集料试验检

第五章集料试验检测技术主要内容：第一节集料基本概念(分类、标准筛、取样)第二节粗集料第三节细集料集料的技术性质技术要求(标准指标）集料试验检测第一节集料基本概念一、集料分类二、集料粒径、标准筛三、集料取样一、集料分类①集料：集料是石子和砂子等粒状材料的总称。②集料作用：在水泥混凝土或沥青混凝土（都称混合料）中起骨架和填充作用。*③集料分类：（最常见的分类方式）根据粒径大小：分为粗集料（石子）和细集料（砂子）粗集料根据加工方式和来源分为：碎石、卵石细集料（砂子）根据来源、生产方式分为：天然砂、人工砂和混合砂二、集料粒径、标准筛1、粗细集料（砂石）的分界尺寸(水泥混凝土与沥青混合料不同)2、标准筛（方孔筛）筛孔尺寸和公称直径的对应关系砂石水泥混凝土（方孔筛筛孔尺寸4.75mm)砂：是指公称粒径小于5.00mm的岩石颗粒石子：公称粒径大于5.00mm的岩石颗粒沥青混合料（方孔筛筛孔尺寸2.36mm)细集料：是指公称粒径小于2.50mm的岩石颗粒粗集料：公称粒径大于2.50mm的岩石颗粒。砂试验筛标准筛筛孔边长尺寸/mm9.504.752.361.180.600.300.150.075公称直径/mm10.05.002.501.250.630.3150.1600.080砂公称粒径/mm10.05.002.501.250.630.3150.1600.080石试验筛标准筛筛孔边长尺寸/mm2.364.759.516.019.026.531.537.553637590公称直径/mm2.505.0010.016.020.025.031.540.050.063.080.0100.0石子公称粒径/mm2.505.0010.016.020.025.031.540.050.063.080.0100.0标准筛（方孔筛）边长尺寸-------筛的公称直径-------集料的公称粒径*3、集料最大粒径和集料公称最大粒径的区别（*复1P141）集料最大粒径：指集料100%都要求通过的最小标准筛筛孔尺寸。集料公称最大粒径：指集料可能全部通过或允许有少量筛余（筛余量不超过10%）的最小标准筛筛孔尺寸。区别:集料的最大公称粒径比最大粒径要小一个粒级。三、集料取样量和试验用量根据不同的试验项目、公称粒径的大小按相应的规范要求取样。取样:从料堆取样、皮带运输机上取样、火车、汽车、货船取样试验用量----从取样中通过缩分取得缩分：砂的样品缩分----用分料器缩分人工四分法缩分碎石或卵石缩分---人工四分法缩分至试验所需的数量为止第二节粗集料一、粗集料的技术性质二、粗集料的技术要求（标准指标）三、粗集料试验检测一、粗集料的技术性质（1物理性质2力学性质）1、物理性质（物理常数、级配、坚固性）（1）物理常数1）表观密度ρ0：含闭孔在内的单位体积质量。kg/mm3。2）堆积密度ρ0′：粗集料在堆积状态下单位体积的质量。kg/mm3。通常测定振实状态下的堆积密度。----为计算空隙率用。3）空隙率：粗集料按一定方式堆积时空隙体积占试样总体积的百分率。VV（%）=(1-ρ0′/ρ0）×100ρ0′--粗集料振实状态下密度，kg/mm3。ρ0----粗集料表观密度，kg/mm3*（2）级配(*复2P143）集料中组成颗粒的分级和搭配状况称为级配。通过采用标准筛进行筛分析试验来确定集料的级配情况。----（粗细集料同理）（3）坚固性集料的坚固性反应集料在气候、环境变化或其他物理因素作用下抵抗破裂的能力。（碎石、卵石、天然砂在严寒、寒冷地区室外使用并经常处于潮湿或干湿交替状态下的混凝土；有腐蚀介质作用或经常处于水位变化区的地下结构或有抗疲劳、耐磨、抗冲击等要求的混凝土以及其他条件下使用的混凝土有具体指标要求）试验原理：通过测定硫酸钠饱和溶液渗入集料中形成结晶时产生的裂胀力对集料的破坏程度（质量损失），来间接地判断其坚固性。（指标越大，损失率越大5～12%）试验简介：①将洗净烘干称好质量的不同粒级的集料分别放在不同的网篮中，在蒸馏水配制的饱和硫酸钠溶液中浸泡20h。