实验三  混凝土用砂、石等骨料实验
一.实验目的（河北隆辉建材仪器设备厂专业提供全套混凝土试验检测仪器设备）
1.学习砂筛分析和石子捣实密度的试验方法。
2.了解石子的针、片状颗粒含量、压碎指标松堆密度等试验方法
3.了解轻骨料的筒压强度测试方法.
二、实验内容
1.砂表观密度测定
2.砂筛分析试验
3.石子捣实密度试验
4.石子针状、片状颗粒含量测定
5.石子压碎指标测定
6.轻骨料筒压强度试验

说明: 1-3 同学2人一组实际操作, 4-6 为演示试验。
1.测定砂表观密度
1)表观密度的定义
    包含闭孔体积在内的单位体积的质量,称材料的表观密度。
   单位：g/cm3

1.测定砂表观密度
2）.使用设备
天平(量程1kg，精度1g)；
容量瓶(500ml)；
干燥箱；
干燥器等。
1.砂的表观密度测定

3）.测定步骤
-- 称取烘干的试样300g(m0)，装入盛有半瓶冷开水的容量瓶中，摇动容量瓶，使试样充分搅动以排除气泡。
打开瓶塞并添加水，使得液面与瓶颈500ml刻度线平齐。塞紧瓶塞，擦干外面水分，称量其质量m1。
倒出瓶中的水和试样，清洗瓶内外，在装入上述相同的冷开水至瓶颈500ml刻度线处。塞紧瓶塞，擦干外面水分，称量其质量m2。

1.测定砂表观密度
取水的密度为1g/cm3，用下述公式计算砂的表观密度(0.01g/cm3)

以两次实验结果的平均值作为测定值，如两次结果之差大于0.02g/cm3，应重新进行实验。

1.测定砂表观密度
4）实验注意事项
（1）300g砂子装入容量瓶后，不要马上称重应摇晃容量瓶，排除气泡。
（2）容量瓶上面有一刻线，两次加水一定是凹面相齐。
（3）注意300g砂子要全部加入容量瓶，不要丢或有剩余。

2 砂筛分析试验
1）目的：通过砂的筛分析实验，判断砂的粗   细和砂的级配是否合格。
2）主要仪器
A  筛  10  5.0 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16 筛底
B  电子秤

2 砂筛分析试验
3)实验方法
A.称取砂500g。将筛子按筛孔由大到小叠合起来，附上筛底。将砂样倒入zui上层（孔径为5mm）筛中。
B.用手筛动筛子，筛至每分钟通过量小于试样总量的0.1%为止。
C.称取各号筛上上的筛余量。

2 砂筛分析试验
D.计算分计筛余百分率：
   各号筛上筛余量除以试样总质量（至0.1%）。 
E.计算累计筛余百分率：
   每号筛上孔径大于和等于该筛孔径的各筛上的的分计筛余百分率之和（至0.1%）；并绘制砂的筛分曲线。
2 砂筛分析试验
F.计算砂的细度模数
G.画砂的筛分析曲线
4.结果评定
砂的粗细
砂的级配是否合格
2 砂筛分析试验
１）.式中，A1、A2……A6分别为5.00、2.50……0.160 mm孔筛上的累计筛余百分率。
（２）. 砂按细度模数(Mx)分粗、中、细和特细四种规格，由所测细度模数按规定评定该砂样的粗细程度。
（３）.以Mx=3.7-3.1为粗砂， Mx=3.0-2.3为中砂， Mx=2.2-1.6为细砂， Mx=1.5-0.7为特细砂来评定该砂的粗细程度。
（４）.根据0.630mm筛所在的区间判断砂子属于哪个区
（５）.画出砂子所在级配曲线，并画出所在区间的上下限．并判断级配是否合格

3.石子的捣实密度实验

实验要求及说明
1)通过对两种单粒级石子不同比例的搭配,观察其捣实密度的变化,画出石子比例和捣实密度的曲线 ,并进行分析.
2)实验使用的石子是石灰岩碎石,粒径分别为5—10mm,10-20mm单粒级.
3)所用容积升体积为10L
4)石子的称量总质量为20Kg

3.石子的捣实密度
使用设备
台秤(量程：50kg，精度50g)
容量筒：容积为10升(Dmax≤25mm时)、20升(Dmax=31.5mm或40.0mm时)。
测定步骤
称取容量筒自身的质量m1。
3.石子的捣实密度
称取以捣实状态填充容量筒的试样和容量筒的总质量m2。
由容量筒中试样的质量(m2- m1)和容量筒的体积(V)计算捣实密度。

