文章引用JTG 3432—2024《公路工程集料试验规程》中T0330—2024细集料密度及吸水率试验(坍落筒法)
1适用范围
1.1本方法适用于坍落筒法测定细集料的毛体积相对密度、表观相对密度、表干相对密度。
1.2本方法适用于用坍落筒法测定细集料处于饱和面干状态时的吸水率。
1.3本方法适用于用坍落筒法测定细集料的毛体积密度、表观密度、表干密度。
2仪具与材料
2.1天平：称量不小于1kg,感量不大于0.1g。
2.2饱和面干试模：上口径40mm±3mm,下口径90mm±3mm,高75mm±3mm的金属坍落筒(见图T0330-1),厚度不小于4mm。
图T0330-1饱和面干试模及其捣棒(尺寸单位：mm)
1-捣棒；2-试模；3-玻璃片
2.3捣捧：金属捧，捣实端直径25mm±3mm,质量340g±15g(图T0330-1)。
2.4试验筛：孔径为4.75mm、0.075mm的方孔筛，并满足T0302中2.1要求。
2.5烧杯：500mL。
2.6容量瓶：500mL。
2.7烘箱：鼓风干燥箱，恒温105℃±5℃,并满足T0302中2.4要求。
2.8试验用水：饮用水，使用之前煮沸后冷却至室温。
2.9盛水容器：浸泡试样用容器，不锈钢盆等。
2.10恒温水槽：恒温23℃±2℃。
2.11其他：金属盘、铝制料勺、玻璃棒、干燥器(内装变色硅胶)、手提式吹风机、温度计等。
3试验准备
3.1将样品筛除4.75mm以上颗粒，缩分至约600g子样两份，按照T0302中5.2~
5.6步骤，将0.075mm以下颗粒洗除、至漂洗水目测清澈为正。
注：浸泡之前样品不得采用烘干处理；经过拌和楼等加热、干燥后的样品，试验之前，应在室温条件下放置不少于12h。
3.2将清洗后子样移入盛水容器；主人水，使水面高出集料颗粒表面不少于20mm,静置24h±0.5h(可在室温下静置后，然后移人23℃≠2℃恒温水槽继续浸水，其中恒温水槽浸水不少于2h)。
3.3细心地倒去子样颗粒上部的水，但不得至细粉流失，并用吸管吸去余水。
3.4取一份子样移入金属盘、摊平，手持吹风机在集料颗粒上方缓缓移动、均匀对表面吹入暖风，并不停翻拌，使集料表面水均匀蒸发，直至按3.7检验达到饱和面干状态。
注：注意吹风不得使细粉损失或颗粒表面过热。
3.5将饱和面干试模置于光滑、无吸湿性平面上。将集料颗粒充分翻拌、冷却至室温后，松散地一次装入饱和面干试模，用捣棒在集料颗粒表面均匀轻捣25次，捣棒端面距集料表面距离不超过5mm,使之完全靠自重自由落下，捣完后刮平模口，如留有空隙亦不必再装满。
3.6徐徐垂直提起试模，如集料颗粒保留锥形没有坍落，则说明集料颗粒尚含有表面自由水，应继续按上述方法用暖风干燥、装模、轻捣，重复试验直至集料颗粒达到饱和面干状态为止。如试模提起后集料坍落过多，则说明已过于干燥，此时应将子样均匀洒水约5mL,经充分拌匀，并静置于加盖容器中30min后，再按上述方法进行试验，至达到饱和面干状态为止。
3.7判断饱和面干状态的标准：对于天然砂，宜以“在集料中心部分上部成为约2/3的圆锥体，即约坍塌1/3”为标准状态，见图T0330-2中d)状态；对机制砂和石屑，宜以“当移去试模第一次出现坍落”为标准状态，见图T0330-2中d)～c)状态)。
a) 无坍落，保留原形状
b) 侧面轻微坍落，尚留有部分完整侧面
c) 明显坍落，出现尖顶
d) 已坍落，尚可见尖顶图
e) 完全坍落，表面呈曲面细集料
不同坍落状态示意
4试验步骤
4.1立即称取达到饱和面干状态的集料颗粒300g±5g(m₃为一份试样。
4.2容量瓶中预先放入部分23℃±2℃水；将称取的试样迅速放入容量瓶中，勿使集料颗粒散失，再加23℃±2℃水至约450mL刻度处，通过旋转、翻转容量瓶或玻璃棒搅动消除气泡。
注：一般需15～20mim消除气泡，此期间需要水浴，使试样恒温在23℃±2℃。消除气泡时会产生气泡聚集，可采用纸中尖端浸人瓶中粘除或使用少于1mL异丙醇来分散。操作时手与瓶之间应垫毛巾。
4.3消除气泡后，加23℃±2℃水至500mL刻度处，塞紧瓶塞，擦干瓶颈内部及瓶外附着水分，称其总量(m₂)。
