土木工程-集料试验与检测

集料试验与检测德修身、技立业任务目标：掌握水泥混凝土、沥青混凝土用砂和石的技术性质；具备检测水泥混凝土、沥青混凝土用砂和石质量的能力。砂的技术性质及检测方法一石的技术性质及检测方法二主要内容有害杂质含量坚固性表观密度、堆积密度和孔隙率碱-集料反应颗粒级配与粗细程度一、砂的技术性质及检测方法(一)砂的粗细程度及颗粒级配1.颗粒级配定义：是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况。讨论与分析：（a）单一颗粒（b）两种粒径（c）多种粒径颗粒级配不良，空隙率较大，则需较多的水泥浆填充。颗粒级配良好，空隙率较小，则需较少的水泥浆填充。结论：要减少砂粒之间的空隙,就必须有大小不同的颗粒合理搭配。2.粗细程度定义：是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的平均粗细程度。讨论与分析：结论：在砂用量相同的条件下，粗颗粒表面积小，细颗粒表面积大。包裹颗粒用的水泥浆多少就会有所差别。3.砂的技术指标检测过程按《建筑用砂》GB/T14684—2011要求：取样缩分检测砂技术性能检验规则（1）取样•在料堆抽样时，将取样部位表层铲除，从料堆不同部位均匀取8份砂；•从皮带运输机上抽样时，应用接料器在皮带运输机的机尾的出料处，定时抽取大致等量的4份砂；•从火车、汽车和货船上取样时，应从不同部位和深度抽取大致等量的8份砂。分别组成一组样品。（2）缩分•用分料器直接分取或人工四分。•将取回的砂试样在潮湿状态下拌匀后摊成厚度约20mm的圆饼，在其上划十字线，分成大致相等的四份，取其对角线的两份混合后，再按同样的方法持续进行，直至缩分后的材料量略多于试验所需的数量为止。（3）检验规则经检验后，其结果符合标准规定的相应要求时，可判为该产品合格，若其中一项不符合，则应从同一批品中加倍抽样对该项进行复检，复检后指标符合标准要求时，可判该类产品合格，仍不符合标准要求时，则该批产品不合格。砂颗粒级配与粗细程度试验方法①试验目的：评定砂的颗粒级配和粗细程度②主要仪器：标准套筛、摇筛机和天平。③试验步骤150μm300μm600μm1.18mm2.36mm4.75mm称取500g干砂，放于最上一只筛子。将套筛装于摇筛机上，筛析10min。取下套筛，逐个进行手筛。称取各筛的筛余量，进行计算。砂颗粒级配与粗细程度试验方法四分法砂颗粒级配与粗细程度试验方法砂颗粒级配与粗细程度试验方法砂颗粒级配与粗细程度试验方法筛孔径(mm)筛余物质量(g)分计筛余率(%)累计筛余率(%)12平均4.75m1a1=A1=a12.36m2a2=A2=a1+a2=A1+a21.18m3a3=A3=a1+a2+a3=A2+a30.60m4a4=A4=A3+a40.30m5a5=A5=A4+a50.15m6a6=A6=A5+a6筛底m7损失率（超出率）≤1%MX1-MX2≤0.201100500m2100500m3100500m4100500m5100500m6100500m砂颗粒级配与粗细程度试验方法④计算级配区颗粒级配粗细程度MX级配曲线⑤评定砂颗粒级配与粗细程度试验方法粗细程度的评定：细度模数Mx3.7～3.13.0～2.32.2～1.6粗砂中砂细砂计算细度模数11654321005)(AAAAAAAMX颗粒级配的评定：方法一：用级配区评定；(见表1-1)方法二：用级配曲线评定。方法一：用级配区评定建筑用砂的颗粒级配(GB/T14684—2011)筛孔尺寸1区2区3区累计筛余百分率（％）9.50mm0004.75mm10~010~010~02.36mm35~525~015~01.18mm65~3550~1025~0600μm85~7170~4140~16300μm95~8092~7085~55150μm100~90100~90100~90评定标准：当砂的累计筛余均处于表中的任何一个级配区中，则颗粒级配合格，否则级配不合格。注意：1）砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比，除4.75mm和600μm筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5％。