细颗粒骨材的比重和吸水率的测试方法(美国密西根)

了解粗、细骨材的比重和吸水过程，对波特兰水泥混凝土portland cement concrete (PCC) 和热混合沥青and hot mix asphalt (HMA)的混合和设计是不可缺的。 更重要的，PCC 和HMA的生产是仰赖骨材比重的准确测量。更进一步的说明，对骨材比重的的准确测量是需要先了解如何计算矿物骨材的孔隙(VMA)、全部混合的孔隙(VTM)等。对HMA混合黏结剂的含量是决定GHA物性、体积的关键元素。对于 PCC来说，骨材的吸水过程是用于达到水/水泥或水/有黏性的水泥材料的比率。它也影响PCC的可使用性和对PCC的结冻和融化的抗耐性有极大显着的影响。

一、前言：

细颗粒骨材：定义为通过第8 (2.36 mm)筛子的骨材。

这个测试方法包括测定细颗粒骨材的比重和吸水。

比重分为：干燥体比重、SSD体比重(saturated-surface-dry) (饱和-表面-干燥)或外观比重。其中SSD体比重和吸水是根据骨材在水中浸泡24个小时以后。

为了让细颗粒骨材能节省在水中浸泡的时间，建议使用真空抽取方式，以节省时间的浪费。

二、标准：

ASTM C 70：为在细颗粒骨材表面水分测试方法

ASTM C 127：为粗糙的骨材的比重和吸水测试方法

ASTM C 136：为细和粗糙的骨材的筛分析测试方法

ASTM E 12：相关于密度和固体、液体和气体比重的术语

AASHTO标准：T 84：细颗粒骨材的比重和吸水

MDOT标准：MTM 107为骨材抽样的方法

三、定义：

体比重的特征：是应用骨材在HMA混合物中所占领体积的比例或根据一个绝对体积的分析演算。

A、吸水：骨材重量的增加由于水在材料的毛孔，但是不包括附着在微粒的外表面的水，以干重百分比表示。当骨材保持在温度 93± 3 ℃时，被认为是干燥。有足够时间能除去所有未结合的水。

B、比重：材料的单位体积与重量的比(在空气重量) 在固定的温度下与水同一体积的重量。没有单位。

外观比重：在固定的温度下，骨材不渗透性部分的单位体积在空气中的重量与相等的水体积在空气之重量的比。

干燥体比重：在固定的温度下，骨材的单位体积在空气中的重量(包括在微粒中有渗透性和不渗透性的空隙，但是不包括在微粒之间的空隙)与相等的水体积在空气之重量的比。

SSD体比重：在固定的温度下，骨材的单位体积在空气中的重量，包括沉没在水中大约24个小时达到水填装满空隙的程度的重量(但是不包括空隙在微粒之间)，与等的水体积在空气之重量的比。

四、比重的计算：

A、干燥的体比重：温度在(25℃)：       公式 = J /(E+C－F)

                        干燥测试样品在空气中的重量

＝-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

烧瓶用水填装到校准标志的重量＋饱和表面干燥测试样品在空气的重量－烧瓶与样品和水到校准标志的重量

J =  干燥测试样品在空气中的重量   g

E = 烧瓶用水填装到校准标志的重量  g

C = 饱和表面干燥测试样品在空气的重量 g

F =烧瓶与样品和水到校准标志的重量 g

改进测量的方法：

此干燥的体比重的公式和MatsuHaku的GH-200P的公式是一样的，它具有三个重量：

               干燥测试样品在空气中的重量

＝-----------------------------------------------------------------------------------------------

饱和表面干燥测试样品在空气的重量－饱和样品在水中的重量

它是需要多两个步骤：1、完全烘干   2、完全水饱和

烘干方法：可用 sartorius 卤素红外线水分计将样品烘干。

饱和水：可用 matsuhaku真空抽取机GHV-2将样品快速饱和。

B、SSD体比重测试方法：温度在(25℃)，根据饱和表面干燥骨材重量如下：

SSD体比重公式 = C/(E+C－F)

饱和表面干燥测试样品在空气的重量

＝---------------------------------------------------------------------------------------------------------

烧瓶用水填装到校准标志的重量＋饱和表面干燥测试样品在空气的重量－烧瓶与样品和水到校准标志的重量

改进测量的方法：

此SSD体比重的公式和我们的GH-200A的公式是一样的，它具有两个重量：

               饱和表面干燥测试样品在空气中的重量

＝-----------------------------------------------------------------------------------------------

饱和表面干燥测试样品在空气的重量－饱和样品在水中的重量

它是需要多一个步骤：1、完全水饱和

完全水饱和可以用matsuhaku GHV-2真空抽取机加以快速饱和或浸泡于水中 24小时

C、外观比重：温度在(25℃) 如下：      公式= Ji/(Ei+Ji－Fi)

干燥测试样品在空气中的重量

＝-------------------------------------------------------------------------------------------------------

烧瓶用水填装到校准标志的重量＋干燥测试样品在空气中的重量－烧瓶与样品和水到校准标志的重量

请注意：

此外观比重的公式和我们的GH-200A的公式是一样的，它具有两个重量：

               干燥测试样品在空气中的重量

＝-----------------------------------------------------------------------------------------------

