文章引用JTG 3432—2024《公路工程集料试验规程》中TT0314—2024粗集料坚固性试验

1目的与适用范围

1.1本方法适用于测定饱和硫酸钠溶液或饱和硫酸镁溶液浸泡和干燥循环作用下集料质量损失，以间接评价粗集料的坚固性。

1.2本方法不适用于测定含水泥的再生集料，或含碳酸钙、碳酸镁或隐晶石英集料，此时可按T0364进行冻融试验。

2仪具与材料

TD-ZDJG-II型全自动集料坚固性试验机

2.1烘箱：鼓风干燥箱，恒温105℃±5℃,并满足T0302中2.4要求。

2.2天平：感量不大于称量质量的0.1%。

2.3试验筛：根据集料粒级选用不同孔径的方孔筛，并满足T0302中2.1要求。

2.4容器：带盖的瓷缸、塑料桶、金属桶等，其容积不小于50L。

2.5三脚网篮：网篮为铜丝或不锈钢丝制成。一般内径为100mm,高为150mm,网孔径不大于2.36mm;对于37.5mm及以上粒级，内径和高均为250mm,网孔径不大于2.36mm;对于2.36～4.75mm粒级，内径及高均为70mm,网孔径不大于1.18mm。

2.6温控装置：21℃±1℃恒温水槽或恒温箱，能够容纳2.4中的容器，同时应有温度记录功能。

2.7比重计：液体比重计，相对密度精度0.001。

2.8温度计：量程0～100℃,分度值0.1℃;量程0～200℃,分度值1℃。

2.9计时器：量程不少于48h,精度0.1s。

2.10试剂：饱和硫酸钠坚固性试验为无水硫酸钠(Na₂SO₄);饱和硫酸镁坚固性试验为7水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)。

2.11试剂：10%氯化钡溶液。

2.12试验用水：蒸馏水或去离子水。

2.13其他：玻璃棒、金属盘、毛刷等。

3试验准备

3.1饱和硫酸钠溶液的配制

3.1.1取一定量水加温至30～50℃,缓慢加入无水硫酸钠(Na₂SO₄),边加入边用玻璃棒充分搅拌。加入的无水硫酸钠(NaSO₄)应至溶液达到饱和并至出现结晶，每1000mL水加入无水硫酸钠(Na₂SO₄)不少于350g。然后将盛有饱和溶液的容器放入温控装置中，使饱和溶液冷却至21℃±1℃,使用前在此温度下静置不少于48h。

3.1.2饱和溶液从冷却至21℃±1℃开始至所有浸泡试验结束的整个过程中均恒温在21℃±1℃,并及时盖住容器减少水分蒸发或污染。每次使用溶液浸泡之前，均应将容器中的结晶弄碎，搅拌饱和溶液、静置30min后检查饱和溶液相对密度，应满足1.151～1.174。

3.1.3当溶液颜色发生变化或溶液相对密度达不到要求时，可过滤一遍；如果检查其相对密度仍然得不到要求，则不得使用。

3.1.4溶液的配制，可采用试验浸泡集料的容器，也可采用单独的容器。

3.2饱和硫酸镁溶液的配制

每1000mL水加入7水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)不少于1500g;每次使用溶液浸泡之前，饱和溶液相对密度应满足1.286～1.306。其他同3.1。

3.3试样的制备

3.3.1将样品用2.36mm试验筛充分过筛，取筛上颗粒缩分试样两份。将试样浸泡在水中，借助金属丝刷将试样颗粒表面洗刷干净，经多次漂洗至水清澈为止。沥干后105℃±5℃烘干至恒重，并冷却至室温。

