1.建筑砂浆对砂的含泥量及泥块含量有何要求？

答：含泥量是指集料中公称粒径小于801μm颗粒的含量。

砂的泥块含量是指砂中公称粒径大于1.25mm，经水洗、手捏后变成小于6301μm的颗粒约含量。

砂中的泥粒一般较细，泥粒增加了集料的比表面积，会加大用水量或水泥浆用量。黏土类矿物通常有较强的吸水性，吸水时膨胀，干燥时收缩，会对砂浆强度、干缩及其他耐久性能产生不利的影响。当泥粒包裹在砂的表面，还会影响水泥浆与砂之间的粘结能力。当以泥块存在时，由于泥块本身强度较低，不仅起不到骨架作用，还会在砂浆中形成薄弱部分，降低砂浆的力学性能。因此，应对砂浆中砂的含泥量和泥块含量加以限制，要求含泥量≤5．0％，泥块含量≤2．0％。

沙场照片一

沙场照片二

2.对砂中的有害物质含量有何要求？

答：集料中存在着或妨碍水泥水化，或削弱集料与水泥石的粘结，或能与水泥的水化产物进行化学反应并产生有害膨胀的物质称为有害物质。砂中的有害物质主要有云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐等。云母一般呈薄片状，表面光滑，强度较低，且易沿解理面错裂，因而与水泥石的粘结性能较差，当云母含量较多时，会明显降低混凝土及砂浆的强度．以及抗冻、抗渗等性能。砂中的有机杂质通常是动植物的腐殖物，如腐殖土或有机壤土．它们会妨碍水泥的水化，降低强度。集料中有时含有硫铁矿或生石膏等硫化物或硫酸盐．它们有可能与水泥的水化产物反应生成硫铝酸钙，发生体积膨胀。因此，对这些有害物质的含量应加以控制，并应符合表59．1的规定。

表59-1砂中的有害物质含量

3.什么是集料的碱一集料反应?

答：集料中若含有活性氧化硅或含有黏土的白云石质石灰石，在一定的条件下会与水泥

中的碱发生碱．集料反应(碱一硅酸盐反应或碱一碳酸盐反应)，产生膨胀并导致混凝土开裂。

因此，当用于重要工程或对集料有怀疑时，须按标准规定，采用化学法或长度法对集料进行

碱活性检验。

4.集料在砂浆中有哪些作用?

答：集料是砂浆中用量最多、成本最低的一个组分。集料具有较好的体积稳定性、较高的强度，有些集料还具有较好的保温性能。集料的性能可以影响其他组分作用的发挥，因此合理利用并充分发挥集料的作用，对提高砂浆性能、降低成本，都具有重要的意义。集料具有如下作用：

(1)骨架作用

集料通常具有较高的强度，这些高强度颗粒在硬化砂浆中起到一种骨架作用。当砂浆受力时，集料常常承受较大的荷载。因此，集料的力学性能对砂浆的力学性能有较大的影响。

(2)稳定体积变形作用

  在砂浆硬化过程中，集料一般不参与化学反应，也不会产生因化学反应造成的体积变化。通常情况下，硬化砂浆发生干缩的主要成分是水泥组分，集料干缩较小，而且能限制水泥石的收缩。另外，集料的热膨胀系数比硬化水泥石低，故热稳定性也比水泥石好。

(3)改善砂浆耐久性

  集料对环境条件具有较好的适应性，在冻融循环条件下，通常是水泥石破坏，集料很少破坏。在硫酸盐侵蚀条件下，也是水泥石破坏，集料很少破坏。但有些集料可与碱发生反应，导致材料或结构的破坏。但对于大多数非活性集料，这一反应是不发生的。

(4)影响砂浆的性能

 集料的性能影响砂浆的需水量、力学性能及干缩性能和温度变形性能。

  干缩和温度变形是引起砂浆开裂的主要原因。当集料级配不合适时，较大的空隙率和轻小的细度模数增加砂浆的需水量，引起砂浆强度降低，或增大砂浆干缩和温度变形，导致抗裂性能降低。因此，合理设计灰砂比，调整集料的级配，可改善砂浆的性能。

(5)保温隔热

  有些轻集料如聚苯乙烯颗粒、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等具有保温隔热作用，常用它们配制保温砂浆。

(6)装饰

  有些彩色集料具有装饰作用，与颜料相比具有以下特点：1)颜色多样，不同颜色的集料混合在一起使用，色彩缤纷，颜色不会混杂；2)颜色具有永久性。

(7)降低成本

  在砂浆组成材料中，集料是最便宜的，充分发挥集料的作用，可有效降低砂浆的成本。

5.如何选用建筑砂浆用砂?

