砂石材料实验检测技术.docx

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1、砂石材料试验检测技术一、砂石材料基本概念1 .砂石材料：是石料和集料（又称骨料）的总称。2 .石料分类：根据石料形成时日勺地质条件提成岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。3 .集料的定义：在混合料中起骨架和填充作用的粒料。4 .原则筛：对颗粒性材料进行筛分试验用时符合原则形状和尺寸规格规定的系列样品筛。5 .集料划分措施：（1）按集料形成过程：分为自然风化、地质作用形成日勺卵石（砾石）和人工机械加工而成日勺碎石。（2）按粒径大小分为粗集料和细集料（又称砂）。（3）按化学成分分为酸性集料和碱性集料。6 .粗、细集料划分：水泥混凝土的!分界尺寸是4.75mm,沥青混合料的分界尺寸为2.36mmo7 .集

2、料最大粒径和公称最大粒径：公称最大粒径比最大粒径小一种粒级。集料最大粒径指集料100%都规定通过的最小原则筛筛孔尺寸。集料公称最大粒径指集料也许所有通过或容许有少许筛余（筛余量不超过10%）的最小原则筛筛孔尺寸。实际上工程中所指的最大粒径往往是指公称最大粒径。二、石料1 .真密度型石料在在规定试验条件下（温度20）,单位真实体积（不包括孔隙体积）的质量。量纲为g/Cm302 .毛体积密度分：石料在规定试验条件下，单位毛体积（包括矿质实体和闭口、开口孔隙的体积）的质量。3 .孔隙率P：石料孔隙体积占其总体积（即毛体积）日勺百分率。4 .吸水性：衡量一定条件下石料吸水能力的大小称为石料的吸水性。可

3、用吸水率和饱水率两项指标表达。1）吸水率：石料在室温（202）和大气压条件下，石料试样最大吸水质量占烘干（1055oC）石料试样质量的百分率。2）饱水率：石料在室温（20土2C）和抽真空（真空度残压为2.67KPa）后日勺条件下，石料试样最大吸水量占烘干石料试样质量的百分率。饱水率比吸水率大，饱水率的计算措施与吸水率相似。5 .耐候性：石料在自然环境下的使用过程中，首先要承受周围环境温度变化引起的温度应力作用，另一方面是承受因正、负气温的交替冻融引起内部组织构造受到日勺破坏作用，评价石料这种抵御自然破坏原因的性能称为耐候性。该性能用抗冻性和结实性两项指标来评价。抗冻性：石料抵御多次冻融循环作用

4、日勺性能称为抗冻性。该性质采用一定条件下受测石料经历多次冻融循环过程后，其强度损失的百分率（耐冻系数）来表达。结实性：石料抵御多次由硫酸钠结晶膨胀循环后导致的破坏作用的性能称为结实性。由于硫酸钠从溶解的离子状态转化为结晶体，会产生一定的晶胀作用，此类似于水在负温时结冰产生的冻胀作用，但晶胀的作用程度要比冻胀作用更为明显。因此采用一定的试验措施，以检测石料经历多次硫酸钠结晶产生的晶胀作用后其性能日勺变化程度（如质量损失、强度减少等），来作为石料结实性日勺测定措施。6 .力学性质：石料力学性质重要采用石料抗压强度和磨耗性两项指标来评价。（1）单轴抗压强度：石料在饱水状态且几何尺寸为边长50mm的正

5、立方体在一定加载速率条件下的承载能力，来表达石料的单轴抗压强度（MPa）o（最大荷载/受压面积）抗压强度越高，石料越好。（2）磨耗性：磨耗性是石料抵御撞击、剪切和摩擦等综合作用的性能。通行的检测措施采用洛杉矶磨耗试验法。石料或水泥混凝土用粗集料的磨耗率率二（1111112）/0，1112指试验后过2111111筛的筛余量（对于石料或混凝土集料采用2mm筛，对于沥青混合料及基层采用L7n三筛）。磨耗率越大，抗磨耗性越差。7 .化学性质石灰岩石料与沥青拌和而成日勺混合料在水稳性上要比采用花岗岩石料与沥青拌和的混合料要好.石灰岩是碱性岩，花岗岩是酸性岩。公路工程上根据石料中氧化硅含量的多少，将其提成

