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T0334-2005细集料砂当量试验

关键字: T0334-2005细集料砂当量试验日期: 2024-5-16 16:52:06 点击 11511 次

JTG 3432—2024《公路工程集料试验规程》----5 细集料试验 / T0334-2005细集料砂当量试验

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T0334-2005细集料砂当量试验

1 目的与适用范围
本方法适用于测定细集料砂当量，评价粘土类物质相对含量，以评定细集料洁净程度。
2 仪具与材料
2.1 仪具：
2.1.1 试筒：如图T0334-1所示带刻度的透明塑料圆柱形试筒，配备至少两根。外径40mm±0.5mm,内径32mm±0.25mm,高度430mm±0.25mm。在距试筒底部100mm±0.25mm、380mm±0.25mm处有环形刻度线。试筒配有橡胶瓶塞。
2.1.2 冲洗管：如图T0334-2,不锈钢或冷锻钢制硬管，其外径为6mm±0.5mm,内径为4mm±0.2mm。管的上部有一个控制阀；底部通过螺纹连接一个不锈钢圆锥形尖头(与冲洗管连接),尖头两侧斜面上为1mm±0.1mm冲洗孔。
2.1.3 透明玻璃桶或塑料桶：容积5L,有一根虹吸管放置桶中，试验时放置高度应使液面至试验台高差为920～1200mm。
2.1.4 橡胶管(或塑料管):长约1.5m,内径约5mm,同冲洗管连接，配有金属夹，以控制冲洗液流量。
2.1.5 配重活塞：如图T0334-3,由以下组成：
1 长440mm±0.25mm、直径6mm的金属杆；
2 底座，底座是杆的一部分，其直径25mm±0.1mm、高20mm±0.1mm,底面平坦、光滑，与杆轴线垂直。底座侧面有三个导轨，用于将配重活塞定位在试筒内，并使活塞底座与试筒之间留有小间隙；
3 套筒为黄铜或不锈钢制，厚10mm±0.1mm,直径60mm;套筒起引导金属杆的作用，同时能标记试筒中配重活塞下沉的位置。套筒上有一个紧固螺钉用以固定金属杆。同时套筒上开槽设一开口，用于插入钢板尺测量套筒顶面至配重底面垂直距离。
4 配重，固定在金属杆的顶部，使得配重、金属杆(含底座)总质量为1000g±5g。
2.1.6 机械振荡器：可以使试筒产生横向的直线运动振荡，振幅200mm±10.0mm,频率180次/min±2次/min。
2.1.7 天平：称量不小于1kg,感量不大于0.1g;称量不小于100g,感量不大于0.01g。
2.1.8 烘箱：鼓风干燥箱，恒温105℃±5℃,并满足T0302中2.4要求。
2.1.9 秒表。
2.1.10 试验筛：孔径为4.75mm、2.36mm的方孔筛，带筛底、筛盖，并满足T0302中2.1要求。
2.1.11 温度计：量程0～50℃,分度值0.1℃;量程0～200℃,分度值1℃。
2.1.12 广口漏斗：玻璃或塑料制，口的直径约100mm。
2.1.13 钢板尺：长50cm,刻度1mm。
2.1.14 其他：量筒(500mL),烧杯(1L),塑料桶(5L)、烧杯、刷子、金属盘、刮刀、勺子等。
2.2 材料
2.2.1 无水氯化钙(CaCl₂):分析纯，含量96%以上，无色立方结晶。
2.2.2 丙三醇(C₃H₈O₃):甘油，分析纯，含量99%以上。
2.2.3 甲醛(HCHO):分析纯，甲醛含量40%(体积比)。
2.2.4 试验用水：蒸馏水或去离子水。
3 试验准备
3.1 配制冲洗液
3.1.1 根据需要确定冲洗液的数量，通常一次配制5L, 可进行约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14.0g±0.2g;甘油60.6g±0.5g;甲醛1.7g±0.05g。
3.1.2 将试验所用容器用水冲洗洁净。
3.1.3 称取无水氯化钙14.0g±0.2g放入烧杯中，加水50mL±5mL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，若有杂质应用滤纸将溶液过滤，以除去不溶的杂质。
3.1.4 然后倒入适量水稀释，加入甘油60.6g±0.5g,用玻璃棒搅拌均匀后再加入甲醛1.70g±0.05g,玻璃棒搅拌均匀后全部倒入1L量筒中，并用少量水分别对盛过三种试剂的器皿洗涤3次，每次洗涤的水均放入量筒中，最后加入水至1L刻度线。
