主要内容
¾实验简介、意义和目的
混凝土用砂、石试验 混凝土用砂、石试 验
庞超明 秦鸿根 张金山 王修田 张萍 东南大学材料学院——建材实验室 江苏省土木工程材料重点实验室
2013/12/5
¾基本理论 ¾一般规定和规则 ¾砂性能：表观密度、堆积密度、空隙率、评定 砂性能：表观密度 堆积密度 空隙率 评定 ¾石子性能：表观密度、堆积密度、空隙率、评定
1
2013/12/5
2
意义
¾天然 ¾价格便宜 ¾用量占混凝土总量的60%~75% ¾骨架作用、体积稳定性、耐久性 骨架作用 体积稳定性 耐久性
实验目的
¾掌握级配设计理论 ¾了解粗细骨料测试方法和原理； ¾掌握评定粗细骨料的质量品质的方法和级 ； 配理论的应用方法；
2013/12/5
3
2013/12/5
4
基本理论
¾粗细集料分界线 z普通混凝土：4.75mm，沥青混凝土：2.36mm ¾骨料的选择 ， z骨料级配：最大密度理论，干涉理论 z粗骨料的最大粒径 z细骨料的细度模数 z颗粒的表面形状 z有害物质的含量 ¾骨料形状的影响 z工作性：球形或立方体形状 z针片状
针状：长度大于相应粒级平均粒径的2.4倍 片状：厚度小于相应粒级平均粒径的0.4倍
¾有害物质 z淤泥、云母、有机物、硫化物、无定形的硅或 其他 z粘结：强度、耐久性、
5
2013/12/5
2013/12/5
6
1
最大密度理论
¾固体颗粒按粒度大小，有规则的组合排列，粗细 搭配，可得到密度最大、空隙率最小的混合料。 ¾骨料各级粒径di与通过量pi zFuller:1/2,Talbot:1/3,Birebent:1/4 z日本n=0.35～0.45,美国取n=0.45 z水泥混凝土：0.25~0.45， z沥青混凝土：0.45 z通常n=0.3～0.7计算级配的上限和下限。
2013/12/5
例
¾Dmax=40，n=0.3~0.7计算级配范围
分级 Di N=0.5 N=0.3 N=0.7
1 40 100 100 100
2 20 70.71
3 10 50
4 5 35.36
5 2.5 25
6 1.2
7 0.6
8 0.3 8.66
9 0.15 6.12
10 0.075 4.30
17.32 12.22
81.23 65.98 53.59 43.53 34.92 28.37 23.04 18.72 15.14 61.56 37.89 23.33 14.36 8.59 5.29 3.25 2.00 1.22
7
2013/12/5
8
粒子干涉理论
¾韦毛氏(C．A．G．Weymouth) z骨料堆积达到最大密度，前一级颗粒 孔隙，应由次一级颗粒所填充；其所 余孔隙，又由再次小颗粒所填充。
一般规定
¾ 依据： z GB/T14684～14685－2011 z JGJ52-2006 ¾ 取样 砂取样部位8处，石子 6处，均匀选取，其总量应多于 z 砂取样部位8处，石子16处，均匀选取，其总量应多于 试验用量的1倍。 z 从传送带取样分别4份和8份 ¾ 缩分 z 砂：样品缩分方法分为用分料器缩分和人工四分法缩分； z 石子：样品用人工四分法缩分。 ¾ 实验环境温度：15～25℃
人工四分法
¾干涉:骨料之间不发生相互阻碍，即填充 的颗粒粒径d不得大于其间隙之距离t z临界干涉:t=次级颗粒直径d
2013/12/5
9
2013/12/5
10
检验规则（ 检验规 则（GB GB） ）
¾ 检验分类 z出厂检验
砂石相同：级配，泥含量，泥块含量，堆积密度 砂：细度模数，云母含量 石：针片状含量，连续级配的空隙率 石：针片状含量 连续级配的空隙率
z型式检验
所有项目
¾判定规则 z所检项目均应合格； z若某一项不符合，应从同一批样品中加倍抽样、 复检，若复检合格，则合格；复验不合格，则 该批产品为不合格； 该批产品为不合格 z若有两项及以上结果不合格，则该批不合格。
2013/12/5
11
2013/12/5
12
2
筛分
¾ 步骤：取样(过9.5mm筛) →称量(500g) →摇筛→称取筛余 量mi →计算 ¾ 计算分计筛余ai（0.1％）=mi×100％/500。 ¾ 计算累计筛余Ai（1％），
Ai =
表观密度计算
¾步骤：称样m0=300g→排气泡→静置24h →称试样、 瓶加水重量m1 →称瓶加水的重量m2 →计算 z注：整个试验过程温度差不应超过2℃ 。 ¾砂表观密度ρ0（10kg/m3）
ρ0 = (
m0 − α ) × ρw m0 + m2 − m1
∑
i
ai
j=1
z 如A1＝a1，A2＝a1＋a2，A3=a1+a2+a3…… ¾ 绘制筛分曲线，根据累计筛余百分率，评定颗粒级配。 ¾ 计算砂细度模数Mx（0.1）：
M
x
z其中分母等于排开水的质量 ，α与水温有关