4.4倾倒容量瓶部分水，注意不得散失细粉；将试样移入金属盘中，用水将容量瓶冲洗干净，冲洗水一并倒入金属盘中；立即向容量瓶内注入23℃±2℃(注入水温与试样浸泡水温差不大于2℃)水至瓶颈500mL刻度线，塞紧瓶塞，擦干瓶颈内部及瓶外附着水分，称其总质量(m₁)。
4.5待细粉沉淀后，泌去金属盘中的水，注意不要散失细粉。将金属盘连同试样放入105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重、冷却至室温后，称取烘干集料颗粒质量(mo)。
4.6按以上方法取第二份试样进行试验。
5结果整理
5.1试样的表观相对密度γa、表干相对密度γs、及毛体积相对密度γb分别按式(T0330-1)～式(T0330-3)计算，精确至0.001。
γa=m0/(m0+m1-m2) (T0330-1)
γs=m3/(m3+m1-m2) (T0330-2)
γb=m0/(m3+m1-m2) (T0330-3)
式中：γa——试样的表观相对密度；
γs——试样的表干相对密度；
γb——试样的毛体积相对密度；
m₀——试样烘干后质量(g);
m₁——水、瓶总质量(g);
m₂——饱和面干试样、水、瓶总质量(g);
m₃——饱和面干试样质量(g)。
5.2试样的表观密度ρa、表干密度Ρs及毛体积密度ρb分别按式(T0330-4)、式(T0330-5)、式(T0330-6)计算，精确至0.001g/cm³。
ρa=γa×ρt (T0330-4)
ρs=γs×ρt (T0330-5)
ρb=γb×ρt (T0330-6)
式中：ρa——试样的表观密度(g/cm³);
ρs——试样的表干密度(g/cm³);
ρb——试样的毛体积密度(g/cm³);
ρt——试验温度T时水的密度(g/cm³),按附录A取用。
5.3试样的吸水率按式(T0330-7)计算，精确至0.01%。
wx=(m3-m0)/m0×100 (T0330-7)
式中：wx——试样的吸水率(%);
m₃——饱和面干试样质量(g);
m₀——烘干试样质量(g)。
5.4如需以饱和面干状态的试样为基准计算试样的吸水率，饱和面干吸水率按式(T0330-8)计算，精确至0.01%,但需在报告中注明。
wˊx=(m3-m0)/m0×100 (T0330-8)
式中：wˊx——集料的饱和面干吸水率(%);
m₃——饱和面干试样质量(g);
m₀——烘干试样质量(g)。
5.5取两份试样的相对密度、密度的算术平均值作为试验结果，精确至0.001、0.001g/cm³。
5.6取两份试样的吸水率的算术平均值作为试验结果，精确至0.01%。
6允许误差
6.1相对密度重复性试验的允许误差为0.03。
6.2吸水率重复性试验的允许误差为0.3%。
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主要仪器设备的名称、型号及编号。
7.6相对密度、密度和吸水率试验结果。
7.7要说明的其他内容。
条文说明
1坍落筒法测定细集料密度和吸水率是国际通用标准方法，无论是水泥混凝土、水泥砂浆还是沥青混凝土。
3.1对于沥青路面工程，一般采用石屑、机制砂，其密度测定误差会对确定VMA等指标影响较大，从而影响沥青混合料配合比设计。同时，随着水泥混凝土中机制砂应用日益增加，机制砂中石粉含量较高，其吸水率测定误差会给混凝土用水量、胶材用量和力学性能造成较大影响。
坍落筒法测定天然砂时试验结果波动小、结果较为可靠；但是对于石屑、机制砂，由于其棱角性大、粉料含量高，对试验结果影响较大，误差较大，很难测准。在确定饱和面干状态过程中，粉料在集料表面形成一个覆盖层，因此测定的是吸附粉料颗粒的毛体积密度和吸水率，而不是单个颗粒的毛体积密度和吸水率。这种差别因粉料含量和粉料特性而异。当粉料含量不大于5%时，水洗和非水洗的毛体积相对密度差可达0.02～0.03;当粉料达到10%以上时，毛体积相对密度差可达0.08～0.15。因此对于细集料应水洗筛除0.075以下颗粒进行试验，测定的相对密度和吸水率代替未筛除细集料的相对密度和吸水率。
