粗集料及集料混合料的筛分试验

T 0302-2005粗集料及集料混合料的筛分试验

1目的与适用范围

　　1.1测定粗集料(碎石、砾石、矿渣等)的颗粒组成对水泥混凝土用粗集料可采用干筛法筛分，对沥青混合料及基层用粗集料必须采用水洗法试验。

　　1.2本方法也适用于同时含有粗集料、细集料、矿粉的集料混合料筛分试验，如未筛碎石、级配碎石、天然砂砾、级配砂砾、无机结合料稳定基层材料、沥青拌和楼的冷料混合料、热料仓材料、沥青混合料经溶剂抽提后的矿料等。

　　(1)试验筛：根据需要选用规定的标准筛。

　　(2)摇筛机。

(3)天平或台秤：感量不大于试样质量的0.1％

(4)其它：盘子、铲子、毛刷等。

　　3试验准备

按规定将来料用分料器或四分法缩分至表T0302-1要求的试样所需量，风干后备用。根据需要可按要求的集料zui大粒径的筛孔尺寸过筛，除去超粒径部分颗粒后，再进行筛分。

表T0302-1筛分用的试样质量

4水泥混凝土用粗集料干筛法试验步骤

　　4.1取试样一份置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量(m₀)，准确至0.1％。

　　4.2用搪瓷盘作筛分容器，按筛孔大小排列顺序逐个将集料过筛。人工筛分时，需使集料在筛面上同时有水平方向及上下方向的不停顿的运动，使小于筛孔的集料通过筛孔，直至1min内通过筛孔的质量小于筛上残余量的0.1％为止；当采用摇筛机筛分时，应在摇筛机筛分后再逐个由人工补筛。将筛出通过的颗粒并人下一号筛，和下一号筛中的试样一起过筛，顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。应确认1min内通过筛孔的质量确实小于筛上残余量的0.1％。

　　注：由于0.075㎜筛干筛几乎小能把沾在粗集料表面的小于0.075㎜部分的石粉筛过去，而且对水泥混凝土用粗集料而言，0.075㎜通过率的意义不大，所以也可以不筛，且把通过0.15㎜筛的筛下部分全部作为0.075㎜的分计筛余，将粗集料的O.075㎜通过率假设为0。

4.3如果某个筛上的集料过多，影响筛分作作业时，可以分两次筛分，当筛余颗粒的粒径大于19㎜时，筛分过程中允许用手指轻轻拨动颗粒，但不得逐颗筛过筛孔。

4.4称取每个筛上的筛余量，准确至总质量的0.1％。各筛分计筛余量及筛底存量的总和与筛分前试样的干燥总质量m₀相比，相差不得超过m₀的0.5％。

5沥青混合料及基层用粗集料水洗法试验步骤

5.1取一份试样，将试样置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量(m₃)，准确至0.1％。

注：恒重系指相邻两次称取间隔时间大于3h（通常不少于6h)的情况下，前后两次称量之差小于该项试验所要求的称量精密度。下同。

5.2将试样置一洁净容器中，加入足够数量的洁净水，将集料全部淹没，但不得使用任何洗涤剂、分散剂或表面活性剂。

5.3用搅棒充分搅动集料，使集料表面洗涤干净他细粉悬浮在水中，但不得破碎集料或有集料从水中溅出。

　　5.4根据集料粒径大小选择组成一组套筛，其底部为0.075㎜标准筛，上部为2.36㎜或4.75㎜筛。仔细将容器中混有细粉的悬浮液倒出，经过套筛流入另一容器中，尽量不将粗集料倒出，以免损坏标准筛筛面。

