砂试验作业指导书

砂试验作业指导书

砂试验作业指导书

砂试验作业指导书

1目的

1.1为了规范土建试验室对砂检验的工作程序，实现标准化操作，特制定此作业指导

书。

2适用范围

本作业指导书适用于工业与民用建筑和构筑中水泥砼及制品用的砂，道路工程与水

利工程可参照本法。

3编制依据

3.1GB/T14684-2001《建筑用砂》

3.2JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》

4作业项目概述

4.1天然砂----由自然条件作用而形成的，•粒径在5mm以下的岩石颗粒。

4.2含泥量-----粒径小于80µm颗粒的含量。

4.3泥块含量-----砂中粒径大于1.25mm，经水洗、手捏后变成小于630µm颗粒的含量；

粗骨料中粒径大于5mm，经水洗、手捏后变成小于2.5mm的颗粒含量。

4.4坚固性----在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。

4.5轻物质----砂中相对密度小于2000kg/m3的物质。•

4.6碱活性集料----能与水泥或混凝土中的碱发生化学反应的集料。

4.7表观密度-----集料颗粒单位体积（包括内封闭孔隙）的质量。

4.8紧密密度-----集料按规定方法颠实后单位体积的质量。

4.9堆积密度-----集料在自然堆积状态下单位体积的质量。

5检测准备

5.1人员

凡从事本试验的人员，都必须经过专业技术培训，且考核合格，并取得相应的上岗

证书。

5.2设备仪器

摇筛机；放大镜；钢针；烧杯；玻璃棒；方孔径5mm筛；电子天平（称量500g，

感量0.01g）；电子天平（称量1000g，感量1g）；烘箱；方孔套筛；孔径80µm和1.25mm筛各一个；浅盘；容量筒（内径108mm，净高109mm，•筒壁厚2mm，容积约为1L，筒底厚为5mm）；李氏瓶。氢氧化钠溶液3％、硫酸、酒精等。

6检测条件

试验室的温度应保持在15℃～30℃。

7检测顺序

砂试验作业指导书

7.1取样方法

7.1.1在料堆上取样时，取样部位应均匀分布。取样前先将取样部位表面铲除，•然后

由各部位抽取大致相等的砂共8份，组成一组样品。

7.1.2从皮带运输机上取样时，应在皮带运输机机尾的出料处用接料器定时抽取砂4份

组成一组样品。

7.1.3从火车、汽车、货船上取样时，从不同部位和深度取大致相等的砂8份，组成一

组样品。

7.2试验步骤7.2.1颗粒级配

7.2.1.1按规定取样,并将试样缩分至约1100g，放在烘箱中于105±5）℃下烘干至恒

重，待冷却至室温后，筛除大于9.50mm的颗粒（并算出其筛余百分率），分为大致相等的两份备用。

7.2.1.2称取试样500g，精确至1g。将试样倒入按孔径大小从上到下组合的套筛（附

筛底）上，然后进行筛分。

7.2.1.3将套筛置于摇筛机上,摇10min;取下套筛,按筛孔大小顺序再逐个用手筛,筛

至每分钟通过量小于试样总量0.1%为止。

7.2.1.4称出各号筛的筛余量，精确至1g,，试样在各筛上的筛余量不得超过按式(1)

计算出的量，超过时应按下列方法之一处理。

G=A×d1/2/200（1）

砂试验作业指导书

式中：G——在一个筛上的筛余量，g；

A——筛孔面积，mm2；

D——筛孔尺寸mm。

A）将该粒级试样分成少于按式（1）计算出的量，分别筛分，并以筛余量之和

作为该号筛的筛余量。

B）将该粒级及以下各粒级的筛余混合均匀，称出其质量，精确至1g。再用四

分法缩分为大致相等的两份，取其中一份，称出其质量，精确至1g，继续

筛分。计算该粒级及以下各粒级的分计筛余量时应根据缩分比例进行修

正。

7.2.1.5结果计算与评定

A.

