道路工程集料2.ppt

道路工程集料,细集料,一、概念,1细集料 在沥青混合料中，细集料是指粒径小于2.36的天然砂、人工砂(包括机制砂)及石屑；在水泥混凝土中，细集料是指粒径小于4.75的天然砂、人工砂。 2天然砂 由自然风化、水流冲刷、堆积形成的、粒径小于4.75的岩石颗粒，按生存环境分河砂、海砂、山砂等。 3人工砂 经人为加工处理得到的符合规格要求的细集料，通常指石料加工过程中采取真空抽吸等方法除去大部分土和细粉，或将石屑水洗得到的洁净的细集料。从广义上分类，机制砂、矿渣砂和煅烧砂都属于人工砂。 4机制砂 由碎石及砾石经制砂机反复破碎加工至粒径小于2.36的人工砂，亦称破碎砂。,一、概念,5石屑 采石场加工碎石时通过最小筛孔(通常为2.36或4.75)的筛下部分，也称筛屑。 6混合砂 由天然砂、人工砂、机制砂或石屑等按一定比例混合形成的细集料的统称。 7填料 在沥青混合料中起填充作用的粒径小于0.075的矿物质粉末。通常是石灰岩等碱性料加工磨细得到的矿粉，水泥、消石灰、粉煤灰等矿物质有时也可作为填料使用。 8砂率 水泥混凝土混合料中砂的质量与砂、石总质量之比，以百分率表示。 9细度模数 表征天然砂粒径的粗细程度及类别的指标。,二、检测依据： 1.公路工程集料试验规程JTG E42-2005 2城市道路工程施工与质量验收规范CJJ1-2008； 三、取样方法： 同粗集料。,四、试验方法,1筛分试验 （1）目的与适用范围 测定细集料(天然砂、人工砂、石屑)的颗粒级配及粗细程度。对水泥混凝土用细集料可采用干筛法，如果需要也可采用水洗法筛分；对沥青混合料及基层用细集料必须用水洗法筛分。 （2）仪具与材料 标准筛。 天平：称量1000g，感量不大于0.5g。 摇筛机 烘箱：能控温在105±5。 其它：浅盘和硬、软毛刷等。,筛分试验,（3）试验准备 根据样品中最大粒径的大小，选用适宜的标准筛.通常为9.5筛(水泥混凝土用天然砂)或4.75筛(沥青路面及基层用天然砂、石屑、机制砂等)筛除其中的超粒径材料然后将样品在潮湿状态下充分拌匀，用分料器法或四分法缩分至每份小少于550g的试样两份，在105±5的烘箱中烘干至恒重，冷却至室温后备用。,筛分试验,（4）试验步骤 干筛法试验步骤 a.准确称取烘干试样约500g(m1)，准确至0.5g，置于套筛的最上面一只，即4.75筛上，将套筛装入摇筛机，摇筛约10min，然后取出套筛，再按筛孔大小顺序，从最大的筛号开始，在清洁的浅盘上逐个进行手筛，直到每分钟的筛出量不超过筛上剩余量的0.1%时为止，将筛出通过的颗粒并入下一号筛，和下一号筛中的试样一起过筛，以此顺序进行至各号筛全部筛完为止。 b.称量各筛筛余试样的质量，精确至0.5g。所有各筛的分计筛余量和底盘中剩余量的总量与筛分前的试样总量，相差不得超过后者的1。,水洗法试验步骤 a.称取试样m1。 b.洗涤 c.过筛，过滤悬浮液 d.重复bc步骤，直至倒出的水洁净且小于0.075的颗粒全部倒出。 e.清筛、装盘 f.烘干、称取干燥集料试样的总质量(m2)。准确至0.1。m1与m2之差即为通过0.075筛部分。 g.干筛 h.称量各筛筛余试样的质量，精确至0.5g。所有各筛的分计筛余量和底盘中剩余量的总质量与筛分前后试样总量m2的差值不得超过后者的1。,(5)数据处理 计算分计筛余百分率 各号筛的分计筛余百分率为各号筛上的筛余量除以试样总量(m1)的百分率，精确至0.1。