1、土木工程材料试验土木工程材料试验(-2)(-2)混凝土用砂、石试验混凝土用砂、石试验东南大学材料科学与工程学院东南大学材料科学与工程学院2010.112010.111砂石试验主要内容砂石试验主要内容?标准依据标准依据?取样方法及检验规则取样方法及检验规则?砂性能试验砂性能试验?筛分析筛分析?表观密度表观密度?堆积密度及孔隙率的计算堆积密度及孔隙率的计算?石子性能试验石子性能试验?筛分析筛分析?表观密度表观密度?堆积密度及孔隙率的计算堆积密度及孔隙率的计算2标准依据标准依据?标准依据：标准依据：?GB/T14684-2001GB/T14684-2001建筑用砂、建筑用砂、GB/T14685-20
2、01GB/T14685-2001建筑用卵石、碎石建筑用卵石、碎石?JGJ52JGJ5220062006普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准?JTGE42-2005 JTGE42-2005 公路工程集料试验规程公路工程集料试验规程 ?集料（骨料）集料（骨料）?在水泥混凝土等建筑行业中，一般在水泥混凝土等建筑行业中，一般4.75mm(4.75mm(或或5.00mm)5.00mm)为粗细集料的分界，而为粗细集料的分界，而对沥青路面和基层均以对沥青路面和基层均以2.362.36为界。为界。?用量约占水泥混凝土总体积的用量约占水泥混凝土总体积的3/43/4左右；集料的
3、价格便宜，来源丰富，左右；集料的价格便宜，来源丰富，且可以提高混凝土的体积稳定性和耐久性。且可以提高混凝土的体积稳定性和耐久性。?试验目的试验目的?依据标准，对混凝土用砂、石材料进行试验，评定其质量，并为混凝依据标准，对混凝土用砂、石材料进行试验，评定其质量，并为混凝土配合比设计提供原材料参数。土配合比设计提供原材料参数。?学习砂石集料的试验方法，了解混凝土集料材料的性能。学习砂石集料的试验方法，了解混凝土集料材料的性能。3取样方法取样方法?取样：取样部位不少于取样：取样部位不少于 8 8处，均匀选取，其总量应处，均匀选取，其总量应多于试验用量的多于试验用量的1 1倍。倍。?四分法缩取试样：将
4、取回的砂（或石子）试样拌匀四分法缩取试样：将取回的砂（或石子）试样拌匀后摊成厚度约后摊成厚度约 20mm20mm的圆饼（砂）或圆锥体（石子），的圆饼（砂）或圆锥体（石子），在其上划十字线，分成大致相等的四份，除去其对在其上划十字线，分成大致相等的四份，除去其对角线的两份，将其余两份按同样的方法再持续进行，角线的两份，将其余两份按同样的方法再持续进行，直至缩分后的材料量略多于试验所需的数量为止。直至缩分后的材料量略多于试验所需的数量为止。?砂还可用分料器缩分砂还可用分料器缩分4检验规则检验规则?砂石检验项目主要有颗粒级配、表观密度、堆积密砂石检验项目主要有颗粒级配、表观密度、堆积密度与空隙率、泥
5、含量及泥块含量度与空隙率、泥含量及泥块含量?砂的粗细程度、云母含量、石子的最大粒径、压碎砂的粗细程度、云母含量、石子的最大粒径、压碎值、针片状颗粒含量、碱活性等。值、针片状颗粒含量、碱活性等。?经检验后，其结果符合标准规定可判为该产品合格，经检验后，其结果符合标准规定可判为该产品合格，若其中一项不符合，则应再次从同一批样品中加倍若其中一项不符合，则应再次从同一批样品中加倍抽样并对该项进行复检，复验仍不符合本标准技术抽样并对该项进行复检，复验仍不符合本标准技术指标，则该批产品为不合格。指标，则该批产品为不合格。5砂的筛分析试验砂的筛分析试验?主要仪器设备：主要仪器设备：?砂筛砂筛 GB/T146
6、84GB/T14684标准筛孔径为标准筛孔径为 0.1500.150，0.3000.300，0.6000.600，1.181.18，2.362.36，4.754.75， 9.50mm9.50mm的方孔筛。的方孔筛。?电动振动筛，振幅电动振动筛，振幅 0.50.50.1mm0.1mm，频率，频率 50503Hz3Hz等。等。6筛分析试验步骤：筛分析试验步骤：?1 1试样先过孔径为试样先过孔径为10.0mm10.0mm筛（算出其筛余百分筛（算出其筛余百分率），然后用四分法缩分至每份不少于率），然后用四分法缩分至每份不少于 550g550g的试样的试样两份，放在烘箱中于两份，放在烘箱中于 10510