2）1区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～85，2区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～80，3区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～75。筛孔尺寸（mm）累计筛余百分率0.300.601.182.364.759.500.15806040200100级配曲线筛孔尺寸1区2区3区累计筛余百分率（％）9.50mm0004.75mm10~010~010~02.36mm35~525~015~01.18mm65~3550~1025~0600μm85~7170~4140~16300μm95~8092~7085~55150μm100~90100~90100~90方法二用级配曲线评定计算三个级配区上限与下限对应的细度模数值。(二)砂中有害杂质含量项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类含泥量（按质量计，%）＜1.03.05.0泥块含量（按质量计，%）＜01.02.0云母含量（按质量计，%）＜1.02.02.0轻物质含量（按质量计，%）＜1.01.01.0有机质含量(比色法)合格合格合格硫化物和硫酸盐含量(按so3质量计，%）＜0.50.50.5氯化物(以cl-质量计，%）＜0.010.020.06亚甲基蓝溶夜MB1.4(或合格)石粉含量＜（按质量计，%）357①MB≥1.4(或不合格)135①根据使用地区和用途，在试验验证的基础上，可由供需双方协商确定。1.混凝土用砂中有害物质的限量(二)砂中有害杂质含量2.砂子含泥量试验检测方法一、目的与适用范围1、本方法仅用于测定天然砂中粒径小于0.075㎜的尘屑、淤泥和粘土的含量。2、本方法不适用于人工砂、石屑等矿粉成分较多的细集料。二、仪具与材料1、天平：称量1㎏，感量不大于1g。2、烘箱：能控温在105℃±5℃。3、标准筛：孔径0.075㎜及1.18㎜的方孔筛。4、其它：筒、浅盘等。(二)砂中有害杂质含量2.砂子含泥量试验检测方法三、试验准备将来样用四分法缩分至每份约1000g，置于温度为105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重，冷却至室温后，称取约400g(m0)的试样两份备用。(二)砂中有害杂质含量2.砂子含泥量试验检测方法四、试验步骤1、取烘干的试样一份置于筒中，并注入浩净的水，使水面高出砂面约200㎜，充分拌和均匀后，浸泡24h，然后用手在水中淘洗试样，使尘屑、淤泥和粘土与砂粒分离，并使之悬浮水中，缓缓地将浑浊液倒入1.18㎜至0.075㎜的套筛上，滤去小于0.075㎜的颗粒。试验前筛子的两面应先用水湿润，在整个试验过程中应注意避免砂粒丢失。2、再次加水于筒中，重复上述过程，直至筒内砂样洗出的水清澈为止。3、用水冲洗剩留在筛上的细粒，并将0.075㎜筛放在水中(使水面略高出筛中砂粒的上表面)来回摇动，以充分洗除小于0.075㎜的颗粒；然后将两筛上筛余的颗粒和筒中已经洗净的试样一并装入浅盘，置于温度为105℃±5℃的烘箱中烘干至怛重，冷却至室温，称取试样的质量(m1)。(二)砂中有害杂质含量2.砂子含泥量试验检测方法五、结果计算与评定（1）含泥量按式计算，精确至0.1％：式中：Qa——含泥量，%；G0——试验前烘干试样的质量，g；G1——试验后烘干试样的质量，g。（2）含泥量取两个试样的试验结果算术平均值作为测定值，采用修约值比较法进行评定。010100aGGQG(二)砂中有害杂质含量2.砂子泥块含量试验检测方法一、试验目的测定天然砂中原粒径大于1.18mm,经水浸洗、手捏后小于600µm的颗粒含量。二、仪器设备（1）天平：称量1000g，感量0.1g；（2）鼓风干燥箱：能使温度控制在（105±5）℃；（3）方孔筛：孔径为600µm及1.18mm的筛各一只；（4）容器:要求淘洗试样时，保持试样不溅出（深度大于250mm）；（5）搪瓷盘，毛刷等。(二)砂中有害杂质含量2.