集料试验方法

粗集料试验

一、粗集料密度试验

（一）表观、表干、毛体积密度测定1、试验方法和步骤：①将待测试样用4.75mm的标准筛过筛，然后用四分法缩分成所需的质量，具体用量符合要求，留两份待用。针对沥青路面用粗集料，应对不同规格的集料分别测定，并要求每份试样应保持原有的级配。②将待测试样放入浸泡水中一段时间后，小心漂洗干净漂洗时防止颗粒损失。③取一份试样放入盛皿中，注入清水，使水面高出试样至少20mm，搅动石料，排除其上的气泡。在室温下保持浸水24h。④将吊篮浸入溢流水槽中，控制水温在15—25℃的范围。水槽的水面高度由溢流水口调节，试验过程始终保持在同一位置，天平调零。⑤将试样转入吊篮，在水面维持不变的状态下，称取集料在水中质量（m w）。⑥提取吊篮稍加滴水后，将试样全部到入瓷盘或直接倒在拧干的湿毛巾上，用拧干的湿毛巾轻轻擦拭集料颗粒表面的水，直到表面看不到发亮的水迹，使石料处在饱和面干状态。当集料颗粒较大时，也可逐颗擦干。整个过程不得有试样颗粒丢失。⑦立即在天平上称出集料在饱和面干时的质量（m f）。⑧将称重后的试样转入瓷盘中，放入105℃正负5℃的烘箱中烘干恒重。取出在干燥器中冷却至室温，称取试样的烘干质量（m a）。⑨每个试样平行试验两次,取平均值作为试验的结果。2、试验结果计算：密度：γa= m a/( m a –m w)；γs= m f /( m f–m w)；γb= m a /( m f–m w) 吸水率：wx（%）＝( m f – m a)/ m a*100。

结果准确至小数点后3位，不同水温条件下测量的粗集料密度需进行水温修正。对于各种密度的试验结果的重复性精度，要求两次结果相差不超过0.02，吸水率不超过0.2%。

3、说明与注意事项：①在表干密度和毛体积密度测定的过程中，集料的表干状态不易掌握，操作时只能用拧干的毛巾轻轻擦拭集料表面的水分，以免将集料开口孔隙的毛细水擦出。

②如没有静水天平，也可釆用下部有一挂钩的电子天平，注意该天平应符合称重范围和感量要求。③试验时环境温度应在15—25℃之间,并且试验过程中温度波动应不超过2℃。

细集料试验

一、细集料的筛分试验

（一）水泥混凝土用砂筛分－干筛法试验步骤

1、试验目的：通过试验测定水泥混凝土用砂的颗粒级配，并确定砂的粗细程度。

2、试验操作和步骤：①首先将砂过9.5mm的筛，并记录9.5mm筛的筛余百分率。拌和均匀后采用四分法缩分至每份不少于550g，然后在105℃±5℃的烘箱中烘干恒重，冷却待用。

②标准套筛按筛孔由大到小的顺序排列套在底盘上，将称重为500g的砂样倒在最上层4.75mm的标准筛上，

扣上筛盖，紧固在摇筛机上。接通电

源，电动过筛持续约10min。若无摇

筛机，也可采用手摇方式过筛10min。

③按孔径大小顺序，将过筛后的砂样

在筛上逐个手摇进一步过筛。首先在

最大筛号上进行，新通过的砂颗粒用

一洁净的盘子收集，当每个筛子手摇

出的量每分钟不超过筛上剩余量的

0.1%时为止，将筛出通过的颗粒并加

入下一号筛，和下一号筛中的试样一

起过筛。下一级筛号按同样方式进

行，直至所有孔径的筛号全部完成上

述操作为止，④称量各筛上存留质

量，精确至0.5g。所有各筛上存留量

加上底盘上保留质量之和与筛分试

验用量相比，其差不得超过1%。⑤根

据各筛上存留量，依次计算出砂的分

计筛余、累计筛余、通过量和砂的细

度模数。

二、细集料的密度试验

（一）砂的表观密度(容量瓶法)