4.石子针片状颗粒含量的测定
使用设备
针状规准仪和片状规准仪
测定步骤
依据石子的zui大粒径，按下表进行有代表性取样并筛分。

用规准仪按下表对试样逐粒进行检验，凡颗粒长度大于针状规准仪者为针状颗粒；厚度小于片状规准仪上相应孔宽者为片状颗粒。

5.石子压碎指标测定
1)实验用仪器
   压碎指标测定仪
   压力试验机
   2.5mm筛子
   电子秤

5.石子压碎指标测定
2) 试样制备
  标准试样应采用10-20mm的颗粒,并在气干状态下进行试验。
   试验前，先将试样筛去10mm、以下及20mm以上的颗粒,再用针状和片状规准仪剔除其针状和片状颗粒,然后称取每份3Kg的试样3份备用。

5.石子压碎指标测定
3）实验步骤
A 置圆筒于底盘上，取试样一份，分二层装入筒内。每装完一层试样后，在底盘下面垫放一直径为10mm的圆钢筋，将筒按住，左右交替颠击地面各25下。第二层颠实后，试样表面距底的高度应控制为100mm左右；
B 整平试样表面，把加压头装好（注意应使加压头保持平正），放到试验机上在160-300s内均匀地加荷到200KN，稳定5s，然后卸载，取出测定筒。倒出筒中的试样并秤其质量（M0),用孔径为2.5mm的筛筛除被压碎的细粒,秤量剩留在筛上的试样重量（M1)。
5.石子压碎指标测定
4）压碎指标值试验结果计算：
      压碎指标值δa=（M0- M1）/ M0  ×100%
      M0 试样重量（g）
      M1 压碎试验后筛余的试样重量（g）
6.轻集料筒压强度试验
1)试样要求及实验方法
●筛取10-20mm粒级(粉煤灰陶粒允许10-15mm的粒径)的试样5L,其中10-15mm的粒径的体积含量应占50%-70%。
●用承压筒装试样，分别测定3次松散料重，取其算术平均值。对天然的轻集料，取测得的平均松散料重，乘以1.15的填充系数作为试样量,对其他的轻集料,则乘以1.10的填充系数作为试样量。

6.轻集料筒压强度试验
●按上述试样量称取试样，装入承呀压筒，先用木锤沿筒壁四周轻敲数次，然后装上到导向筒和冲压模，检查冲压模的下刻线是否与导向筒上缘重合为止。把承压筒放在压力试验机的下压板上，以每秒约300-500N的速度加荷。当冲压模压入深度为20mm时，记下压力值。
6.轻集料筒压强度试验
3）轻粗集料筒压强度计算：
      Ra= F/A
      Ra：筒压强度（MPa）
      F ：压入深度为20mm时的压力值（N）
      A ：受压面积（mm2）
三.实验注意事项及报告要求
1.砂表观密度、石子捣实密度等实验同学操作时要细心认真,按规范操作，减小人为误差
2. 砂筛分析实验要对砂的粗、细和级配是否合格做出判断，结合实际工程说明如何选用砂子。
3.石子捣实密度实验要画出粗细比例与捣实密度的关系曲线,并结合混凝土的性能做出分析。

混凝土的主要组成材料-集料分类和介绍：
集料：
  又称骨料，是混凝土的主要组成材料之一，在混凝土中起骨架作用，一般不与水泥浆起
化学作用，但能减少混凝土由子水泥硬化而引起的收缩，使混凝土具有较好的体积稳定性和
柑久性。
  凡集料粒径在5mm以上者，称为粗集料，粒径在5mm以下者，称为细集料。按照其不同
密度，又可分为重集料和轻集料。
1.用于普通棍凝土的集料
(1)粗集料  一般分为碎石(包括碎卵石，下同)和卵石。碎石是由天然岩石或卵石经碳碎、筛分而得的、粒径大于5mm的岩石颗粒，卵石是由岩石经自然作用而成的、粒径大于5mm的颗粒。
(2)细集料 生产普通混凝土砌块的细集料，一般采用天然砂，按其产源不同，可分为河砂、海砂和山砂，按其细度模数(Mx)则可分为粗砂(MX为3.7~3.1)、中砂(Mx为3.0~2.3)、细砂(Mx为2.2~1.6)和特细砂(Mx为1.5~0.7)。        
2.用于轻混凝土的轻集料
  轻集料包括轻粗集料和轻细集料。轻粗集料为粒径在5mm以上的轻质骨料，其堆积密度小于1000kg/m3。轻细集料为粒径不大于5mm的轻质骨料以下简称轻砂)，其堆积密度小于1100kg/m3。
轻集料按原材料来源分为三大类:
（1）工业废渣轻集料——以工业废渣为原料，经加工而成，如粉煤灰陶粒、膨胀矿渣、煤渣、煤矸石等及其轻砂。
(2)天然轻集料——天然形成的多孔岩石，经加工而成，如浮石、火山渣等及其轻砂。
(3)人造轻集料——以地方材料为原料，经加工而成，如页岩陶粒、粘土陶粒、膨胀珍珠岩等及其轻砂。
配制轻混凝土时，也可采用普通砂作为细集料。

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