T 0302-2005粗集料及集料混合料的篩分試驗

1目的與適用范圍

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

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

　　(1)試驗篩：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試驗準(zhǔn)備

按規(guī)定將來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將集料過篩。人工篩分時，需使集料在篩面上同時有水平方向及上下方向的不停頓的運(yùn)動，使小于篩孔的集料通過篩孔，直至1min內(nèi)通過篩孔的質(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，應(yīng)在搖篩機(jī)篩分后再逐個由人工補(bǔ)篩。將篩出通過的顆粒并人下一號篩，和下一號篩中的試樣一起過篩，順序進(jìn)行，直至各號篩全部篩完為止。應(yīng)確認(rèn)1min內(nèi)通過篩孔的質(zhì)量確實小于篩上殘余量的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㎜部分的石粉篩過去，而且對水泥混凝土用粗集料而言，0.075㎜通過率的意義不大，所以也可以不篩，且把通過0.15㎜篩的篩下部分全部作為0.075㎜的分計篩余，將粗集料的O.075㎜通過率假設(shè)為0。

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

4.4稱取每個篩上的篩余量，準(zhǔn)確至總質(zhì)量的0.1％。各篩分計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m₀的0.5％。

5瀝青混合料及基層用粗集料水洗法試驗步驟

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試驗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，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)噭蛹?，使集料表面洗滌干凈他?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，必要時可采用水流緩慢沖洗。

　　5.6將套篩每個篩子上的集料及容器中的集料全部回收在一個搪瓷盤中，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計算

6.1干篩法篩分結(jié)果的計算

　　6.1.1計算各篩分計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，作為篩分時的損耗，并計算損耗率，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。

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——各號篩上的分計篩余(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干篩分計篩余百分率

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

pi'=mi/（m0-m5）*100

                     (T0302-2)

　　式中：pi' ——各號篩上的分計篩余百分率(％)；

　　      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——各號篩上的分計篩余(g)；

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

　　6.1.3干篩累計篩余百分率   

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

　　6.1.4干篩各號篩的質(zhì)量通過百分率

　　各號篩的質(zhì)量通過百分率P_i等于100減去該號篩累計篩余百分率，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)量計算0.075㎜篩的通過率。

6.1.6試驗結(jié)果以兩次試驗的平均值表示，記入表T0302-2之第(5)欄，至0.1％。當(dāng)兩次試驗結(jié)果P_0.075的差值超過1％時，試驗應(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)果的計算

　　6.2.1按式(T0302—3)、(10302-4)計算粗集料中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)兩次試驗結(jié)果P_0.075的差值超過1％時，試驗應(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計算各篩分計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，作為篩分時的損耗，并計算損耗率記入表。T0302-3之第(1)欄，若損耗率大于0.3％，應(yīng)重新進(jìn)行試驗。

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——各號篩上的分計篩余(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計算其它各篩的分計篩余百分率、累計篩余百分率、質(zhì)量通過百分率，計算方法與6.1干篩法相同。當(dāng)干篩時篩分有損耗時，應(yīng)按6.1的方法從總質(zhì)量中扣除損耗部分(見報告示例).將計算結(jié)果分別記人表T0302—3之第(2)、(3)、(4)欄。

　　6.2.4試驗結(jié)果以兩次試驗的平均值表示，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中重新計算P_0.075。

7報告

　　7.1篩分結(jié)果以各篩孔的質(zhì)量通過百分率表示，宜記錄為表T0302-2或表T0302-3的格式。

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

表T0302-4級配曲線的橫坐標(biāo)(按X=d_i^0.45計算)

圖T0302-1集料篩分曲線與礦料級配設(shè)計曲線

　　7.3同一種集料至少取兩個試樣平行試驗兩次，取平均值作為每號篩上篩余量的試驗結(jié)果，報告集料級配組成通過百分率及級配曲線。

條文說明

　　在國外的集料篩分試驗中，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試驗方法，代表性的是美國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。然而在我國歷來不管水泥混凝土集料或瀝青路面集料，都直接采用干篩方法，0.075㎜篩通過量不經(jīng)水洗確定，所以是不準(zhǔn)確的。它對水泥混凝土材料來說也許問題不大，但對瀝青混合料來說。集料表面沾附的礦粉篩不下來，配合比設(shè)計時不算進(jìn)去，對配合比結(jié)果有一定的影響，直接影響添加礦粉的數(shù)量。所以僅僅對礦粉用水洗法還不夠，對其它粗集料、細(xì)集料也必須由水洗擊測定小于0.075㎜的含量。另外，在施工現(xiàn)場用溶劑抽提法測定油石比及礦料級配時，顆粒上的粉料都經(jīng)過溶劑沖洗，計入礦粉中，如果材料篩分是不計沾附的粉料含量時，兩次篩分就不一致，必然造成誤差。所以本次修訂時，瀝青路面集料的篩分試驗無論對粗集料、細(xì)集料的原材料篩分進(jìn)行目標(biāo)配合比設(shè)計，或者在瀝青廠從拌和機(jī)二次篩分后熱料倉取樣篩分進(jìn)行生產(chǎn)配合比設(shè)計時，都要求分別進(jìn)行水洗法，以準(zhǔn)確確定0.075㎜通過率。干篩法僅適用于水泥混凝土用集料，試驗時請務(wù)必注意。

　　篩分時，對1min內(nèi)通過篩孔的質(zhì)量小于篩上殘余量的數(shù)值要求，國內(nèi)外的試驗方法并不統(tǒng)一，例如美國要求到0.1％為止，日本要求到1％為止，也有要求0.5％的(如我國中國臺灣)，實際上也不過是一種經(jīng)驗性的觀察，不可能真正去稱量，本次統(tǒng)一為0.1％。

在國外的水篩試驗方法中，也常用一種快速試驗方擊。試驗時用兩份試樣，一份集料水洗專門測定0.075㎜通過率；另一份集料直接進(jìn)行干篩.或用火炒烘干后干篩，確定各個粒級的含量或通過百分率，這樣可以節(jié)省試驗時間。考慮到小于0.075㎜部分的含量與粗集料總量相比是很少的，在計算粗集料篩余量時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思路編寫的。但是在實踐中經(jīng)常會遇到集料中的細(xì)粉量較多，例如集料混合料的情況就是這樣，計算時不把這部分考慮進(jìn)去會有大的誤差。也有不少試驗人員對此計算方法提出意見。本次修訂時，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，然后一起計算，就不會產(chǎn)生混亂了。這樣，本方法不僅適用于粗集料，實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)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。