DB37∕T 1391-2009 公路工程水泥混凝土粗集料技术标准(山东省).pdf

山东DB37 省地方标准DB37/T1391-2009 公路工程水泥混凝土粗集料技术标准Technical Standard of Coarse Aggregate for Cement Concrete in Highway Engineering 2009-12-21发布2010-03一01实施山东省质量技术监督局发布山东省地方标准公路工程水泥混凝土粗集料技术标准Technical Standard of Coarse Aggregate for Cement Concrete in Highway Engineering DB37/T1391-2009 主编单位:山东省交通运输厅批准部门:山东省质量技术监督局实施日期2009年月日人民交通出版社2009 北京目IJ1=1 为进二步规范全省交通基础设施建设和管理行为，全面提升建设管理水平，按照交通工作实现标准化、规范化、集约化、人本化管理的目标要求，山东省交通运输厅提出并主持编制了本标准。随着我国公路工程发展边度的加快，水泥混凝土用量迅边增加，其消耗的砂石集料等自然资源也越来越多。据估算，我国、混凝土业现在正以每年50亿吨的速度消耗自然资源，砂石己成为其中用量最大的产品O实践表明，重视砂石集料的物理力学指标和化学成分，使用粒形良好、级配合理、洁净耐久的砂石集料，可以增加混凝土的密实度、减小水灰比、提高混凝土的强度、改善耐久性，这不仅具有良好的经济效益，同时还具有巨大的社会、环境和资源效益。但目前我国的公路石料加工多为小型企业，作坊式、粗放式生产，集料质量与公路工程水泥混凝土的矛盾非常突出O为此，山东省交通厅公路局等单位在山东省交通科技项目的支持下，历经3年多的持续科研攻关、广泛调研和实体工程应用，总结并制定了本标准。本标准由山东省交通运输厅归口并提出。编写单位:山东省交通运输厅公路局本通部公路科学研究院山东省公路建设集团有限公司山东省公路工程技术研究中心;本标准主要起草人:杨水JI剧、赵尚传、高雪池、梁奎基、赵先鹏、张锋。各有关单位在标准使用过程中，若发现存在不当之处或有好的意见和建议，请及时的告山东省交通运输厅公路局，以便修订时参考，联系地址:山东省济南市舜耕路19号，邮编250002。TT 目录前言.错误!未定义书签。1总则.2引用标准.2 3术语.3 4分类与规格.4 5技术要求.5 6检验规则.9 7标志、储存和运输.11 本标准用词、用语说明.12 条文说明.13 1总则1.0.1为适应山东省公路建设和养护需求，规范粗集料生产和使用，保证公路混凝土工程建设质量，制定本标准。1.0.2本标准适用于公路工程预拌混凝土、现场拌和混凝土及混凝土制品。1.0.3本标准规定了公路工程混凝土用粗集料的定义、分类与规格、技术要求、试验方法、检验规则、标志、储存和运输。1.0.4在按本技术标准配制混凝土、生产混凝土制品时，尚应符合国家和行业相关现行标准、规范的规定。2引用标准F列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而成为本标准的条文。GB/T 14685 建筑用卵石、碎石JTG F30 公路水泥混凝土路面施工技术规范JTJ 041 公路桥涵施工技术规范JTG E42 公路工程集料试验规程JGJ 52 普通混凝土用砂、石质量及检验方法2 3术语3.1粗集料CoarseAggregate 岩石纤机械破碎、筛分制成的、粒径大于4.75mm、适合于公路工程水泥混凝土应用的碎石颗粒。