  答：砂浆中的集料是不参与化学反应的惰性材料，在砂浆中起骨架或填料的作用。通过集料可以调整砂浆的密度，控制材料的收缩性能等。砂浆中所用的细集料粒径一般小于5mm，所以必须经过筛分，最大粒径应通过5mm筛孔。由于砂越细，其总表面积愈大，包裹在其表面的浆体就越多。当砂浆拌合物的稠度相同时，细砂配制的砂浆就要比中粗砂配制的砂浆需要更多的浆体，由于用水量多了，砂浆强度也会随之下降，因此，优先选用中粗砂配制建筑砂浆。但还需根据砂浆的用途、使用部位、基体等进行选取。如砌筑砂浆，对于砖砌体，宜采用中砂；对于毛石砌体，由于毛石表面多棱角，粗糙不平，宜采用粗砂。对于抹灰砂浆，砂的细度模数不宜小于2．4。

6．选用建筑砂浆用集料时需考虑哪些因素?

   答：选用建筑砂浆用集料时需考虑下面几个因素：

 (1)颗粒级配    

  集料对砂浆工作性的影响取决于集料的吸水率、细度及级配。集料的吸水率越大，砂浆的需水量也越大，导致砂浆强度降低；集料的细度模数越小，砂浆的需水量也越大；空隙率增大，砂浆的需水量也越大。尤其是灰砂比较小时，这种影响更明显。因此，为了满足所需强度，所用集料的空隙率越小，细度模数越大，胶凝材料用量就越小。

   级配合格的集料堆积起来空隙率低，在砂浆中可形成良好的骨架，既可节省水泥，又能得到和易性好、较密实的砂浆。对级配不合格的集料要进行适当的掺配、调整，使其合格。

 (2)颗粒形状及表面特征

山砂或人工砂的颗粒多具有棱角，表面粗糙，与水泥粘结较好，强度高，但砂浆流动性差；河砂的颗粒多呈球形，表面光滑，与水泥粘结较差，强度较低，但砂浆和易性好，节省水泥。  

7．人工砂有哪些特性?

  答：随着经济建设的飞速发展，我国基础建设方兴未艾，建筑材料的消耗巨大。但由于我国砂资源分布不均，有些地区的天然砂资源并不丰富，如云南、四川、贵州等省，而长江沿线各省建筑用砂中河砂占了不小的比例，现在长江限制采砂，使得砂资源短缺的矛盾日益突出。从外地运砂，则运费太高，所以必须寻找适宜的代砂材料。国内相继出现了以山砂 (自然山砂)、石屑(采石场在加工碎石过程中产生的副产物)和机制砂(专门以岩石经破碎、筛分生产)等替代天然河砂，在实际工程中应用取得了较好的经济效益和社会效益。

  鉴于国内的实际情况，于2002年2月1日起实施的国标《建筑用砂》(GB/T14684—2001)增加了人工砂为建筑用砂之一，并规定了人工砂的定义、技术要求及检验方法。人工砂将作为今后建筑用砂的重要来源而跻身于建材市场。国家标准《建筑用砂》中明确了砂按产源分为天然砂和人工砂两类。天然砂包括河砂、湖砂、山砂及淡化海砂；人工砂是经除土处理的机制砂和混合砂的统称，其中机制砂是由机械破碎、筛分制成的、粒径小于4．75mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩的颗粒；混合砂为机制砂和天然砂混合制成的砂。   ’

