粗细集料试验

粗细集料的检测讲解人：韩正国2013、3粗集料一、概念及试验1、在水泥混凝土中，粗集料是指粒径大于4.75㎜的碎石、砾石和破碎砾石。2、试验：筛分、合成后集料的密度、吸水率、堆积密度、振实密度、捣实密度、孔隙率、含泥量、泥块含量、针片状含量以及压碎值。一、仪具（1）试验筛：根据需要选用规定的标准筛。（2）摇筛机。（3）天平或台称：感量不大于试样质量的0.1﹪.（4）其他：盘子、铲子、毛刷等。二、粗集料的筛分（干筛法）1、5～10mm取试样不少于1㎏，10～20mm不少于1㎏，16.5～31.5mm不少于4㎏2、取试样一份置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量（m0），准确至0.1％。3、将试样放入套筛中，进行筛分。不停的运动，人工筛分时，集料在筛面上要同时水平及上下方向直至1分钟内通过筛孔的质量小于筛上残余量的0.1％为止；用摇筛机筛分与人工筛分一样，在筛完后都要确认1分钟内通过筛孔的质量小于筛上残余量的0.1％。4、筛上集料过多，可以分两次筛分。当筛余颗粒粒径大于19mm时，筛分过程中允许用手指轻轻拨动颗粒，但不得逐颗塞过筛孔。•5、称取每个筛上的筛余量，准确至总质量的0.1﹪.•各筛分计筛余量及筛底存量的总和与筛分前试样的干燥•总质量m0相比，相差不得超过m0的0.5﹪。•6、计算•6.1干筛法筛分结果的计算•6.1.1计算各筛分计筛余量及筛底存量的总和与筛分前试样•的干燥总质量m0之差，作为筛分时的损耗，并计算损耗率，•若损耗率大于0.3﹪，应重新进行试验。•m5=m0-(∑mi+m底）•式中：m5——由于筛分造成的损耗(ɡ);•m0------用于干筛的干燥集料总质量(ɡ);•mi——各号筛上的分计筛余(ɡ);•ⅰ——依次为0.075㎜、0.15㎜……至集料最大粒径的排序;•m底-----筛底(0.075㎜以下的部分)集料总质量(ɡ).•6.1.2干筛分计筛余百分率•干筛后各号筛上的分计百分率计算,精确至0.1﹪.•p′i=mi／(m0-m5)×100•式中：p′i——各号筛上的分计筛余百分率（﹪）；m5——由于筛分造成的损耗(ɡ);•m0------用于干筛的干燥集料总质量(ɡ);•mi——各号筛上的分计筛余(ɡ);•ⅰ——依次为0.075㎜、0.15㎜……至集料最大粒径的排序。•6.1.3干筛累计筛余百分率•各号筛的累计筛余百分率为该号筛以上各号筛的分计筛余百分率之和，精确至0.1﹪.•6.1.4干筛各号筛的质量通过百分率•各号筛的质量通过百分率Pi等于100减去该号筛累计筛余百分率，精确至0.1﹪.•6.1.5由筛底存量除以扣除损耗后的干燥集料总质量计算0.075mm筛的通过率。•6.1.6试验结果以两次试验的平均值表示，精确至0.1﹪.当两次试验结果P0.075的差值超过1﹪时，试验应重新进行。三、(1)粗集料密度及吸水率试验（网篮法）•1目的与适用范围•本方法适用于测定各种粗集料的表观相对密度、表干相对密度、毛体积相对密度、表观密度、表干密度、毛体积密度,以及粗集料的吸水率。•2仪具与材料•(1)天平或浸水天平:可悬挂吊篮测定集料的水中质量,称量应满足试样数量称量要求,感量不大于最大称量的0.05%。•(2)吊篮:耐锈蚀材料制成,直径和高度为150mm左右,四周及底部用1mm~2mm的筛网编制或具有密集的孔眼。•(3)溢流水槽:在称量水中质量时能保持水面高度一定。•(4)烘箱:能控温在105±5℃。•(5)毛巾:纯棉制,洁净,也可用纯棉的汗衫布代替。•(6)温度计。•(7)标准筛。•(8)盛水容器(如搪瓷盘)。•(9)其它:刷子等。3试验准备•3.1将试样用标准筛过筛除去其中的细集料,•对较粗的粗集料可用475m筛过筛,对2.36mm~4.75mm集料,或者混在4.75mm以下石屑中的粗集料,则用2.36mm标准筛过筛,用四分法或分料器法缩分至要求的质量,分两份备用。对沥青路面用粗集料,应对不同规格的集料分别测定,不得混杂,所取的每一份集料试样应基本上保持原有的级配。