3.2针、片状颗粒含量Flatand elongated particle in coarse aggregate 碎石颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒:厚度小于平均粒径。.4倍者为片状颗粒(平均粒径指该粒级上、下限粒径的平均值)。针片状颗粒含量为针状和片状颗粒含量之和。3.3含泥量Sedimentpercentage 粗集料中粒径小于O.075mm的颗粒含量。3.4泥块含量Claylump 粗集料中原粒径大于4.75mm，经水浸洗、于捏后粒径小于2.36mm的颗粒含量。3.5坚固性Soundness碎石在自然风化和其他外界物理化学因素作用下抵抗破裂的能力O3.6碱集料反应Alkali-ggregatereaction 指水泥、外加剂等混凝土构成物及环境中的碱与集料中碱洁性矿物在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。3.7吸水率Waterabsorption percentage 粗集料从绝干状态到饱和面干状态吸收水的质量。3.8压碎指标CrushedStone Index 按T0315进行压碎试验后小于规定粒径的石料质量百分率，用于检验粗集料在自然风化和其他外界物理化学因素作用下抵抗压碎的能力及控制其颗粒形状。3.9压碎值CrushedStone Value 按T0316进行压碎试验后小于规定粒径的石料质量百分率，用于检验粗集料在自然风化和其他外界物理化学因素作用下抵抗压碎的能力及控制其颗粒形状。3 4分类与规格4.1岩石类别用于生产粗集料的岩石应为岩浆岩、沉积岩和变质岩。4.2规格4.2.1粗集料应按粒径尺寸分为单粒粒级和合成级配。4.2.2单粒级规格宜为5m-10mm、10mm-20mm、20mm-30mm、20mm-40mm，各单粒级的筛孔质量百分率应满2700 5.4坚固性表5.3粗集料表观密度III类2500 试验后质量损失率应满足表5.4的要求。表5.4粗集料坚固性指标I类|眼|时|5 试验方法JTG E42 (T0304) 试验方法坚固性，%3.0 8.0 5.5吸水率吸水率应满足表5.5的要求。指标吸水率，%5.6压碎值I类0.6 表5.5粗集料吸水率III类2.。JTG E42 (T0314) 试验方法JTG E42 (T0308) 施工过程中粗集料抗破碎能力宜采用压碎直进行控制，压碎值宜满足表5.6的要求。指标压碎值，%5.7颗粒级配I类21 表5.6粗集料压碎值III类28 试验方法JTG E42 (T0316) 5.7.1 1类粗集料合成级配应满足表5.7的要求。试验方法应严格按照JTGE42 (T0302)执行。表5.7粗集料合成级配粗集料粒径/rnrn2.36 4.75 9.5 16 19 26.5 道路99100 9698 4778 1O25 15 O 累计筛余桥涵及,% 99100 9798 6878 1525 25 O 构造物5.7.2 II类粗集料级配应分别满足公路水泥混凝土路面施工技术规范)(GTJ F30)和公路桥涵施工技术规范)CJTJ 041)的规定。5.7.3 III类粗集料应满足建筑用卵、碎石)(GB/T14685)的规定，其中II类、6 III类粗集料分别包含I类、II类碎石级配范围。5.8针片状颗粒含量5.8.1粗集料单粒级针片状颗粒含量宜满足表5.8.1的技术要求。表5.8.1单粒级粗集料针片状颗粒含量粒级/mm试验方法针片状颗粒含量，%JTG E42 (T0311) 5.8.2粗集料合成级配针片状颗粒含量指标宜满足表5.8.2的技术要求。合成级配针片状颗粒含量应按单粒级质量进行加权平均。表5.8.2合成级配粗集料针片状颗粒含量指标针片状颗粒含量，%5.9有害物质I类5 II类10 III类20 粗集料有害物质指标技术应满足表5.9的技术要求。