T 0302-2005粗集料及集料混合料的篩分試驗(yàn)

1目的與適用范圍

　　1.1測(cè)定粗集料(碎石、礫石、礦渣等)的顆粒組成對(duì)水泥混凝土用粗集料可采用干篩法篩分，對(duì)瀝青混合料及基層用粗集料必須采用水洗法試驗(yàn)。

　　1.2本方法也適用于同時(shí)含有粗集料、細(xì)集料、礦粉的集料混合料篩分試驗(yàn)，如未篩碎石、級(jí)配碎石、天然砂礫、級(jí)配砂礫、無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定基層材料、瀝青拌和樓的冷料混合料、熱料倉(cāng)材料、瀝青混合料經(jīng)溶劑抽提后的礦料等。

　　(1)試驗(yàn)篩：根據(jù)需要選用規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)篩。

　　(2)搖篩機(jī)。

(3)天平或臺(tái)秤：感量不大于試樣質(zhì)量的0.1％

(4)其它：盤子、鏟子、毛刷等。

　　3試驗(yàn)準(zhǔn)備

按規(guī)定將來(lái)料用分料器或四分法縮分至表T0302-1要求的試樣所需量，風(fēng)干后備用。根據(jù)需要可按要求的集料zui大粒徑的篩孔尺寸過(guò)篩，除去超粒徑部分顆粒后，再進(jìn)行篩分。

表T0302-1篩分用的試樣質(zhì)量

4水泥混凝土用粗集料干篩法試驗(yàn)步驟

　　4.1取試樣一份置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，稱取干燥集料試樣的總質(zhì)量(m₀)，準(zhǔn)確至0.1％。

　　4.2用搪瓷盤作篩分容器，按篩孔大小排列順序逐個(gè)將集料過(guò)篩。人工篩分時(shí)，需使集料在篩面上同時(shí)有水平方向及上下方向的不停頓的運(yùn)動(dòng)，使小于篩孔的集料通過(guò)篩孔，直至1min內(nèi)通過(guò)篩孔的質(zhì)量小于篩上殘余量的0.1％為止；當(dāng)采用搖篩機(jī)篩分時(shí)，應(yīng)在搖篩機(jī)篩分后再逐個(gè)由人工補(bǔ)篩。將篩出通過(guò)的顆粒并人下一號(hào)篩，和下一號(hào)篩中的試樣一起過(guò)篩，順序進(jìn)行，直至各號(hào)篩全部篩完為止。應(yīng)確認(rèn)1min內(nèi)通過(guò)篩孔的質(zhì)量確實(shí)小于篩上殘余量的0.1％。

　　注：由于0.075㎜篩干篩幾乎小能把沾在粗集料表面的小于0.075㎜部分的石粉篩過(guò)去，而且對(duì)水泥混凝土用粗集料而言，0.075㎜通過(guò)率的意義不大，所以也可以不篩，且把通過(guò)0.15㎜篩的篩下部分全部作為0.075㎜的分計(jì)篩余，將粗集料的O.075㎜通過(guò)率假設(shè)為0。

4.3如果某個(gè)篩上的集料過(guò)多，影響篩分作作業(yè)時(shí)，可以分兩次篩分，當(dāng)篩余顆粒的粒徑大于19㎜時(shí)，篩分過(guò)程中允許用手指輕輕撥動(dòng)顆粒，但不得逐顆篩過(guò)篩孔。

4.4稱取每個(gè)篩上的篩余量，準(zhǔn)確至總質(zhì)量的0.1％。各篩分計(jì)篩余量及篩底存量的總和與篩分前試樣的干燥總質(zhì)量m₀相比，相差不得超過(guò)m₀的0.5％。

5瀝青混合料及基層用粗集料水洗法試驗(yàn)步驟

5.1取一份試樣，將試樣置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，稱取干燥集料試樣的總質(zhì)量(m₃)，準(zhǔn)確至0.1％。