3.3.2按表T0314-1各粒级筛网组成套筛，将每份试样干筛法充分筛分，称量各粒级的颗粒质量M计算各粒级的质量百分率a;。

3.3,3按表T0314-1要求质量，每份试样各粒级称取一份集料颗粒(m;),同时记录各粒级中大于19mm颗粒数(N;)。

表T0314-1粗集料坚固性试验各粒级质量要求

注：1.当某一粒级的质量百分率a小于5%时，则该粒级可不进行试验。如10～25mm集料中，4.75～9.5mm、

9.5～16mm、16～19mm和19～37.5mm粒级的质量百分率分别为1.4%、90.3%、7.2%和1.1%,则4.75~

9.5mm和19～37.5mm粒级可不予试验，仅进行9.5～16mm和16～19mm两个粒级的试验。

2.9.5~16mm粒级颗粒可采用等质量的9.5～13.2mm粒级颗粒代替；19～31.5mm粒级颗粒可采用等质量的19～26.5mm粒级颗粒或26.5~31.5mm粒级颗粒代替。

3.2.36~4.75mm与4.75~9.5mm,9.5～16mm与16～19mm,19～31.5mm与31.5～37.5mm,37.5～53mm与53～63mm可两个粒级合并进行试验，但合并之前各粒级质量应分别满足表T0314-1中要求。

4硫酸钠饱和溶液坚固性试验步骤

4.1将待测粒级集料颗粒分别装入不同的三脚网篮、浸入盛有硫酸钠饱和溶液的容器中，三脚网篮浸入溶液时应先上下升降25次(升降高度约25mm,且集料颗粒不得露出溶液液面)以排除气泡，然后静置于该容器中。各粒级集料颗粒浸入饱和溶液之前，温度应为21℃±1℃;同时饱和溶液容积应不小于各粒级集料颗粒总体积的5倍。各粒级浸入饱和溶液后，三脚网篮底面距容器底面(由网篮脚高控制)间距、三脚网篮外壁距容器内壁间距、三脚网篮之间间距，均不少于20mm;且饱和溶液液面至少高出集料颗粒表面20mm。

4.2及时盖住容器，并保持饱和溶液恒温在21℃±1℃,静置浸泡20h±0.25h。从饱和溶液中提出三脚网篮，沥干15min±5min后，置于105℃±5℃的烘箱中烘干4h±0.25h;及时盖住容器，并继续进行饱和溶液恒温。从烘箱中取出各粒级集料颗粒，冷却2h±0.25h至21℃±1℃;可通过环境箱、空调或电风扇等加速降温。至此，完成了第一个饱和溶液浸泡、加热烘干试验循环。

4.3将容器中结晶硫酸盐弄碎，搅拌饱和溶液、静置30min后检查饱和溶液相对密度。再按照以上4.1～4.2进行四个循环，但浸泡时间调整为4h±0.25h。

4.4完成第五次循环后，将各粒级集料颗粒置于46～49℃的水中浸泡、洗净结晶硫酸盐。再将各粒级集料颗粒放人105℃共5℃的烘箱中烘干至恒重，待冷却至室温后，用相

应粒级下限筛孔过筛，并称量其筛余质量m。

注：取洗各粒级集料颗粒的水约10mL,滴入几滴10%氯化钡溶液，若未出现白色浑浊说明已洗净。

4.5对粒径大于19mm的颗粒，同时进行外观检查，描述各颗粒的裂缝、剥落、掉边和掉角等情况及其所占的颗粒数量。

4.6如中途需要暂停试验，可在烘箱完成烘干后冷却阶段中止试验，总中止时间不超过72h。

5硫酸镁饱和溶液坚固性试验步骤

5.1将待测粒级集料颗粒分别装入不同的三脚网篮、浸入盛有饱和溶液的容器中，三脚网篮浸入溶液时应先上下升降25次(升降高度约25mm,且集料颗粒不得露出溶液液面)以排除气泡，然后静置于该容器中。各粒级集料颗粒浸入饱和溶液之前，其温度应为21℃±1℃;同时饱和溶液容积应不小于各粒级集料颗粒总体积的5倍。各粒级集料颗粒浸入饱和溶液后，三脚网篮底面距容器底面(由网篮脚高控制)间距、三脚网篮外壁距容器内壁间距、三脚网篮之间间距，均不少于20mm;且饱和溶液液面至少高出集料颗粒表面20mm。

