道路工程材料细集料的筛分试验报告

实验一 细集料的表观密度试验（容量瓶法）

【试验目的】

用容量瓶法测定细集料（天然砂、石屑、机制砂）在一定温度下的表观密度。本方法适用于含有少量大于2.36mm 部分的细集料。

【试验原理】

表观密度是指在规定条件（105℃~110℃的烘箱内烘至恒量）下，烘干集料矿质实体包括闭口孔隙在内的表观单位体积质量。测定集料表观体积时，需将已知质量的干燥集料浸水，使其开口孔隙吸饱水，然后称出饱水后集料在水中的质量，两者之差即为集料的包括闭口孔隙在内的集料表观体积(V s +V n )，如图1所示。

ρa =m s

V s +V n

式中：

ρa 集料的表观密度，g cm 3⁄；

m s 集料矿质实体的质量，g ； V s 集料矿质实体的体积，cm 3；

V n

集料矿质实体中闭口孔隙的体积，cm 3。

【主要试验仪具】

称量1kg 、感量1g 的天平，500mL 的容量瓶，能使温度控制在105℃±5℃范围的烘箱，另有干燥器、浅盘、料勺、温度计和500mL 烧杯。

【试验方法】

(1) 试样准备

将缩分至650g 左右的试样在105℃~110℃的烘箱内烘至恒量，并在干燥器内冷却至室温，分成两份备用。 (2) 试验步骤

① 称取烘干的试样300g (m 0)，装入盛有半瓶蒸馏水的容量瓶中。

② 摆转容量瓶，使试样在水中充分搅动以排除气泡，塞紧瓶塞，静置24h 左右，然后用滴管向瓶内添水，使水面与瓶颈刻度线平齐，再塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其总质量(m 2)。 ③ 倒出瓶中的水和试样，将瓶的内外洗净，再向瓶中注入温差不超过2℃的蒸馏水至瓶颈刻度线，塞紧瓶塞，擦干瓶外的水分，称其总质量(m 1)。

图1 集料组成的质量与

体积关系示意图

注：

在砂的表观密度试验过程中应测量并控制水的温度，试验中的各项称量可以在15~25℃的温度范围内进行。从试样加水静置的最后2h起至试验结束，其温差不应超过2℃。

【实验数据记录】

m0(g)m1(g)m2(g)

第一次试验

300.0663.8838.4

第二次试验644.0843.7

表1细集料的表观密度试验数据记录表

【结果计算】

细集料的表观密度计算公式为：

ρa=(m0

m0+m1−m2

−αT)×ρw

式中：

ρa细集料的表观密度，g cm3

⁄；

m0试样的烘干质量，g；

m1水和容量瓶总质量，g；

m2试样、水和容量瓶总质量，g；

ρw水在4℃时的密度值，1g cm3

⁄；

αT试验时水温对水相对密度影响的修正系数，按照表2取0.002。

水温(℃)1516~1718~1920~2122~2324~25αT0.0020.0030.0040.0050.0060.007

表2不同水温下的温度修正系数αT

两次试验的结果分别为：

ρa1=(

300

300+663.8−838.4

−0.002)×1=2.390g cm3

⁄

ρa2=(

300

300+644.0−843.7

−0.002)×1=2.989g cm3

⁄

取两次实验结果的算术平均值为测定值，即细集料的表观密度为：

ρ̅a=ρa1+ρa2

2

=2.69g cm3

⁄

实验二细集料堆积密度和空隙率试验

【试验目的】

测定砂自然状态下堆积密度、振实密度及空隙率。

【试验原理】

集料的堆积密度是指烘干集料颗粒矿质实体的单位堆积体积（包括集料颗粒间空隙体积、集料矿质实体及其闭口、开口孔隙体积）的质量，计算公式为：

ρ=

m s

s n i V

式中：

ρ 集料的堆积密度，g cm3

⁄；

m s集料矿质实体的质量，g；

V s集料矿质实体的体积，cm3；

V n集料矿质实体中闭口孔隙的体积，cm3；

V i集料矿质实体中开口孔隙的体积，cm3。

V V集料颗粒之间的空隙体积，cm3。

集料是没有固定形状的混合物，其形状取决于装填容器，其堆积密度取决于堆积方式。集料的堆积体积V f(V s+V n+V i+V V)是将干燥的散粒集料试样装入规定尺寸的容器来测定的，堆积密度的大小取决于装样方式。

自然堆积密度是指以自由落入方式装填集料，所测的密度又称松装密度；振实密度是指将集料分层装入容器筒中，在容器筒底部放置一根圆钢筋，每装一层集料后，将容器筒左右交替颠击地面25次。

【主要试验仪具】

(1)密度测试仪

由标准漏斗和容量筒组成，如图2所示。容量筒的内径

108mm，净高109mm，筒壁厚2mm，筒底厚5mm，容积约为1L。

(2)其他

称量5kg、感量5g的台秤，能控温在105℃±5℃范围的烘箱，

铝制料勺，直尺和浅盘。

【试验方法】

(1)试样制备

用浅盘取试样约5kg，在温度105℃±5℃的烘箱内烘干至恒温，取出冷却至室温，分成大致相等的两份备用。

图2标准漏斗

(2)试验步骤

①堆积密度

将试样装入漏斗中，使试样流入容量筒中，漏斗出料口距容量筒口应为50mm左右，试样装满并超出容量筒筒口后，用直尺将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平，称取质量(m1)。

②振实密度

取试样一份，分两层装入容量筒，装完一层后，在筒底垫放一根直径10mm的钢筋，将筒按住，左右交替颠击地面各25下，然后再装入第二层。第二层装满后用同样方法颠实，但筒底所垫钢筋的方向应与颠实第一层的放置方向垂直。第二层装完并颠实后，加料直至试样超出容量筒筒口，然后用直尺将多余的试样沿筒口中心线像两个相反方向刮平，称其质量(m2)。

【实验数据记录】

(1)容量筒体积

V=π

4

×1082×109=998536.38mm3=998.54cm3

(2)堆积密度实验数据

m0(g)m1(g)第一次试验226.81816.0

第二次试验226.91818.2

表3细集料的堆积密度试验数据记录表

(3)振实密度实验数据

m0(g)m2(g)第一次试验229.11866.8

第二次试验229.61869.0

表4细集料的振实密度试验数据记录表

【结果计算】

集料的堆积密度ρ1、振实密度ρ2以及空隙率n计算公式为：

ρ1=m1−m0

V

ρ2=

m2−m0

n=(1−ρ

ρa

)×100

式中：

m0容量筒的质量，g；