表5.9粗集料有害物质指标I类II类III类有机物合格合格合格硫化物及硫酸盐0.5 1.0 1.0 (按S03质量计)，% 氯离子含量，%0.02 0.04 0.06 注:氯离子含量指标用于钢筋混凝土结构用粗集料。5.10含泥量5.10.1粗集料单粒级含泥量应满足表5.10.1的技术要求。粒级/mm含泥量，%表5.10.1粗集料单粒级含泥量7 试验方法JTG E42 (T0313) JGJ52 JGJ52 试验方法JTGE42 (T0310) 5.10.2粗集料合成级配含泥量技术指标应表5.10.2的要求。合成级配含泥量应按单粒级质量进行加权平均。指标含泥量，%5.11泥块含量表5.10.2粗集料合成级配含泥量I类II类0.5 1.0 5.11.1粗集料单粒级泥块含量应满足表5.11.1的技术要求。粒级/mm泥块含量，%表5.11.1粗集料单粒级泥块含量III类1.5 试验方法JTG E42 (T0310) 5.11.2粗集料合成级配泥块含量技术指标应表5.11.2的要求。合成级配泥块含量fVj安单粒级质量进行加权平均。表5.11.2粗集料合成级配泥块含量指标I类II类III类泥块含量，%。0.2 0.5 5.12使用原则5.12.1粗集料类型的选择应根据混凝土性能要求确定，使用原则宜符合表5.12.1的规定。表5.12.1粗集料使用原则粗集料类别I类II类111类V昆强度等级二三C50二三C30C30 i疑弯拉强度二三5.5MPa二三4.5MPa4.5MPa 士抗冻4 4 . i性抗渗4 4 . 三目、hE 碱集料反应4 4 4 8 耐磨4 4 5.12.2粗集料宜单粒级控制。合成级配宜采用2-3个单粒级级配进行合成，松散堆积密度宜大于1500kg/m3，空隙率不宜大于40%。试验方法应严格按照JTGE42 (T0309)执行。6检验规则6.1 检验分类6.1.1粗集料检验应根据需要进行生产单位的检验和使用单位的检验，其中生产单位的检验应分为出厂检验和型式检验。6.1.2 出厂检验项目为颗粒级配、含泥量、泥块含量、针片状颗粒含量。对有氯离子污染或用于重要钢筋混凝土工程的粗集料，还应检验氯离子/队三主吕里。6.1.3 型式检验项目为本标准第5章所规定的所有技术要求。碱集料反应根据需要进行。有下列情况之一时，应进行型式检验:(1)新产品投产和老产品转产。(2)原料资源或生产工艺发生变化。(3)正常生产，每年一次。(4)国家质量监督机构要求检验。6.1.4使用单位的检验应按不同产地、不同规格分批进行。检验项目不应少于以下项目:颗粒级自己、含泥量、泥块含量和针片状颗粒含量。有氯离子污染或用于重要钢筋混凝土工程的粗集料还应进行氯离子含量检验。6.2 组批规则6.2.1检验批量宜根据生产厂家和使用单位进料规模而定。6.2.2 按同品种、规格、适用等级，日产量不超过1000t，每600t为一批，不足600t亦为一批:日产量超过1000t，按1000t为一批，不足1000t9 亦为一批。日产量超过2000t，技2000t为一批，不足2000t亦为一批。6.2.3使用单位进料采用大型工具运输(如火车、货船或汽车等)，宜以600t为一批，采用小型工具(如拖拉机、三轮车等)，宜以400t为一批，不足上述量者亦作为一批。6.3 抽样耳又样位置和取样量符合建筑用卵石、碎石)(GB/T14685)关于试样的规定6.4 判定6.4.1检验(含复检)后，各项性能指标都符合本标准的相应类别规定时，可判为相应类别的合格品。6.4.2若其中有不符合本标准相应类别要求的项目，则应再次从同一批产品中加倍抽样并对该项进行复检，复检后指标符合本标准要求，可判为相应类别的合格品:复检后仍不符合本标准要求，则判为相应类别的不合格品。