注：恒重系指相鄰兩次稱取間隔時(shí)間大于3h（通常不少于6h)的情況下，前后兩次稱量之差小于該項(xiàng)試驗(yàn)所要求的稱量精密度。下同。

5.2將試樣置一潔凈容器中，加入足夠數(shù)量的潔凈水，將集料全部淹沒(méi)，但不得使用任何洗滌劑、分散劑或表面活性劑。

5.3用攪棒充分?jǐn)噭?dòng)集料，使集料表面洗滌干凈他細(xì)粉懸浮在水中，但不得破碎集料或有集料從水中濺出。

　　5.4根據(jù)集料粒徑大小選擇組成一組套篩，其底部為0.075㎜標(biāo)準(zhǔn)篩，上部為2.36㎜或4.75㎜篩。仔細(xì)將容器中混有細(xì)粉的懸浮液倒出，經(jīng)過(guò)套篩流入另一容器中，盡量不將粗集料倒出，以免損壞標(biāo)準(zhǔn)篩篩面。

　　注：無(wú)需將容器中的全部集料都倒出，只倒出懸浮液。且木可直接倒至0.075㎜篩上，以免集料掉出損壞篩面。

　　5.5重復(fù)5.2～5.4步驟，直至倒出的水潔凈為止，必要時(shí)可采用水流緩慢沖洗。

　　5.6將套篩每個(gè)篩子上的集料及容器中的集料全部回收在一個(gè)搪瓷盤中，容器上不得有沾附的集料顆粒。

　　注：沾在0.075㎜篩面上的細(xì)粉很難回收扣入搪瓷盤中，此時(shí)需將篩子倒扣在搪瓷盤上用少量的水并助以毛刷將細(xì)粉刷落入搪瓷盤中，并注意不要散失。

5.7在確保細(xì)粉不散失的前提下，小心泌去搪瓷盤中的積水，將搪瓷盤連同集料一起置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，稱取干燥集料試樣的總質(zhì)量(m₄)，準(zhǔn)確至0.1％。以m₃與m₄之差作為0.075㎜的篩下部分。

5.8將回收的干燥集料按干篩方法篩分出0.075㎜篩以上各篩的篩余量，此時(shí)0.075㎜篩下部分應(yīng)為0，如果尚能篩出，則應(yīng)將其并入水洗得到的0.075㎜的篩下部分，且表示水洗得不干凈。

6計(jì)算

6.1干篩法篩分結(jié)果的計(jì)算

　　6.1.1計(jì)算各篩分計(jì)篩余量及篩底存量的總和與篩分前試樣的干燥總質(zhì)量m₀之差，作為篩分時(shí)的損耗，并計(jì)算損耗率，記入表T0302-2之第(1)欄，若損耗率大于0.3％，應(yīng)重新進(jìn)行試驗(yàn)。

m₅=m₀-(∑m_i+m_底)                      (T0302-1)

式中：m₅——由于篩分造成的損耗(g)；

　　 m₀——用于干篩的干燥集料總質(zhì)量(g)；

　　 m_i——各號(hào)篩上的分計(jì)篩余(g)；

　　 i——依次為0.075㎜、0.15㎜……至集料zui大粒徑的排序；

　 　m_底——篩底(0.075㎜以下部分)集料總質(zhì)量(g)。

　　6.1.2干篩分計(jì)篩余百分率

　　干篩后各號(hào)篩上的分計(jì)篩余百分率按式(T0302-2)計(jì)算，記入表T0302-2之第(2)欄，至0.1％。

pi'=mi/（m0-m5）*100

                     (T0302-2)

　　式中：pi' ——各號(hào)篩上的分計(jì)篩余百分率(％)；

　　      m₅——由于篩分造成的損耗(g)；

　　      m₀——用于干篩的干燥集料總質(zhì)量(g)；

　      　m_i——各號(hào)篩上的分計(jì)篩余(g)；

　      　i——依次為0.075㎜、0.15㎜……至集料zui大粒徑的排序。

　　6.1.3干篩累計(jì)篩余百分率   

　　各號(hào)篩的累計(jì)篩余百分率為該號(hào)篩以上各號(hào)篩的分計(jì)篩余百分率之和，記入表T0302-2之第(3)欄，至0.1％。

　　6.1.4干篩各號(hào)篩的質(zhì)量通過(guò)百分率

　　各號(hào)篩的質(zhì)量通過(guò)百分率P_i等于100減去該號(hào)篩累計(jì)篩余百分率，記入表T0302-2之第(4)欄，至0.1％。

　　6.1.5由篩底存量除以扣除損耗后的干燥集料總質(zhì)量計(jì)算0.075㎜篩的通過(guò)率。

6.1.6試驗(yàn)結(jié)果以兩次試驗(yàn)的平均值表示，記入表T0302-2之第(5)欄，至0.1％。當(dāng)兩次試驗(yàn)結(jié)果P_0.075的差值超過(guò)1％時(shí)，試驗(yàn)應(yīng)重新進(jìn)行。

