石英砂的破碎率檢測主要用于評估石英砂在特定工況下（如壓裂支撐劑、過濾材料、鑄造用砂等）抵抗外力破碎的能力。這是一個綜合性指標(biāo)，不同于單純的礦石硬度，它模擬了實際使用中的受力情況。

一、 什么是石英砂破碎率？

破碎率是指在模擬的特定壓力（或機械力）作用下，石英砂顆粒被壓碎或破碎后，產(chǎn)生的細小顆粒（通常指小于某一粒徑下限的部分）所占的質(zhì)量百分比。

破碎率越低，說明石英砂的抗壓強度越高，質(zhì)量越好。

應(yīng)用場景：

石油壓裂支撐劑（陶粒砂/石英砂）：在地下高壓下支撐裂縫，防止閉合，要求極低的破碎率（通常在幾十兆帕壓力下測試）。

水處理濾料： 在反沖洗和水流沖擊下，要求低破碎率，防止粉化污染水質(zhì)。

鑄造用砂： 在射砂、造型過程中，要求低破碎率，保持砂型強度。

二、 常用檢測標(biāo)準(zhǔn)

不同行業(yè)采用不同的標(biāo)準(zhǔn)，檢測前需明確適用范圍：

石油天然氣行業(yè)（壓裂支撐劑）： SY/T 5108《水力壓裂和礫石充填作業(yè)用支撐劑性能測試方法》（等效于API RP56/60/61）。這是Zui嚴(yán)格、Zui常用的標(biāo)準(zhǔn)之一。

水處理行業(yè)（濾料）： CJ/T 43《水處理用濾料》或 GB/T 17429。

鑄造行業(yè)（造型材料）： JB/T 9156《鑄造用石英砂化學(xué)分析方法》中涉及強度部分，或參考GB/T9442《鑄造用硅砂》。

三、 檢測原理與步驟

以Zui典型的石油壓裂支撐劑（石英砂）破碎率測試為例，詳細步驟如下：

1. 取樣與篩分

取代表性樣品： 從待檢批次中取樣（通常用二分器縮分），確保樣品能代表整體。

制備特定粒徑： 將樣品過篩，取目標(biāo)粒徑范圍的砂粒（例如，常用規(guī)格為 20/40目，即0.425mm ~ 0.85mm，或40/70目，即0.212mm ~ 0.425mm）。

烘干： 將樣品放入烘箱中，在105℃ ~ 110℃下烘干至恒重（通常需1-2小時），去除水分影響。

2. 稱量與裝填

稱重： 稱取一定質(zhì)量的干燥樣品（記為 m0

通常根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，支撐劑測試需特定質(zhì)量，如根據(jù)SY/T 5108，不同目數(shù)有特定質(zhì)量要求）。

裝模： 將樣品均勻倒入專用的破碎室（鋼制模具）中，并刮平表面。模具是精密加工的高強度鋼圓柱體。

3. 施加壓力（核心步驟）

放置： 將裝有樣品的破碎室放在材料試驗機（壓力機）上。

加載： 以恒定的速率（如4 MPa/min ~ 10 MPa/min）對活塞施加壓力，直至達到規(guī)定的壓力值。

*例如：檢測20/40目石英砂在52 MPa壓力下的破碎率。*

穩(wěn)壓： 達到指定壓力后，保持壓力 2分鐘（時間視標(biāo)準(zhǔn)而定）。

卸載： 緩慢卸除壓力，取出破碎室，倒出樣品。

4. 篩分與稱量

再次篩分： 將壓后的全部樣品倒入試驗篩中。篩網(wǎng)的孔徑是原樣品的下限粒徑。

*例如：原樣品是20/40目（0.425mm ~ 0.85mm），則使用40目（0.425mm）篩網(wǎng)。*

過篩： 手動或機械振動篩分（通常需持續(xù)10分鐘），讓破碎產(chǎn)生的細粉通過篩網(wǎng)。

稱重： 稱量篩上（未破碎的大顆粒）的質(zhì)量（記為 m1），或者稱量篩下（破碎產(chǎn)生的細粉）的質(zhì)量（記為 m2 ）。

5. 計算破碎率