7、55 5烘至恒重，冷却至室温。温。?2 2准确称取试样准确称取试样500g500g。?3 3将整套砂筛置于摇筛机上并固紧，摇筛将整套砂筛置于摇筛机上并固紧，摇筛 10min10min；?4 4筛至每分钟通过量小于试样总量的筛至每分钟通过量小于试样总量的 0.10.1为止。为止。?5 5称取各号筛上的筛余量称取各号筛上的筛余量 m mi i。7摇筛机8筛分结果计算筛分结果计算?计算分计筛余计算分计筛余a ai i（0.10.1）=m=mi i100100/500/500。?计算累计筛余计算累计筛余A Ai i（1 1）Ai?aij?1i?如如A1A1a1a1，A2A2a1a1a2a2，A3=a1
8、+a2+a3A3=a1+a2+a3?按下式计算砂的细度模数按下式计算砂的细度模数M Mx x（精度（精度0.10.1）：）：(A2? A3? A4? A5? A6)?5A1Mx?100? A1?取两次试验测定值的算术平均值作为试验结果。取两次试验测定值的算术平均值作为试验结果。如超过如超过0.200.20，则需重新进行试验。，则需重新进行试验。9筛分结果评定筛分结果评定评定颗粒级配。评定颗粒级配。?除除5mm5mm和和0.63mm0.63mm外外AiAi超出不应大于超出不应大于5%5%。?砂按细度模数（砂按细度模数（ M Mx x）分为粗）分为粗(Mx=3.1(Mx=3.13.7)3.7)、中
9、中(Mx=3.0(Mx=3.02.3)2.3) 、细、细(Mx=1.6(Mx=1.62.2)2.2)三种规三种规格。格。?查表或绘制筛分曲线，根据累计筛余百分率，查表或绘制筛分曲线，根据累计筛余百分率，10砂的表观密度测定砂的表观密度测定- -标准法标准法?（一）主要仪器：容量瓶（一）主要仪器：容量瓶（500mL500mL），天平），天平( (精度精度1g)1g)等。等。?（二）试验步骤（二）试验步骤?1 1称取烘干试样称取烘干试样300g300g（m m0 0）置于盛半瓶冷开）置于盛半瓶冷开水的容量瓶中，排除气泡，塞紧瓶塞，静置水的容量瓶中，排除气泡，塞紧瓶塞，静置24h24h。?2 2用滴
10、管加水至用滴管加水至 500ml500ml刻度处，擦干瓶外水刻度处，擦干瓶外水分，称试样、瓶加水重量分，称试样、瓶加水重量m m1 1（g g）。）。?3 3称瓶加水的重量称瓶加水的重量m m2 2（g g）。）。11注意注意试验过程中温度差不应超过试验过程中温度差不应超过2 2 。?整个试验过程应在整个试验过程应在15152525 温度范围内进行，温度范围内进行，12表观密度计算表观密度计算?计算砂表观密度0 0（10kg/m10kg/m3 3），其中分母等于排），其中分母等于排m0?0? (?)?wm0? m2? m1?取两次算术平均值作为测定值，如两次结果之差大取两次算术平均值作为测定值
11、，如两次结果之差大于于20kg/m20kg/m3 3时，应重新取样试验。时，应重新取样试验。?3 33 3要求要求2500kg/m2500kg/m ，一般在，一般在260026002650kg/m2650kg/m开水的质量开水的质量?与水温有关水温1521617 1819 2021 2223345624725813砂的堆积密度与空隙率测定砂的堆积密度与空隙率测定?主要仪器：容量筒。金属圆柱形，容积主要仪器：容量筒。金属圆柱形，容积1L1L，内径，内径108mm108mm，净高，净高109mm109mm。?试验步骤：试验步骤：?1 1称取过称取过5mm5mm筛的烘干试样。筛的烘干试样。?2 2先
12、称容量筒重量先称容量筒重量 m m1 1（kgkg），下料斗口距筒口），下料斗口距筒口 50mm50mm。?3 3称出容量筒连同砂样的总重量称出容量筒连同砂样的总重量 m m2 2（kgkg）。）。?4 4容量筒容积校正容量筒容积校正14结果计算与评定结果计算与评定?堆积密度计算（堆积密度计算（10kg/m10kg/m3 3）：）：?空隙率计算（空隙率计算（1 1）：）：m2?m1?1000V0(kg/m)3?P0?1?0?100?0?()?取两次试验的算术平均值作为试验结果，并评定取两次试验的算术平均值作为试验结果，并评定该试样的表观密度、堆积密度与空隙率是否满足该试样的表观密度、堆积密度与