砂子泥块含量试验检测方法三、试验步骤（1）按规定方法取样，并将试样缩分至约5000g，放在干燥箱中于（105±5）℃下烘干至恒量，待冷却至室温后，筛除小于1.18mm的颗粒，并分成大致相等的两份备用。（2）称取试样200g，精确至0.1g。将试样倒入淘洗容器中，注入清水，使水面高出试样面约150mm。充分搅拌均匀后，浸泡24h，然后用手在水中碾碎泥块，再把试样放在600µm筛上，用水淘洗，直至容器内的水目测清澈为止。(3)保留下来的试样小心地从筛中取出，装入浅盘后，放在干燥箱中于（105±5）℃下烘干至恒量，待冷却到室温后，称出其质量，精确至0.1g。(二)砂中有害杂质含量2.砂子泥块含量试验检测方法四、结果计算与评定（1）泥块含量按下式计算，精确至0.1％：式中：Qb——泥块含量，%；G1——1.18mm筛筛余试样的质量，g；G2——试验后烘干试样的质量，g。（2）泥块含量取两次试验结果的算术平均值，精确至0.1%。121100bGGQG(二)砂中有害杂质含量2.砂子泥块含量试验检测方法五、结果计算与评定（1）泥块含量按下式计算，精确至0.1％：式中：Qb——泥块含量，%；G1——1.18mm筛筛余试样的质量，g；G2——试验后烘干试样的质量，g。（2）泥块含量取两次试验结果的算术平均值，精确至0.1%。121100bGGQG(二)砂中有害杂质含量2.人工砂及混合砂中石粉含量试验（亚甲蓝法）原理：试样的水悬液中连续逐次加入亚甲蓝溶液，每次加亚甲蓝溶液后，通过滤纸蘸染试验检验游离染料的出现，以检查试样对染料溶液的吸附，当确认游离染料出现后，即可计算出亚甲蓝值（MB）表示为每千克试验粒级吸附的染料克数。(二)砂中有害杂质含量2.人工砂及混合砂中石粉含量试验（亚甲蓝法）使用范围：用于人工砂和混合砂中石粉含量。①亚甲蓝溶液的配制②石粉含量的测量标准方法定量测试快速方法定性测试(二)砂中有害杂质含量2.人工砂及混合砂中石粉含量试验（亚甲蓝法）使用范围：用于人工砂和混合砂中石粉含量。①亚甲蓝溶液的配制②石粉含量的测量标准方法定量测试快速方法定性测试(三)砂的坚固性1、定义坚固性是指砂在自然状态和其他外界物理化学因素作用下抵抗破裂的能力。对天然砂坚固性采用硫酸钠溶液方法进行试验，砂样经5次循环后其质量损失应符合表1；对人工砂坚固性采用压碎指标法进行试验，压碎指标值应小于表2的规定项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类质量损失，%，〈8810.0项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类单级压碎指标，%，〈202530表1天然砂坚固性指标表2人工砂坚固性指标人工砂坚固性试验方法检验方法规定采用四个粒级筛分分别进行压碎，然后将四级砂样进行总的压碎值指标计算。试验证明4.75～9.5mm颗粒级的压碎指标比其他粒级要明显大，总的趋势是粒级越大压碎指标越小，鉴于砂的定义，公称粒径4.75mm以下的颗粒为砂，所以取公称粒径4.75mm以下的颗粒分成公称粒径4.75～2.36mm、2.36～1.18mm、1.18mm～600μm、600～300μm四个粒级，每级试样1000g。(三)砂的坚固性•试验步骤：•装模——放入加压块——加荷（500N/S至25kN，稳荷5s）——筛分——计算单级压碎指标——计算四级砂样的总压碎指标。（一）表观密度试验1、烘干(105±5℃)；2、称重m0=300g；3、通过漏斗加入装有半瓶冷开水的容量瓶中，静置24h(1h)使吸水饱和；4、充分搅动排出气泡，加水至刻度线，塞上瓶塞，擦干外表面后称重，得m1；5、倒出砂及水，洗净后，另装水至刻度线，称重m2；6、计算：120012000mmmmmmmmWW试验步骤（四）砂的表观密度及堆积密度试验（四）砂的表观密度及堆积密度试验细集料堆积密度及紧装密度试验：（四）砂的表观密度及堆积密度试验(二)松堆积密度•1、称空容量筒质量m1、已知容量筒体积V0’=1L；•2、按规定方法装入物料至漫出，用直尺刮平，称重m2；•3、计算：ρ0’＝(m2－m1)／V0’•4、计算空隙率：•P’=(1-ρ0／ρ0’)×100%（四）砂的表观密度及堆积密度试验（四）砂的表观密度及堆积密