  该国标的实施不仅改变了人们在应用人工砂时无标准可依的现状，而且为推动人工砂在建筑工程中的大规模应用提供了依据。由于人工砂是用专门的制砂机械生产的，如用棒磨机制砂，所以可以通过调整进料量、料浆浓度、进料粒径、装棒量、棒级配等参数，可根据工程的需要，控制人工砂的质量，故得到日益广泛的应用。人工砂具有以下特性：

   ①人工砂颗粒表面较粗糙且具有棱角，用其拌制的混凝土或砂浆和易性较差、泌水量较大，但人工砂中含有的石粉可以部分改善砂浆的工作性能。

   ②人工砂是一种粒度、级配良好的砂，一个细度模数只对应一个级配，同时它的细度模数和单筛的筛余量呈线性关系。对于一种砂，先通过试验建立关系式后，只要测定一个单筛的筛余量即可快速求出细度模数。

   ③机制砂中石粉含量的变化是随细度模数变化而发生变化的，细度模数越小，石粉含量就越高；反之，．细度模数越大，石粉含量越低；当石粉含量小于17％时，细度模数大于3；当石粉含量大于20％时，细度模数小于2．8。  

   ④从砂颗粒组成统计结果分析，当砂石粉含量在20％左右时，砂各粒径的含量基本在中砂区，而0．315mm以下的颗粒在细砂区，这表明人工砂粗颗粒偏多，细颗粒偏少，特别是0．63～0．315mm一级的颗粒。

8．人工砂对砂浆性能有哪些影响?

答：人工砂是由机械破碎、筛分而成的，颗粒形状粗糙尖锐、多棱角，通常用人工砂配制的混凝土砂率要比河砂混凝土大；并且人工砂颗粒内部微裂纹多、空隙率大、开口相互贯通的空隙多、比表面积大，加上石粉含量高等特点，用人工砂配制的砂浆与河砂砂浆有较大的差异。  

人工砂与河砂相比，由于有一定数量的石粉，使得人工砂砂浆的和易性得到改善，在一定程度上可改善砂浆的保水性、泌水性、黏聚性，还可以提高砂浆强度。杜庆蟾等人认为：由石灰石破碎而成的人工砂，其成分是碳酸钙，处于高浓度氢氧化钙中，其表面会发生微弱化学反应，而天然山砂成分中二氧化硅含量高，不能发生类似反应；且人工砂质地坚硬，有新鲜界面，表面能高；人工砂表面粗糙、棱角多，有助于提高界面的粘结。李拖福等人认为：0．08mm以下的石粉可以与水泥熟料生成水化碳铝酸钙。周明凯等人的研究认为：石粉对水泥具有增强作用，认为石粉在水泥水化反应中起晶核作用，诱导水泥的水化产物析晶，加速水泥水化并参加水泥的水化反应，生成水化碳铝酸钙，并阻止钙矾石向单硫型的水化硫铝酸钙转化。但李兴贵认为：当石粉含量增大到21％以上时，由于石粉含量太高，颗粒级配不合理，使混凝土密实性降低，和易性变差；粗颗粒偏少，减弱了骨架作用；非活性石粉不具有水化及胶结作用，在水泥含量不变时，过多的石粉使水泥浆强度降低，并使混凝土强度减小。路文典认为：人工砂中石粉含量除了微集料的填充效应，还因为其中含有大量的游离CaO，CaO与水作用，发生水化膨胀自行硬化。而且石粉中还含有较多和较高活性的无定型Si0₂、Al₂O₃，活性的Si0₂和Al₂O₃。易与水泥水化释放出的ca(OH)₂：反应生成稳定的硅酸钙水化物凝胶及水化铝酸钙，由于消耗了Ca(OH)₂：，又促进了水泥的水化反应；同时，由于ca(OH)₂与石粉中的活性Si0₂反应，使ca(OH)₂的晶体粒细化，有利于混凝土界面的粘结。

9．人工砂的生产工艺有哪些?