13、空隙率是否满足标准规定值。标准规定值。?堆堆 积积 密密 度度 要要 求求 1350kg/m1350kg/m3 3， 一一 般般 在在 14001400 1500kg/m1500kg/m3 3?孔隙率要求孔隙率要求45%45%（GBGB）15堆积密度容量筒16砂的含水率测定砂的含水率测定?主要仪器设备主要仪器设备?天平（称量天平（称量1kg1kg，感量，感量1g1g）。烘箱，浅盘等。）。烘箱，浅盘等。?试验步骤试验步骤?取缩分后的试样一份约取缩分后的试样一份约 500g500g，装入已称重量为，装入已称重量为 m m1 1的浅盘中，称出试样连同浅盘的总重量的浅盘中，称出试样连同浅盘的总重量m
14、m2 2（g g）。）。然后摊开试样置于温度为然后摊开试样置于温度为 1051055 5的烘箱中烘至恒重。恒重。?称量烘干后的砂试样与浅盘的总重量称量烘干后的砂试样与浅盘的总重量 m m3 3（g g）。）。17（三）结果计算（三）结果计算?计算含水率计算含水率W W（0.10.1）：）：m2? m3W ?100m3? m1()?以两次试验结果的算术平均值作为测定结果。通以两次试验结果的算术平均值作为测定结果。通常也可采用炒干法代替烘干法测定砂的含水率。常也可采用炒干法代替烘干法测定砂的含水率。18六、石子筛分析试验六、石子筛分析试验4.754.75、 9.509.50、16.016.0、19
15、.019.0、26.526.5、31.531.5、37.537.5、53.053.0、63.063.0、90mm90mm的方孔筛；并附有的方孔筛；并附有筛底和筛盖；筛底和筛盖；?主要仪器设备：石子套筛标准筛孔径为主要仪器设备：石子套筛标准筛孔径为 2.362.36、?电动振动筛，振幅电动振动筛，振幅0.50.50.1mm0.1mm，频率，频率50503Hz3Hz。圆孔筛圆孔筛19方孔筛20试验步骤试验步骤?按规定的试样量称取经缩分并烘干或风干的石试样按规定的试样量称取经缩分并烘干或风干的石试样一份，然后进行筛分。一份，然后进行筛分。不同粒径的石子筛分时的最少质量不同粒径的石子筛分时的最少质量
16、(JGJ)(JGJ)公称粒径1016202531.5406380试样量(kg)23.24.05.06.38.012.6 16.0?筛分约筛分约10min10min，筛至每分钟通过量小于试样总量的，筛至每分钟通过量小于试样总量的1 1为止。为止。?称取各筛筛余的重量称取各筛筛余的重量m mi i，(0.1(0.1) )。21石筛分析结果计算与评定石筛分析结果计算与评定?1 1计算石子分计筛余百分率计算石子分计筛余百分率 a ai i和累计筛余百和累计筛余百分率分率A Ai i，方法同砂筛分析。，方法同砂筛分析。?2 2根据各筛的累计筛余百分率，按照标准规根据各筛的累计筛余百分率，按照标准规定的级
17、配范围，评定该石子的颗粒级配是否定的级配范围，评定该石子的颗粒级配是否合格。并可将级配分为连续级配和单粒级配。合格。并可将级配分为连续级配和单粒级配。?3 3根据公称粒级确定石子的最大粒径。根据公称粒级确定石子的最大粒径。22石表观密度试验（液体天平法）石表观密度试验（液体天平法）?主要仪器主要仪器: :液体天平。液体天平。试验筛（孔径为试验筛（孔径为4.75mm4.75mm）等。）等。23表观密度试验步骤表观密度试验步骤?1 1将石子试样筛去将石子试样筛去4.75mm4.75mm以下颗粒以下颗粒, ,洗净。洗净。?2 2按要求称量干试样量按要求称量干试样量m m0 0；石子最大粒径(mm)
18、2500kg/m2500kg/m3 3，一般在，一般在265026502850kg/m2850kg/m3 325石的表观密度试验（广口瓶法）石的表观密度试验（广口瓶法）试验筛（孔径为试验筛（孔径为5mm5mm）等。）等。?试验步骤试验步骤?1 1将石子试样筛去将石子试样筛去 5mm5mm以下颗粒以下颗粒, ,洗净。洗净。?2 2浸水饱和后装入广口瓶中浸水饱和后装入广口瓶中 , ,排尽气泡。排尽气泡。?3 3擦干瓶外水分，称试样、水、瓶和玻璃板总重擦干瓶外水分，称试样、水、瓶和玻璃板总重m m1 1（g g）。）。?4 4在在 1051055 5的烘箱中烘至恒重，再称干重m m0 0（g g）。