对沥青路面细集料而言，0.15筛下部分即为0.075的分计筛余， m1与m2之差即为小于0.075的筛底部分。 计算累计筛余百分率 各号筛的累计筛余百分率为该号筛及大于该号筛的各号筛的分计筛余百分率之和，准确至0.1。 计算质量通过百分率 各号筛的质量通过百分率等于100减去该号筛的累计筛余百分率，准确至0.1。 根据各筛的累计筛余百分率或通过百分率，绘制级配曲线。,天然砂的细度模数按式计算，精确至0.01。,用于评价细集料粗细程度的指标，是细集料筛分试验中各号筛上的累计筛余百分率之和（以水泥混凝土用细集料为例，沥青混凝土中无规定）,直进行两次平行试验，以试验结果的算术平均值作为测定值。如两次试验所得的细度模数之差大于0.2，应重新进行试验。,表观密度试验(容量瓶法),2、表观密度试验(容量瓶法) （1）目的与适用范围 用容量瓶法测定细集料(天然砂、石屑、机制砂)在23时对水的表观相对密度和表观密度。本方法适用于含有少量大于2.36部分的细集料。 （2）仪具与材料 天平：称量1，感量不大于1g。 容量瓶：500mL。 烘箱：能控温在105±5。 烧杯：500mL。 洁净水。 其它：干燥器、浅盘、铝制料勺、温度汁等。,（3）试验准备 将缩分至650g烘干，并在干燥器内冷却至室温，分成两份备用。 （4）试验步骤 称取烘干的试样约300g(m0)，装入盛有半瓶洁净水的容量瓶中。 摇转容量瓶，使试样在已保温至23±1.7的水中充分搅动以排除气泡，塞紧瓶塞，在恒温条件下静置24h左右，然后用滴管添水，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(m2)。 倒出瓶中的水和试样，将瓶的内外表面洗净，再向瓶内注入同样温度的洁净水(温差不超过2)至瓶颈刻度线，塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其总质量(m1)。,细集料的表观相对密度按式计算至小数点后3位。,表观密度计算，精确至小数点后3位。,以两次平行试验结果的算术平均值作为测定值，如两次结果之差值大于0.01g3时，应重新取样进行试验。,含泥量试验(筛洗法),3含泥量试验(筛洗法) （1）目的与适用范围 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。 本方法不适用于人工砂、石屑等矿粉成分较多的细集料。 （2） 仪具与材料 天平：称量1，感量不大于1g。 烘箱：能控温在105±5。 标准筛：孔径0.075及1.18的方孔筛。 其它：筒、浅盘等。 （3 ）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。,（4）试验步骤 浸泡24h，淘洗试样，过滤浑浊液。 重复上述过程，直至筒内砂样洗出的水清澈为止。 清筛、取料烘干称取试样的质量(m1)。,（5）数据处理 砂的含泥量按式计算，精确至0.1。, 以两个试样试验结果的算术平均值作为测定值。两次结果的差值超过0.5时，应重新取样进行试验。,砂当量试验,4、砂当量试验 （1）目的与适用范围 本方法适用于测定天然砂、人工砂、石屑等各种细集料中所含的粘性土或杂质的含量，以评定集料的洁净程度。砂当量用SE表示。 本方法适用于公称最大粒径不超过4.75的集料。,（2）仪具与材料 透明圆柱形试筒：如图，透明塑料制，外径40±0.5，内径32±0.25，高度420±0.25。