3.1.5 将配制的1L溶液倒入塑料桶或其他容器中，再加入4L水稀释至5L±0.01L,并充分混合。
3.1.6 配制的冲洗液储存不得超过14d,且存放期间出现混浊、沉淀物或霉菌等应废弃。
3.1.7 新配制的冲洗液不得与旧冲洗液混用。
3.2 试样制备
3.2.1 将样品用4.75mm试验筛加筛底充分过筛，取4.75mm筛下颗粒缩分至不少于1000g试样。筛分之前，用橡胶锤打碎结团细集料；用刷子清理4.75mm筛上颗粒，使其表面裹覆细料落入筛底。对于0～3mm细集料，应采用2.36mm试验筛代替4.75mm试验筛。
  注：为避免粉料散失，应采用筛底。若样品过于于燥，宜在筛分之前加少量水润湿样品，含水率约3%、颗粒无粘结；若样品过于潮湿，应风干或40℃±5℃烘箱中适当烘干至颗粒无粘结。
  注：经过拌和楼等高温加热处理后的样品，原则上不宜用于砂当量试验。
3.2.2 缩分300g试样两份按T0332方法测定含水率w。将剩余试样拌匀、密封存放。注：测定含水率的烘干试样不得再用于测定砂当量。
3.2.3 按式(T0334-1)计算砂当量试验一份试样的质量。从3.2.2密封存放试样中四分法缩分至m₄±0.5g的试样两份。
3.3 环境温度和冲洗液温度控制砂当量试验过程中环境和冲洗液温度控制在22℃±3℃。
3.4 新试筒或新配重活塞，使用之前，需要进行匹配检验。拧开紧固螺钉，将配重活塞缓慢放入空试筒中，将套筒安放在试筒顶面，当配重活塞底部接触到试筒底部时，套筒上表面至配重底部垂直距离不大于0.5mm;若距离大于0.5mm,或配重活塞底部无法触碰到试筒底部，则试筒和配重活塞不匹配。
4 试验步骤
4.1 将试筒置于试验台上，盛冲洗液的容器放置高度应保证试验时液面至试验台高差满足920～1200mm。控制冲洗管在试筒中加入冲洗液，至下部100mm刻度处(约需80mL冲洗液)。
4.2 取一份砂当量试样，经漏斗倒入竖立的试筒中。注意不得导致颗粒的散失，同时应借助毛刷将粉料等所有颗粒刷入试筒中。
4.3 用手掌反复敲打试筒底部，以除去气泡，并使试样尽快润湿，然后放置10min±1min。
4.4 在试样静止结束后，用橡胶塞堵住试筒，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±3次。然后将试筒取下竖直放回试验台上。取下橡胶塞，用冲洗液将橡胶塞及试筒壁粘附颗粒冲洗并入试筒中。
4.6 将试筒按压在试验台上，并在冲洗过程中保持试筒竖直；迅速用力将冲洗管插到试筒底部，同时打开冲洗管液流，通过冲洗管来搅动底部试样，冲洗液冲击使粉料上浮、悬浮。然后，缓慢转动、同时缓慢匀速向上提升冲洗管
4.7 重复4.6,直到液面接近380mm刻度线时，缓慢将冲洗管提出液面、关闭液流，使液面正好位于380mm刻度线处；此时立即启动秒表计时。在无任何扰动、振动条件下静置20min±15s。
4.8 静置完成后，如图T0334-4所示，立即用钢板尺测量试筒底部到絮状凝结物上液面的高度(h₁)。
4.9 拧开紧固螺钉，将配重活塞缓慢放入试筒中。当配重活塞底座触碰到沉淀物时，下移套筒将其安放在试筒顶面、拧紧紧固螺钉。将配重活塞取出，用直尺插入套筒开口中，量取套筒顶面至配重底面的高度hz。
4.10 测定试筒内冲洗液温度，如果温度达不到22±3℃,应予以舍弃。
4.11 按照4.1～4.10步骤，完成两份试样的砂当量试验。
4.12 随时检查试验的冲洗管口，防止堵塞；由于塑料在太阳光下容易变成不透明，应避免将塑料试筒等直接暴露在太阳光下。盛试验溶液的塑料桶用毕要清洗干净。
5 结果整理
5.1 试样的砂当量按式(T0334-2)计算，准确至0.1%。(T0334-2)
式中：SE——试样的砂当量，%;
h₂——试筒中用配重活塞测定的沉淀物的高度，mm;
h₁——试筒中絮凝物和沉淀物的总高度，mm。
5.2 取两份试样的砂当量算术平均值作为试验结果，准确至1%。
6 允许误差
砂当量重复性试验的允许误差为4%
7 报告
7.1 试验项目名称和执行标准。
7.2 样品的编号、名称、产地和规格。
7.3 接样日期、样品描述。
7.4 试验日期、样品缩分方法。
7.5 冲洗液温度、盛冲洗液的容器放置高度应保证试验时液面至试验台高差。
7.6 砂当量试验结果。
7.7 要说明的其他内容。