ov l 7标志、储存和运输7.0.1生产厂家应保证产品质量符合本标准的有关技术要求。粗集料出厂时，生产厂家应提供产品质量合格证书。产品合格证包括下列内容:(1)类别、规格和生产厂名:(2)批量编号及供货数量:(3)检验结果、日期及执行标准编号:(4)合格证编号及发放日期:(5)检验部门及检验人员签章。7.0.2对装运的车、船，应在装运前认真洁扫杂物，防止运输过程混入杂物。在运输、装卸和堆放过程中应防止颗粒离析。7.0.3按品种、规格、等级分别堆放，不得泪放，防止久存和倒堆以及人为碾压、污染成品O堆放场地应进行硬化，堆料高度不超过10mo必要时，粗集料堆放处应有防雨淋措施。11 本标准用词、用语说明l为便于在执行本标准条文时区别对待，对于要求严格的程度不同的用词、用语说明如下:1)表示很严格，非这样做不可的词:1正面词采用必须反面词采用严禁。2)表示严格，在正常情况均应这样做的用词:正面词采用应反面词采用不应或不得。3)表示允许稍有选择，在条件许可时，首先这样做的用词:正面词采用宜反面词采用不宜。表示有选择，在二定条件下可以这样做，采用可。2条文中指定按照其他有关标准执行的写法为应严格按照执行或应符合的规定。12 公路工程水泥混凝土粗集料技术标准(DB -2009) 条文说明13 1总则由于石料材质差异、生产工艺的改进等原因，全国各地生产的碎石规格与质量各不相同。山东省主要以石灰岩、花岗岩、玄武岩为主，而在公路工程水泥混凝土中应用较多的是石灰岩和花岗岩:在碎石生产方面，引进了先进的生产设备，采用了先进的生产工艺。针对这些具体情况，在满足混凝土性能要求的基础上，根据山东省粗集料材质和生产水平进行技术控制，制定本标准，以确保工程质量、改善结构耐久性、延长使用寿命O4分类与规格4.1岩石类别岩石的物理力学性质很大程度上取决于岩石的类型。根据产状、构造、主要物质成分，岩石主要分为三大类:岩浆岩、沉积岩和变质岩。这三大类根据其物质成分和构造又可划分为多种岩石品种。在山东省，应用于公路工程的岩石主要有三种:玄武岩、石灰岩和花岗岩，其中，玄武岩和花岗岩属于岩浆岩，而有灰岩属于变质岩。5技术要求5.1岩石强度及材质5.1.1本标准按粗集料分类要求粗集料母岩强度。I类粗集料主要用于配制混凝土强度等级大于C50的混凝土，对于粗集料强度一般要求不低于混凝土强度等级的1.5倍，因此规定I类粗集料的岩石强度不低于80Mpa;中等强度等级的混凝土二般可采用II类粗集料进行配制，该强度等级混凝土一般为C30、C40，使用量大，从耐久性角度，对于其主要组成-粗集料材质按较高要求进行拧制，同时也可以较容易达到混凝土配制强度要求，因此，规定其粗集料强度不宜低于60MpaoIII类粗集料适当放宽对粗集料材质要求，可通过混凝土强度配制试验确定，但是从耐久性角度，二般不宜采用砂岩、页岩、泥岩等较低强度的岩石。14 5.1.2砂岩、页岩、泥岩等岩石强度较低，吸水率大，混凝土拌合物工作性和泪凝土强度很难满足要求。5.1.3粗集料是混凝土的重要组成部分，对混凝土强度超到举足轻重的作用，在此对粗集来斗岩石强度这一指标进行了规定。在公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000)中规定粗集料强度应大于配制混凝土强度等级的1.5倍，执行过程中发现有些地区在自己制C50及以上强度等级混凝土时，很难找到相应的粗集料岩石。在普通混凝土用砂、石质量及检验方法)(JGJ 52-2006)中将这二指标降低为1.2，降低后虽然仍可以配制相应强度等级的混凝土，但是需要调整配合比，增加了技术难度，不利于推广应用和质量控制。