密度试验作业指导书

集料试验检测指导书编号：09公路工程集料试验作业指导书执行标准《公路施工桥涵技术规范》（JTG/TF50-2011）《建筑用砂》（GB/T14684-2001）《建筑用软石、碎石》（GB/T14685-2001）《公路工程沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）《公路污土桥涵设计规范》（JTGD61-2005）试验规范(JTGE30—2005)、《公路工程岩石试验规程》(JTGE41—2005)、《公路工程集料试验规程》粗集料密度试验作业指导书一、粗集料密度及吸水率试验(网篮法)1目的与适用范围本方法适用于测定各种粗集料的表观相对密度、表干相对密度、毛体积相对密度、表观密度、表干密度、毛体积密度，以及粗集料的吸水率。2仪具与材料(1)天平或浸水天平：可悬挂吊篮测定集料的水中质量，称量应满足试样数量称量要求，感量不大于最大称量的0.05％。(2)吊篮：耐锈蚀材料制成，直径和高度为150㎜左右，四周及底部用1㎜～2㎜的筛网编制或具有密集的孔眼。(3)溢流水槽：在称量水中质量时能保持水面高度一定。(4)烘箱：能控温在105℃±5℃。(5)毛巾：纯棉制，洁净，也可用纯棉的汗衫布代替。(6)温度计。(7)标准筛。(8)盛水容器(如搪瓷盘)。(9)其它：刷子等。3试验准备3.1将试样用标准筛过筛除去其中的细集料，对较粗的粗集料可用4.75㎜筛过筛对2.36㎜-4.75㎜集料，或者混在4.75㎜以下石屑中的粗集料，则用2.36集料试验检测指导书㎜标准筛过筛，用四分法或分料器法缩分至要求的质量，分两份备用，对沥青路面用粗集料，应对不同规格的集料分别测定，不得混杂，所取的每一份集料试样应基本上保持原有的级配。在测定2.36㎜～4.75㎜的粗集料时，试验过程中应特别小心，不得丢失集料。3.2经缩分后供测定密度和吸水率的粗集料质量应符合表的规定。测定密度所需要的试样最小质量公称最大粒径(㎜)4.759.5161926.531.537.56375每一份试样的最小质量（㎏）0.81111.51.52333.3将每一份集料试样浸泡在水中，并适当搅动，仔细洗去附在集料表面的尘土和石粉，经多次漂洗干净至水完全清澈为止。清洗过程中不得散失集料颗粒。4试验步骤4.1取试样一份装入干净的搪瓷盘中，注入洁净的水，水面至少应高出试样20㎜，轻轻至搅动石料，使附着在石料上的气泡完全逸出。在室温下保持浸水24h。4.2将吊篮挂在天平的吊钩上，浸入溢流水槽中，向溢流水槽中注水，水面高度至水槽的溢流孔，将天平调零，吊篮的筛网应保证集料不会通过筛孔流失，对2.36㎜-4.75㎜粗集料应更换小孔筛网，或在网篮中加放人一个浅盘。4.3调节水温在15℃～25℃范围内。将试样移入吊篮中。溢流水槽中的水面高度由水槽的溢流孔控制，维持不变称取集料的水中质量(mω)。4.4提起吊蓝，稍稍滴水后，较粗的粗集料可以直接倒在拧干的湿毛巾上。将较细的粗集料(2.36㎜～4.75㎜)连同浅盘一起取出，稍稍倾斜搪瓷盘，仔细倒出余水，将粗集料倒在拧干的湿毛巾上，用毛巾吸走从集料中漏出的自由水。此步骤需特别注意不得有颗粒丢失，或有小颗粒附在吊篮上。再用拧干的湿毛巾轻轻擦干集料颗粒的表面水，至表面看不到发亮的水迹，即为饱和面干状态。当粗集料尺寸较大时，宜逐颗擦干，注意对较粗的粗集料，拧湿毛巾时不要太用劲，防止拧得太干，对较细的含水较多的粗集料，毛巾可拧得稍干些，擦颗粒的表面水时，既要将表面水擦掉，又千万不能将颗粒内部的水吸出，整个过程中不得有集料丢失，且已擦干的集料不得继续在空气中放置，以防止集料干燥。4.5立即在保持表干状态下，称取集料的表干质最(mf)。4.6将集料置于浅盘中，放入105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重。取出浅盘，放在带盖的容器中冷却至室温，称取集料的烘干质量(ma)。