条文说明

1 细集料中的膨胀性粘土或塑性有机物对其性能影响很大，需要进行严格控制。传统评价方法T0333采用水洗法确定0.075mm通过率来进行评价，即含泥量，但是水洗法将小于0.075mm含量都看成是粘土类物质是不正确的，因为小于0.075mm以下粉料还含有部分的石粉。为此，采用砂当量和亚甲蓝来进行评价会更加准确。砂当量无法直接测定粘土类有害物质的绝对含量，因此只能是评价相对含量。
3.2 不同规格的细集料砂当量结果有差异。规格越小，砂当量测定值越低。图T0334-5所示，同一细集料的0～4.75mm和0～2.36mm部分砂当量结果。可见0~2.36mm规格测定的砂当量较0～4.75mm规格砂当量会降低8%～11%,平均约降低10%、
  我国传统上采用0~5mm细集料，因此很多技术规范中细集料砂当量指标主要针对0～5mm规格，原规程也规定采用0～5mm规格细集料进行试验。但是近十几年来，稀浆封层、微表处，以及沥青混凝土中机制砂广泛应用，工程上采用0～3mm和3～5mm两档代替传统0～5mm一档细集料情况越来越多。如果直接采用0～2.36mm规格细集料进行评价，会造成砂当量偏低。针对这种情况，原规程规定可分别测定0～3mm和3～5mm砂当量，然后再按照比例计算合成砂当量；或者将定0～3mm和3～5mm两档集料按照比例掺配出0～5mm细集料后再测定砂当量进行评价。这两种方法优点在于维持相应的评价指标不变；但是也存在一定问题。例如SMA～13中3～5mm一档材料比例非常低，而0～3mm比例较高；AC～13中3～5mm比例相对较高，而0～3mm比例相对较低；对于相同的3～5mm和0～3mm,试验时掺配比例不同，用于SMA～13时掺配的0～5mm砂当量结果偏低，相应用于AC～13时掺配的0～5mm砂当量结果偏高。对于同0～3mm材料可能造成用于SMA～13检验不合格，而AC～13可能检验合格。为此，本方法删除了针对0～3mm细集料需要掺配进行试验的规定，修订为0～5mm和0～3mm,分别采用4.75mm和2.36mm过筛后直接测定。这样也便于施工过程控制。
4.5 由于人工振荡时平行误差较大，为此本次予以删除。

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