表T0302-2 粗集料干篩分記錄

　　6.2水篩法篩分結(jié)果的計(jì)算

　　6.2.1按式(T0302—3)、(10302-4)計(jì)算粗集料中0.075㎜篩下部分質(zhì)量m_0.075和含量P_0.075，記入表T0302-3中，至0.1％。當(dāng)兩次試驗(yàn)結(jié)果P_0.075的差值超過(guò)1％時(shí)，試驗(yàn)應(yīng)重新進(jìn)行。

　　m_0.075=m₃一m₄                        (T0302-3)

(              (T0302-4)

P0.075=m0.075/m3=（m3-m4）/m3*100

式中：P_0.075——粗集料中小于0.075㎜的含量(通過(guò)率)(％)；

　　 m_0.075——粗集料中水洗得到的小于0.075㎜部分的質(zhì)量(g)；

　 　m₃——用于水洗的干燥粗集料總質(zhì)量(g)；

　 　m₄——水洗后的干燥粗集料總質(zhì)量(g)。   

　　6.2.2計(jì)算各篩分計(jì)篩余量及篩底存量的總和與篩分前試樣的干燥總質(zhì)量m₄之差，作為篩分時(shí)的損耗，并計(jì)算損耗率記入表。T0302-3之第(1)欄，若損耗率大于0.3％，應(yīng)重新進(jìn)行試驗(yàn)。

m₅=m₃一(∑m_i+m_0.075)                    (T0302-5)

式中：m₅——由于篩分造成的損耗(g)；

　 　m₃——用于水篩篩分的干燥集料總質(zhì)量(g)；

　 　m_i——各號(hào)篩上的分計(jì)篩余(g)；

　 　i——依次為0.075㎜、0.15㎜……至集料zui大粒徑的排序；

m_0.075——水洗后得到的0.075㎜以下部分質(zhì)量(g)，即(m₃一m₄)。

　　6.2.3計(jì)算其它各篩的分計(jì)篩余百分率、累計(jì)篩余百分率、質(zhì)量通過(guò)百分率，計(jì)算方法與6.1干篩法相同。當(dāng)干篩時(shí)篩分有損耗時(shí)，應(yīng)按6.1的方法從總質(zhì)量中扣除損耗部分(見(jiàn)報(bào)告示例).將計(jì)算結(jié)果分別記人表T0302—3之第(2)、(3)、(4)欄。

　　6.2.4試驗(yàn)結(jié)果以兩次試驗(yàn)的平均值表示，記人表T0302—3之第(5)欄。

表T0302-3粗集料水篩法篩分記錄

注：如篩底m_底的值不是0，應(yīng)將其并入m_0.075中重新計(jì)算P_0.075。

7報(bào)告

　　7.1篩分結(jié)果以各篩孔的質(zhì)量通過(guò)百分率表示，宜記錄為表T0302-2或表T0302-3的格式。

　　7.2對(duì)用于瀝青混合料、基層材料配合比設(shè)計(jì)用的集料，宜繪制集料篩分曲線，其橫坐標(biāo)為篩孔尺寸的0.45次方(見(jiàn)表T0302-4)，縱坐標(biāo)為普通坐標(biāo)，如圖T0302-1所示。

表T0302-4級(jí)配曲線的橫坐標(biāo)(按X=d_i^0.45計(jì)算)

圖T0302-1集料篩分曲線與礦料級(jí)配設(shè)計(jì)曲線

　　7.3同一種集料至少取兩個(gè)試樣平行試驗(yàn)兩次，取平均值作為每號(hào)篩上篩余量的試驗(yàn)結(jié)果，報(bào)告集料級(jí)配組成通過(guò)百分率及級(jí)配曲線。

