混凝土砂石试验：土木工程材料

本试验根据国家标准《建筑用砂》（GB/T 14684—2011）、《建筑用卵石、碎石》（GB/T 14685—2011）进行。

（1）砂的筛分析试验

本方法适用于测定普通混凝土用天然砂的颗粒级配及细度模数。

1）试验目的

测定砂的颗粒级配和粗细程度，作为混凝土用砂的技术依据。

2）主要仪器设备

①试验筛。孔径为4.75 mm、2.36 mm、1.18 mm、0.60 mm、0.30 mm、0.15 mm的方孔筛，以及筛的底盘和盖各1只。筛框为300 mm或200 mm。试验筛应满足GB/T 6003.1和GB/T 6003.2中方孔筛的规定。

②天平。天平称量1 kg，感量1 g。

③摇筛机。

④烘箱。烘箱能使温度控制在（105±5）℃。

⑤浅盘、硬（软）毛刷、容器、小勺等。

3）试样制备

样品经缩分后，先筛除其中粒径大于9.50 mm的颗粒，并算出筛余百分率。若试样中的含泥量超过5%，应先用水洗，烘干至恒重再进行筛分。取每份不少于550 g的试样两份，分别倒入两个浅盘中，置于烘箱烘至恒重（间隔时间大于3 h的两次称量之差小于该项试验所要求的称量精度）冷却至室温后备用。

4）测定步骤

①将试验筛由上至下按孔径大小顺序叠置，加底盘。

②称取烘干试样500 g，倒入最上层4.75 mm筛内，加盖后，置于摇筛机上摇筛约10 min。

③将整套筛自摇筛机上取下，按孔径大小顺序在洁净浅盘上逐个进行手筛，至每分钟的筛出量不超过试样总量的0.1%。通过的颗粒并入下号筛中，并与下一号筛中的试样一起过筛，每个筛依次全部筛完为止。若无摇筛机，也可用手筛。若试样为特细砂，在筛分时应增加0.08 mm的方孔筛一只。

④分别称量各号筛上的筛余量（精确至1 g），即分计筛余量，再计算出分计筛余百分率。所有各筛的分计筛余量和底盘中剩余量的总和与筛分前的试样总量相比，其差值不得超过试样总量的1%，否则必须重做试验。

5）测定结果

①计算分计筛余百分率a，即各号筛上的筛余量除以试样总量的百分率（精确至0.1%）。

②计算累计筛余百分率A，即各号筛上分计筛余百分率与大于该号筛的各号筛上分计筛余百分率的总和（精确至1.0%）。

③根据各筛的累计筛余百分率A，查表或绘制筛分曲线（表5.5、图5.3），评定该试样的颗粒级配分布情况。

④按下式计算砂的细度模数Mx（精确至0.01），即

式中：A1、A2、A3、A4、A5、A6——依次为4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15筛上的累计筛余百分率。

