第四节、细集料试验检测

一、筛分试验（干筛法/水洗法）

1.目的与适用范围

（1）本方法适用于测定细集料的颗粒组成、计算细度模数。

（2）对水泥混凝土、水泥砂浆用细集料干筛法/水洗法均可以；当0.075mm通过率大于5%时，宜采用水洗法进行筛分试验。对沥青混合料、无结合料粒料材料及无机稳定材料用细集料应采用水洗法进行分试验。

（3）对于轻集料，应采用干筛法进行筛分试验；

2.仪具与材料

（1）试验筛：根据集料粒级选用不同孔径方孔筛，带底、筛盖；

（2）天平，称量不小于1kg，感量不大于0.1g。（3）其他；

3.试验准备

将样品缩分至表T0327-1要求质量的试样两份，置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重冷却至室温备用。

注：特细砂可以减少到100g；

4.试验步骤

干筛法试验步骤

（1）取一份干燥试样，称取试样总质量m0。

（2）按T0302（粗集料干筛）方法中干筛法试验步骤进行筛分，称量每号筛的分计筛余量m_i和筛底质量m_底。

要点：机筛/人工筛10分钟+人工补筛（筛至每分钟各号筛的分计筛余量变化小于试样总质量的0.1%）。

水洗法试验步骤【分两步：先测出小于0.075mm的颗粒含量，剩下的重复干筛试验】

（1）取一份干燥试样，称取试样总质量m₀。

（2）按T0302（粗集料水洗）方法中水洗法试验步骤进行水洗、烘干、筛分，称取水洗后的干燥试样总质量m_洗，每号筛的分计筛余量m_i和筛底质量m_底。

要点：由4.75mm，0.075mm，或2.36mm，0.075mm组成套筛，淘洗至清澈，不得有砂粒损失。【此处规范变动】

5.结果整理

（1）计算试样的筛分损耗率、分计筛余率、筛余率和通过率；

（2）计算试样细度模数：

【2019助理】细集料筛分试验中用摇筛机摇筛后，还应手工逐个手筛，直到每分钟筛出量不超过筛上剩余量的（    ）时为止。

A.0.1% B.0.2% C.0.3% D.0.5%

【答案】A

【解析】当每个筛子手摇筛出的量每分钟不超过筛上剩余量的0.1%，停止过筛。

【2020师】试验室进行沥青混合料目标配合比设计，取0~5mm细集料进行水洗法筛分试验，水洗过程中可选择以下（  C  ）的试验筛组成套筛。

A.上部0.075mm，底部1.18mm B.上部1.18mm，底部0.075mm

C.上部2.36mm，底部0.075mm D.上部4.75mm，底部0.075mm

6.允许误差

（1）一份试样的筛分损耗率应不大于0.5%；

（2）0.075mm通过率重复性试验的允许误差为1%。

（3）细度模数重复性试验的允许误差为0.2。

【2018助理】对天然砂进行筛分试验，计算得到平行试验的细度模数分别为3.2和3.6，最终的试验结果（  D  ）。

A.3.2 B.3.4 C.3.6 D.重新进行试验

【2022检师】水泥混凝土用砂的筛分试验采用干筛法，不可采用水筛法；沥青混合料用砂的筛分试验采用水筛法，不可采用干筛法。（错误）

【2023检师】水泥混凝土用砂的筛分试验可采用干筛法，不可采用水筛法，而沥青混合料用砂的筛分试验可采用水筛法，不可采用干筛法。（错误）

【2013/2017】筛分实验中各级筛过筛不彻底时，计算出的砂的细度模数会（  A  ）

A.增大 B.减小 C.不变 D.不确定

三、细集料密度及吸水率试验（坍落筒法）【从未考察】

1.试验目的

（1）本方法适用于坍落筒法测定细集料毛体积相对密度、表观相对密度、表干相对密度。

（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。

（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.试验仪器与材料

（1）天平；（2）饱和面干试模：由试模，捣棒和玻璃板组成。（3）恒温水槽（23±2）℃

3.试验准备

（1）筛除大于4.75mm颗粒，缩分成600g子样两份，将0.075mm以下颗粒洗除，漂洗清澈。

（2）将子样加入容器，注水，水面高出试样至少20mm，浸泡24h±0.5h（至少最后2h在恒温水槽中）；取一份字样移入金属盘，用吹风机送风，使水分蒸发至饱和面干；

（3）制备饱和面干试样：将试样松散地一次性装入饱和面干试模中，用捣棒在距集料表面不超过5mm处以自由落下的方法轻捣25次。垂直提起试模，根据试样坍落程度和外观形状，判断砂的含水状况。