在测定2.36mm~4.75mm的粗集料时,试验过程中应特别小心,不得丢失集料。•3.2经缩分后供测定密度和吸水率的粗集料质量应符合表TO304-1的规定。‍‍4试验步骤•4.1取试样一份装入干净的搪瓷盘中,注入洁净的水,•水面至少应高出试样2Omm,轻轻搅动石料,使附着在•石料上的气泡完全逸出。在室温下保持浸水24h。•4.2将吊篮挂在天平的吊钩上,浸入溢流水槽中,向溢流水槽中注水,水面高度至水槽的溢流孔,将天平调零。吊篮的筛网应保证集料不会通过筛孔流失,对2.36mm~4.75mm粗集料应更换小孔筛网,或在网篮中加放入一个浅盘。•4.3调节水温在15~25范围内。将试样移入吊篮中。溢流水槽中的水面高度由水槽的溢流孔控制,维持不变。称取集料的水中质量(mw)。•4.4提起吊篮,稍稍滴水后,较粗的粗集料可以直接倒在拧干的湿毛巾上。将较细的粗集料(2.36mm~4.75mm)连同浅盘一起取出,稍稍倾斜搪瓷盘,仔细倒出余水,将粗集料倒在拧干的湿毛巾上,用毛巾吸走从集料中漏出的自由水。此步骤需特别注意不得有颗粒丢失,或有小颗粒附在吊篮上。再用拧干的湿毛巾轻轻擦干集料颗粒的表面水,至表面看不到发亮的水迹,即为饱和面干状态。当粗集料尺寸较大时,宜逐颗擦干。注意对较粗的粗集料,拧湿毛巾时不要太用劲,防止拧得太干,对较细的含水较多的粗集料,毛巾可拧得稍干些。擦颗粒的表面水时,既要将表面水擦掉,又千万不能将颗粒内部的水吸出。整个过程中不得有集料丢失,且已擦干的集料不得继续在空气中放置,以防止集料干燥。•4.5立即在保持表干状态下,称取集料的表干质量(mf)。•4.6将集料置于浅盘中,放入105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重。取出浅盘,放在带盖的容器中冷却至室温,称取集料的烘干质量(ma)。•注:恒重是指相邻两次称量间隔时间大于弛的情况下,其前后两次称量之差小于该项试验要求的精密度,即0.1%。一般在烘箱中烘烤的时间不得少于4~6h。•4.7对同一规格的集料应平行试验两次,取平均值作为试验结果5、计算5.1表观相对密度γa表干相对密度γs毛体积相对密度γb按式计算至小数点后3位。γa=ma/(ma-mw)γs=mf/(mf-mw)γb=ma/(mf-mw)式中：γa——集料的表观相对密度，无量纲；γs——集料的表干相对密度，无量纲；γb——集料的毛体积相对密度，无量纲；ma——集料的烘干质量（ɡ）；mf——集料的表干质量（ɡ）；mw——集料的水中质量（ɡ）。•5.1集料的吸水率以烘干试样为基准按式计算，•准确至0.01%。ωx=(mf-ma)/ma*100式中：ωx----集料的吸水率，%；5.2粗集料的表观密度(视密度)ρa、表干•密度ρs、毛体积密度ρb按式计算，准确至•小数点后3位。不同水温条件下测量的粗集料表观密度需进行水温修正，不同试验温度下水的密度ρr及水的湿度修正系数αT，•ρa=γa*ρT或ρa=(γa-αT)*ρwρs=γs*ρT或ρs=(γs-αT)*ρwρb=γb*ρT或ρb=(γb-αT)*ρw•式中：ρa--粗集料的表观密度，g/cm3；ρs--粗集料的表干密度，g/cm3；ρb--粗集料的毛体积密度，g/cm3；ρT--试验温度T时水的密度，g/cm3；αT--试验温度T时的水温修正系数；ρw--水在4摄氏度时的密度(1.000g/cm3)。6精密度或允许差重复试验的精密度，对表观相对密度，表干相对密度，毛体积相对密度，两次结果相差不得超过0.02,对吸水率不得超过0.2%。(2)粗集料密度及吸水率试验(容量瓶法)•1目的与适用范围1.1本方法适用于测定碎石、砾石等各种粗集料的表观相对密度、表干相对密度、毛体积相对密度、表观密度、表干密度、毛体积密度，以及粗集料的吸水率。1.2本方法测定的结果不适用于仲裁及沥青混合料配合比设计计算理论密度时使用。