5.2及时盖住容器，并保持饱和溶液恒温在21℃±1℃,静置浸泡16.5h±0.25h。从饱和溶液中提出三脚网篮，沥干30min±5min后，置于105℃±5℃的烘箱中烘干6h±

0.25h;及时盖住容器，并继续进行饱和溶液恒温。从烘箱中取出各粒级集料颗粒，冷却2h±0.25h至21℃±1℃;可通过环境箱、空调或电风扇等加速降温。至此，完成了第一个饱和溶液浸泡、加热烘干试验循环。

5.3将容器中结晶硫酸盐弄碎，搅拌饱和溶液、静置30min后检查饱和溶液相对密度。再完全按照以上5.1～5.2进行四个循环。

5.4完成第五次循环后，将各粒级集料颗粒置于46～49℃的水中浸泡、洗净结晶硫酸盐。再将各粒级集料颗粒放入105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重，待冷却至室温后，用相

应粒级下限筛孔过筛，并称量其筛余质量m。

注：取洗各粒级集料颗粒的水约10mL,滴入几滴10%氯化锲溶液，若未出现白色浑浊说明已洗净。

5.5对粒径大于19mm的颗粒，同时进行外观检查，描述各颗粒的裂缝、剥落、掉边和掉角等情况及其所占的颗粒数量。

5.6如中途需要暂停试验，可在烘箱完成烘干后冷却阶段中止试验，总中止时间不超过72h。

6结果整理

6.1试样的各粒级质量百分率按式(T0314-1)计算，精确至0.1%。

(T0314-1)

式中：a:一一试样第i粒级集料颗粒的质量百分率(%);

i、k——1(2…8,代表4.75～9.5mm、9.5~16mm…63～75mm中某一粒级；

M——第i粒级的集料颗粒质量(g)。

6.2试样的各粒级质量损失百分率按式(T0314-2)计算，精确至0.1%。

Qi=（mi-mˊi）/mi×100                  (T0314-2)

式中：Qi——试样第i粒级的集料颗粒质量损失百分率(%);

mi——试验前，第i粒级集料颗粒烘干质量(g);

mˊi——五次循环试验后，第i粒级筛余集料颗粒的质量(g)。

6.3硫酸镁溶液试验的试样质量损失百分率按式(T0314-3)计算，精确至0.1%。

Ssm=ΣaiQi/Σai         (T0314-3)

式中：Ssm——硫酸镁溶液试验的试样质量损失百分率(%)。

注：当某一粒级的质量百分率小于5%时，取其相邻两个粒级的质量损失百分率的算术平均值；当只有一个相邻粒级的实测结果时，直接取这个相邻粒级的质量损失百分率。

6.4硫酸钠溶液试验的试样质量损失百分率按式(T0314-4)计算，精确至0.1%。

Ssn=ΣaiQi/Σai  (T0314-4)