6、三种：石料类型氧化硅含量（）常见石料酸性石料65花岗岩、石英岩中性石料5265辉绿岩、闪长岩碱性石料52石灰岩、玄武岩8 .石料分类：按矿物构成、成分含量和组织构造分为岩浆岩类、石灰岩类、砂岩和片岩类、砾石类四种。按力学性质（饱水抗压强度和洛杉矶杉矶耗率）划分为四个等级，1级为最强的岩石，2级为坚强的岩石，3级为中等强度的岩石，4级为较软的岩石。三、石料试验检测（一）1石料的真密度试验环节：测定在规定温度条件下，石料自身单位体积的质量（体积中不包括石料内部的闭口孔隙和外部的!开口孔隙），并结合石料毛体积密度的测定为计算石料的孔隙率提供根据。2.试验环节（1）过0.25筛，搜集备用。（2）取大概

7、Ioog日勺石粉在1055C烘箱中加热6T2h,冷却至室温待用。煤油注入李氏比重瓶至刻度线内（瓶颈凸包下部），在恒温水浴中保持恒温半小时后，取出比重瓶，以弯液面下沿为准，读取煤油所处刻度V”精确至0.05mL（下同）。（4）从干燥器中取出备用粉状石料样品，在天平上精确称出盛样器皿和样品总质量ml,精确至0.0（Hg（下同）。（5）用牛角勺仔细地把石粉样品通过长颈漏斗装入比重瓶中，装填过程中防止石粉粘在瓶颈处。当煤油液面厂升至靠近最大刻度处，装填过程结束。先小心晃动比重瓶,将少许粘附在瓶颈上的样品带人瓶中，再挥动比重瓶排出瓶中带进的空气。然后再一次将比重瓶置于恒温水浴中保持恒温半小时，取出读取第

8、二次煤油所处刻度，记作V2。（6）将剩余样品连同盛样皿一起在天平上称出质量，记作皿：（7）试验成果计算自二成果计算精确至0.01g,/CnK以两次平行试验成果的算术平均值作为测定值；两次试验成果相差不小于0.02时，应重新取样试验。(8)注意:装填结束要注意彻底排出瓶中空气，如需要可通过减压抽真空的方式排气。(二)石料毛体积密度试验(静水称重法)(1)将待测石料通过切石机或钻石机制成边长50mm的J立方体试件或直径和高均50mm的圆柱体试件，并用磨平机加工磨平。也可用小锤将石料打成粒径约50mm的(不规则形状的试件至少3块，洗净编号备用。试件在烘箱中加热烘至恒重，经干燥器中冷却至室温后，在天平

9、上称出待测试件在空气中的质量，精确至0Olgo(3)将试件放人盛水容器中，通过逐渐加水的过程浸泡试件，时间持续约6h,并维持浸泡状态48h,保证试件到达充足吸水程度。(4)采用静水天平称出试件吸饱水后在水中质量然后取出已吸饱水的试件，用毛巾擦干试件表面水分后，立即称出饱水状态时的质量m2。(5).试验成果计算Ph=mvv=(m2-11h)/(水的)密度Ig/cm3)计算成果对于材质均匀的石料，取3个试件测试成果的平均值；不均匀的石料分别记录最大和最小值。成果计算精确至0.Olg/m3o(6).注意：(三)石料的饱水抗压强度测定石料在饱水状态下极限受压承载能力，求得其抗压强度用于评估石料强度等级

10、(1)采用切石机或钻石机切割并用磨平机加工磨平的边长50mm正立方体或直径与高均为50的圆柱体试件，mm上、下端面互相平行。每组6个。（2）用游标卡尺测量尺寸，精确至o.1mm。对于立方体试件，以两个底面互相平行的两条边长的算术平均值计算其受压面积；对于圆柱体试件，以两个底面各自互相正交直径的算术平均值计算其受压面积。（3）将试件编号后放入盛水容器中进行饱水处理，即三次分步加水，每次间隔2h,直至高出试件20nm,浸泡时间不少于48h0（4）取出试件，擦干表面水分，观测有无表面缺陷。在压力机上按0.5lMPa的速率均匀加载。4.成果计算MPa:二破坏荷载N/受压面积MM.（6）取6个试件计算成

11、果的平均值作为测定值，如6个试件中2个与其他4个试件平均值有关3倍以上，则取相近的4个算术平均值作为测定值。（5）对于具有明显层理日勺石料，其抗压强度应为垂直层理和平行层理两种抗压强度的平均值。（四）洛杉矶磨耗试验：钢球放入后，设定转动次数500转。（详见十二）四、粗集料的技术性质1、粗集料物理性质：（1）物理常数（密度、空隙率）。（2）级配（3）结实性表观密度（视密度）P指粗集料在规定条件下单位表观体积（指矿质实体体积和闭口孔隙体积之和）里的质量。毛体积密度Ph：指在规定条件下，粗集料毛体积（指集料自身实体体积、闭口孔隙体积和开口孔隙之和）里的质量。堆积密度P粗集料按一定方式装填于容器中，包