⑤筛分试验采用两份试样平行试验，并以其试验结果的算术平均值作为测定值。若两次试验所得的细度模数之差大于0.20，应重新取样试验。

（2）砂的表观密度试验（标准法）

表观视密度是指散状堆积材料用排水法测体积时的单位体积的质量。所测体积包括散状材料的密实固体体积和闭孔体积。

1）试验目的

测定砂的表观密度，作为评定砂的质量和混凝土用砂的技术依据。

2）主要仪器设备

①天平。称量1 kg，感量0.2 g。

②容量瓶。500 mL。

③烘箱。烘箱能使温度控制在（105±5）℃。

④烧杯。500 mL。

⑤干燥器、浅盘、温度计、料勺等。

3）试样制备

将缩分至约650 g的试样置于烘箱中烘至恒重，并在干燥器内冷却至室温备用。

4）测定步骤

①称取烘干试样质量m0=300 g，装入盛有半瓶冷水的容量瓶中，上下左右摇动容量瓶，使试样搅动，以充分排除气泡。

②塞紧瓶塞静置约24 h，再用滴管添水，使水面与瓶颈刻度线平齐，再塞紧瓶塞，并擦干瓶外水分，称其质量m1。

③倒出瓶中的水和试样，将瓶内外清洗干净，再注入与上项水温相差不超过2℃的冷开水至瓶颈刻度线，塞紧瓶塞，并擦干瓶外水分，称其质量m2。

注：试验应在15~25℃的环境中进行，试验过程温度相差应不超过2℃。

5）测定结果

砂的视密度ρa，s按下式计算（精确至0.01 g/cm3），即

式中：m0——烘干试样质量，g；

m1——试样、水及容量瓶总质量，g；

m2——水及容量瓶质量和，g；

a1——考虑称量时的水温对视密度影响的修正系数，见实验表3.1。

实验表3.1　不同水温下砂的视密度温度修正系数

砂的视密度以两次试验测定的算术平均值作为测定值。若两次试验所得结果之差大于0.02 g/cm3，应重新取样试验。

（3）砂的堆积密度试验

1）试验目的

测定砂的堆积密度，作为混凝土用砂的技术依据。

2）主要仪器设备

①台秤。称量5 kg，感量5 g。

②容量筒。金属制圆柱形筒，容积约1 L，筒底厚5 mm，内径108 mm，净高109 mm，壁厚2 mm。

容量筒应先校正其容积。以温度为（20±5）℃的饮用水装满容量筒，用玻璃板沿筒口滑行，使其紧贴水面，不能夹有气泡，擦干外壁水分后称量。用下式计算筒的容积（L），即

式中：——筒和玻璃板质量，kg；

——筒、玻璃板和水的质量，kg。

③烘箱。烘箱能使温度控制在（105±5）℃。

④料勺或标准漏斗、直尺、浅盘等。

3）试样制备

用浅盘装样品约3 L，置于烘箱中烘至恒重，取出冷却至室温，再用4.75 mm筛过筛，分成大致相等的两份试样备用（若出现结块，试验前先予捏碎）。

4）测定步骤

①称容量筒质量m1，将筒置于不受振动的桌上浅盘中，用料勺将试样徐徐装入容量筒内，料勺口距容量筒口距离不超过50 mm，装至筒口上面成锥形为止；或通过标准漏斗，按上述步骤进行。

②用直尺将筒口上部的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平，称其质量m2。

5）测定结果

砂的堆积密度ρL，s按下式计算（精确至10 kg/m3），即

式中：m1——容量筒的质量，kg；

m2——容量筒、砂的质量，kg；

V0——容量筒容积，L。

砂的堆积密度以两次试验测定结果的算术平均值作为测定值。

（4）砂的含水率试验（标准法）

1）试验目的

测定砂的含水率，作为调整混凝土配合比及施工称量的依据。

2）主要仪器设备

①天平　称量2 kg，感量2 g。

②烘箱　烘箱能使温度控制在（105±5）℃。

③容器　例如浅盘等。

3）试样制备

由样品中取两份约500 g的试样，分别置于已知质量m1干燥容器中备用。

4）测定步骤

试样两份分别放入干燥的浅盘中，记下试样与浅盘的总质量m2，然后置于烘箱中烘干至恒重，称其烘干后的试样与浅盘的总质量m3。

5）测定结果

砂的含水率ω含按下式计算（精确至0.1%），即

式中：m1——浅盘的质量，g；

m2——烘干前试样与浅盘的质量，g；

m3——烘干后试样与浅盘的质量，g。

砂的含水率以两次试验结果的算术平均值作为测定值。

（5）碎石或卵石的筛分析试验

本方法适用于测定普通混凝土用碎石或卵石的颗粒级配。(www.xing528.com)

1）试验目的

测定碎石或卵石的颗粒级配、粒径规格，作为混凝土配合比设计和一般使用的依据。

2）主要仪器设备

①试验筛。孔径为90.0 mm、75.0 mm、63.0 mm、53.0 mm、37.5 mm、31.5 mm、26.5 mm、19.0 mm、16.0 mm、9.5 mm、4.75 mm和2.36 mm的方孔筛，以及筛的底盘和盖各一只。筛框为300 mm。试验用筛满足GB/T 6003.2的规定。

②天平或台秤。称量随试样质量而定，精确至试样用量的0.1%左右。

③烘箱。温度控制范围为（105±5）℃。

④容器。例如浅盘。

3）试样制备

从取回试样中用四分法缩分至不少于实验表3.2规定的需用量，经烘干或风干后备用。

实验表3.2　石子筛分析试验试样的最少质量

4）测定步骤

①称量并记录烘干或风干试样质量（kg）。

②按试样粒径选取需要的一套筛，再按筛孔大小顺序由上至下叠置于平整、干净的地面或铁盘。将称量完毕的试样倒入最上层筛中，施以摇动。当筛号上的筛余量层厚大于试样最大粒径时，应将该号筛上的筛余分成两份后再进行筛分，直至各筛号每分钟的通过量不超过试样总量的0.1%，并以两份筛余量之和作为该号筛的筛余量。当筛余颗粒的粒径大于2.0 mm时，筛分过程允许用手指拨动。