B.计算分计筛余百分率：各号筛的筛余量与试样总量之比，计算精确至0.1%。计算累计筛余百分率：该号筛的筛余百分率加上该号筛以上各筛余百分率之

和，计算精确至0.1%。筛分后，如每号筛的筛余量与筛底的剩余量之和同原

试样质量之差超过1%时，须重新试验。

C.砂的细度模数按式(2)计算,精确至0.01：

Mx=（A2+A3+A4+A5+A6）-5A1/100-A1（2）

式中：Mx——细度模数；

A1、A2、A3、A4、A5、A6——分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、

300μm、150μm筛的累计筛余百分率。

D.累计筛余百分率取两次试验结果的算术平均值，精确至1%。细

度模数取两次试验结果的算术平均值，精确至0.1；如两次试验的

细度模数之差超过0.20时，须重新试验。

7.2.2云母量测定砂中的近似百分含量

7.2.2.1按规定取样,并将试样缩分至约150g，放在烘箱中于(105±5)℃下烘干至恒

重，待冷却至室温后，筛除大于4.75mm及小于300μm的颗粒备用。

7.2.2.2称取试样15g，精确至0.01g。将试样倒入搪瓷盘中摊开，在放大镜下用钢针

挑出全部云母，称出云母质量，精确至0.01g。

7.2.2.3结果计算与评定

云母含量按式下式计算，精确至0.1%：

ωm=m/m0×100%

式中：ωm——云母含量，%；

m0——烘干试样质量，g；

砂试验作业指导书

m——云母质量，g；

7.2.3有机物---测定天然砂中的有机物含量是否达到影响砼质量的程度。

7.2.3.1按规定取样,并将试样缩分至约500g，风干后,筛除大于4.75mm备用。

7.2.3.2向250mL容量筒中装入风干试样至130mL刻度处，然后注入浓度为3%的氢

氧化钠溶液至200mL刻度处，加塞后剧烈摇动，静止24h。

7.2.3.3比较试样上部的溶液和标准溶液的颜色，盛装标准溶液与盛装试样的容量筒大

小应一致。

7.2.3.4结果评定

试样上部的溶液颜色浅于标准溶液颜色时，则表示试样有机物含量合格，若两种溶液的颜色接近,应把试样连同上部溶液一起倒入烧杯中，放在60℃～70℃的水浴中，加热2h～3h，然后再与标准溶液比较，如浅于标准溶液，则认为有机物含量合格；如深于标准溶液，则应对配制成的水泥砂浆作进一步试验。即将一份原试样用3%氢氧化钠溶液洗除有机质，再用清水淋洗干净，与另一份原试样分别按相同的配合比按GB/T17671制成水泥砂浆，测定28d的抗压强度。当原试样制成的水泥砂浆强度不低于洗除有机物后试样制成的水泥砂浆强度的95%时，则认为有机物含量合格。

7.2.4坚固性--适用于硫酸钠饱和溶液渗入形成结晶时的裂张力对砂的破坏程度，来间

接判断其坚固性。

7.2.4.1配制溶液

配制试验溶液：在1000mL蒸馏水中（温度30～50℃）加入无水硫酸钠300～350g，边加入边用玻璃捧搅拌使溶液饱和，冷却至20～25℃，保持48h，此溶液即为试验溶液，相对密度为1151～1174kg/m3。