在山东省，通过对粗集料母岩调研取样试验，发现山东省岩石材质密实，强度高，因此在本标准中仍规定粗集料强度应大于配制混凝土强度等级的1.5倍。5.2碱集料反应5.2.2碱集料反应在混凝土中是不可逆的，一旦发生，几乎不可修复，不仅降低混凝土强度，巾且使混凝土胀裂，对混凝土结构造成灾难性破坏。使用I类粗集料的混凝十伞结构一般是重要结构，对混凝十伞强度、耐久性要求非常高，因此，要求I类粗集料应不含有发生碱活性反应的矿物，从泪凝土材质组成方面杜绝碱集料反应的发生。II类、III类粗集料若含有碱-硅反应活性矿物，那么使用该类粗集料的混凝土应根据结构的重要性程度和耐久性要求而采取相应的技术措施，以满足结构使用要求。5.3表观密度从取样试验结果来看，山东省内取样各料源表观密度整体都达到了2700kg/m3，超过公路水泥IH凝土路面施工技术规范规定的各级公路用粗集料大于2500kg/旷的要求很多。对I类粗集料提高了要求，做出此规定，主要控制配制高强、高性能混凝土用粗集料的材料质地。松散堆积密度与松散空隙率是密切关联的，与生产工艺相关。取样试验结果表明松散堆积密度基本都在1350kg/m3以上，符合相关标准的规定，本标准在规定料源特性指标中，取消了对堆积密度和空隙率的要求，而15 在级配合成中规定了合成级配粗集料的空隙半O5.4坚固性各产地中集料坚固性总体指标值相对偏低，基本在3%以下，介于0.5和1.0之间，个别大于3%，在继承国标和相关行业规程的基础上，结合山东粗集料材质特点、粗集料使用要求和局部地区抗冻融要求，提出粗集料坚固性规定O5.5吸水率石灰岩料源的吸水率随产地和粒径有所不|司，主要集中在0.2%-0.6%之间，最大也只有1.01%。虽然各地石料吸水能力有所不同，但随着骨料粒径增大吸水率降低，大粒径的吸水率均在0.4%以下。5.6压碎值集料的抗破碎能力是石料力学性质的一项重要指标，尤其对于沥青混合料，在施工过程中，受到机械的碾压，集料破碎后形成无胶结料的缝隙或薄弱面，因此集料压碎值是影响沥青路面质量的关键指标。在水泥混凝十中，结构成型一般采用振动密实或自密实，不会出现集料受压破碎现象，集料压碎值的影响主要体现于水泥混凝土抗压强度方面。对于二般强度混凝土而言，在水泥混凝土眼化后，集料与胶结料成为一体，共同受力，水泥混凝土破碎主要是砂浆破碎或砂浆与粗集料胶结面的破碎，粗集料一般不会压碎，集料的压碎值对混凝土强度的影响并不突出。而对于高强度混凝土而言，混凝土强度高，粗集料的薄弱部分对于泪凝土强度的削弱相对比较明显。对于不同材质的粗集料而言，如玄武岩和石灰岩，玄武岩压碎值远小于石灰岩压碎值，那么在配制高强度混凝土时，相同的配合比，玄武岩配制的混凝土强度高于石灰岩配制的混凝土强度。对于相同材质粗集料而言，采用T0316万法进行试验压碎值试验，试验过程中不剔除针片状颗粒，试验结果表明压碎值与针片状颗粒含量成正比关系，当针片状颗粒含量增加，压碎值增大，因此粗集料的针片状颗粒含量对粗集料的压碎16 值也存在影响，主要原因是针片状颗粒容易使混凝土内部砂浆存在局部应力集中，并在高应力作用下容易折段，因此导致泪凝土强度降低。混凝土路面和桥梁中混凝土集料压碎指标是按T0315试验方法进行的，验，该试验方法与T0315有所区别，两者之间大约可以采用公式y(T0315)=0.8161x(T031的-4.9986进行换算。采用T0316试验万法进行试验，大部分布灰岩试样压碎直在21%28%，玄武岩在10%12%。