答：人工砂(主要指机制砂)的质量在很大程度上取决于加工人工砂的机械设备，此外还与原材料和制造工艺等密不可分。在设备方面，制砂机按照破碎原理分为颚式、圆锥式、旋回式、锤式、旋盘式、反击式、对辊式和冲击式等，导致最终产品颗粒形状的优劣排序为：棒磨式、锤式和冲击式等优于反击式、圆锥式和旋盘式，颚式、辊式和旋回式最差，但前者制造成本较高。在我国水电建设中，生产人工砂通常采用国产棒磨机加工，再通过洗砂机脱水而得。每生产1m。的砂需水4m。，产量一般较小。有些工程单位采用螺旋洗砂机，细砂流失严重，有的高达30％～35％。为了弥补这一损失，改善砂的级配；只得再设一套细砂回收设施。国内一些小规模工地常用锤式破碎机，锤式破碎机有生产率高、破碎比大、构造简单、便于维护等优点，但也存在锤头、篦头、衬板、转子圆盘磨损较快等缺点，如制砂母岩较坚硬，则砂料粒度级配难以控制，从而影响混凝土质量的均匀性。另外，也有用反击式破碎机和小型颚式破碎机或其他破碎机制砂的。但许多专业人士认为建设工地或专业生产人工砂的石料厂选择棒磨机为宜。因为棒磨机的生产过程是利用简体内棒与棒之间的线接触进行的，棒对石料的粉磨有选择性，先磨大粒石料，然后逐步将石料按粒度的大小依次粉磨，过磨现象少，同时棒磨机制砂可以通过多种参数进行质量控制，产品质量较为稳定，且砂料颗粒粒形较好。

10．什么是尾矿砂?

答：由金属矿、非金属矿在开采和加工主矿产品过程中产生的固体废弃物经破碎、分级后的尾矿称为尾矿砂。尾矿一般堆存在矿山周围，占用土地，污染环境。大多数矿山对加工过程中产生的尾矿采用集中建尾矿坝(库)堆存，造成维护、管理、运行费用大，国家每年要花费lO—15亿元堆放尾矿。至目前为止，我国积存尾矿超过50亿t，占地800kin。以上，而且每年仍以3亿t的速度增长，而利用率只有8．2％，与国外发达国家60％的利用率相差甚远。因此充分利用尾矿资源来发展新型建材是尾矿处理利用最直接有效的途径。

绝大部分尾矿的技术指标与特细砂接近，适合配制建筑砂浆。使用尾矿代替天然砂生产建筑砂浆，～方面可减少尾矿对环境的污染，减少天然砂开采，保护环境；另一方面为尾矿广泛用于建筑材料开辟新的利用途径。由于尾矿砂的颗粒级配、石粉含量、泥块含量等指标可以在生产过程中通过改变设备和工艺参数进行调整和控制，而强度、有害物质、坚固性以及碱．集料反应是判定尾矿能否制尾矿砂的关键。因此，在生产中应加强对原料的检验，以保障尾矿砂的质量。从目前来看，大多数尾矿制成的尾矿砂是可以用来配制砂浆的，但也有个别的尾矿不适合于制作尾矿砂。

尾矿砂也根据细度模数分为粗砂、中砂、细砂和特细砂四级。

11．能否用人工砂代替天然砂?

答：我国建筑用砂年需十几亿吨。随着大量的开采，我国天然砂石资源已相当匮乏，砂的价格越来越高，供需矛盾日益突出。

建筑砂浆可以全部或部分使用人工砂代替天然砂，对砂浆性能不会产生不良影响。人工砂就是将一些矿山开采下来的下脚料或水泥厂尾矿废弃的石灰石，或建筑垃圾、煤矸石、钢渣等工业固体废弃物进行破碎筛分，达到砂浆生产所需的粒度要求。这样既可以利废，又可以减少环境破坏，完全符合我国发展循环经济的理念。我国每年要产生大量的石灰石废料及工业废弃物(表68一1)，未来十几年工业固体废弃物的产生量也很大，完全可以保证建筑砂浆原料供应充足。、位于北京首钢的北京特首新型建材有限公司就是一条完全以钢渣做集料的干混砂浆工厂，其生产的砂浆已经在国家体育场等工程中应用，效果较好。

表68—1我国每年产生的固体废弃物