粗集料针片状颗粒含量试验(游标卡尺法)

日期:12/18/2012 10:03:24 PM 点击: 次

T0312—2005粗集料针片状颗粒含量试验(游标卡尺法)

1目的与适用范围

　　1.1本方法适用于测定粗集料的针状及片状颗粒含量，以百分率计。

　　1.2本方法测定的针片状颗粒，是指用游标卡尺测定的粗集料颗粒的最大长度(或宽度)方向与最小厚度(或直径)方向的尺寸之比大于3倍的颗粒。有特殊要求采用其它比例时，应在试验报告中注明。

　　1.3本方法测定的粗集料中针片状颗粒的含量，可用于评价集料的形状和抗压碎能力，以评定石料生产厂的生产水平及该材料在工程中的适用性。

2仪具与材料

　　(1)标准筛：方孔筛4.75㎜。

　　(2)游标卡尺：精密度为0.1㎜。

　　(3)天平：感量不大于1g。

3试验步骤

　　3.1按本规程T0301方法，采集粗集料试样。

　　3.2按分料器法或四分法选取1㎏左右的试样。对每一种规格的粗集料，应按照不同的公称粒径，分别取样检验。

　　3.3用4.75㎜标准筛将试样过筛，取筛上部分供试验用，称取试样的总质量m0，准确至1g，试样数量应不少于800g，并不少于100颗。

　　注：对2.36㎜～4.75㎜级粗集料，由于卡尺量取有田难，故一般不作测定。

　　3.4将试样平摊于桌面上，首先用目测挑出接近立方体的颗粒，剩下可能属于针状(细长)和片状(扁平)的颗粒。

　　3.5按图T 0312-1所示的方法将欲测量的颗粒放在桌面上成一稳定的状态，图中颗粒平面方向的最大长度为L，侧面厚度的最大尺寸为t，颗粒最大宽度为ω(t<ω<L)，用卡尺逐颗测量石料的L及t，将L／t≥3的颗粒(即最大长度方向与最大厚度方向的尺寸之比大于3的颗粒)分别挑出作为针片状颗粒。称取针片状颗粒的质量m1，准确至1g。

　　注：稳定状态是指平放的状态，不是直立状态，侧面厚度的最大尺寸t为图中状态的颗粒顶部至平台的厚度.是在最薄的一个面上测量的，但并非颗粒中最薄部位的厚度。

图T0312-1 针片状颗粒稳定状态

4计算

　　按公式(T0312-1)计算针片状颗粒含量。

Qe= (T 0312-1)

式中：Qe——针片状颗粒含量(％)；

　　 m1——试验用的集料总质量(g)；

　　 m0——针片状颗粒的质最(g)。

5报告

　　5.1试验要平行测定两次，计算两次结果的平均值，如两次结果之差小于平均值的20％，取平均值为试验值；如大于或等于20％，应追加测定一次，取三次结果的平均值为测定值。

　　5.2试验报告应报告集料的种类、产地、岩石名称、用途。

条文说明

本方法参照美国、欧洲及日本的标准试验方法编写。粗集料的针片状颗粒含量测定适用于4.75㎜以上的颗粒，对4.75㎜以下的3㎜～5㎜石屑一般不作测定。日本和欧洲都明确针片状颗粒的定义是最长端与最薄部分的比例L／b为3：1，而美国ASTM D 4791-95规定了测定L／b为2：1、3：1和5：1不同标准针片状颗粒含量的试验方法，并采用专用的测定机具如图T 0312-2所示，SHRP的SU-PERPAVEE仅规定5：1一个标准，并提出要求在设计交通量大于100万辆的路段都不得超过10％。NCAT认为按5：1的规定检测结果几乎都接近于0，没有实际意义，建议用3：1。在NCAT和FHΩA的SMA 设计规范中规定了3：1和5：1不同标准针片状颗粒含量要求，分别要求小于20％和小于5％。我国通常采用3：1是合理的。从ASTM的图(图T 0312—2a)中可以看出，它的针片状颗粒的含意与本规程用卡尺测量完全相同。这与欧洲共同体标准EN 933-4中规定的比例3：1相同，EN 933-4采用的专用卡尺如图T 0312-2b)，本规程没有明确采用何种卡尺，使用者可参考图T 0312-2中的式样自行加工专用的卡尺。

　　本规程中还有另一个专门为水泥混凝土集料用的方法，即T 0311。它是参照早期英国BS 812-1967原来的方法编写的，由片状规准仪测定的称为“薄片指数(Flakiness Index)”，由针状规准仪测定的称为“狭长指数(Elongation Index)”，在我国已经通行很多年。我国台湾也采用这个方法，日本试验规程条文说明时对卡尺法作了介绍，但未列为标准试验方法，美国和欧洲共同体CEN都无此方法，其它国家也未见使用，据查，英国BS标准现在也已经没有此方法了。在BS EN 933-3及933-4中列入了另外两种方法：“薄片指数FI(Flakiness Index)”和“形状指数SI (Shape Index)。