4.7对同一规格的集料应平行试验两次，取平均值作为试验结果。5计算5.1表观相对密度γa、表干相对密度γs、毛体积相对密度γb按公式计算至小数点后3位。γa=aawmmmγs=ffwmmmγb=afwmmm式中：γa——集料的表观相对密度，无量纲；集料试验检测指导书γs——集料的表干相对密度，无量纲；γb——集料的毛体积相对密度，无量纲；ma——集料的烘干质量(g)；mf——集料的表干质量(g)；mω——集料的水中质量(g)。5.2集料的吸水率以烘干试样为基准，计算精确至0.01％。ωx=100faammm式中：ωx——粗集料的吸水率(％)。5.3粗集料的表观密度(视密度)ρa、表干密度ρs、毛体积密度ρb，计算准确至小数点后3位。不同水温条件下测量的粗集料表观密度需进行水温修正，不同试验温度下水的密度ρT及水的温度修正系数αT按附录B选用。ρa=γaρT或ρa=（γa-αT）ρΩρs=γsρT或ρs=（γs-αT）ρΩρb=γbρT或ρb=（γb-αT）ρΩ式中：ρa——粗集料的表观密度(g／㎝3)；ρs——粗集料的表干密度(g／㎝3)；ρb——粗集料的毛体积密度(g／㎝3)；ρT——试验温度T时水的密度(g／㎝3)，按附录B表B-1取用；αT——试验温度T时的水温修正系数；ρΩ——水在4℃时的密度(1.000g／㎝3)。6精密度或允许差重复试验的精密度，对表观相对密度、表干相对密度、毛体积相对密度，两次结果相差不得超过0.02，对吸水率不得超过0.2％。对密度试验的精密度要求项目标准差两次结果的允许差重现性表观相对密度0.0070.02表干相对密度0.0070.02毛体积相对密度0.0090.025吸水率0.0880.25再现性表观相对密度0.0110.032表干相对密度0.0110.032毛体积相对密度0.0130.038吸水率0.1450.41二、粗集料堆积密度及空隙率试验1目的与适用范围测定粗集料的堆积密度，包括自然堆积状态、振实状态、捣实状态下的堆积密度，以及堆积状态下的间隙率。2仪具与材料(1)天平或台秤：感量不大于称量的0.1％。集料试验检测指导书(2)容量筒：适用于粗集料堆积密度测定的容量筒应符合表的要求。(3)平头铁锹。容量筒的规格要求粗集料公称最大粒径(㎜)容量筒容积(L)容量筒规格(㎜)筒壁厚度(㎜)内径净高底厚≤4.753155±2160±25.02.59.5～26.510205±2305±25.02.531.5～37.515255±5295±55.03.0≥5320355±5305±55.03.0(4)烘箱：能控温105℃±5℃。(5)振动台：频率为3000次／min±200次／min.负荷下的振幅为0.35㎜，空载时的振幅为O.5㎜。(6)捣棒：直径16㎜、长600㎜、一端为圆头的钢棒。3试验准备缩分法取样，质量应满足试验要求，在105℃±5℃的烘箱中烘干，也可以摊在清洁的地面上风干，拌匀后分成两份备用。4试验步骤4.1自然堆积密度取试样1份，置于平整干净的水泥地(或铁板)上，用平头铁锹铲起试样，使石子自由落入容量筒内。此时，从铁锹的齐口至容量筒上口的距离应保持为50㎜左右，装满容量筒并除去凸出筒口表面的颗粒，并以合适的颗粒填入凹陷空隙，使表面稍凸起部分和凹陷部分的体积大致相等，称取试样和容量筒总质量(m2)。4.2振实密度按堆积密度试验步骤，将装满试样的容量筒放在振动台上，振动3min，或者将试样分三层装入容量筒：装完一层后，在筒底垫放一根直径为25㎜的圆钢筋，将筒按住，左右交替颠击地面各25下；然后装入第二层，用同样的方法颠实(但筒底所垫钢筋的方向应与第一层放置方向垂直)；然后再装入第三层，如法颠实。待三层试样装填完毕后，加料填到试样超出容量筒口，用钢筋沿筒口边缘滚转，刮下高出筒口的颗粒，用合适的颗粒填平凹处，使表面稍凸起部分和凹陷部分的体积大致相等，称取试样和容量筒总质量(m2)。4.3捣实密度根据沥青混合料的类型和公称最大粒径，确定起骨架作用的关键性筛孔(通常为4.75㎜或2.36㎜等)。