①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，应继续干燥、装模、轻捣，重复试验。

②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，再进行试验。

③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(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(图T0330-2中d~c状态)。

四、细集料堆积密度及空隙率试验【极少考察】

步骤：两种密度状态装样的操作要点【松散堆积密度和振实堆积密度】

(3)将砂样装入漏斗中，打开底部活动门使砂流入容量筒中。也可采用小勺向容量筒中直接加样，但两种填砂方式都要求离容量筒口距离为50mm左右。砂样装满之后，用直尺将多余的部分沿筒口中心线向两个相反方向刮平。随后称取筒和砂样的总质量(m₁)。

(4)另取砂样一份，分两层装入容量筒。每装完一层，在筒底垫一根10mm直径的钢筋，左右交替颠击地面各25下(注意两次钢筋摆放呈相互垂直方向)。装填完成并颠实后，适当添加砂样超出筒口，然后用直尺将多余的部分沿筒口中心线向两个相反方向刮平，称出筒和砂样的总质量(m₂)。

(5)每次试验内容平行两次。

五、细集料含泥量试验（筛洗法）

1.适用范围

本方法适用于测定天然砂中粒径小于0.075mm的粘土、淤泥和尘屑的含量，不适用于机制砂、石屑及特细砂（石粉含量较高）等细集料。

2.试验仪器

(1)天平：称量不小于1kg，感量不大于0.1g。

(2)烘箱：能控温在105℃±5℃。

(3)标准筛：孔径0.075mm及1.18mm的方孔筛。

(4)其他：盛水容器等。

【2017助理】以下用于评价沥青混合料用细集料洁净程度的技术指标有（  ACD  ）。

A天然砂含泥量 B机制砂含泥量     C砂当量 D亚甲蓝值

【2023检师】用于评价天然砂洁净程度的方法有（  AB  ）。

A.筛洗法 B.砂当量法 C.比色法 D.膨胀率法

3.试验准备

样品缩分至约400g的试样两份，105℃±5℃烘干至恒重，冷却至室温。

4.试验步骤

（1）称取一份试样m₀装入盛水容器内摊平，加水至水面高出试样150mm，并充分搅拌均匀，然后浸泡2h。

（2）用手在水中淘洗，将浑浊液倒入1.18mm及0.075mm的套筛上，滤去小于0.075mm的细粉；试验前筛子的两面应先用水湿润，注意避免试样颗粒丢失。

注：不得直接将试样放在0.075mm筛上用水冲洗，或者将试样放在0.075mm筛上后在水中淘洗以避免造成试样颗粒丢失。

（3）采用水冲洗等方法，将两只筛上颗粒并入盛水容器中。再次加水于盛水容器中重复上述步骤，直到水清澈。

（4）将两只筛上及盛水容器中的试样全部回收到一个金属盘中。当盛水容器和筛上沾附有集料颗粒时，在盛水容器中加水，搅动使细粉悬浮在水中，并快速全部倒入套筛上再将筛子倒扣在金属盘上，用少量的水并助以毛刷将颗粒刷落入盘中。待细粉沉淀后，泌去金属盘中的水，注意不要散失细粉。

（5）将金属盘连同试样一起置105℃±5℃烘箱中烘于至恒重，冷却至室温后称取试样的质量m₁。

六、细集料亚甲蓝试验

1.目的与适用范围

（1）适用于测定细集料亚甲蓝值，评价粘土类有害物质含量，以评价细集料洁净程度。

（2）适用于测定细集料中0～2.36mm部分的亚甲蓝值MB，或细集料中0～0.15mm部分的亚甲蓝值MB_F。

（3）适用于填料中0～0.15mm部分的亚甲蓝值MB_F，用于评价矿粉质量。

2.仪具与材料

（1）移液管；（2）叶轮搅拌机；（3）烘箱；（4）天平：称量不小于1kg，感量不大于0.1g；称量不小于100g，感量不大于0.01g；（5）试验筛：孔径为0.15mm、2.36mm的方孔筛；

（6）容器；（7）玻璃容量瓶：1L；（8）计时器、玻璃棒、温度计、烧杯1000ml等；

（9）亚甲蓝：纯度不小于98.5%；（10）试验用水；

试验原理：向集料与水搅拌制成的悬浊液中不断加入亚甲蓝溶液。

最初，亚甲蓝被细集料中的粉料【膨胀性黏土矿物】所吸附，用玻璃棒沾取少许悬浊液滴到滤纸上观察是否有游离的亚甲蓝放射出的浅蓝色色晕，判断集料对亚甲蓝的吸附情况。通过色晕试验，一直添加亚甲蓝，直到出现游离的亚甲蓝（以浅蓝色色晕宽度1mm右作为标准）时，计算亚甲蓝值MBV。