在距试筒底部100、380处刻划刻度线，试筒口配有橡胶瓶口塞。 冲洗管：如图，由一根弯曲的硬管组成，不锈钢或冷锻钢制，其外径为6±0.5，内径为4±0.2。管的上部有一个开关，下部有一个不锈钢两侧带孔尖头，孔径为1±0.1。,透明玻璃或塑料桶：容积5L，有一根虹吸管放置桶中，桶底面高出工作台约1m。 橡胶管(或塑料管)：长约1.5m，内径约5，同冲洗管联在一起吸液用，配有金属夹，以控制冲洗液流量。,配重活塞：如图，由长440±0.25的杆、直径25±0.1的底座(下面平坦、光滑，垂直杆轴)、套筒和配重组成。且在活塞上有三个横向螺丝可保持活塞在试筒中间，并使活塞与试筒之间有一条小缝隙。 套筒为黄铜或不锈钢制，厚10±0.1，大小适合试筒并且引导活塞杆，能标记筒中活塞下沉的位置。套筒上有一个螺钉用以固定活塞杆。配重为1±5g。,机械振荡器：可以使试筒产生横向的直线运动振荡，振幅203±1.0，频率180次min±2次min。 天平：称量1，感量不大于0.1g。 烘箱：能使温度控制在105±5。 秒表。 标准筛：筛孔为4.75。,(3)试剂 无水氯化钙(CaCl2)：分析纯，含量96以上，分子量110.99，纯品为无色立方结晶，在水中溶解度大，溶解时放出大量热，它的水溶液呈微酸性，具有一定的腐蚀性。 丙三醇(C3H8O3)：又称甘油，分析纯，含量98以上.分子量92.09。 甲醛(HCHO)：分析纯.含量36以上，分子量30.03。 洁净水或纯净水。,（4）试验准备 将样品通过孔径4.75筛，去掉筛上的粗颗粒部分，试样数量不少于1000g。注意土块、杂质不能丢弃 测定试样含水率，试验用的样品，在测定含水率和取样试验期间不要丢失水分。 如果试样是加水湿润过的，对试样含水率应接现行含水率测定方法进行，含水率以两次测定的平均值计，准确至0.1。经过含水率测定的试样不得用于试验。,称取试样的湿重 根据测定的含水率按式计算相当于120g干燥试样的样晶湿重，准确至0.1g。,（5）配制冲洗液 称取配制5L冲洗液的各种试剂的用量：氯化钙14.0g；甘油60.6g；甲醛1.7g。 称取无水氯化钙14.0g放入烧杯中，加洁净水30mL，充分溶解，此时溶液温度会升高，待溶液冷却至室温，观察是否有不溶的杂质，若有杂质必须用滤纸将溶液过滤，以除去不溶的杂质。 然后倒入适量洁净水稀释，加入甘油60.6g，用玻璃棒搅拌均匀后再加入甲醛1.7g，用玻璃棒搅拌均匀后全部倒入1L量筒中，并用少量洁净水分别对盛过3种试剂的器皿洗涤3次，每次洗涤的水均放入量筒中，最后加入洁净水至1L刻度线。 将配制的1L溶液倒入塑料桶或其它容器中，再加入4L洁净水或纯净水稀释至5L±0.005L。该冲洗浓的使用期限不得超过2周.超过2周后必须废弃，其工作温度为22±3。,（6）试验步骤 加清洗液：用冲洗管将冲洗液加入试筒，直到最下面的100刻度处(约需80mL试验用冲洗液)。 倒试样入试筒：把相当于120g±1g干料重的湿样用漏斗仔细地倒入竖立的试筒中。 除气泡、静置：用手掌反复敲打试筒下部，以除去气泡，并使试样尽快润湿，然后放置10min。 振荡：在试样静止10min±1min后，在试筒上塞上橡胶塞堵住试筒，用手将试筒横向水平放置，或将试筒水平固定在振荡机上。 开动机械振荡器，在30s±1s的时间内振荡90次。