　　注：无需将容器中的全部集料都倒出，只倒出悬浮液。且木可直接倒至0.075㎜筛上，以免集料掉出损坏筛面。

　　5.5重复5.2～5.4步骤，直至倒出的水洁净为止，必要时可采用水流缓慢冲洗。

　　5.6将套筛每个筛子上的集料及容器中的集料全部回收在一个搪瓷盘中，容器上不得有沾附的集料颗粒。

　　注：沾在0.075㎜筛面上的细粉很难回收扣入搪瓷盘中，此时需将筛子倒扣在搪瓷盘上用少量的水并助以毛刷将细粉刷落入搪瓷盘中，并注意不要散失。

5.7在确保细粉不散失的前提下，小心泌去搪瓷盘中的积水，将搪瓷盘连同集料一起置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量(m₄)，准确至0.1％。以m₃与m₄之差作为0.075㎜的筛下部分。

5.8将回收的干燥集料按干筛方法筛分出0.075㎜筛以上各筛的筛余量，此时0.075㎜筛下部分应为0，如果尚能筛出，则应将其并入水洗得到的0.075㎜的筛下部分，且表示水洗得不干净。

6计算

6.1干筛法筛分结果的计算

　　6.1.1计算各筛分计筛余量及筛底存量的总和与筛分前试样的干燥总质量m₀之差，作为筛分时的损耗，并计算损耗率，记入表T0302-2之第(1)栏，若损耗率大于0.3％，应重新进行试验。

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

式中：m₅——由于筛分造成的损耗(g)；

　　 m₀——用于干筛的干燥集料总质量(g)；

　　 m_i——各号筛上的分计筛余(g)；

　　 i——依次为0.075㎜、0.15㎜……至集料zui大粒径的排序；

　 　m_底——筛底(0.075㎜以下部分)集料总质量(g)。

　　6.1.2干筛分计筛余百分率

　　干筛后各号筛上的分计筛余百分率按式(T0302-2)计算，记入表T0302-2之第(2)栏，至0.1％。

pi'=mi/（m0-m5）*100

                     (T0302-2)

　　式中：pi' ——各号筛上的分计筛余百分率(％)；

　　      m₅——由于筛分造成的损耗(g)；

　　      m₀——用于干筛的干燥集料总质量(g)；

　      　m_i——各号筛上的分计筛余(g)；

　      　i——依次为0.075㎜、0.15㎜……至集料zui大粒径的排序。

　　6.1.3干筛累计筛余百分率   

　　各号筛的累计筛余百分率为该号筛以上各号筛的分计筛余百分率之和，记入表T0302-2之第(3)栏，至0.1％。

　　6.1.4干筛各号筛的质量通过百分率

　　各号筛的质量通过百分率P_i等于100减去该号筛累计筛余百分率，记入表T0302-2之第(4)栏，至0.1％。

　　6.1.5由筛底存量除以扣除损耗后的干燥集料总质量计算0.075㎜筛的通过率。

6.1.6试验结果以两次试验的平均值表示，记入表T0302-2之第(5)栏，至0.1％。当两次试验结果P_0.075的差值超过1％时，试验应重新进行。

表T0302-2 粗集料干筛分记录

　　6.2水筛法筛分结果的计算

　　6.2.1按式(T0302—3)、(10302-4)计算粗集料中0.075㎜筛下部分质量m_0.075和含量P_0.075，记入表T0302-3中，至0.1％。当两次试验结果P_0.075的差值超过1％时，试验应重新进行。

　　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(通过率)(％)；

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

　 　m₃——用于水洗的干燥粗集料总质量(g)；

　 　m₄——水洗后的干燥粗集料总质量(g)。   

　　6.2.2计算各筛分计筛余量及筛底存量的总和与筛分前试样的干燥总质量m₄之差，作为筛分时的损耗，并计算损耗率记入表。T0302-3之第(1)栏，若损耗率大于0.3％，应重新进行试验。

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

式中：m₅——由于筛分造成的损耗(g)；

　 　m₃——用于水筛筛分的干燥集料总质量(g)；

　 　m_i——各号筛上的分计筛余(g)；

　 　i——依次为0.075㎜、0.15㎜……至集料zui大粒径的排序；

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

　　6.2.3计算其它各筛的分计筛余百分率、累计筛余百分率、质量通过百分率，计算方法与6.1干筛法相同。当干筛时筛分有损耗时，应按6.1的方法从总质量中扣除损耗部分(见报告示例).将计算结果分别记人表T0302—3之第(2)、(3)、(4)栏。