4.MB亚甲蓝试验步骤（MB_F亚甲蓝试验与此一致）

取一份试样，移入盛有500ml±5ml水的烧杯中。搅拌器速度设置到600r/min±60r/min，搅拌器叶轮离烧杯底部约10mm。开始搅拌同时启动秒表；搅拌5min形成悬浮液。用移液管加入5ml亚甲蓝溶液，设定转速400r/min±40r/min，持续搅拌一直到整个试验结束。

加入亚甲蓝溶液搅拌不少于1min后，在滤纸上进行第一次色晕试验。用玻璃棒蘸取一滴悬浮液滴于滤纸上（其量使沉淀物直径8-12mm），在滤纸上形成环状，中间是纯蓝色的集料沉淀物色斑，其外围是一圈无色的水环。

继续加入5mL亚甲蓝溶液，搅拌1min后，再次进行色晕检验。按此重复试验，直至围绕纯蓝色沉淀物周围出现一个宽度约1mm的浅蓝色光晕，表明试验接近终点。

当首次出现约1mm的浅蓝色光晕，停止添加亚甲蓝溶液：每隔1min进行1次色晕检验，共进行5次色晕检验。如果浅色光晕在4min内消失，则再加入5mL亚甲蓝溶液，重新以1min间隔共进行5次色晕检验；如果浅蓝色光晕在第5min内消失，则再加入2mL亚甲蓝溶液，重新以1min间隔共进行5次色晕检验。

按照上步重复试验直至连续5min内色晕检验均出现光晕。记录整个试验过程中加入的亚甲蓝溶液总体积V。

5.细集料粉料含量较低时加高岭土

若粉料含量较低，此时很难形成浅蓝色光晕，称取干燥的30g±0.1g高岭土，和试样一并加入烧杯中，在加入V₁，为（3×MB_K）ml亚甲蓝溶液，再进行试验。

6.MB亚甲蓝的快速评价试验（一局定输赢）

（1）准备0-2.36mm试样，称重；

（2）计算一次性加入的亚甲蓝溶液体积V（公式略）；

（3）计入体积V的亚甲蓝溶液，以400r/min±40r/min转速持续搅拌8min，然后用玻璃棒蘸取一滴悬浮液滴于滤纸上，观察有无色晕。

如果出现浅蓝色光晕，则此细集料亚甲蓝检验合格；

如果未出现浅蓝色光晕，则此细集料亚甲蓝不合格。

【2023检测师】亚甲蓝快速试验结果评定时，若沉淀物周围出现明显色晕，则判定亚甲蓝快速试验为合格，若沉淀物周围未出现明显色晕，则判定亚甲蓝快速试验为不合格。（正确）