用手振荡时，仅需手腕振荡，不必晃动手臂，以维持振幅230±25，振荡时间和次数与机械振荡器同。然后将试筒取下竖直放回试验台上，拧下橡胶塞。,冲洗：将冲洗管插人试筒中，用冲洗液冲洗附在试筒壁上的集料，然后迅速将冲洗管插到试筒底部，不断转动冲洗管，使附着在集料表面的土粒杂质浮游上来。 静置：缓慢匀速向上拔出冲洗管，当冲洗管抽出液面，且保持液面位于380刻度线时，切断冲洗管的液流，使液面保持在380刻度线处，然后开动秒表在没有扰动的情况下静置20min±15s。 量取：如图所示，在静置20min后，用尺量测从试筒底部到絮状凝结物上液面的高度(h1)。,量取：将配重活塞徐徐插入试筒里，直至碰到沉淀物时，立即拧紧套筒上的固定螺丝。将活塞取出，用直尺插入套筒开口中，量取套筒顶面至活塞底面的高度h2，准确至1，同时记录试筒内的温度，准确至1。 按上述步骤进行2个试样的平行试验。,（7）数据处理 试样的砂当量值按式计算 一种集料应平行测定两次，取两个试样的平均值，并以活塞测得砂当量为准，并以整数表示。,坚固性试验,5、坚固性试验 （1）目的与适用范围 本方法用以确定砂试样经饱和硫酸钠溶液多次浸泡与烘干循环，承受硫酸钠结晶压而不发生显著破坏或强度降低的性能，以评定砂的坚固性能(也称安定性)。 （2）仪具与材料 烘箱：能控温在105±2_5。 天平：称量200g，感量不大于0.2g。 标准筛：孔径为0.3、0.6、1.18nun、2.36、4.75。 容器：搪瓷盆或瓷缸，容量不小于10L。 三脚网篮：内径及高均为70，由铜丝或镀锌铁丝制成，网孔的孔径不应大于所盛试样粒级下限尺寸的一半。 试剂：无水硫酸钠或10水结晶硫酸钠(工业用)。 波美比重计。,（3）试验准备 取一定数量的洁净水(多少取决于试样及容器大小)，加温至3050，每1000mL洁净水加入无水硫酸钠(Na2SO4)300g350g或10水硫酸钠(Na2S04·10H2O)700g1000g，用玻璃棒搅拌，使其溶解并饱和，然后冷却至2025，在此温度下静置48h，其相对密度应保持在1.1511.174(波美度为18.921.4)范围内，试验时容器底部应无结晶存在。,（4）试验步骤 将试样烘干，称取粒级分别为0.30.6、0.61.18、1.182.36和2.364.75的试样各约100g，mi，分别装入网篮并浸入盛有硫酸钠溶液的容器中。溶液体积应不小于试样总体积的5倍，其温度应保持在2025范围内。三脚网篮浸入溶液时应先上下升降25次以排除试样中的气泡，然后静置于该容器中。此时网篮底面应距容器底面约30(由网篮脚高控制)，网篮之间的间距应不小于30。试样表面至少应在液面以下30。,浸泡20h后，从溶液中提出网篮，放在105±5的烘箱中烘烤4h，至此完成了第一个试验循环，待试样冷却至2025后，即开始第二次循环。 从第二次循环开始，浸泡及烘烤时间均为4h。共循环5次。 最后一次循环完毕后，将试样置于2530的清水中洗净硫酸钠，再在105±5的烘箱中烘干至恒重，取出冷却至室温后，用筛孔孔径为试样粒级下限的筛，过筛并称量各粒级试样试验后的筛余量mi。,5数据处理 试样中各粒级颗粒的分计损失百分率按式计算。,试样的坚固性损失总百分率按式计算，精确至1。,棱角性试验(流动时间法),6、棱角性试验(流动时间法) （1）目的与适用范围 本方法测定一定体积的细集料(机制砂、石屑、天然砂)全部通过标准漏斗所需要的流动时问，称为细集料的棱角性，以s表示。 