②取出放在（105±5）℃烘箱中烘烤4h，完成第一次循环。③然后冷却至20～25℃开始第二次循环，浸泡和烘烤各4h,共五次。④洗净烘干后将石子在该粒级下限筛过筛，根据筛余量计算质量损失率。计算分计质量损失率和试样总质量损失百分率%。总质量损失百分率-----坚固性指标。2、粗集料的力学性质（*复7P143）*路用粗集料的力学性质主要指抗压碎能力和磨耗性两大指标。粗集料用于表层路面时，还涉及磨光值、磨耗值和冲击值。（1）压碎值指标指粗集料在连续施加荷载的情况下，抵抗压碎的能力。以此来评价路用粗集料的相对承载能力。试验结果以被压碎到小于一定粒径质量占整个试验用材料质量的百分率来表示。（2）磨耗性是评价集料抵抗撞击、摩擦作用的能力。通过专用的磨耗仪，在一定条件下使待测集料经受撞击、摩擦考验，检测出集料受综合作用后形成小于一定粒径（1.7mm)的质量占原试样质量的百分率，以此作为磨耗性评价结果。Qab(%）=[(m1-m2)/m1]×100Qab---集料磨耗率，%m1—烘干集料试样质量，g;m2---试验后在1.7mm筛上的筛余量，g。当粗集料用于表层路面时，还涉及（3）冲击值车辆高速行驶过程中急制动或车辆产生颠簸时，都可能对路面产生冲击作用，集料抵抗连续重复冲击荷载作用的性能称为冲击韧性。用集料冲击值（AIV)表示。（越小越好）（4）磨耗值磨耗值指标评定表层路面中的集料抵抗车轮磨耗的能力，试验方法采用道瑞磨耗试验机测定集料的磨耗值（AAV)，磨耗值越小，表示集料抗磨耗性越好。（5)磨光值路用集料在使用过程中不仅要表现出较高的承载能力，还要有较高的耐磨光性，以满足长期使用时高速行驶车辆对路面抗滑性的要求。这种抗滑性用集料的磨光值（PSV）来表示，磨光值越高，抗滑性越好。二、粗集料的技术要求《建筑用卵石、碎石》GB/T14685-2001碎石和卵石技术指标技术要求ⅠⅡⅢ碎石压碎指标（%）＜102030卵石压碎指标（%）＜121616针片状颗粒含量（%）＜51525含泥量（%）＜0.51.01.5泥块含量≤00.50.7有机物含量（比色法）合格硫化物及硫酸盐含量（按SO3计)0.51.01.5坚固性（%）＜5812岩石抗压强度（MPa)饱水状态：火成岩不小于80，水成岩不小于40密度与空隙率表观密度＞2500kg/m3；松散堆积密度＞1350kg/m3；空隙率＜47%。碱集料反应经碱集料反应试验后，有卵石、碎石配制的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象。规定龄期的膨胀率应小于0.10%第三节粗集料的试验检测[*1颗粒级配（2密度）3磨耗试验*4压碎指标试验（5抗冲击.6磨耗.7磨光）*8针片状颗粒试验]1、颗粒级配:不同粒径的集料颗粒分级和搭配情况称为颗粒级配。粗骨料颗粒级配也是通过筛分析法进行评定。粗骨料的颗粒级配有连续级配和单粒级配（间断级配）之分。*（对于路用混凝土P265：粗集料的级配对混凝土的弯拉强度影响很大。主要表现在振实后，粗集料能够逐级密实填充，形成高抗弯拉强度的嵌挤力。另一方面，粗集料级配对混凝土干缩较为敏感，逐级密实填充的良好级配有利于减小混凝土的干缩）（*复3、连续级配和间断级配的特点是什么？为什么沥青混合料经常采用连续级配？P167（第五节矿质混合料组成设计）答：连续级配的集料颗粒由大到小连续分布，每一级都有适当的比例。间断级配是在集料颗粒分布的整个区间里，从中间剔除一个或几个粒级，形成一种不连续的级配。沥青混合料经常采用连续级配，以保证混合料具有较高的密实程度和较大的内摩擦力。试验步骤：①将待测试样缩分至规定最小用量，烘干或风干后备用。②按石子最大粒径称取试样质量;（10mm—2kg;31.5mm-6.3kg)③将试样按筛孔从大到小依次过筛，直至各筛每分钟通过量不超过试样总量0.1%；④称取各筛筛余的质量，精确至总试样的0.1%：⑤计算各筛上分计筛余（各筛上筛余量除以试样总量的百分率，精确至0.1%）和累计筛余（该筛的分计筛余与筛孔大于该筛的各筛分计筛余百分率之和）精确至1%；⑥根据各筛的累计筛余，评定该试样的颗粒级配。