【2024检师判断】亚甲蓝试验方法适用于评价粒径小于2.36mm或小于0.15mm的细集料的洁净程度、但不适用于矿粉。（错误）

【2019助理】进行细集料亚甲蓝试验时，采用0~2.36mm试样的试验结果应小于采用0~0.15mm试样的试验结果。【答案】√

【19检测师】关于细集料的亚甲蓝试验，下列说法正确的是（    ）。

A.通过化学滴定测定亚甲蓝值，需要精度为0.001g的分析天平

B.亚甲蓝标准溶液应储存在深色瓶，避光保存

C.试验结束的标准是滴于滤纸上的沉淀物周围出现2mm稳定浅蓝色色晕

D.亚甲蓝试验主要是确定细集料中是否存在膨胀性黏土矿物

【答案】BD

【解析】亚甲蓝试验的天平感量要求为0.01g，沉淀物周围出现约1mm的浅蓝色色晕。所以A和C不对。

七、细集料砂当量试验

1.试验目的

本方法适用于测定细集料砂当量，评价粘土类物质相对含量，以评定细集料洁净程度。

【2022检师】关于细集料的砂当量和亚甲蓝值试验的表述正确的有（    ）。

A.砂当量和亚甲蓝值均用以评定细集料的洁净程度

B.砂当量适用于测定细集料中所含的黏性土或杂质的含量

C.亚甲蓝值适用于确定细集料中是否存在膨胀性黏土矿物

D.亚甲蓝试验适用于粒径小于2.36mm或0.15mm的细集料，不适用于矿粉

【答案】ABC

2.主要试验仪具与材料

(1)透明圆柱形试筒：盛放试验过程中的砂试样。

(2)冲洗管：试验过程用来冲洗砂样，将其中的黏土颗粒与砂颗粒分离开来。

(3)透明玻璃或塑料桶：容积约5L，盛放试验过程所需的冲洗液，有一根虹吸管放置桶中，桶底面高出工作台约1m。

(4)橡胶管(或塑料管)：长约1.5m，内径约5mm，同冲洗管连在一起吸液用，配有金属夹，以控制冲洗液流量。

(5)配重活塞：由底座(下面平坦、光滑，垂直杆轴)、套筒和配重组成。

(6)套筒：黄铜或不锈钢制，大小适合试筒并且引导活塞杆，能标记筒中活塞下沉的位置。套筒，上有一个螺钉用以固定活塞杆。配重为1kg±5g。

(7)机械振荡器可以使试筒产生横向的直线运动振荡，振幅200mm±10mm，频率180次/min±2次/min。

（8）化学试剂：无水氯化钙（含量96%以上）、丙三醇（含量99%以上）和甲醛（40%体积比）。

式中：w--砂样的含水率(%)；m--待测砂样质量(g)。

【2024助理单选】24.对0~3mm石屑进行砂当量试验时，若采用机械振荡器对试筒进行振荡，操作正确的是（ D   ）。

A.开动机械振荡器，在60s±1s的时间内振荡60次±3次

B.开动机械振荡器，在60s±1s的时间内振荡90次±3次

C.开动机械振荡器，在30s±1s的时间内报荡60次±3次

D.开动机械振荡器，在30s±1s的时间内振荡90次±3次

4.试验步骤

用冲洗管将冲洗液加入试筒至下部100mm刻度处。取一份砂当量试样(相当于120g干砂样)经漏斗倒入竖立的试筒中，颗粒不得散失，用毛刷将粉料刷入试筒。拍打试筒底部排除气泡，放置10min±1min。

      

放置后，用橡胶塞堵住试筒，水平固定在振荡机上。开动机械振荡器，在30s±1s的时间内振荡90次±3次。然后取下试筒竖直放回试验台上。取下橡胶塞，用冲洗液冲洗黏附在试筒壁上的砂样颗粒。

将试筒按压在试验台上，保持竖直，迅速用力将冲洗管插到试筒底部，同时打开冲洗管液流，通过冲洗管搅动底部试样，冲洗液冲击使粉料上浮、悬浮。随后缓慢匀速向上提升冲洗管，当液面接近380mm刻度线时，缓慢将冲洗管提出页面，关闭液流，使液面正好位于380mm刻度线处，此时立即启动秒表计时。在没有扰动的情况下静置20min±15s。静置后，立即用钢直尺量取从试筒底部到絮状凝结物上液面的高度(h1)；【排序题或考某关键步骤】

随后将配重活塞缓缓插入试筒中至碰到沉淀物，拧紧套筒上的固定螺丝。将活塞取出，用直尺插入套筒开口中，量取套筒顶面至活塞底面的高度(h2)，精确至1mm，同时记录试筒内的温度，精确至1℃。操作见图3-2。

测定试筒内冲洗液温度，如果温度达不到22+3℃，应予以会弃。

6.说明与注意问题

(1)砂当量越大，说明砂中小于0.075mm的颗粒中黏性土所占的数量越少，对应砂的洁净度越高，则砂的品质越好。

(2)砂中含泥量(筛洗法)试验、砂当量试验和亚甲蓝试验都是针对砂洁净度的评价方法，不同方法各有特点。其中筛洗法简便易操作，但会将不属于泥的矿物细粉一并被冲洗掉，当作泥来对待。砂当量法也有这样的问题存在，因为试验中被搅拌分离出形成悬浊液的颗粒也有可能存在一定的石粉。而亚甲蓝法可以排除石粉对试验结果的影响所以能够更加准确地评价砂样中黏土存在的状况。