　　6.2.4试验结果以两次试验的平均值表示，记人表T0302—3之第(5)栏。

表T0302-3粗集料水筛法筛分记录

注：如筛底m_底的值不是0，应将其并入m_0.075中重新计算P_0.075。

7报告

　　7.1筛分结果以各筛孔的质量通过百分率表示，宜记录为表T0302-2或表T0302-3的格式。

　　7.2对用于沥青混合料、基层材料配合比设计用的集料，宜绘制集料筛分曲线，其横坐标为筛孔尺寸的0.45次方(见表T0302-4)，纵坐标为普通坐标，如图T0302-1所示。

表T0302-4级配曲线的横坐标(按X=d_i^0.45计算)

图T0302-1集料筛分曲线与矿料级配设计曲线

　　7.3同一种集料至少取两个试样平行试验两次，取平均值作为每号筛上筛余量的试验结果，报告集料级配组成通过百分率及级配曲线。

条文说明

　　在国外的集料筛分试验中，用于公路工程的粗集料、细集料，一般都有水洗法和干筛法两个试验方法，代表性的是美国ASTM C 136或AASHTO T 27适用于干筛。ASTM C 117或从AASHTO T 11适用于水筛。然而在我国历来不管水泥混凝土集料或沥青路面集料，都直接采用干筛方法，0.075㎜筛通过量不经水洗确定，所以是不准确的。它对水泥混凝土材料来说也许问题不大，但对沥青混合料来说。集料表面沾附的矿粉筛不下来，配合比设计时不算进去，对配合比结果有一定的影响，直接影响添加矿粉的数量。所以仅仅对矿粉用水洗法还不够，对其它粗集料、细集料也必须由水洗击测定小于0.075㎜的含量。另外，在施工现场用溶剂抽提法测定油石比及矿料级配时，颗粒上的粉料都经过溶剂冲洗，计入矿粉中，如果材料筛分是不计沾附的粉料含量时，两次筛分就不一致，必然造成误差。所以本次修订时，沥青路面集料的筛分试验无论对粗集料、细集料的原材料筛分进行目标配合比设计，或者在沥青厂从拌和机二次筛分后热料仓取样筛分进行生产配合比设计时，都要求分别进行水洗法，以准确确定0.075㎜通过率。干筛法仅适用于水泥混凝土用集料，试验时请务必注意。

　　筛分时，对1min内通过筛孔的质量小于筛上残余量的数值要求，国内外的试验方法并不统一，例如美国要求到0.1％为止，日本要求到1％为止，也有要求0.5％的(如我国中国台湾)，实际上也不过是一种经验性的观察，不可能真正去称量，本次统一为0.1％。

在国外的水筛试验方法中，也常用一种快速试验方击。试验时用两份试样，一份集料水洗专门测定0.075㎜通过率；另一份集料直接进行干筛.或用火炒烘干后干筛，确定各个粒级的含量或通过百分率，这样可以节省试验时间。考虑到小于0.075㎜部分的含量与粗集料总量相比是很少的，在计算粗集料筛余量时就忽略掉沾附在集料上用干筛法筛不下去的小于0.075㎜的部分。这对于规格化的粗集料往往是可以的，2000年版的方法就是按照这个思路编写的。但是在实践中经常会遇到集料中的细粉量较多，例如集料混合料的情况就是这样，计算时不把这部分考虑进去会有大的误差。也有不少试验人员对此计算方法提出意见。本次修订时，为避免这种混乱，不再采用两份试样分别干筛和水筛，也不允许炒干，要求直接用水筛后的筛上部分烘干再干筛，然后一起计算，就不会产生混乱了。这样，本方法不仅适用于粗集料，实际上也适用于集料混合料，如基层集料混合料、沥青拌和楼二次筛分的集料混合料(生产配合比设计)等。集料混合料中不仅含有粗集料，也有细集料、矿粉，甚至还有土。