7.2.4.2将缩分后的样品用水冲洗干净放在105±5℃下烘干到恒量。冷却至室温备

用。

7.2.4.3称取公称颗粒分别为315～630μm、630μm～1.25mm、1.25～2.50mm、2.50～

5.00mm的试样各100g.若是特细砂，应筛去公称粒径160μm以下和2.50mm

以上的颗粒，称取公称粒径分别为160～315μm、315～630μm、630μm～

1.25mm、1.25～2.50mm的试样各100g。分别装入网蓝并侵入盛有硫酸纳溶液

的容器中，溶液体积应不少于试样总体积的5倍，上下升降25次，以排除试

样中的汽泡，•然后静置于容器中，温度保持在20～25℃，浸泡20h，把网篮

从溶液中取出，放在烘箱中于105±5℃下烘4h，至此完成了第一次试验，待

试验冷却至20～25℃后，再按上述方法进行第二次试验。从第二次试验开始，

浸泡与烘干时间均为4h。如此循环5次。

砂试验作业指导书

7.2.4.4最后一次试验后，在20～25℃的清水中冲净试样，直至冲洗后的水加入少量

钡溶液且不出现白色浑浊为止，洗后试样放烘箱中于105±5℃下烘干至恒量，冷却至室温。

7.2.4.5结果计算与评定

（1）试样中各级颗粒的分计质量质量损失百分率δ

（mi-m，

i）

δji=──────×100%

mi

式中：δji--各级颗粒的分计质量损失百分率，％

mi--各级试样试验前质量，g

m，

i--各级试样筛余颗粒的烘干质量（g）

（2）300μm～4.75mm粒级试样的总质量损失百分率δj按下式计算，精确1％。

（a1δj1+a2δj2+a3δj3+a4δj4）

δj=─────────────────×100%

（a1+a2+a3+a4）

式中：δj—试样的总质量损失率，％

a1、a2、a3、a4、—公称粒级分别为315～630μm、630μm～1.25mm、

1.25～2.50mm、2.50～5.00mm粒级在筛除小于公称

粒径315μm及大于公称粒级5.00mm颗粒后的原

试样中所占的百分率，％

δj1、ji按下式计算，精确至0.1％。δj2、δj3、δj4—公称粒级分别为315～630μm、630μm～1.25mm、

1.25～2.50mm、2.50～5.00mm各粒级的分计质量损

失百分率，％

（3）特细砂按下式计算，精确1％。

（a0δj0+a1δj1+a2δj2+a3δj3）

δj=─────────────────×100%

（a0+a1+a2+a3）

式中：δj—试样的总质量损失率，％

a0、a1、a2、a3—公称粒级分别为160～315μm、315～630μm、630

μm～1.25mm、1.25～2.50mm粒级在筛除小于公称粒

径160μm及大于公称粒级2.50mm颗粒后的原试样

砂试验作业指导书

中所占的百分率，％

δj0、δj1、δj2、δj3—公称粒级分别为160～315μm、315～630μm、630

μm～1.25mm、1.25～2.50mm各粒级的分计质量损

失百分率，％

7.2.5压碎值指标

7.2.5.1仪器设备

鼓风烘箱：能使温度控制在（105±5）℃；天平：称量10kg或1000g，感量1g；压力试验机：50～1000kN；方孔筛：孔径为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm及300μm的筛各一只；受压钢模：由圆筒、底盘和加压块组成；

搪瓷盘、小勺、毛刷等。

7.2.5.2按规定取样,放在烘箱中于(105±5)℃下烘干至恒重，待冷却至室温后，筛除

大于4.75mm及小于300μm的颗粒，然后按1.筛分成300μm～600μm；600

μm～1.18mm；1.18mm～2.36mm及2.36mm～4.75mm四个粒级，每级1000g

备用。

称取单粒级试样330g，精确至1g。将试样倒入已装组成的受压钢模(12)