亚甲蓝试验是最精确的方法！排除了石粉的干扰！

【2024助理判断】进行石屑的砂当量试验时，需要把120g±1g重的干料用漏斗倒入竖立的试桶中进行实验。【答案】（错误）

【2023助理】在石屑砂当量试验中，试验人员需要把（  D  ）用漏斗倒入竖立的试桶中进行试验。

A.150g±1g干燥试样          B.相当于干燥试样150g±1g的潮湿试样

C.120g±1g干燥试样          D.相当于干燥试样120g±1g的潮湿试样

【2021检师】细集料砂当量试验中，砂当量结果描述正确的是（  A  ）。

A.砂当量值越高，表示集料越洁净 B.砂当量值越低，表示集料越洁净

C.砂当量值与集料清洁度无关 D.砂当量值越高，表示集料越粗

【2020师】关于细集料的砂当量试验，表述不正确的有（ AD   ）。

A.取代表样品，放入105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，再取120g干燥试样

B.按照要求配置冲洗液，冲洗液的使用期限不得超过14d

C.将试样移入试筒中，除去气泡；试样按要求静置一定时间后，必须采用机械振荡器振荡

D.砂当量值是集料沉淀物高度除以絮凝物的高度，再乘以100

【2024检师多选】进行砂当量试验时，下列操作正确的是（  AD ）。

A.需将样品通过孔径4.75mm筛，去掉筛上的颗粒，试样数量不少于1000g

B.需将样品通过孔径2.36mm筛，去掉筛上的颗粒，试样数量不少于1000g

C.需量取集料沉淀物上液面到絮凝物上液面的高度

D.需量取试筒底部到絮凝物上液面的高度

③混凝土骨料试验，采用圆柱体或立方体试件，边长或直径取50mm±2mm。

（2）含水状态

    可根据需要选择烘干状态、天然状态、饱和状态、冻融循环后状态、干湿循环后状态。

（3）试件个数

当单独测定单轴抗压强度时，不同状态每组试件为6个；

当测定软化系数时，烘干状态和饱和状态下的试件个数分别为3个。

4.试验步骤

（1）用游标卡尺量取试件尺寸，准确至0.1mm，计算抗压强度所用的截面积A。

（2）将试件置于材料试验机的承压板中心，对正上、下承压板，不得偏心，承压板边长不大于2倍试件边长，垫板面积等于或略小于承压板厚度为2~3cm。

（3）开动材料试验机，使试件端面与上、下承压板接触均匀密合，然后在试件周围挂上铁丝网或有机玻璃防护罩。

（4）以0.5~1.0MPa/s速率加载至破坏，记录破坏荷载P及加载过程中出现的现象。对于软质岩应适当降低加载速率。

5.结果整理

1.标准试件的岩石单轴抗压强度R=P/A；（P为极限荷载、A为截面积）

2.软化系数Kp=Rc/Rd；（系数越大，耐水性越强）

Rc——岩石饱和状态下的单轴抗压强度平均值（MPa）；

Rd——岩石烘干状态下的单轴抗压强度平均值（MPa）。

精度要求：三个值的极差不应超过平均值的30%，否则另取第四个试件，并在四个试件中取最接近的三个值的平均值作为试验结果。

七、抗冻性试验

1.目的和适用范围

  抗冻性用来评估岩石在饱和状态下经受规定次数的冻融循环后抵抗破坏的能力。本试验采用直接冻融法，适用于能制成规则试件的各类岩石。

2.仪器设备

  切石机、钻石机及磨石机、测量平台、角尺、游标卡尺、冻融装置（能控制最低温度-24℃）、天平（0.01g）、烘箱（105~110℃）、干燥器、试件饱和及融解设备、材料试验机。

3.试件准备：每组试件应为6个；

4.试验步骤

（1）计算试件受压面积，烘干24h冷却至室温，称干质量 md。

（2）让试件强制吸水饱和，取出擦去表面水分，放在铁盘中备用，试件与试件之间应留有一定间距。

（3）取3个经过强制饱和的试件测定冻融前的饱和单轴抗压强度 Rc。

（4）另外3个经强制饱和的试件，待冻融装置温度下降到-18℃以下时，将铁盘连同试件一起放入并计时。在-20℃±2℃下冻结4h取出，放入 20℃±2℃恒温水中融解 4h，如此反复冻融至规定次数。

严寒地区（最冷月的月平均气温低于-15℃）为25次；

寒冷地区（最冷月的月平均气温低于-15~-5℃）为15次。

（5）每隔一定的冻融循环次数,检查试件有无剥落、裂缝、分层及掉角,并记录。

（6）称量冻融试验后的试件饱水质量m'f,再将其烘干至恒量,称其质量mf,并测定冻融试验后的试件饱水抗压强度Rf。试验中质量称量准确至 0.01g

5.结果整理

计算三个试验参数：质量损失率；冻融后吸水率；冻融系数；

判断岩石抗冻性好坏的指标：冻融后强度变化、质量损失、外形变化。      

一般认为冻融系数大于 75%，质量损失率小于2%时，为抗冻性好的岩石；吸水率小于0.5%，软化系数大于0.75 以及饱和系数小于0.8的岩石，具有足够的抗冻能力。