、冲压模和导向筒三部分组成，筒体用无缝钢管制成，筒体内表面和冲压模底面须经渗碳处理。
筒底可拆卸，并装有把手。
冲压模外表面有刻度线，以控制装料高度和压入深度；
2）压力机—根据筒压强度大小选择，测定荷载大小宜位于压力机表盘读数的20%～80%的范围内，一般选择（300～600）kN压力机；
3）托盘天平—称量5kg，感量5g；
4）烘箱—能控制温度在（105±5）℃范围内。
4.3.4.2试验步骤
1）筛取10～20mm粒级（粉煤灰陶粒允许采用10～15mm粒级）的试样5L，其中10～15mm粒径的体积含量应占50%～70%；
2）用带底承压筒分别三次装满测定松散料重，取其算术平均值。
将测得的平均松散料重乘以填充系数作为试样量；不同轻集料的填充系数分别为：
天然轻集料和煤渣（1.15）;粉煤灰陶粒和轻陶粒（1.05）;其它轻集料（1.00）。
3）把按上述称取的试样量，装入承压筒，先用木锤沿筒壁四周轻敲数次，然后加上导向筒和冲压模，并放在压力机的下压板中心位置，以每秒（300～500）N的压力匀速加荷。
当冲压模压入深度20mm时，记录压力值。
4.3.4.3结果计算与评定
1）结果计算：
粗集料筒压强度按下式计算，精确至0.1MPa
P
fa=…………………………………………………（4-3）
F
式中
fa—粗集料筒压强度，MPa；
P—压入深度为20mm时的压力值，N；
F—承压面积（即冲压模面积F=10000mm2）。
2）结果评定：
粗集料筒压强度以三次试验结果的算术平均值作为测试值。
若三次试验结果中最大值与最小值之差大于平均值的15%时，须重新取样重作试验。
4.3.5吸水率测定
测定轻粗骨料干燥状态的吸水率，是为评定其质量和确定混凝土拌合物附加水量提供依据。
4.3.5.1仪器设备
1）托盘天平—称量1kg，感量1g；
2）烘箱—能控制温度在（105±5）℃范围内；
3）筛孔为5.00mm的圆孔筛；
4）容器、瓷盘、毛巾等。
4.3.5.2试验步骤
1）取试样4L，过5.00mm筛，取筛余试样烘至恒重备用；
2）将试样拌合均匀，分成三等份，称出每份质量，放入盛水容器中，如有颗粒漂浮，必须将其压入水中。
试样浸水1h，将其倒入5.00mm筛中，滤水1～2min，然后倒在拧干的湿毛巾上，用手抓住毛巾两端，使其呈槽形，让集料在毛巾上往返滚动四次，将其倒入瓷盘里，拧开毛巾，再重复上述步骤一次，然后称量。
4.3.5.3结果计算与评定
1）结果计算：
粗集料1h吸水率按下式计算，精确至0.1%
m1-m0
ωa=×100%…………………………………………（4-4）
m0
式中
ωa—粗集料1h吸水率，%；
m1—浸水1h试样质量，g；
m0—原称取烘干试样质量，g。
2）结果评定：
取三次试验结果的算术平均值作为试验测试结果。
4.3.6软化系数测定
轻粗集料软化系数是指轻粗集料浸水1h的筒压强度与干燥状态的轻粗集料筒压强度的比值。
用它来作为评定轻粗集料的软化程度和生烧程度的质量的检验。
4.3.6.1仪器设备
1）承压筒、烘箱、压力机；
2）天平—称量5kg，感量5g；称量2kg，感量2g；
3）5.00mm圆孔筛；容器、毛巾、瓷盘等。
4.3.6.2试验步骤
1）筛取10～20mm粒级（粉煤灰陶粒允许采用10～15mm的粒级超轻陶粒按5～10mm或5～20mm粒级）的试样10L，其中10～15mm粒径的体积含量应占50%～70%，其中5L按吸水率试验方法，浸水制备成面干饱和试样；
2）按筒压强度测定方法，测定其干燥状态的筒压强度值f0（MPa）；
3）按轻粗集料吸水率测定方法，制备浸水1h的浸水试样并测定其浸水1h的面干饱和试样的筒压强度ft（MPa）。
4.3.6.3结果计算及评定
1）粗集料软化系数按下式计算，精确至0.1MPa
ft
ψ=………………………………………………………（4-5）
f0
式中
ψ—轻粗集料软化系数，精确至0.01；
f1—浸水1h的面干饱和粗集料筒压强度，MPa；
f1—干燥状态下粗集料筒压强度值，MPa。
2）结果评定：
软化系数取三次试验结果的算术平均值为测定值。
4.3.7粗集料粒型系数
本方法适用于测定轻集料颗粒的长向最大尺寸与中间截面最小尺寸，以计算其粒型系数。
4.3.7.1仪器设备
1）游标卡尺；
2）容量筒—容积1L。
4.3.7.2试验步骤
1）取试样1～2L，用四分法缩分,随机拣出50粒。
用游标卡尺量取每个颗粒的长向最大尺寸和中间截面处的最小尺寸，精确至1mm；
2）每颗的粒型系数按下式计算，精确至0.1；
Dmax
Ke′=……………………………………………………（4-6）
Dmin
式中
Ke′—每颗粗集料的粒型系数；
Dmax—粗集料颗粒长向最大尺寸，mm；
Dmin—粗集料颗料中间截面最小尺寸，mm。
4.3.7.3结果计算与评定
1）粗集料粒型系数按下式计算，精确至0.1
nKe,＇
Ke=Σ ……………………………………………………（4-7）
i=1n
式中
Ke—粗集料的粒型系数；
Ke＇—某一颗粒的粒型系数；
n—被测试样的颗粒数，n=50。
粗集料粒型系数取两次试验结果的算术平均值作为测定值。
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