式中：Yi——第i单粒级压碎指标值，%；

G1——试样的筛余量，g；

G2——通过量，g。

第i单粒级压碎指标值取三次试验结果的算术平均值，精确至1%。

取最大单粒级压碎指标值作为其压碎指标值。

7.2.6含水量

7.2.6.1由样品中称重约500g试样两份，分别放入已知重量的干燥容器(m1)中称重，

砂试验作业指导书

记下每盘试样与容器的总重(m2)。

7.2.6.2将容器连同试样放入温度为105℃的烘箱中烘干至恒重，称量烘干后的试样与

容器的总重(m3)。

7.2.6.3砂的含水率ωwc按下式计算。（精确至0.1％）。

m2-m3

ωWC＝------------×100（％）

m3-m1

以两次试验结果的算术平均值作为测定值。

7.2.7吸水率

7.2.7.1饱和面干试样的制备，是将样品在潮湿状态下用四分法缩分至1000g，拌匀后

分成两份，分别装入浅盘或其它合适的容器中，注入清水，使水面高出试样表

面20mm左右（水温控制在20℃±5℃）。用玻璃棒连续搅拌5min，以排除气泡。

静置24h以后，细心地倒去试样上的水，并用吸管吸去余水。再将试样在盘中

摊开，用手提吹风机缓缓吹入暖风，并不断翻拌试样，使砂表面的水分在各部

位均匀蒸发。然后将试样松散地一次装满饱和面干试模中，捣25次（捣棒端

面距试样表面不超过10mm，任其自由落下），捣完后，留下的空隙不用再装满，

从垂直方向徐徐提起试模。试样呈JGJ52-2006标准中图6.4.3(b)，如不符

JGJ52-2006要求，调整到要求为止。

7.2.7.2立即称取饱和面干试样500克，放入已知质量（m1）烧杯中，于温度为（105

±5）℃的烘箱中烘干至恒重。并在干燥器内冷却至室温，称取干样与烧杯的

总质量（m2）。

7.2.7.3吸水率(ωwa)应按下式计算，精确至0.1%:

ωwa＝[500-（m2-m1）]／（m2-m1）×100％

7.2.7.4以两次试验结果的算术平均值作为测定值，当两次结果之差大于0.2%时，应

重新取样进行试验。

7.2.8含泥量

7.2.8.1仪器设备：鼓风烘箱：能使温度控制在（105±5）℃；天平：称量1000g，感

量0.1g；

方孔筛：孔径为75μm、及1.18mm的筛各一只；容器：要求淘洗试样时，

保持试样不溅出（深度大于250mm）；搪瓷盘毛刷等。

7.2.8.2按规定取样,并将试样缩分至约1100g，放在烘箱中于（105±5）℃下烘干至

恒重，待冷却至室温后，分为大致相等的两份备用。

砂试验作业指导书

7.2.8.3称取试样500g，精确至0.1g。将试样倒入淘洗容器中，注入清水，使水面高

于试样面约150mm，充分搅拌均匀后，浸泡2h，然后用手在水中淘洗试样，使

尘屑、淤泥和粘土与砂粒分离，把浑水缓缓倒入1.18mm及75μm的套筛上

（1.18mm筛放在75μm筛上面），滤去小于75μm的颗粒。试验前筛子的两面

应先用水润湿，在整个过程中应小心防止砂粒流失。

7.2.8.4再向容器中注入清水，重复上述操作，直至容器（3）

式中：εc——含泥量，%；

m0——试验前烘干试样的质量，g；

m1——试验后烘干试样的质量，g；

b)含泥量取两个试样的试验结果算术平均值作为测定值。

7.2.9砂的堆积密度和紧密密度

7.2.9.1按规定取样,用搪瓷盘取试样约1L，放在烘箱中于(105±5)℃下烘干至恒重，

待冷却至室温后，筛除大于4.75mm的颗粒，分为大至相等两份备用。

7.2.9.2松散堆积密度：取试样一份，用漏斗或料勺将试样从容量筒中心上方50mm处

徐徐倒入，让试样以自由落体落下，当容量筒上部试样呈堆体，且容量筒四周

溢满时，即停止加料。然后用直尺沿筒口中心线向两边刮平（试验过程应防止

触动容量筒），称出试样和容量筒总质量，精确至1g。

7.2.9.3紧密堆积密度：取试样一份分两次装入容量筒，装完第一层后，在筒底垫放一

根直径为10mm的圆钢，将筒按住，左右交替击地面各25次。然后装入第二层，

第二层装满后用同样方法颠实（但筒底所垫钢棒的方向与第一层时的方向垂

直）后，再加试样直至超过筒口，然后用直尺沿筒口中心线向两边刮平，称

出试样和容量筒总质量，精确至1g。

7.2.9.4砂的松散或紧密堆积密度按式（14）计算，精确至10kg/m3：

ρ1=m2-m1/V×1000(14)