考虑到水泥混凝土巾大部分采用石灰岩，通过换算压碎指标为12%18%o(公路工程水泥混凝土路面施工技术规范按T0315方法试验，试验过程中将针片状颗粒含量剔除，因此其I类集料的压碎值要求为10%，(公路桥涵施工技术规范对C40C55强度等级混凝土要求为30 4 0.1 D 10-20 23 0.5 A2 5-10 5 1.0 D 20-30 24 0.2 A2 10-20 6 0.4 D 20-40 25 0.1 A2 10-30 7 0.2 E 5-10 26 0.6 Bl 5-10 8 4.4 E 10-20 27 0.5 B1 10-15 9 2.0 E 20-30 28 0.3 Bl 15-20 10 0.6 E 20-40 29 0.2 B1 20-30 11 0.4 F 5-10 30 0.1 B2 20-30 12 0.2 F 10-20 31 0.1 B2 15-20 13 0.4 F 20-30 32 0.0 B2 10-15 14 0.7 G 5-10 33 2.3 B2 5-10 15 1.4 H 5-10 34 1.16 Cl 5-10 16 0.4 5-10 35 1.39 CI 10-20 17 0.3 J 5-10 36 0.84 Cl 20-40 18 。lK 5-10 37 2.26 C2 5-10 19 0.8 5-10mm粒级的含泥量2.5%以下占93%，1.5%以下占72%，1.0%以下占50%;10-20mm含泥量0.5%以下占86%;20-30mm含泥量0.5%占83%; 20-40mm含泥量0.2%以下占100%。对于采用水洗工艺加工的集料，含泥量通常非常小，但是在集料运输过程中，由于集料之间的碰撞，通常会产生一些矿粉，试验过程中作为泥将其计入含泥量中O通过:tJ料表面对矿粉的吸附试验发现，在干燥状态下，石料表面吸附的矿粉通常只占不到0.15%，而在集料潮湿状态下，20 集料矿粉吸附量大，超过1.10%，因此，从控制含泥量的角度，对于集料运输过程也需要进行控制，保证集料处于干燥状态。实际上，从粗集料含泥量对混凝土强度、弹性模量、抗渗透性能、抗裂性能等角度，粗集料含泥量在5%以后才开始对混凝土强度性能、工作性能产生明显的影响，而当粗集料含泥量在1%左右时，反而可以改善混凝土的部分性能。但是从原材料现场质量均匀性控制角度来考虑，由于泥成分在粗集料堆积的过程中会下沉，当粗集料含泥量过大，粗集料中的泥成分将富集到粗集料中间或低部的二层，这部分粗集料的含泥量则非常高。因此，由于粗集料的质量不均匀性丽导致混凝土质量难以控制。从混凝土质量控制角度，应尽量减少粗集料中的含泥量。在此，除在合成级自己含泥量进行控制的基础上，也提出了对单粒级含泥量的要求。5.11泥块含量5.11.1取样结果表明，除5-10粒级外，其余粒级的泥块含量均不超过0.4%，5-10粒级的有料泥块含量在0.4%附近波动，且都不超过0.6%，采用水洗生产工艺的泥块含量最低，各粒级含泥量均低于0.2%。5.11.2本条规定主要从原材料现场质量均匀性控制角度来考虑。5.12使用原则5.12.1 1类碎石宜用于配制抗压强度等级大于C50、设计弯拉强度标准值大于5.5MPa的混凝土11类宜用于抗压强度等级C30C50、设计弯拉强度标准值4.55.5MPa及抗j东、抗渗或其他要求的混凝土111类宜用于强度等级小于C30的混凝土。I类、11类集料具有较高的技术指标要求，有利于保持结构性能，并抵御环境介质侵蚀，配制具有耐久性要求的混凝土优先采用I类和11类粗集料。5.12.2合成粗集料要求采用单粒级进行合成，主要从防止粗集料离析的角度考虑。21 6 检验规则6.1 检验分类不仅规定了生产厂家出厂检验和塑式检验的控制控制项目，而且也规定了使用单位在粗集料进场后的检验项目，便于使用单位对进料质量进行控制。6.2 组批规则规定了生产厂家和使用单位检验的每组批数量。22