2、表观密度--计算材料空隙率或进行配合比设计基本参数堆积密度（振实状态）、计算空隙率3、洛杉矶磨耗试验（磨耗性试验）（洛杉矶磨耗机球磨机）目的：测定规定条件下粗集料抵抗摩擦、撞击的能力。原理：用钢球对粗集料在磨耗机中撞击，摩擦转动500次或1000次，测其磨耗至小于1.7mm的试样占原试样总质量的百分率）。*取两次试验结果算术平均值做为测定值，两次试验误差不大于2%。试验（可略掉）：对于水泥混凝土用集料或沥青混合料用集料，选取不同的粒级（最小粒级2.36mm～4.75mm）组成的相应的试样数量(总质量5000g或10000g)。将试样和钢球放入磨耗机中。按规定的转速转动规定的次数后（水泥混凝土500次、沥青混合料500或1000次），称取1.7mm筛孔上剩余的烘干试样m2。粗集料的磨耗损失计算公式：m1—试验前装入筒中试验质量，gm2—试验后筛上洗净烘干的试样质量，g121%100mmQm磨（）4、粗集料的压碎试验--压碎值指标试验（*复7）目的:测定粗集料的抵抗压碎能力，间接评价其相应承载能力和强度，以评定集料在公路工程中的适应性。试验依据：以沥青混合料的试验方法为主（与普通混凝土用砂石质量及检验方法标准不同)试验方法：标准试样：取筛孔尺寸9.50mm～13.2mm之间的风干试样。试样制备：将缩分后的试样筛除9.50mm以下和13.2mm以上的颗粒。取每份3kg的试样3份备用。压碎值试验专用试模：金属试筒、压柱、底板三部分组成。金属试筒（圆柱体）：内径：112.0mm,高179.4mm,容积1767cm3试验:①确定每次试验用质量分三层将试样装入金属量筒（容积1767cm3），每层插捣25次，整平。称取质量m0。以此质量作为每次试验试样用量。②将试样按要求装入压碎值试模后，放上承压压柱。在10min内加荷至400KN.持荷5s。卸载。③将筒内试样倒出通过2.36mm筛筛分至无明显筛出物。称取通过2.36mm标准筛的颗粒质量m1。④试验结果计算:粗集料压碎值计算公式：m0—加压试验前试样质量，g;m1---加压试验后通过2.36mm筛的试样质量，g取三次试验结果的算术平均值作为压碎值的测定值。10(%)100amQm（当粗集料用于表层路面时，尚需进行以下试验：）5、粗集料的抗冲击试验通过规定方式产生外力冲击作用于粗集料，以测定粗集料的抗冲击能力。以冲击后小于2.36mm粒径的颗粒占试样总质量的百分率表示。（冲击锤自由落锤冲击15次）6、粗集料磨耗试验测定磨耗机在试件表面转动磨耗一定圈数后100圈+400圈(连续不断溜砂状态，转速28~30r/min）试件前后质量差值的变化，以评定抗滑表层所用粗集料抵抗车轮撞击和磨耗的能力：AAV=3(m0-m1)/ρSAAV—集料磨耗值；m0-磨耗前试件质量，m1—磨耗后试件质量ρS---集料饱和面干质量7、粗集料磨光试验用加速磨光机磨光集料，以摆式摩擦系数仪测定集料磨光试验后的摩擦系数（橡胶轮57600次转磨两次各3h溜砂金刚砂30号、280号）（*复7)路用粗集料的力学性质有哪些？P143路用粗集料的力学性质主要指抗压碎能力和磨耗性两大指标。当粗集料用于表层路面时，还涉及磨光值、磨耗值和冲击值等指标。8、针片状颗粒含量1）水泥混凝土用粗集料针片状颗粒含量试验---规准仪法（针、片）或游标卡尺法*2）沥青混合料用粗集料针片状颗粒含量试验—游标卡尺法*复6沥青混合料用粗集料针片状颗粒含量试验检测采用什么方法？P156针片状颗粒如何判定？答：用游标卡尺法。凡集料颗粒的长度与厚度之比大于等于3（l/t≥3）可判定为针片状颗粒。2）*沥青混合料用粗集料针片状颗粒含量试验(*复6P156）目的：测定用于沥青混合料或基层材料的公称粒径5.00mm以上粗集料中针片状颗粒含量。用于评价粗集料的形状、推测抗压碎能力，以评定其工作性。试验仪器：游标卡尺、