2仪具与材料2.1天平或浸水天平：可悬挂吊篮测定集料的水中质量，称量应满足试样数量称量要求，感量不大于最大称量的0.05%.2.2容量瓶：1000mL，也可用磨口的广口玻璃瓶代替，并带玻璃片。2.3烘箱：能控温在105±5摄氏度。2.4标准筛。2.5其它：刷子、毛巾等。3试验准备3.1将取来的试样用5mm(圆孔筛)或4.75mm(方孔筛)标准筛过筛，用四分法缩分至表1要求的质量，分两份备用。3.2将每一份集料试样浸泡在水中，仔细洗去附在集料表面的尘土和石粉，经多次漂洗干净至水清澈为止，清洗过程中不得散失集料颗粒。公称最大粒径（㎜）4.759.5161926.531.537.56375每一份试样的最小质量（㎏）0.81111.51.5233测定密度所需要的试样最小质量4试验步骤•4.1取试样一份装入容量瓶(广口瓶)中，•注入洁净的水(可滴入数滴洗涤灵)，水面高出•试样，轻轻摇动容量瓶，使附着在石灰土的气•泡逸出。盖上玻璃片，在室温下浸水24h。注：水温应在15~25摄氏度范围内，•浸水最后2h内的水温相差不和超过2摄氏度。4.2向瓶中加水至水面凸出瓶口，然后盖上容量瓶塞，或用玻璃片沿广口瓶瓶口迅速滑行，使其紧贴瓶口水面，玻璃片与水面之间不得有空隙。4.3确认瓶中没有气泡，擦干瓶外的水分后，称取集料试样、水、瓶及玻璃片的总质量(m2)。4.4将试样倒入浅搪瓷盘中，稍稍倾斜搪瓷盘，倒掉流动的水，再用毛巾吸干漏出的自由水。需要时可称取带表面水的试样质量(m4)。4.5用拧干的湿毛巾轻轻擦干颗粒的表面水，至表面看不到发亮的水迹，即为饱和面干状态。当粗集料尺寸较大时，可逐颗擦干。注意拧湿毛巾时不要太用劲，防止拧得太干。擦颗粒的表面水时，既要将表面水擦掉，又不能将颗粒内部的水吸出，整个过程中不得有集料丢失。4.6立即称取饱和面干集料的表干质量(m3).4.7将集料置于浅盘中，放入105±5摄氏度的烘箱中烘干至恒重，取出浅盘，放在带盖的容器中冷却至室温，称取集料的烘干质量(m0).•4.8将瓶洗净，重新装入洁净水，盖上容量瓶塞，或用玻璃片紧贴广口瓶瓶口水面，玻璃片与水面之间不得有空隙。确认瓶中没有气泡，擦干瓶外水分后称取水、瓶及玻璃片的总质量(m1)。5计算•5.1表观相对密度(视比重)γa、表干相对密度γs、毛体积相对密度γb按式计算至小数点后3位。γs=m0/(m0+m1-m2)γs=m3/(m3+m1-m2)γb=m0/(m3+m1-m2)式中：γa--集料的表观相对密度，无量纲；γs--集料的表干相对密度，无量纲；γb--集料的毛体积相对密度，无量纲；m0--集料的烘干质量，g;m1--水、瓶及玻璃片的总质量，g;m2--集料试样、水、瓶及玻璃片的总质量，g;m3--集料的表干质量，g.5.2集料的吸水率ωx、含水率ω、表面含水率ωs以烘干试样为基准，按式计算，准确至0.1%。ωx=(m3-m0)/m0*100ω=(m4-m0)/m0*100ωs=(m4-m3)/m0*100式中：m4--集料饱和状态下含表面水的湿质量，g;ωx--集料的吸水率，%；ω--集料的含水率，%；ωs--集料的表面含水率，%。•5.3当水泥混凝土集料需要以饱和面干试样作为基准求取集料的吸水率ωx及表面含水率ωs时，按式计算，准确至0.1%,但需在报告中予以说明。ωx=(m3-m0)/m3*100ωx=(m4-m3)/m3*100式中：ωx--集料的吸水率，%；ωs--集料的表面含水率，%。5.4粗集料的表观密度(视比重)ρa、表干密度ρs、毛体积密度ρb按式计算至小数点后3位。温度修正系数αT按表2采用。ρa=γa*ρT或ρa=(γa-αT)*ρwρs=γs*ρT或ρs=(γs-αT)*ρwρb=γb*ρT或ρb=(γb-αT)*ρw式中：ρa--集料的表观密度，g/cm3；ρs--集料的表干密度，g/cm3；ρb--集料的毛体积密度，g/cm3;ρT--试验温度T时水的密度，按表2取用，g/cm3；αT--试验温度T时的水温修正系数，按表2取用；ρw--水在4摄氏度时的密度(1.000g/c