式中：ρ1——松散或紧密堆积密度，kg/m3；

砂试验作业指导书

m2——容量筒和试样总质量，kg；

m1——容量筒质量，kg；

V——容量筒的容积，L。

7.2.9.5空隙率按式（15）计算，精确至1%：

Vl=（1-ρl/ρ）×100%（15）

Vc=（1-ρc/ρ）×100%（15）

式中：Vl——堆积密度空隙率，%；

Vc——紧密密度空隙率，%；

ρl——堆积密度，kg/m3；

ρc——紧密密度，kg/m3；

ρ——试样的表观密度，kg/m3。

7.2.9.6堆积密度取两次试验结果的算术平均值，精确至10kg/m3；空隙率取两次试验

结果的算术平均值，精确至1%。

7.2.9.7容量筒的校准方法

将室温为（20±2）℃的饮用水装满容量筒，用一玻璃板沿筒口推移，使其紧

贴水面。擦干筒外壁水分，然后称出其质量，精确至1g。容量筒容积按式（16）

计算，精确至1mL：

V=m′1-m′2（16）

式中：V——容量筒容积，mL；

m′1——容量筒、玻璃板和水的总质量，g；

m′2——容量筒和玻璃板质量，g。

7.2.10砂的表观密度

7.2.10.1按规定取样,并将试样缩分至约660g，放在烘箱中于(105±5)℃下烘干至恒

重，待冷却至室温后，分为大至相等两份备用。

7.2.10.2称取试样300g，精确至1g。将试样倒入容量瓶，注入冷开水至接近500mL

的刻度处，用手旋转摇动容量瓶，使砂样充分摇动，排除气泡，塞紧瓶盖，静

置24h。然后用滴管小心加水至容量瓶500mL刻度处，塞紧瓶塞，擦干瓶外

水分，称出其质量，精确至1g。

7.2.10.3倒出瓶内水和试样，洗净容量瓶，再向容量瓶内注入水（应与7.3.7.3条水温

相差不超过2℃范围内）至500mL刻度处，塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称出

其质量，精确至1g。

7.2.10.4结果计算与评定

砂试验作业指导书

砂的表观密度按式（13）计算，精确至10kg/m3：

ρ=(m0/(v2-v1)+αt)×1000(13)

式中：ρ——表观密度，kg/m3；

m0——烘干试样的质量，g；

v1——水的原有体积，mL；

v2——试样及水的体积；Ml

αt——考虑称量时的水温对水相对密度影响的修正系数

7.2.10.5表观密度取两次试验结果的算术平均值，精确至10kg/m3；如两次试验结果之

差大于20kg/m3，须重新试验。

7.2.11泥块含量

7.2.11.1按规定取样,并将试样缩分至约5000g，放在烘箱中于(105±5)℃下烘干至恒

重，待冷却至室温后，筛除小于1.18mm的颗粒，分为大致相等的两份备用。

7.2.11.2称取试样200g，精确至0.1g。将试样倒入淘洗容器中，注入清水，使水面高

于试样面约150mm，充分搅拌均匀后，浸泡24h。然后用手在水中碾碎泥块，

再把试样放在600μm筛上，用水淘洗，直至容器（5）

式中：Qb——泥块含量，%；

G1——1.18mm筛筛余试样的质量，g；

G2——试验后烘干试样的质量，g；

B.泥块含量取两次试验结果的算术平均值，精确至0.1%。

7.2.12轻物质含量

7.2.12.1试剂和材料

a氯化锌：化学纯；

b重液：向1000ml的量杯中加水至600ml刻度处，再加入1500ml氯化锌；用

玻璃棒搅拌使氯化锌全部溶解，待冷却至室温后，将部分溶液倒入250ml

量筒中测其相对密度；若相对密度小于20