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4mn。

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TO330-1)。 

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，不锈钢的金属盆等。 

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；注入水，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，然后移入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(图T0330-2中d 状态);对机制砂和石屑，宜以“当移去试模次出现坍落”为标准状态(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         e)坍落，表面呈曲面

图T0330-2 细集料不同坍落状态示意图

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，可采用纸市浸入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(m₀)。 

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γ_a、表干相对密度γ_s、及毛体积相对密度γ_b,分别按式(T0330-1) 、(T0330-2) 、(T0330-3)     计算，准确至0.001。

式中：γ_a——试样的表观相对密度；

γ_s——试样的表干相对密度；

γ_b——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ρ_a、表干密度ρ_s、及毛体积密度ρ_b, 分别按式(T0330-4)、(T0330-5)、(T0330-6)计算，准确至0.001g/cm³.

ρ_a=γ_a×ρ_t                                        (T0330-4)

ρ_s=γ_s×ρ_t                                         (T0330-5)  

ρ_b=γ_b×ρ_t                                         (T0330-6) 

式中：ρ_a——试样的表观密度，g/cm³；

ρ_s——试样的表干密度，g/cm³；

ρ_b——试样的毛体积密度，g/cm³;

ρ_t ——试验温度T 时水的密度，按附录A 表A-1 取用，g/cm³。 

5.3    试样的吸水率按式(T0330-7)计算，准确至0.01%。

       (T  0330-7)

式中：w_x——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，准确至0.01%,但需在报告中注明。

                  (T0330-8) 

式中：——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，准确至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，准确至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。通过调研本规程2000年版、GB/T14684,以及国际上AASHTO T84 、ASTM C128 、CSA A23.2-6A没有规定细集料需要过筛，而 BS 812-2 要求筛分为0.075～5mm; 而 EN 1097-6 要求筛分为0 .075～4mm 。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。

EN 1097-6、BS 812-2 规定 AASHTOT84 、ASTM   C128 和 CSA    A23.2-6A  饱和面干状 态，对于天然砂，为移去坍落筒即出现坍落状态。对于机制砂、石屑，当试样筛除粉料 时为图T0330-2 中d状态；当含有粉料时会影响坍落状态。

而 AASHTOT84 、ASTMC 128和 CSA A23.2-6A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次出现一侧轻微坍落，接近图T0330-2中b 状态。

另外，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。对于水洗0.075mm的机制砂、石屑，其坍落形状不再受0.075mm 含量，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。