本方法测定的细集料棱角性，适用于评定细集料颗粒的表面构造和粗糙度，预测细集料对沥青混合料的内摩擦角和抗流动变形性能的影响。 当工程上同时使用不同品种的细集料，如将天然砂和机制砂、石屑混用时，应以实际配合比例组成的细集料混合料进行试验，并满足相应规范的要求。,（2）仪具与材料 细集料流动时间测定仪 ，如图 标准筛：孔径为4.75、2.36，0.075的方孔筛。 天平：感量不大于0.1g。 烘箱：能控温在105±5。 秒表：准确至0.1s。 其它：搪瓷盘、毛刷等。,（3）试验步骤 过筛：将从现场取来的细集料试样，按照最大粒径的不同选择2.36或4.75的标准筛过筛，除去大于最大粒径的部分。但当工程上同时使用不同品种的细集料，如将天然砂和机制砂、石屑混用时，应分别进行单一细集料品种的棱角性质量评定，同时以实际配合比例组成的细集料混合料进行试验，以评定其使用性能。 洗除粉尘：以水洗法除去小于0.075的粉尘部分，取0.0752.36或0.0754.75的试样约6放人105±5烘箱中烘干至恒重，在室温下冷却。,测定试样的表观相对密度a，用分料器法或四分法将试样分成不少于5份，按式计算每份试样所需的质量，称量准确至0.1g。,选择漏斗：根据试验的细集科规格选择漏斗： 0.0752.36的细集料：漏出孔径为12 0.0754.75的细集料：孔径为16。 装试样入圆筒：将试样从圆筒中央开口处(高度与筒顶齐平)徐徐倒入漏斗，表面尽量倒平，但倒完后不得以任何工具扰动或刮平试样。 读表：在打开漏斗开启门的同时开动秒表。漏斗中的细集料随即从漏斗开口处流出，进入接受容器中。在细集料全部流完的同时停止秒表，读取细集料流出的时间，准确至0.1s，即为该细集料试样的流动时间。 一种试样需平行试验5次，以流动时间的平均值作为细集料棱角性的试验结果。,亚甲蓝试验,7、亚甲蓝试验 （1）目的与适用范围 本方法适用于确定细集料中是否存在膨胀性粘土矿物，并测定其含量，以评定集料的洁净程度（细粉含量），以亚甲蓝值MBV表示。 本方法适用于小于2.36或小于0.15的细集料（相比砂当量试验更适用于较细集料），也可用于矿粉的质量检验。 当细集料中的0.075通过率小于3时，可不进行此项试验即作为合格看待。,（2）试剂、材料与仪器设备 亚甲蓝(C16H18CIN3S·3H20)：纯度不小于98.5； 移液管：5mL、2mL移液管各一个； 叶轮搅拌机：转速可调，并能满足600转min±60转min的转速要求，叶轮个数3或4个，叶轮直径75±10；其它类型的搅拌器也可使用，但试验结果必须与使用上述搅拌器时基本一致。 鼓风烘箱：能使温度控制在105±5； 天平：称量1000g，感量0.1g及称量100g，感量0.01g各一台； 标准筛：孔径为0.075、0.15、2.36的方孔筛各一只； 容器：深度大于250，要求淘洗试样时，保持试样不溅出； 其它玻璃容量瓶：1L；定时装置：精度1s；玻璃棒：直径8，长300，2支；温度计：精度1；烧杯：1000mL；定量滤纸、搪瓷盘、毛刷、洁净水等。,（3）试验步骤 标准亚甲蓝溶液(10.0gL±0.1gL标准浓度)配制 a.测定亚甲蓝中的水分含量。称取5g左右的亚甲蓝粉末，记录质量m h，精确到0.01g。在100±5的温度下烘干至恒重(若烘干温度超过105，亚甲蓝粉末会变质)，在干燥器中冷却，然后称重，记录质量mg，精确到0.01g。按式计算亚甲蓝的含水率：,标准亚甲蓝溶液,b.