水温℃ α 15 16～17 18～19 20～21 22～23 24 25 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008
( A 2 + A 3 + A 4 + A 5 + A 6 ) − 5 A1 = 100 − A1
z 取两次平均值。如超过0.20，则需重新测试
2013/12/5
13
取两次平均值，如两次>20kg/m3，应重新取样 试验。 2013/12/5
14
砂的堆积密度与空隙率测定
¾
颗粒级配评定
¾绘制筛分曲线 ¾根据累计筛余百分率，评定颗粒级配。 ¾砂按细度模数（Mx）分为 z粗(Mx 粗(Mx=3 3.1 1～3 3.7) 7) z中(Mx=3.0～2.3) z细(Mx=1.6～2.2) z特细（Mx=1.5~0.7）（仅JGJ）
试验步骤：过筛 → 称容量筒重 m1 → 堆砂 →称 容量筒连同砂样的总重量m2→计算与评定
1．堆积密度（10kg/m3）： 2．空隙率（1％）：
2013/12/5
15
2013/12/5
16
GB14684
2013/12/5 By y pang chaoming
评定要求
¾GB14684-2011 z表观密度：≧2500kg/m3
一般2580~2650
By y pang chaoming 2013/12/5
z堆积密度≧1400kg/m3 z空隙率≦44%
¾JGJ52
Nominal diameter 5.00mm 2.50mm 1.25mm 630μm 315μm 160μm
I 10~0 35~5 65~35 85~71 95~80 100~90
II 10~0 25~0 50~10 70~41 92~70 100~90
III 10~0 15~0 25~0 40~16 85~55 100~90
17
18
3
石子筛分析试验步骤 石子筛分析试 验步骤
① 称取经缩分并烘干或风干试样。 z 表1 不同粒径的石子筛分时的试样量(JGJ) 最大粒径 试样量(kg) 10 2 16 3.2 20 4.0 25 5.0 31.5 6.3 40 63 80 8.0 12.6 16.0
石筛分析结果计算与评定
¾计算分计筛余百分率ai ¾累计筛余百分率Ai，方法同砂筛分析。 ¾评定： z根据各筛的累计筛余百分率评定该石子的 颗粒级配是否合格 z级配：连续级配和单粒级配。 z根据公称粒级确定石子的最大粒径。
z GB14685－2011《建筑用卵石、碎石》 最大粒径 试样量(kg) 9.5 1.9 16 3.2 19.0 26.5 31.5 37.5 3.8 5.0 6.3 63 75 16
7.5 12.6
② 筛分至每分钟通过量小于试样总量的1％为止。 ③ 称取各筛筛余的重量mi，(0.1％)。
2013/12/5
19
2013/12/5
20
GB/T 14685
2013/12/5
石表观密度试验步骤 石表 观密度试验步骤
1．将石子试样筛去4.75mm以下颗粒,洗净。 2．称量干试样量m0； 石子最大粒径(mm)
¾JGJ 52
3．称试样和吊篮在水中的总重量m1（g）以及吊篮在水 中的重量m2（g）。 4。105±5℃烘至恒重，称烘干试样m0 （g）。 ¾ 计算 z 表观密度ρ0（10kg/m3）：分母为浮力差
ρ0 = (
m0 − α ) × ρ w (kg / m 3 ) m0 + m2 − m1
21
By y pang chaoming
取两次平均值。如超过20kg/m3，则需重新测试。
2013/12/5
22
石子堆积密度与空隙率试验
¾主要仪器设备：容量筒 z10L（dmax≤25mm） z20L（dmax为31.5或40.0mm） z30L（dmax为63.0或80.0mm） ¾步骤 z四分取样，风干→称容量筒重m1→50mm下落→ 称容量筒连同砂样的总重量m2→ 容量筒校正→ 计算与评定
结果计算与评定
（三）结果计算与评定 1．计算石子堆积密度（10kg/m3）： 2．取两次平均值 3．计算石子的空隙率（1％）：
2013/12/5
23
2013/12/5
24
4
集料要求
¾GB14685-2011 z表观密度 ≧2600kg/m3 z 一般2650~2850 z空隙率
Type Porosity/% I ≦43 II ≦45 III ≦47
¾简介，标准 ¾取样和评估 ¾砂的性能
z 筛分、表观密度、堆积密度、空隙率、含水量
测试、分计筛余、累计筛余、细度模数计算、评定 测试 分计筛余 累计筛余 细度模数计算 评定 密度测试原理、注意事项，空隙率计算 引起误差原因？误差的偏离方向
¾ 石子性能 z 筛分、表观密度、堆积密度、空隙率
与细集料的异同、计算与评定
2013/12/5
25
2013/12/5
26
5