将矿料混合料中此筛孔以上颗粒筛出，作为试样装入符合要求规格，的容器中达1／3的高度，由边至中用捣棒均匀捣实25次。再向容器中装入1／3高度的试样，用捣棒均匀地捣实25次，捣实深度约至下层的表面。然后重复上一步骤，加最后一层，捣实25次，使集料与容器口齐平。用合适的集料填充表面的大空隙，用直尺大体刮平，目测估计表面凸起部分与凹陷部分的容积大致相等，称取容量筒与试样的总质量(m2)。4.4容量筒容积的标定用水装满容量筒，测量水温，擦干筒外壁的水分，称取容量筒与水的总质量(mω)，并按水的密度对容量筒的容积作校正。5计算5.1容量筒的容积按式计算。集料试验检测指导书V=1100wTmm式中：V——容量筒的容积(L)；m1——容量筒的质量(㎏)；mω——容量筒与水的总质量(㎏)；T——试验温度T时水的密度(g／㎝3)，按附录B表B-1选用。5.2堆积密度(包括自然堆积状态、振实状态、捣实状态下的堆积密度)按式计算至小数点后2位。ρ=21100mmV式中：ρ——与各种状态相对应的堆积密度(t／m3)；m1——容量筒的质量(㎏)；m2——容量筒与试样的总质量(㎏)：V——容量简的容积(L)。5.3水泥混凝上用粗集料振实状态下的空隙率按式计算。Vc=（1-a）100式中：Vc——水泥混凝土用粗集料的空隙率(％)；ρa——粗集料的表观密度(t／m3)；ρ——按振实法测定的粗集料的堆积密度(t／m3)。5.4沥青混合料用粗集料骨架捣实状态下的间隙率按式计算。VCADRC=（1-b）100式中：VCADRC——捣实状态下粗集料骨架间隙率(％)；ρb——按T0304确定的粗集料的毛体积密度(t／m3)；ρ——按捣实法测定的粗集料的自然堆积密度(t／m3)。6报告以两次平行试验结果的平均值做为测定值。细集料密度试验作业指导书一）细集料表观密度试验(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(1)天平：称量1㎏，感量不大于1g。(2)容量瓶：500mL。(3)烘箱：能控温在105℃±5℃。(4)烧杯：500mL。(5)洁净水。(6)其它：干燥器、浅盘、铝制料勺、温度汁等。集料试验检测指导书3试验准备将缩分至650g左右的试样在温度为105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重，并在干燥器内冷却至室温，分成两份备用。4试验步骤4.1称取烘干的试样约300g(m0)，装入盛有半瓶洁净水的容量瓶中。4.2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)。4.3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)。5计算5.1细集料的表观相对密度计算，精确至小数点后3位。γa=0012mmmm式中：γa——集料的表观相对密度，无量纲；m0——集料的烘干质量(g)；m1——水及容量瓶的总质量(g)；m2——试样、水、瓶及容量瓶的总质量(g)。5.2表观密度计算，精确至小数点后3位。ρa=γaρT或ρa=（γa-αT）ρΩ式中：ρa——细集料的表观密度(g／㎝3)；ρΩ——水在4℃时的密度(g／㎝3)；αT——试验时的水温对水密度影响的修正系数，按附录B表B-1取用；ρT——试验温度T时水的密度(g／㎝3)，按附录B表B-1取用。6报告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0.01g／㎝3时，应重新取样进行试验。二）细集料密度及吸水率试验1目的与适用范围1.1用坍落筒法测定细集料(天然砂、机制砂、石屑)在23℃时对水的毛体积相对密度、表观相对密度、表干相对密度(饱和面干相对密度)。1.2用坍落筒法测定细集料(天然砂、机制砂、石屑)处于饱和面干状态时的吸水率。1.3用坍落筒法测定细集料(天然砂、机制砂、