條文說(shuō)明

　　在國(guó)外的集料篩分試驗(yàn)中，用于公路工程的粗集料、細(xì)集料，一般都有水洗法和干篩法兩個(gè)試驗(yàn)方法，代表性的是美國(guó)ASTM C 136或AASHTO T 27適用于干篩。ASTM C 117或從AASHTO T 11適用于水篩。然而在我國(guó)歷來(lái)不管水泥混凝土集料或?yàn)r青路面集料，都直接采用干篩方法，0.075㎜篩通過(guò)量不經(jīng)水洗確定，所以是不準(zhǔn)確的。它對(duì)水泥混凝土材料來(lái)說(shuō)也許問(wèn)題不大，但對(duì)瀝青混合料來(lái)說(shuō)。集料表面沾附的礦粉篩不下來(lái)，配合比設(shè)計(jì)時(shí)不算進(jìn)去，對(duì)配合比結(jié)果有一定的影響，直接影響添加礦粉的數(shù)量。所以僅僅對(duì)礦粉用水洗法還不夠，對(duì)其它粗集料、細(xì)集料也必須由水洗擊測(cè)定小于0.075㎜的含量。另外，在施工現(xiàn)場(chǎng)用溶劑抽提法測(cè)定油石比及礦料級(jí)配時(shí)，顆粒上的粉料都經(jīng)過(guò)溶劑沖洗，計(jì)入礦粉中，如果材料篩分是不計(jì)沾附的粉料含量時(shí)，兩次篩分就不一致，必然造成誤差。所以本次修訂時(shí)，瀝青路面集料的篩分試驗(yàn)無(wú)論對(duì)粗集料、細(xì)集料的原材料篩分進(jìn)行目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，或者在瀝青廠從拌和機(jī)二次篩分后熱料倉(cāng)取樣篩分進(jìn)行生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)時(shí)，都要求分別進(jìn)行水洗法，以準(zhǔn)確確定0.075㎜通過(guò)率。干篩法僅適用于水泥混凝土用集料，試驗(yàn)時(shí)請(qǐng)務(wù)必注意。

　　篩分時(shí)，對(duì)1min內(nèi)通過(guò)篩孔的質(zhì)量小于篩上殘余量的數(shù)值要求，國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)方法并不統(tǒng)一，例如美國(guó)要求到0.1％為止，日本要求到1％為止，也有要求0.5％的(如我國(guó)中國(guó)臺(tái)灣)，實(shí)際上也不過(guò)是一種經(jīng)驗(yàn)性的觀察，不可能真正去稱量，本次統(tǒng)一為0.1％。

在國(guó)外的水篩試驗(yàn)方法中，也常用一種快速試驗(yàn)方擊。試驗(yàn)時(shí)用兩份試樣，一份集料水洗專門測(cè)定0.075㎜通過(guò)率；另一份集料直接進(jìn)行干篩.或用火炒烘干后干篩，確定各個(gè)粒級(jí)的含量或通過(guò)百分率，這樣可以節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間。考慮到小于0.075㎜部分的含量與粗集料總量相比是很少的，在計(jì)算粗集料篩余量時(shí)就忽略掉沾附在集料上用干篩法篩不下去的小于0.075㎜的部分。這對(duì)于規(guī)格化的粗集料往往是可以的，2000年版的方法就是按照這個(gè)思路編寫(xiě)的。但是在實(shí)踐中經(jīng)常會(huì)遇到集料中的細(xì)粉量較多，例如集料混合料的情況就是這樣，計(jì)算時(shí)不把這部分考慮進(jìn)去會(huì)有大的誤差。也有不少試驗(yàn)人員對(duì)此計(jì)算方法提出意見(jiàn)。本次修訂時(shí)，為避免這種混亂，不再采用兩份試樣分別干篩和水篩，也不允許炒干，要求直接用水篩后的篩上部分烘干再干篩，然后一起計(jì)算，就不會(huì)產(chǎn)生混亂了。這樣，本方法不僅適用于粗集料，實(shí)際上也適用于集料混合料，如基層集料混合料、瀝青拌和樓二次篩分的集料混合料(生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì))等。集料混合料中不僅含有粗集料，也有細(xì)集料、礦粉，甚至還有土。