　　对本试验规程同时列入T 0311及T 0312两个针片状颗粒含量的试验方法，分别适用于沥青路面和水泥混凝土，工程单位有很多反映，为此本规程修订时作了专题研究。

首先如上所述、我们查阅了大量的国外规范标准。据查美国ASTM及AASHTO 标准、欧洲共同体EN标准、英国BS 812标准、日本JIS及道路协会标准，均未发现有与我国水泥混凝土集料针片状颗粒含量试验方法相同的规准仪方法。只有英国BSI标准，除了BS EN 933-4规定卡尺法之外，在BS EN933-3中，同时还有一个钢筋棒筛分试验，即按不同的粗集料规格要求有不同间距的钢筋棒筛分，得出通过百分数，计算属于扁平颗粒的含量。它与卡尺量取的是两个指标，如图T0312-2所示。EN 933-4要求将集料筛分成每一档分别用卡尺逐颗测定形状指数(Shape Index)，以大于 3：1的颗粒质量m2与总质量m1之比表示，然后以各档集料所有大于3：1的颗粒质量之和∑m2i与总质量∑m1i之比SI=∑m2i／∑m1ix100作为形状指数，对混合料采用质量配比加权平均方法计算总的形状指数SI，以评价集料混合料是否合格。

图T0312-2国外粗集料针片状颗粒含量测定仪示意图

a)ASTM D 4791的卡尺；b)EN 933-4的卡尺；c)EN 933-3的钢筋筛

BS EN 933-3用钢筋棒筛分得到的指标称为集料的薄片指数(Flakiness Index),与T 0311我国水混混凝土集料测定的针状规准仪相象。它用不同间距的钢筋筛过筛，以各档集料中能通过一定间距的钢筋筛孔的质量比例表示。各档集料的钢筋间距如表T0312—1(集料尺寸小于4㎜或大于80㎜的不试验)，能通过者称为薄片，计算每档集料的薄片指数及总的薄片指数，即通过钢筋筛的质量∑m2i与全部总质量∑mli之比FI=∑m2i／∑m1ix 100。此试验的FI在8～20之间时的再现性与重复性是2.8和5。很明显，我国规准仪的间距与欧洲的不同。尤其是测定方法不同，BS EN 933-3不是一颗一颗集科试验，而是进行筛分试验，所以量可以多得多。

集料颗粒尺寸(di／Di) (㎜)	钢筋筛的间距 (㎜)	集料颗粒尺寸(di／Di) (㎜)	钢筋筛的间距 (㎜)
63/80	40±0.3	12.5/16	8±0.1
50/63	31.5±0.3	10/12.5	6.3±0.1
40/50	25±0.2	8/10	5±0.1
31.5/40	20±0.2	6.3/8	4±0.1
25/31.5	16±0.2	5/6.3	3.15±0.1
20/25	12.5±0.2	4/5	2.5±0.1
16/20	10±0.1

表T 0312-1 BS EN 933-3钢筋筛间距

　　本规程修订过程中对T 0311及T 0312两种方法进行了详细比较，对13个石科品种两个规格的集料样品的试验结果汇总如下。由表T 0312-2和图T 0312-3可见，尽管这两种测定方法不同，但二者之间仍然有一定的相关关系(图T0312-3)，集料尺寸大的，相关性好一些，分别为0.718(5㎜～10㎜集料)及O.953(10㎜～20㎜集料)。由于其意义完全不同，测定结果有显著差别，绝时不能混用。由于水泥混凝土对集料的要求没有沥青混合料严格，水泥混凝土集料的针片状颗粒只在拌和和成型过程中有影响，混凝土结硬以后影响就小了，但沥青混合抖在施工及使用的全过程中都有重要影响.所以此指标显得重要得多。因此沥青混合料集料的要求要严格得多。

表T 0312-2不同试验方法测定的集料中针片状颗粒含量单位(％)

试样号	品种及产地	5㎜～100㎜规格		10㎜～20㎜规格
试样号	品种及产地	T0311方法	T0312卡尺法	T 0311方法	T0312卡尺法
1	石灰岩北京昌平	20.1	26.7	9.9	15.9
2	玄武岩北京密云	15.1	19.6	4.0	10.0
3	玄武岩河北兴隆	5.3	13.1	3.1	7.7
4	石灰岩内蒙赤峰	4.9	20.0	3.4	10.9
5	凝灰岩内蒙赤峰	11.9	19.2	1.9	9.6
6	细晶白云岩广西	9.0	12.3	5.7	14.4
7	辉绿岩北京怀柔	8.8	26.5	3.7	9.4
8	花岗岩内蒙乌海	2.4	10.8	3.4	6.9
9	玄武岩河北承德	4.3	16.4	2.9	9.3
10	砂砾岩陕西	9.0	25.6	6.2	14.8
11	花岗岩新疆	1.0	5.4	0.3	4.6
12	闪长岩新疆	6.5	21.0	3.9	13.4
13	砂岩新疆	15.6	33.0	19.6	27.7

　　图 T0312—3 原规程两种不同针片状颗粒含量试验方法结果的比较

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