取亚甲蓝粉末(100+)(10g±0.01g)100(即亚甲蓝干粉末质量10g)，精确至0.01g。 c.加热盛有约600mL洁净水的烧杯，水温不超过40。 d.边搅动边加入亚甲蓝粉末，持续搅动45min，直至亚甲蓝粉末全部溶解为止，然后冷却至20。 e.将溶液倒入1L容量瓶中，用洁净水淋洗烧杯等，使所有亚甲蓝溶液全部移入容量瓶，容量瓶和溶液的温度应保持在20±1，加洁净水至容量瓶1L刻度。 f.摇晃容量瓶以保证亚甲蓝粉末完全溶解。将标准液移入深色储藏瓶中，亚甲蓝标准溶液保质期应不超过28d；配制好的溶液应标明制备日期、失效日期，并避光保存。,制备细集料悬浊液 a.取代表性试样，缩分至约400g，置烘箱中在105±5条件下烘干至恒重，待冷却至室温后，筛除大于2.36颗粒，分两份备用。 b.称取试样200g，精确至0.1g。将试样倒入盛有500mL±5mL洁净水的烧杯中，将搅拌器速度调整到600rmin，搅拌器叶轮离烧杯底部约10。搅拌5min，形成悬浊液，用移液管准确加入5mL亚甲蓝溶液，然后保持400rmin±40rmin转速不断搅拌，直到试验结束。,亚甲蓝吸附量的测定 a.将滤纸架空放置在敞口烧杯的顶部，使其不与任何其它物品接触。 b.细集料悬浊液在加入亚甲蓝溶液并经400r/min±40rmin转速搅拌1min起，在滤纸上进行第一次色晕检验。即用玻璃棒沾取一滴悬浊液滴于滤纸上，液滴在滤纸上形成环状，中间是集料沉淀物，液滴的数量应使沉淀物直径在812之间。外围环绕一圈无色的水环，当在沉淀物周围边缘放射出一个宽度约1左右的浅蓝色色晕时(如图)，试验结果称为阳性。,符合要求,不符合要求,c.如果第一次的5mL亚甲蓝没有使沉淀物周围出现色晕，再向悬浊液中加入5mL亚甲蓝溶液，继续搅拌1min，再用玻璃棒沾取一滴悬浊液，滴于滤纸上，进行第二次色晕试验，若沉淀物周围仍未出现色晕，重复上述步骤，直到沉淀物周围放射出约1的稳定浅蓝色色晕。 d.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，再加入2mL亚甲蓝溶液。两种情况下，均应继续搅拌并进行色晕试验，直至色晕可持续5min为止。 e.记录色晕持续5min时所加入的亚甲蓝溶液总体积，精确至1mL。,亚甲蓝的快速评价试验 a.按及要求制样及搅拌。 b.一次性向烧杯中加入30mL亚甲蓝溶液，以400rmin+40rmin转速持续搅拌8min，然后用玻璃棒粘取一滴悬浊液，滴于滤纸上，观察沉淀物周围是否出现明显色晕。 小于0.15粒径部分的亚甲蓝值MBVF的测定 按3.13.3的规定准备试样，进行亚甲蓝试验测试，但试样为00.15部分，取30g±0.1g。 按本节筛洗法测定细集料中含泥量或石粉含量。,(4)数据处理： 细集料亚甲蓝值MBV按式()计算，精确至0.1。,式中：MBV亚甲蓝值(g)，表示每千克02.36粒级试样所消耗的亚甲蓝克数； m试样质量(g)； V所加入的亚甲蓝溶液的总量(mL)。 公式中的系数10用于将每千克试样消耗的亚甲蓝溶液体积换算成亚甲蓝质量。,亚甲蓝快速试验结果评定 若沉淀物周围出现明显色晕，则判定亚甲蓝快速试验为合格，若沉淀物周围未出现明显色晕，则判定亚甲蓝快速试验为不合格。,小于0.15部分或矿粉的亚甲蓝值MBVF按式()计算，精确至0.1。,细集料中含泥量或石粉含量计算和评定按本文含泥量的方法进行。,