细集料砂当量试验方法

日期:5/30/2012 1:19:33 AM 点击: 次

细集料砂当量试验方法

1目的与适用范围

　　1.1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。

　　1.2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

　　(1)仪具

　　①透明圆柱形试筒：如图T0334-1，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。

③冲洗管：如图T0334-2，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㎜。

　　图T0334-1透明圆柱试筒(尺寸单位：㎜) 图T0334-2冲洗管(尺寸单位：㎜)

③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。

④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。

　　⑤配重活塞：如图T 0334-3，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。

　　⑥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。

　　⑦天平：称量1㎏，感量不大于0.1g。

　　⑧烘箱：能使温度控制在105℃±5℃。

　　⑨秒表。

　　⑩标准筛：筛孔为4.75㎜。

　　11温度计。

　　12广口漏斗：玻璃或塑料制，口的直径100㎜左右。

　　13钢板尺：长50㎝，刻度1㎜。

　　14其它：量筒(500mL)，烧杯(1L)，塑料桶(5L)、烧杯、刷子、盘子、刮刀、勺子等。

　　(2)试剂

　　①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。

　　②丙三醇(C3H8O3)：又称甘油，分析纯，含量98％以上.分子量92.09。

　　③甲醛(HCHO)：分析纯.含量36％以上，分子量30.03。

　　④洁净水或纯净水。

3试验准备　　

3.1试样制备

　　3.1.1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。如样品过分干燥，可在筛分之前加少量水分润湿(含水率约为3％左右)，用包橡胶的小锤打碎土块，然后再过筛，以防止将土块作为粗颗粒筛除。当粗颗粒部分被在筛分时不能分离的杂质裹覆时，应将筛上部分的粗集料进行清洗，并回收其中的细粒放入试样中。

注：在配制稀浆封层及微表处混合料时，4.75㎜部分经常是由两种以上的集料混合而成，如由3㎜～5㎜和3㎜以下石屑混合，或由石屑与天然砂混合组成时，可分别对每种集料按本方法测定定其砂当量，然后按组成比例计算合成的砂当量。为减少工作量，通常做法是将样品按配比混合组成后用4.75㎜过筛，测定集料混合料的砂当量，以鉴定材料是否合格。

　　3.1.2按T 0332的方法测定试样含水率，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。

　　由于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。

　　3.1.3称取试样的湿重

根据测定的含水率按式(T0334-1)计算相当于120g干燥试样的样晶湿重.准确至O.1g。

m1= (T0334-1)

式中：ω——集料试样的含水率(%)：

　　 m1——相当于干燥试样120g时的潮湿试样的质量(g)。

3.2配制冲洗液

　　3.2.1根据需要确定冲洗液的数量，通常一次配制5L，约可进行10次试验。如试验次数较少，可以按比例减少，但不宜少于2L，以减小试验误差。冲洗液的浓度以每升冲洗液中的氯化钙、甘油、甲醛含量分别为2.79g、12.12g、0.34g控制。称取配制5L冲洗液的各种试剂的用量：氯化钙14.Og；甘油60.6g；甲醛1.7g。

　　3.2.2称取无水氯化钙14.Og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渡过滤，以除去不溶的杂质。

　　3.2.3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。

　　3.2.4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℃。

注：有条件时，可向专门机构购买高浓度的冲洗液，按照要求稀释后使用。

4试验步骤

4.1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)。

　　4.2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。

　　4.3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。

　　4.4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。

　　4.5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。

　　4.6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。

　　4.7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。

　　4.8如图T0334-4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)。

　　4.9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℃。

　　4.10按上述步骤进行2个试样的平行试验。

　　注：①为了不影响沉淀的过程.试验必须在无振动的水平台上进行。随时检查试验的冲洗管口，防止堵塞。

　　 ②由于塑料在太阳光下容易变成不适明，应尽量避免将塑料试筒等直接暴露太阳光下，盛试验溶液的塑料桶用毕要清洗干净。

5砂当量计算

5.1试样的砂当量值按式(T0334-2)计算。

SE= (T0334-2)

式中：SE——试样的砂当最(％)；

　　 h2——试筒中用活塞测定的集料沉淀物的高度(㎜)；

　　 h1——试筒中絮凝物和沉淀物的总高度(㎜)。

　　5.2 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。

条文说明

　　细集料中的泥土杂物对细集料的使用性能有很大的影响，尤其是对沥青混合料，当水分进入混合料内部时遇水即会软化，以前我国通行水洗法测定小于0.075㎜含量，将其作为含泥量，即T0333的方法。但是将小于0.075㎜含量都看成土是不正确的。在天然砂的规格中，通常允许0.075㎜通过率为0～5％(以前甚至为10％)，而含泥量一般不超过3％。其实不管天然砂、石屑、机制砂，各种细集料中小于0.075㎜的部分不一定是土，大部分可能是石粉或超细砂粒。为了将小于0.075㎜的矿粉、细砂与含泥量加以区分，国外通常采用砂当量试验。

下表是在玄武岩石屑中添加不同的泥土测定的砂当量的结果。试验表明，如果控制砂当量不小于60％，将能控制含土量不超过6％左右。

含土量(%) 0 4.91 9.74 12.99

砂当量(%) 80 68 53 40

不过，砂当量测定值不仅仅取决于含土量，细集料中石粉也会影响砂当量的大小，在洗净的玄武岩中按SMA常用比例加通过0.075㎜的细粉10％，变化细粉中土和石灰岩石粉的比例，其砂当量试验结果如图T0334-5。

图T0334-5矿粉中土的含量对砂当量的影响

　　在图T0334—5中，如果0.075㎜以下全部为矿粉.砂当量为82.1％，而0.075㎜以下全部为土时的砂当量为26.1％。0.075㎜以下含土率增加到10％，砂当量从82.1％下降到了60.4％，说明砂当量受土含量的影响十分显著。

　　因此，国际上还通行一种称为亚甲蓝的试验方法，在欧洲共同体的CEN标准中，已经将亚甲蓝试验方法定为标准方法，而原来象法国等许多国家也使用的砂当量试验却没有了，关于这个问题，我国尚未研究，目前仍然采用砂当量试验作为标准试验方法。

　　本方法中工作液的配制是参照国外ASTM等方法的规定.先配制成高浓度氯化钙溶液及高浓度的甘油甲醛混合液，再稀释为试验用的冲洗液。如按试验方法的量配制，约可供100多次试验使用。而且接ASTM的规定，配制的溶液存放时间不得超过2周。考虑到实际上试验次数经常比较少，本次修改规定直接配制冲洗液。一次配制5L工作液，足够一周的试验使用。

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