③称量各号筛上的筛余试样（精确至0.1%），即分计筛余量。各筛上的所有分计筛余量和底盘中剩余的总和与筛分前测定的试样总量相比，其差值不得超过1.0%。

5）测定结果

①计算分计筛余百分率（精确至0.1%），计算方法同砂（略）。

②计算累计筛余百分率（精确至1.0%），计算方法同砂（略）。

③根据各筛的累计筛余百分率，查表评定该试样的颗粒级配。

（6）石子的视密度试验（简易方法）

本方法不宜用于最大粒径大于40 mm的碎石或卵石。

1）试验目的

测定石子的视密度，作为评定石子的质量和混凝土用石的技术依据。

2）主要仪器设备

①天平。称量5 kg，感量5 g。

②广口瓶。1 000 mL，磨口并带玻璃片。

③烘箱。烘箱能使温度控制在（105±5）℃。

④试验筛。孔径4.75 mm方孔筛一只。

⑤毛巾、刷子、浅盘等。

3）试样制备

将样品筛去4.75 mm以下的颗粒，用四分法缩分到不少于实验表3.3规定的用量、洗刷干净，分成两份备用。

实验表3.3　石子视密度试验的最少试样质量

4）测定步骤

①称量并记录试样质量（kg）。

②将试样浸水饱和后装入广口瓶中。装试样时，广口瓶应倾斜放置，然后注入饮用水并用玻璃片覆盖瓶口，充分摇晃，以促使气泡排除。

③气泡排尽后，向瓶中添加饮用水直至水面凸出瓶口边缘，用玻璃片沿瓶口迅速滑行，使其紧贴瓶口水面。擦干瓶外水分，称取试样、水瓶和玻璃片的质量m1。

④将瓶中试样倒入浅盘中，置于烘箱中烘至恒重后取出，放在带盖的容器中冷却至室温后，称其质量m0。

⑤将瓶洗净，重新注入饮用水，用玻璃片紧贴瓶口水面，擦干瓶外水分后称其质量m2。

注：试验时各项称量可在15~25℃的环境中进行，但从试样加水静置的最后2 h起，直至试验结束，其温度相差应不超过2℃。

5）测定结果

石子的视密度ρa，G按下式计算（精确至0.01 g/cm3），即

式中：m0——烘干后试样质量，g；

m1——试样、水、瓶和玻璃片的总质量，g；

m2——水、瓶和玻璃片质量，g；

a1——考虑称量时的水温对视密度影响的修正系数（实验表3.1）。

石子的视密度以两次试验测定的算术平均值作为测定值。若两次试验所得结果之差大于0.02 g/cm3，应重新取样试验。对颗粒材质不均匀的试样，若两次试验结果之差超过0.02 g/cm3，可取4次测定结果的算术平均值作为测定值。

（7）碎石或卵石的堆积密度试验

1）试验目的

测定石子的堆积密度，作为混凝土配合比设计和一般使用的依据。

2）主要仪器设备

①台秤。称量50 kg，感量50 g，及称量100 kg，感量100 g，各一台。

②容量筒。金属制，规格见实验表3.4。

实验表3.4　石子堆积密度试验用容量筒规格要求

容量筒应先校正其容积，校正方法同砂的堆积密度试验。

③烘箱。烘箱能使温度控制在（105±5）℃。

④容器。平头铁锹、浅盘等。

3）试样制备

按实验表3.5规定用量称取试样放入浅盘，置于烘箱中烘至恒重，或摊在清洁的地面上风干拌匀后备用。

实验表3.5　石子堆积密度试验取样数量

4）测定步骤

①称容量筒质量m1。

②取一份试样置于平整、干净的地面或铁板上，用铁锹将试样铲起，保持石子自由落入容量筒的高度约50 mm。装满容量筒并除去凸出筒口表面的颗粒，再用合适的颗粒填入凹陷部分，使其表面大致平整，称取试样和容量筒的总量m2。

5）测定结果

石子的堆积密度ρL，G按下式计算（精确至10 kg/m3），即

式中：m1——容量筒的质量，kg；

m2——容量筒、石子的质量，kg；

V0——容量筒容积，L。

石子的堆积密度以两次试验测定结果的算术平均值作为测定值。

（8）碎石或卵石的含水率试验

1）试验目的

测定石子的含水率，作为调整混凝土配合比及施工称量的依据。本试验采用标准法，此外也可采用炒干法或酒精燃烧法（快速法）。

2）主要仪器设备

①天平。称量5 kg，感量5 g；

②烘箱。烘箱能使温度控制在（105±5）℃；

③容器。例如浅盘等。

3）试样制备

由样品中按实验表3.6规定用量称取试样，分成两份备用。

实验表3.6　石子含水率试验取样数量

4）测定步骤

①称量容器，例如浅盘的质量m1。

②将试样1份倒入浅盘中，称取试样和容器的总量m2。

③将已装试样的容器置于烘箱中烘干至恒重，取出冷却至室温，称试样和容器的总量m3。

5）测定结果

石子的含水率ω含按下式计算（精确至0.1%），即

式中：m1——容器的质量，g；

m2——烘干前试样与浅盘的质量，g；

m3——烘干后试样与浅盘的质量，g。

石子的含水率以两次试验结果的算术平均值作为测定值。