1、试验目的：通过测定单位砂表观

体积下物质的干质量，为细集料空隙

率和混合料配合比设计提供依据。

2、试验内容和步骤：①将待测砂样

均匀拌和后，用四分法进行缩分，取

砂样约650g左右。在105℃±5℃的

烘箱中烘至恒重，取出在干燥器中冷

却备用。②准确称取制备好的砂样

300g，通过漏斗装入盛有半瓶冷开水

的容量瓶中。装完后转动容量瓶，使

砂样在充分搅动中排除其中的气泡，

盖上瓶塞，静至24h，24h过后，用

滴管向容量瓶中加水，直至水的弯液

面与容量瓶的刻度线相切。温度计测

量水温，确认水温在23℃±1.7℃的

范围，并记录实际温度值。盖上瓶塞，

擦干瓶外壁的水分，在天平上称出总

质量。③倒出瓶中的水和砂样，内外

洗净，向瓶中加水，直至水的弯液面

与容量瓶的刻度线相切。测量水温，

要求前后两次水温差不超过2℃，盖

上瓶塞，擦干瓶外壁的水分，在天平

上称出总质量。

3、说明与注意问题：①两次平行试

验结果的误差应在0.01g/cm3范围

内，若超出应重新取样进行试验。②

试验时容量瓶中加入的水应为纯净

水，所以需将自来水加热煮沸后放凉

再使用。③用滴管滴加水的量以液面

弯曲下沿(即弯液面)与刻度线相切

为准。

（二）细集料的堆积密度及紧密密度

试验:

1、试验目的：测定砂在自然状态下

堆积密度和紧密密度并以此计算出

砂的空隙率。

2、试验内容：①取有代表性的砂样

5kg，在105℃±5℃的烘箱中烘至恒

重。取出冷却，分成大致两份备用。

②容量筒容积校正：将温度为105℃

±5℃的洁净水装满容量筒，用一块

大小适宜的玻璃板沿筒口滑移，紧贴

水面盖在筒上，确保玻璃板与水面之

间无气泡。擦干筒外壁水分，在台秤

上称出质量。③将砂样装入漏斗中，

打开底部活动门使砂流入容量筒中。

也可采用小勺向容量筒中直接加样，

但两种填砂方式都要求离容量筒口

距离为50mm左右。砂样装满之后，

用直尺将多余的部分沿筒口中心线

向两个相反方向刮平。随后称取筒和

砂样的总质量。④另取砂样一份，分

两层装入容量筒。每装完一层，在筒

底垫一根10mm直径的钢筋，左右交

替颠击地面各25下(注意两次钢筋摆

放呈相互垂直方向)。装填完成并颠

实后适当填加砂样超出筒口，然后用

直尺将多余的部分沿筒口中心线向

两个相反相成方向刮平。称出筒和砂

样的总质量。⑤每次试验内容平行两

次。

3、说明与注意问题：①堆积密度试

验进行装填时，要控制好填砂高度，

并且试验过程中避免碰撞容量筒，以

免影响砂的实际装填效果。②容量筒

体积校正时要测量水温，并进行水温

密度的修正。

三、细集料含泥量试验

（一）筛析法

1、试验目的：通过筛析的方法测定

天然砂中粒径小于0.075mm的尘屑、

淤泥和粘土的含量。

2、试验方法和步骤：①将待测砂样

品通过四分法缩分至约1000g，在

105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，冷却

至室温后，称取约400g的试样两份

备用。②取一份试样置于筒中，注入

洁净的水，要求水面高出砂样200mm。

充分搅拌均匀，静置24h。③然后用

水充分淘洗砂样，使尘屑、淤泥和粘

土与砂粒分离后，小心将浑浊液倒入

1.18mm和0.075mm的套筛上，滤去小

于0.075mm的部分。重复上述过程，

直至筒内砂样洗出的水清澈为止。操

作过程中要避免砂粒丢失。④用水冲

洗留存于筛上的颗粒，并通过

0.075mm筛在水中来回摇动，以保证

充分洗除小于0.075mm的颗粒。⑤将

1.18mm和0.075mm筛上的存留颗粒

和筒中洗净的试样一同转移到浅盘

中，置于105℃±5℃的烘箱中烘干恒

重，冷却至室温称重。

（二）亚甲蓝法

1、试验目的：用于测定砂中是否存

在膨胀性粘土矿物，以评定细集料的

洁净程度。

2、试验方法和步骤：(1)标准亚

甲蓝溶液(10.0g/L正负0.1gL)配

制：①首先检测亚甲蓝试剂的含水量

w。称取5g左右的亚甲蓝粉末，记录

质量m h，精确至0.01g。在105℃±5℃

的温度下烘干至恒重。在干燥器中冷

却，然后称重，记录质量m g，精确至

0.01g，按下式计算亚甲蓝的含水率

w：w(%)=（m h-m g）/m g*100 式中：m h

－亚甲蓝粉末的质量,g；m g－干燥后

亚甲蓝的质量,g。②称取亚甲蓝粉末

(100+w)(10g±0.1g)/100(即亚甲蓝

粉末质量10g)精确至0.01g。将称出

的亚甲蓝在搅拌过程加到盛有600mL

温度不超过400C的水中，持续搅动，

直至亚甲蓝全部溶解。③将溶解亚甲

蓝的溶液倒入1L的容量瓶中，用洁

净的蒸馏水反复冲洗烧杯，以确保将

溶液的亚甲蓝全部转移到容量瓶中。

最后在室温条件下定容达到1000mL。

摇匀之后在避光条件下保存,时间不

超过28d。（2）制备砂样悬浊液：①

称取待测砂子约400g，烘干后筛除大

于2.36mm的颗粒待用，共准备两份。

②称取砂样200g，精确至0.1g，倒

入盛有500mL±5mL水的烧杯中，用

转速600r/nim的搅拌器进行搅拌约

5min。形成悬浊液后，用移液管准确

加入5mL亚甲蓝溶液，然后保持

400r/min±40r/min的转速持续搅拌

到试验结束。（3）亚甲蓝吸附量测

定：①取一张滤纸，放置在一敞口的

烧杯上，要求滤纸不得与任何其他物

品接触。②在悬浊液中加入亚甲蓝后

搅拌1min起，开始在滤纸上进行第

一次试验，用玻璃棒沾取一滴悬浊液

滴在滤纸上，使液滴在滤纸上形成一

个环状，中间是集料的沉淀物，要求

液滴的数量能够使沉淀的直径在

8~12mm之间。环状外围环绕一圈无色

水环。当在沉淀物周围边缘放射出一

个宽度约1mm左右的浅蓝色色晕时，

试验结果成为阳性。③如果第一次加

入5mL亚甲蓝没能使滤纸上的环状沉

淀物周围出现色晕，则再向悬浊液中

加入5mL亚甲蓝溶液，继续搅拌

1min，用玻璃棒沾一滴悬浊液滴于滤

纸上，进行第二次色晕试验。若沉淀

物周围仍未出现浅蓝色色晕，重复上

述步骤，直到沉淀物周围放射出约

1mm的稳定浅蓝色色晕。④停止滴加

亚甲蓝溶液，但继续搅拌悬浊液，每

1min进行一次色晕试验。若形成的色

晕在最初的4min内消失，再加入5mL

亚甲蓝溶液；若色晕在第5min消失，

再补加2mL亚甲蓝溶液，直至色晕可

持续5min为止。⑤记录色晕持续

5min时所加入的亚甲蓝溶液总体积，

精确至1mL。（4）结果计算：亚甲兰

值MBV＝V/m*10 式中：m试样质量，

g；V－所加入的亚甲兰溶液总量，mL。

3、说明与注意问题：①亚甲蓝试验

更适应较细的集料，不适宜于大于

4.75mm以上的集料。②由于集料吸附

亚甲蓝需要一定的时间才能完成，色

晕可能在出现后又消失。为此，需要

每隔1min进行一次色晕试验，连续5

次出现色晕方为有效。

级配类型及名词解释：

1、连续级配：连续级配是某一矿料

在标准套筛中进行筛分后，矿料的颗

粒由大到小连续分布，每一级都占有

适当的比例。这种由大到小逐级粒径

都有，并按比例互相搭配组成的矿质

混合料，称为连续级配混合料。

2、间断级配：在矿料颗粒分布的整

个区间里，从中间剔除一个或连续几

个粒级，形成一种不连续的级配，称

间断级配。

3、连续开级配：整个矿料颗粒分布

范围较窄，从最大粒径到最小粒径仅