19、）。?5 5将瓶洗净注入饮用水，用玻璃板贴紧瓶口滑行将瓶洗净注入饮用水，用玻璃板贴紧瓶口滑行盖好，擦干瓶外水分后称重盖好，擦干瓶外水分后称重 m m2 2（g g）。）。26?主要仪器主要仪器 : :广口瓶（广口瓶（ 1000mL1000mL，磨口，并带玻璃片）。，磨口，并带玻璃片）。（三）结果计算（三）结果计算?计算表观密度0 0（10kg/m10kg/m3 3）m03?0?w(g/cm)m0? m2?m1?以两次试验结果的算术平均值作为测定值，两次以两次试验结果的算术平均值作为测定值，两次结果之差应小于结果之差应小于 0.02g/cm0.02g/cm3 3，否则应重新取样进行，否则应重新取
20、样进行试验。试验。?注：标准方法是称取注：标准方法是称取 2 24kg4kg试样在液体天平上测试样在液体天平上测定。定。27八、石子堆积密度与空隙率试验八、石子堆积密度与空隙率试验?主主 要要仪仪器器设设备备：1 1容量筒。容积为容量筒。容积为10L10L（d dmaxmax25mm25mm）或或20L20L（d dmaxmax为为31.531.5或或40.0mm40.0mm）或或30L30L（d dmaxmax为为63.063.0或或80.0mm80.0mm）。）。2.2.电子秤电子秤最大称量最大称量20kg,20kg,感量感量20g.20g.28试验步骤试验步骤?用四分法缩取石子，风干或烘
21、干，拌匀用四分法缩取石子，风干或烘干，拌匀?备用。备用。铲起石子试样，距筒口的距离应为铲起石子试样，距筒口的距离应为50mm50mm左右自由落入容量筒内。装满筒后除去左右自由落入容量筒内。装满筒后除去高出筒口表面的颗粒，并以合适的颗粒高出筒口表面的颗粒，并以合适的颗粒填入凹陷部分，使表面凸起部分和凹陷填入凹陷部分，使表面凸起部分和凹陷部分的体积大致相等，称出试样与容量部分的体积大致相等，称出试样与容量筒的总重量筒的总重量m m2 2（kgkg）。）。称出容量重量称出容量重量m m1 1（kgkg）。）。容量筒容积用水校正。容量筒容积用水校正。堆堆 积积 密密 度度 要要 求求 1350kg/m
22、1350kg/m3 3， 一一 般般 在在130013001600kg/m1600kg/m3 3孔隙率要求孔隙率要求45%45%（GBGB）29结果计算与评定结果计算与评定?计算石子堆积密度（计算石子堆积密度（ 10kg/m10kg/m3 3）：）：m2?m13?1000(kg/m)V0?计算石子的空隙率（计算石子的空隙率（ 1 1）：）：?0?P0? 1?100()?0?取两次试验的算术平均值作为试验结果，并评定该取两次试验的算术平均值作为试验结果，并评定该石子试样的表观密度、堆积密度与空隙率是否满足石子试样的表观密度、堆积密度与空隙率是否满足标准规定值。标准规定值。30混凝土用砂的其他试验
23、?砂的含泥量试验砂的含泥量试验?砂的泥块含量试验砂的泥块含量试验?砂中有机物含量试验砂中有机物含量试验?砂中云母含量试验砂中云母含量试验?砂中轻物质含量试验砂中轻物质含量试验?砂的坚固性试验砂的坚固性试验?砂中硫酸盐和硫化物试验砂中硫酸盐和硫化物试验?砂的碱活性性试验等砂的碱活性性试验等31混凝土用石子的其他试验?碎石或卵石的含泥量试验碎石或卵石的含泥量试验?碎石或卵石的泥块含量试验碎石或卵石的泥块含量试验?卵石中有机物含量试验卵石中有机物含量试验?碎石或卵石的针片状总含量试验碎石或卵石的针片状总含量试验?碎石或卵石的压碎值指标试验碎石或卵石的压碎值指标试验?碎石或卵石中轻物质含量试验碎石或卵石中轻物质含量试验?碎石或卵石的坚固性试验碎石或卵石的坚固性试验?碎石或卵石中硫酸盐和硫化物试验碎石或卵石中硫酸盐和硫化物试验?碎石或卵石的碱活性性试验等（碎石或卵石的碱活性性试验等（岩相法、快速法、砂浆长度法岩相法、快速法、砂浆长度法）32谢 谢 ！33