12、括集料自身实体体积、孔隙（闭口孔隙体积和开口孔隙之和）以及颗粒之间的空隙体积在内的单位体积下的质量。空隙率：粗集料按照一定方式堆积时，空隙体积占试样总体积的百分率VV=（I-Pf/Pa）*100%级配：集料各构成颗粒的1分级和搭配状况称为级配。结实性：表征材料耐候性。2、粗集料力学性质：重要有抗压碎能力、磨耗性（与石料日勺一致,指标为磨耗率；同步包括高等级公路抗滑表层用粗集料专用指标磨光值、磨耗值、冲击值）。压碎值：指在持续施加荷载的试验条件下，集料抵御被压碎的能力，评价其相对承载能力。压碎值越大，集料抗压碎能力越差。磨光值：耐磨光性，以满足长期使用时高速行驶车辆对路面抗滑的规定。用石料的磨光

13、值（PSV）来表达，磨光值越高，抗滑性越好。冲击值：车辆在高速行驶过程中急刹车或车辆产生颠簸时，对路面产生冲击作用，集料抵御持续反复冲击荷载作用的性能称为冲击韧性。用集料冲击值（AlV）表达。冲击值越小，表达集料的抗冲击性能越好。磨耗值：评估抗滑表层中的集料抵御车轮磨耗的能力。采用道瑞磨耗试验机测定的集料的磨耗值（AAV）o磨耗值越小，表达抗磨耗性越好。五、细集料的技术性质1物理常数：包括密度、空隙率等。2级配：通过筛分试验确定细集料颗粒的粒级分布状况，称为级配。3粗度：是评价细集料粗细程度的一种指标，一般用细度模数U表达。特细砂FO.71.5细砂f=l.62.2中砂f=2.33.0粗砂f=3

14、.13.72细度模数计算：4fEi:3：-公h-5T1.J100Y4TS六、集料的技术规定（复印155页）七、粗集料表观密度试验环节：1.试验目的：测定粗集料多种形式日勺密度，包括表观（相对）密度、表干（相对）密度、毛体积（相对）密度等，为计算空隙率和混合料配合比设计提供根据。3.试验措施和环节（1）将待测试样用4.75mm的方孔筛或5mm的圆孔筛过筛，然后用四分法缩提成所需的质量，留两份待用。针对沥青路面用粗集料，应对不一样规格的集料分别测定，并规定每份试样保持原有日勺级配。（2）将待测试样浸泡水中一段时间后，小心漂洗洁净，漂洗时防止颗粒损失。（3）取一份试样放入盛水器皿中，注入清水，高出试

15、样至少20mm,搅动石料，排除其上的气泡。在室温下保持浸水24h。（4）将吊篮浸入溢流水槽中，控制水温在15-25的范围。水槽的水面高度由溢流口调整，试验过程一直保持在同一位置。天平调零。（5）将试样转入吊篮，在水面维持不变的状态下，称取集料在水中日勺质量（叫）。（6）提起吊篮稍加滴水后，将试样所有倒入瓷盘或直接倒在拧干的湿毛巾上。用拧干时湿毛巾轻轻擦拭集料颗粒表面的水，直到表面看不到发亮的水迹，使石料处在饱和面干状态；当集料颗粒较大时，也可逐颗擦干。整个过程不得有试样颗粒丢失。(7)立即在天平上称出集料在饱和面干时的质量(叫)。(8)将称重后的试样转入瓷盘中，放入1055C的烘箱中烘干至恒，取出在干燥器中冷却至室温，称取试样的烘干质量血)。(9)每个试样平行试验两次，取平均值作为试验的成果。叫指集料烘干质量队指集料水中质量Inf指集料饱和面干质量。表观相对密度YU=m(叫mw),无量纲；表干相对密度YS=m1/(ms.mw),无量纲；毛体积相对密度Yb=偏/(mf-mJ,无量纲；集料的吸水率WX=(mt-ma)ma)100%,精确至0.01%粗集料的表观密度Pa=Ya*P或Pa=(a-)*pw粗集料的)表干密度Ps=Ys*Pt或PS=(丫S-a)*Pw粗集料的)毛体积密度PbS=Yb*Pt或Pb=(b-a)*pwPt-试验温度为了C时水时密度，a一一试验温度为了T()时的水温