干燥测试样品在空气的重量－测试样品在水中的重量

它是需要多一个步骤：1、完全烘干

烘干方法可用sartorius 卤素红外线水分计烘干

D、吸水-计算干燥重量吸水的百分比   吸水率公式= [(Ci－Ji)/Ji] x 100％

饱和表面干燥测试样品在空气的重量－干燥测试样品在空气中的重量

＝-------------------------------------------------------------------------------------------------×100％

干燥测试样品在空气中的重量

请注意：

此吸收的公式可由sartorius 卤素红外线水分计直接测得。

五、报告

10.1报告干燥体比重、SSD体比重、外观比重结果是否到 0.001并且表明比重的种类。

10.2 报告吸收的结果到 0.1%。

11. 精确度

11.1判断以这个方法得到的比重测试可接受的结果的标准在下列表中所示：

表1 ： 比重和吸收的精确度范围

标准差         可接受范围的结果

Single-Operator Precision:

干燥体比重                   0.011              0.032

SSD体比重                   0.0095             0.027

外观比重                     0.0095             0.027

吸收 %                       0.11               0.31

Multilaboratory Precision:         

干燥体比重                  0.023              0.066

SSD体比重                  0.020              0.056

外观比重y                  0.020              0.056

吸收 %                     0.23                0.66

5. 测试方法概要：

5.1洗涤样品，烘干在水中浸没大约 24个小时饱和材料的细颗粒骨材。然后除去水，并且样品暴露在流通的空气中并且搅动除去微粒表面的水。 样品的第二部分是放入烧瓶并且称第一次重量。然后将烧瓶充满水，去除气泡，并且样品再称第二次重量。最终将样品放置在平底盘加以烘干，并且称第三次重量。 使用重量因而得到在这个测试方法的公式，它是可能计算三种类型的比重和吸收。

6. 器具：

6.1天平：大于2 kg称量的天平，精度0.1~ 0.01 g。

6.2二个比重瓶：每一个容量瓶 500ml。

6.3模子：截头为圆锥体形式的金属其尺寸如下：在上面的内径 1.57英寸" 0.12英寸(40 mm " 3 mm)、在底部的内径3.54英寸" 0.12英寸(90 mm " 3 mm)、高度2.95英寸" 0.12英寸(75 mm " 3 mm)，金属最小的厚度0.03英寸(0.8 mm)。

6.4堵塞器：金属堵塞器重量是 340 g、15 g和有一张平圆填塞面孔直径1英寸(25 mm) 、0.12英寸(3 mm)。

7. 取样：

在C 702程序上所说明，从样品使用适合的步骤取得大约1200 g细颗粒骨材。

8. 步骤：

8.1在适当的平底盘或容器烘干样品在温度(110℃± 3 ℃)重量不变。

8.2让样品在室温冷却，然后在第 200 (75 Fm)筛子洗涤样品直到水清澈。放保留在第200 (75 Fm)筛子上的材料入容器并且浸没在室温24℃的期间的水中4个小时。

8.3从洗涤的样品小心除去过量的水避免材料损失。展开样品在平的而无吸水性的表面，暴露在(15~29℃)微风中并且常常地搅动确定同等的干燥。当测试样品接近自由滚动情况时，如在8.3.1的步骤测定细颗粒骨材微粒表面湿气是否存在。它打算锥体测试将与样品的一些表面的水做第一次试验。 继续烘干与不断的搅拌和测试，直到测试表明样品已经到达表面干燥情况。如果表面湿气测试的第一次试验表明湿气不存在于表面，它烘干超过饱和表面干燥条件。这将是无效的测试，并且材料必须再实验。

8.3.1锥体表面湿气的测试：坚定地使模子保持向下在光滑的无吸收性的表面与下来大直径。 放置宽松地部分地干细颗粒骨材的部分在模子通过填装它到溢出。从在模子的基地附近的外面取消松散料。砸紧细颗粒骨材入模子与堵塞器的25下落。每下落应该开始大约0.25英寸(5 mm)在骨材的表面之上。允许堵塞器自由地跌倒每下落。

在表面落下以后调整开始的高度到新的表面平面于落下和分布。垂直举起模子。如果表面湿气存在，细颗粒骨材将保留它的形状。当细颗粒骨材有一点陷入，它表明已到达表面干燥的情况。

8.4立即放饱和表面干燥细颗粒骨材大约250 g入二个已校准的比重瓶中。称每个比重瓶并且记录重量作为饱和表面干燥测试重量。 记录此和所有随后重量到0.1 g。跟随在ASTM E 29描述的方法。

8.5用水填装每个比重瓶到大约90%的容量。滚动、倒置，并且搅动每个比重瓶消除所有气泡 (通常消除气泡大约需要3到7分钟)。调整温度每个比重瓶到(25 ℃± 1.7 ℃)由浸没在循环水而且允许样品平静至少五(5)分钟。

然后从循环水除去比重瓶并且给比重瓶加入水平面在校准的容量。(浸洗一卷毛巾纸入比重瓶被发现在分散泡沫当消灭气泡时是有用的)测定每一个总重量包含样品和水的比重瓶并记录这些重量。

8.6从二个比重瓶中除去每一个细颗粒骨材并且放置样品入一个分开的耐热容器。 确定从比重瓶移除所有材料，小心不丢失其中任一个。烘干材料在烤箱在温度(93℃ ± 3 ℃)到重量不变。

冷却样品，直到骨材到达了是舒适的处理的温度。称重样品和纪录，A是干燥测试样品在空气中重量。根据第9部分完成演算。