本规程2005年版规定需要将细集料筛除2.36mm以上颗粒进行试验，对于2.36~4.75mm颗粒按粗集料容量瓶法进行测定。本规程原方法、《建设用砂》(GB/T14684)不要求细集料过筛0.075mm;《Standard Method of Test for Specific Gravily and Absorption of Fine Aggregate》(AASHTO T 84)、《Standard Test Method for relative density (Specific Gravity) and Absorption of Fine Aggregate》(ASTMC128)也没有规定细集料需要过筛 0.075mm,但是指出随着细集料中0.075mm含量增加，未过筛和过筛结果差异非常大，采用过筛0.075mm试验结果与实际真实结果更接近；《Tests for mechanical and physical properties of aggregates-Par t6:Determination of particledensity and water absorption》(EN1097-6)、《Testing aggregates Par t2.Methods of determination of density》(BS812-2)则要求过筛0.075mm。本次修订为先筛除4.75mm以上颗粒，然后进行0.075mm水筛去除0.075mm。
3.7坍落度试验中确定饱和面干状态是保证试验精度的关键，但对于机制砂、石屑的饱和面干状态的判断非常困难。
《Tests for mechanical and physical properties of aggregates-Part 6: Determination of particle density and water absorption》(BN1097-6)、《Testing aggregates Part 2.Methods of determination of density》(BS812-2)规定饱和面干状态，对于天然砂，为移去坍落筒即出现坍落状态。对手机制砂、石屑，当试样完全筛除粉料时为图T0330-2中d)状态；当含有粉料时会影响坍落状态。
而《Standard Method of Test for Specific Gravity and Absorption of Fine Aggregate》(AASHTO T 84)、《Standard Test Method for relative density(Specific Gravity) and Absorption of Fine Aggregate》(ASTM C 128)和《Relative density and absorption of fineaggregate》(CSAA23.2-6A)规定饱和面干状态，为出现轻微坍落；对于棱角性大或粉料含量高的细集料，则很难坍落，规定饱和面干状态为第一次出现一侧轻微坍落，接近图T0330-2中b)状态。
另外，《建设用砂》(GB/T14684),对于天然砂为图T0330-2中d)状态，机制砂为图T0330-2中b)状态。
通过大量试验表明，对于机制砂、石屑，其饱和面干时坍落状态受其0.075mm含量和棱角性影响较大。对于完全水洗0.075mm的机制砂、石屑，其坍落形状不再受0.075mm含量影响，然而仍然受其棱角性一定的影响，其坍落状态接近天然砂，整体介于图T0330-2中d)~c)状态，不会出现c)～a)之间状态；对于一般0.075mm通过率(如3%～8%)的集料，其坍落状态介于图T0330-2中c)～b)状态；当0.075mm通过率过高时(如8%～20%),其坍落状态介于图T0330-2中b)～a)状态，一般是一侧坍落，同时尚留有部分完整侧面没有坍落。
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