式中：Ssn——硫酸钠溶液试验的试样质量损失百分率(%)。

注：当某一粒级的质量百分率小于5%时，取其相邻两个粒级的质量损失百分率的算术平均值；当只有一个相邻粒级的实测结果时，直接取这个相邻粒级的质量损失百分率。

6.5取两份试样的质量损失百分率的算术平均值作为试验结果，精确至0.1%。

6.6试验应描述整体颗粒的裂缝、剥落、掉边和掉角等情况及其所占的颗粒数量。

7允许误差

7.1当采用硫酸钠饱和溶液时，质量损失百分率重复性试验的允许误差为试验平均值的60%。

7.2当采用硫酸镁饱和溶液时，质量损失百分率重复性试验的允许误差为试验平均值的30%。

8报告

8.1试验项目名称和执行标准。

8.2样品的编号、名称、产地和规格。

8.3接样日期、样品描述。

8.4试验日期、样品缩分方法。

8.5主要仪器设备的名称、型号及编号。

8.6饱和溶液名称、恒温温度，一个循环浸泡、沥干、烘干、冷却时间。

8.7质量损失百分率试验结果。

8.8要说明的其他内容。

条文说明

1.1饱和硫酸钠溶液坚固性试验、饱和硫酸镁溶液坚固性试验结果差异较大，两者不能混用。目前各工程技术规范中按饱和硫酸钠溶液方法评价坚固性，因此当未明确具体坚固性试验方法时，应按照饱和硫酸钠溶液坚固性试验方法进行。

1.2采用饱和硫酸钠溶液或饱和硫酸镁溶液浸泡、烘干循环作用来评价集料抗崩解能力。集料经饱和硫酸盐溶液多次浸泡与烘干循环，硫酸盐渗透进入集料孔隙中，并产生内部膨胀力，模拟结冰时水膨胀力，用于判断集料抗风化能力，一般习惯称为坚固性或安定性试验；同时对于水泥混凝土用集料，也可以评价硫酸盐侵蚀的敏感性。但是对于特定的材料，如旧混凝土等含水泥的再生集料，含碳酸镁、碳酸钙等集料，此试验方法可能会造成试验结果偏大，因此该试验方法不适用于测定这些材料。同时，该方法也不适用于37.5mm以上的沉积岩集料。

3.1、3.2饱和溶液的配制、存放及浸泡温度都会影响试验结果，配制时应产生结晶的硫酸盐才视为达到饱和溶液；同时每个浸跑循环均需要对结晶硫酸盐打碎、搅拌后检验密度和温度。

4对于试验烘干和浸泡时间，我国标准与国际标准差异较大，如《StandardMethodofTestforSoundnessofAggregatebyUseofSodiumSulfateorMagnesiumSulfate》(AASHTOT104)方法要求浸泡16～18h、沥千15min、烘干至恒重、冷却至20℃,一个循环不少于24h;再如欧盟《Testsforthermalandweatheringpropertiesofaggregates-Part2:Magnesiumsulfatetest》(EN1367-2)要求浸泡17h、沥干2h烘干24h、冷却5h一个循环时间约48h;而我国第一个循环27h,之后每个循环浸泡4h、烘干4h,加上冷却时间约为10h。坚固性试验中浸泡时间越长，对集料的破坏作用越大，因此测试值越大。同时烘干时间越长，则集料孔隙水能够完全烘干，也有利于浸泡时硫酸盐的渗透，因此测试值也会越大。我国一个循环时间偏短，因此坚固性试验与国际方法相比，测定值偏低。

5饱和硫酸镁溶液测定试验精度高，相同条件下其测定结果较硫酸钠试验结果平均偏高，更有利于区分集料的坚固性。本次增加的饱和硫酸镁溶液坚固性试验，与饱和硫酸钠溶液法相比，不仅仅溶液不同，而且浸泡、干燥时间也不相同，因此试验结果也完全不同，两者不能互相替代。

6.3坚固性试验记录表可参考表T0314-2。表中，37.5～53mm、9.5～16mm两个粒级的质量百分率小于5%,因此该粒级不予测定；计算加权质量损失时，9.5～16mm质量损失取相邻16～19mm和4.75～9.5mm两个粒级结果的平均值，而37.5～53mm质量损失直接取相邻的31.5～37.5mm的结果。16～19mm和19～31.5mm两个粒级试验时，分别称取试样后合并成16～31.5mm进行坚固性试验；计算加权质量损失时，16～19mm和19～31.5mm质量损失直接取16~31.5mm的结果。

表T0314-2坚固性试验记录表

在我单位整理过程中有可能会出现部分错误，仅供参考，建议购买正版试验标准。