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1、工地试验室集料学习,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 集料：集料是石子和砂子等粒状材料的总称。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。*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
2、(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,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1 P141）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
3、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0：含闭孔在内的单位体积质量。kg/m3。2）堆积密度0：粗集料在堆积状态下单位体积的质量。kg/m3。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。V V（%）=(1-0/0）100 0-粗集料振实状态下密度，kg/m3。0-粗集料表观密度，kg/
4、m3,*（2）级配(*复2 P143）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 512%）试验简介：
5、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。取出放在（1055）烘箱中烘烤4h，完成第一次循环。然后冷却至2025 开始第二次循环，浸泡和烘烤各4h,共五次。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*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
6、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 100 Qab-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）
7、（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,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
8、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）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？（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
9、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：将待测试样缩分至规定最小用量，烘干或风干后备用。按石子最大粒径称取试样质量;（10mm2kg;31.5mm-6.3kg)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%；称取各筛筛余的质量，精确至总试样的0.1%：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%；根据各筛的累计筛余，评定该试样的颗粒级配。,粗集料级配筛分试验,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）
10、、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2.36mm4.75mm）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
11、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，g m2试验后筛上洗净烘干的试样质量，g,4、粗集料的压碎试验-压碎值指标试验目的: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9.50mm13.2mm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
12、,容积1767cm3,试验: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。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。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。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。,（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
13、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2830r/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)/S AAV集料磨耗值；m0-磨耗前试件质量，m1磨耗后试件质量 S-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）路用
14、粗集料的力学性质有哪些？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 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/t3）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
15、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、天平、标准筛(方孔)4.75mm试验方法：（1）将待测试样用4.75mm方孔筛过筛，取筛上部分进行试验。称质量m0。试样量不少于800g，不少于100颗。（2）用目测方法挑出接近立方体颗粒，其余部分看做针片状颗粒，用游 标卡尺做进一步甄别。（3）用大而平整的面做基准面（底面）用游标卡尺测集料的厚度（底面到颗粒的最高点，t)、长度（颗粒几何尺寸最大的方向,l),将l/t3的颗粒挑出，判断为针片状颗粒。称其质量m1。（4）试验结果计算（精确至1%)m1试样中针片状颗粒的总质量，g m0-试样总质量，g,第四节 细集料（砂)一细集料的技
16、术性质 二细集料的技术要求（具体指标）三细集料试验检测 一、细集料（砂）的主要技术性质 1、物理常数 砂的表观密度、堆积密度和空隙率 2、砂的粗细程度和颗粒级配 砂的粗细程度：是指不同粒径的砂粒混合在一起的总体粗细程度。用细度模数 表示 砂的颗粒级配:是指粒径大小不同的砂相互搭配的情况。用级配区来评定。(分 区）（复4*砂的粗细程度如何表示，如何划分砂的粗细程度？）答：砂的粗细程度用细度模数表示，根据细度模数分为四种规格：粗砂：细度模数 3.73.1；中砂：细度模数 3.02.3；细砂：细度模数 2.21.6；特细砂：细度模数 1.50.7 3、有害物质 集料中通常含有一些杂质，当有害杂质超出
17、一定数量时，对水泥混凝土的凝结硬化过程或硬化混凝土造成一定危害。标准当中对其进行一定限制。有害物质包括泥块、云母、轻物质、以及三氧化硫等。,级配好的砂应该是粗砂空隙被较细的砂所填充，较细的砂的空隙被更细的砂所填充，使砂的空隙达到尽可能小。级配好的砂配制混凝土，可以减少水泥浆量（即节省水泥），提高混凝土密实度，改善和易性，强度和耐久性得以提高,二、细集料的技术要求 建筑用砂GB/T14684-2001 细集料的技术要求,三、细集料（砂）的试验检测 一、细集料的筛分试验 二、密度试验 三、含泥量和泥块含量试验*一、细集料的筛分试验 水泥混凝土用砂筛分-干筛法试验 1、试验目的 确定水泥混凝土用砂的
18、粗细程度（细度模数）和颗粒级配（砂的粗细程度与颗粒级配的评定经过筛分、计算、评定 三个步骤）2、试验仪器-1）试验筛一套（七层）：方孔筛：9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm、0.150mm 底盘和盖各一个 2）天平 3）烘箱 4）摇筛机 3、试样制备 首先（试验前）将砂子通过9.5mm的方孔筛，称取不少于550g砂样二份，装入两个浅盘，在1055温度下烘干至恒重，冷却至室温。4、试验步骤：,4、试验步骤：筛分 称取通过孔径为 9.5mm的烘干砂试样500g，将试样倒入按孔径大小从上到下组合的套筛(附筛底)上进行筛分（筛孔尺寸4.75、2.36、1.
