石屑檢測：關鍵指標與質量控制要點

一、 引言：認識石屑及其重要性

石屑主要指巖石經機械破碎、篩分后粒徑小于特定尺寸（通常指4.75mm或2.36mm以下）的細粒副產品。在土木工程建設中，石屑常被廣泛應用于：

• 路面基層/底基層： 作為級配碎石混合料的細集料組分。
• 水泥混凝土： 部分替代天然砂或機制砂（需嚴格評估適用性）。
• 瀝青混合料： 作為填料或細集料組分。
• 回填與路基改良： 提供填充和穩定作用。
• 砌筑砂漿： 替代部分砂使用（需謹慎）。
  其質量直接影響工程結構的安全性、耐久性和經濟性。因此，科學、全面的石屑檢測至關重要。

二、 核心物理指標檢測

1. 顆粒級配（篩分試驗）：

   • 目的： 確定石屑中不同粒徑顆粒的分布比例，評估其連續性和是否符合目標級配要求。級配不良易導致混合料離析、壓實困難或性能下降。
   • 方法： 采用標準方孔篩進行干篩或濕篩。繪制級配曲線，計算關鍵篩孔（如4.75mm, 2.36mm, 1.18mm, 0.6mm, 0.3mm, 0.15mm, 0.075mm）的通過率。
   • 關鍵參數： 0.075mm以下細粉含量（塑性指數高時需特別注意）；關鍵篩孔累積通過率是否符合規范區間。

2. 含泥量 / 石粉含量（砂當量試驗或亞甲藍試驗）：

   • 目的： 區分細顆粒中是“有益”的石粉還是“有害”的黏土、淤泥。
   • 方法：
     • 砂當量試驗： 定量測定懸浮液中黏土類細顆粒與砂的沉降體積比，值越高表示有害雜質越少。
     • 亞甲藍試驗： 定量測定吸附亞甲藍染料的量（MB值），反映黏土礦物的含量和活性。MB值越低越好。
   • 重要性： 過量黏土/淤泥會包裹集料，阻礙其與膠結材料的粘結，顯著降低強度和穩定性，增加收縮變形。

3. 針片狀顆粒含量：

   • 目的： 測定顆粒形狀偏離等軸體（接近立方體或球體）的程度。
   • 方法： 使用針片狀規準儀或卡尺，人工逐粒測定特定粒徑以上顆粒的長度與厚度（或最小厚度）之比超過規定比例（如3:1）的顆粒所占百分比。
   • 影響： 針片狀顆粒過多會導致堆積空隙率增大，混合料難以壓實，強度降低，且易在施工或使用中斷裂。

4. 壓碎值：

   • 目的： 評估石屑抵抗壓碎的能力，反映其強度和堅固性。
   • 方法： 將規定粒徑范圍（如2.36mm-4.75mm）的單粒級石屑裝入標準模具，在規定壓力下加載，計算壓碎后小于規定粒徑（如2.36mm）的質量百分比。值越低表示強度越高。
   • 意義： 對承受荷載的結構（如基層、混凝土）尤為重要。

5. 表觀密度、堆積密度與空隙率：

   • 目的： 了解石屑的致密程度和顆粒堆積狀態。
   • 方法： 標準方法測定單位體積（含封閉孔隙）的質量（表觀密度）、自然堆積狀態下的質量（堆積密度）。
   • 計算： 由表觀密度和堆積密度可計算空隙率。空隙率影響混合料中膠結材料用量和耐久性。

6. 含水率：

   • 目的： 測定石屑中自由水含量。
   • 方法： 烘干法（標準方法）。
   • 應用： 對拌合（如混凝土、穩定土）用水量控制、壓實效果評估至關重要。

三、 化學與耐久性指標檢測

1. 堅固性（硫酸鈉或硫酸鎂溶液浸泡循環試驗）：

   • 目的： 評估石屑抵抗干濕循環、凍融循環等氣候因素作用下風化的能力。
   • 方法： 試樣在飽和硫酸鈉（或硫酸鎂）溶液中浸泡→烘干→冷卻，循環數次（通常5次），計算質量損失百分比。
   • 意義： 對于暴露在惡劣環境中的工程尤為重要。

2. 堿活性（潛在危害檢驗）：

   • 目的： 檢測石屑（特別是其中的硅質礦物）是否會與水泥中的堿（Na?O, K?O）發生有害反應，導致混凝土膨脹開裂。
   • 方法： 巖相法（初步判定礦物組成）、砂漿棒長度法（ASTM C227）、快速砂漿棒法（ASTM C1260）等。通常先用巖相法篩查，必要時進行膨脹試驗。
   • 重要性： 高堿活性材料禁用或需采取嚴格的堿含量控制措施。

3. 有機物含量：

   • 目的： 檢測石屑中存在有機雜質（如腐殖質）的可能性，此類雜質可能延緩水泥水化或降低強度。
   • 方法： 標準比色法（與氫氧化鈉溶液反應比較顏色深度）。
   • 應用： 尤其關注來源不明或含有風化土層的石屑。

4. 硫化物及硫酸鹽含量：

   • 目的： 檢測是否含有黃鐵礦、石膏等含硫礦物。硫化物氧化或硫酸鹽侵蝕可能導致體積膨脹、混凝土劣化或鋼材銹蝕。
   • 方法： 化學滴定法或重量分析法測定硫或硫酸根離子含量，換算成SO?含量。
   • 限值： 相關規范對應用于混凝土或金屬結構附近的石屑有嚴格限值（SO?含量通常要求很低）。

四、 現場快速檢測與控制

• 目測檢查： 觀察顏色均勻性、有無明顯泥土塊、雜質、風化顆粒。
• 簡易含水率判斷： “手捏成團，落地松散”的經驗法則（需結合實驗室數據校正）。
• 批次管理與標識： 不同來源、批次石屑應分區堆放，清晰標識，防止混用。
• 定期取樣復檢： 生產或供應過程中，按規范頻次取樣送實驗室進行關鍵指標（級配、含泥量/MB值、壓碎值）檢測。

五、 質量控制與

有效的石屑質量控制依賴于：

• 源頭把控： 選擇母巖質量好、潔凈的料場。
• 生產過程控制： 優化破碎、篩分工藝，減少針片狀顆粒和過細粉含量。
• 嚴格的檢測制度： 建立進場檢驗、過程抽檢、定期復檢的程序。
• 數據驅動決策： 將所有檢測結果與相關工程規范（如國家標準、行業標準、項目技術規格書）進行比對，合格后方可使用。對于不達標指標，需分析原因，采取拒收、篩分、清洗、降級使用等技術措施。

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石屑并非簡單的“廢棄料”，其質量直接影響工程成敗。通過系統性地檢測物理、化學及耐久性指標，并與規范要求嚴格對比，方能科學評價其適用性，確保其在工程建設中發揮安全、穩定、經濟的作用。持續、嚴格的檢測是保障石屑有效利用和工程質量的關鍵環節。