19、18、0.60、0.30、0.15mm六层)，先用摇筛机筛10min,然后手筛，每一层通过的颗粒并入下一层筛，继续过筛，至全部筛完。称取各筛上的筛余试样质量（精确至1g）。所有各筛的分计筛余量和底盘中的剩余量之和与筛分前的试样总量相比，相差不得超过1%。试验结果 1）计算分计筛余（各筛上分计筛余量除以试样总量的百分率），精确至0.1%2）计算累计筛余（该筛的分计筛余与筛孔大于该筛的各筛分计 筛余之和）精确至0.1%；,累计筛余与分计筛余计算关系,3）根据各筛两次试验累计筛余的平均值，评定砂的颗粒级配分布情况（级配区），精确至1%。（以600um筛上累计筛余量 分成三个级配区）*4）砂的细度模数
20、 按下式计算（精确至0.01）：5）以两次试验结果的算术平均值做为测定值，精确至0.1%当两次试验所得的细度模数之差大于0.20时，应重新取样进行试验。评定（砂的粗细程度如何划分）根据细度模数大小，将砂分为四种规格 粗砂：细度模数 3.73.1；中砂：细度模数 3.02.3；细砂：细度模数 2.21.6 特细砂：细度模数 1.50.7,表4.2 建筑用砂的颗粒级配(GB/T 146842001),砂的颗粒级配用级配区表示按 600m筛孔尺寸上累计筛余量分成三个级配区混凝土用砂在这三个级配区内。配制混凝土优先选用区砂,【例题】用500g烘干砂进行筛分试验，其筛分结果如表 所示。试计算该砂的分计筛
21、余和累计筛余。若第二次平行试验与第一次试验筛分结果相同，给出细度模数测定值并分析该砂的粗细程度。,砂样筛分结果,【解】1、计算分计筛余、累计筛余（填在表中）、细度模数,2、第二次试验结果与第一次相同，则细度模数平均值 该砂细度模数为2.7，属中砂,沥青混合料中砂的筛分 与水泥混凝土用砂的筛分方法不同：水筛法 评价方法不同;细度模数计算公式不同 沥青混合料中砂的筛分-水筛法-由于0.075mm的通过率对沥青混合料至关重要，要采用水洗的方式准确测定出小于0.075mm的颗粒含量。一、试验步骤 称取烘干砂样500g(m1)，然后将砂样浸泡在足量清水容器中，将砂样洗净，细粉悬浮于水中-成为悬浊液。将悬
22、浊液倒在1.18mm和0.075mm组成的套筛上，反复过滤至水清澈，砂粒不要倒出。将洗净的砂和套筛上的砂放在瓷盘上，放在烘箱中在 105 5 烘至恒重，冷却后称出总质量，m2(m2-m1为通过0.075mm的颗粒。）将烘干后砂样全部转移到砂筛分套筛上（不需要0.075mm筛），按水泥混凝土用砂筛分方法筛分 二、试验结果计算：分计筛余、累计筛余、通过量 与水泥混凝土用砂计算相同，细度模数计算公式为：,含泥量 是指天然砂中公称粒径小于80m（筛孔尺寸 0.075mm)的颗粒含量；泥块含量 是指砂中原公称粒径大于1.25mm，经水浸洗、手捏后小于630m的颗粒含量。含泥量和泥块含量对混凝土的影响：砂
23、中的含泥量和泥块含量除了影响混凝土的施工和易性之外，还对混凝土的抗压、抗渗、抗冻及收缩等性能产生不利影响。含泥量试验原理：取烘干砂样400g用饮用水浸泡后24h后反复淘洗。并将淘洗浑浊液采用1.18mm和75um的套筛过滤，滤去小于75um筛孔的颗粒。将套筛上存留颗粒和筒中淘洗干净的砂样烘干后称重。计算小于75 um筛孔的颗粒质量（冲洗筛除的）占试样总质量的百分率。,2、含泥量和泥块含量,砂的坚固性：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。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。*与粗集
24、料坚固性试验原理、方法相同,3、砂的坚固性,集料试验检测技术 复习题1、集料最大粒径和集料公称最大粒径的区别 集料最大粒径：指集料100%都要求通过的最小筛孔尺寸。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2、什么是集料的级配？用什么试验方法来确定集料的级配情况？答：集料中组成颗粒的分级和搭配状况称为级配。采用标准筛进行筛分析试验来确定集料的级配情况。,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？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
25、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。4、砂的粗细程度用什么来表示，如何划分砂的粗细程度？答：砂的粗细程度用细度模数f 表示。根据砂的细度模数可将砂分为四种规格：细度模数:3.73.1 粗砂：3.02.3 中砂：2.21.6 细砂：1.50.7 特细砂：,5、根据水泥混凝土用砂的筛分结果计算砂的分级筛余和累计筛余。计算砂的细度模数 评价砂的粗细程度。,*【例题】用500g烘干砂进行筛分试验，其筛分结果如表 所示。试计算该砂的分计筛余和累计筛余。若第二次平行试验与第一次试验筛分结果相同，给出细度模数测定值并分析该砂的粗细程度。,砂样筛分结果,【解】1、计算分计筛余、累计筛余、细度模数,2、细度模数平均值 该砂细度模数为2.7，属中砂,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？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/t3）可判定为针片状颗粒。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。,谢谢观看,
