粗集料松方密度及空隙率试验

二. 粗集料松方密度及空隙率试验

1.试验原理

粗集料的松方密度是指集料单位体积（包括物质颗粒固体及其闭口、开口孔隙和颗粒间空隙体积）物质颗粒的质量。

松方密度是计算粗集料空隙率的重要参数，它与表观密度的区别在于：测定的体积中包含了集料颗粒间的空隙体积，因此，松方密度是将集料填装在规定的容积筒中进行测定，根据粗集料颗粒在容积筒中排列的松紧程度不同，又包括堆积状态、振实状态和捣实状态下的三种松方密度。

2.试验目的

测定粗集料的松方密度，可以计算粗集料的空隙率，亦可计算粗集料的质量和数量。

3.主要仪具

（1）天平或台秤：感量不大于称量的0.1%。

（2）容量筒

（3）平头铁锹。

（4）烘箱：能使温度控制在105℃±5℃。

（5）振动台：频率为3000次/min±200次/min，负荷下的振幅为0.35mm，空载时的振幅为0.5mm。

（6）捣棒：直径16mm，长600mm，一端为圆头的钢棒。

4.试验方法

（1）采用四分法将试样缩分至满足试验要求的质量，在105℃±5℃的烘箱中烘干，也可以摊在清洁的地面上风干，拌匀后分成2份备用。

（2）堆积密度测定

取试样一份，置于平整干净的水泥地（或铁板）上，用平头铁锹铲起试样，从铁锹的齐口至容量筒上口的距离约为50mm左右，使石子自由落入容量筒内。装满容量筒，并除去凸出筒口表面的颗粒，并以合适的颗粒填入凹陷空隙，使表面稍凸起部分和凹陷部分的体积大致相等，称取试样和容量筒总质量（m2）。

（3）振实密度测定

按堆积密度的试验步骤，将装满试样的容量筒放在振动台上，振动3min，或者将试样分三层装入容量筒：装完一层后，在筒底垫放一根直径为25mm的圆钢筋，将筒按住，左右交替颠击地面各25下；然后装入第二层，用同样的方法颠实（但筒底所垫钢筋的方向应与第一层放置方向垂直）；然后再装入第三层，如法颠实。待三层试样装填完毕后，加料填到试样超出容量筒口，用钢筋沿筒边缘滚转，刮下高出筒口的颗粒，用合适的颗粒填平凹处，使表面稍凸部分和凹陷部分的体积大致相等，称取试样和容量筒总质量（m2 ）。

（4）捣实密度测定

将试样装入容量筒中达1/3的高度，由边至中用捣棒均匀地捣实25次。再向容量筒中装入1/3高度的试样，用捣棒均匀地捣实25次，捣实深度约至下层的表面。然后重复上一步骤，加最后一层，捣实25次，使集料与容量筒口齐平。用合适的集料填充表面的大空隙，用直尺大体刮平，目测估计表面凸起的部分与凹陷的部分的容积大致相等，称取容量筒与试样的总质量（m2）。

（5）容量筒容积的标定

用水装满容量筒，测量水温，擦干筒外壁的水分，称取容量筒与水的总质量（），并按水的密度对容量筒的容积作校正。

5.结果计算

（1）容量筒的容积

容量筒的容积按下式计算：

式中：v --容量筒的容积，l；

m1--容量筒的质量，kg；

--容量筒与水的总质量，kg；

--试验温度t时水的密度，同前。

（2）松方密度

松方密度（包括堆积状态、振实状态和捣实状态的松方密度）按下式计算至小数点后2位。

式中：--粗集料松方密度，kg/m3；

m1--容量筒的质量，kg；

m2--容量筒与试样的总质量，kg；

v --容量筒的容积，l。

（2）空隙率

空隙率（亦称间隙率）是集料颗粒之间空隙体积占集料总体积的百

分率。

水泥混凝土用粗集料的空隙率按下式计算 :

式中： n--水泥混凝土用粗集料的空隙率，％；

--按振实法测定的粗集料的松方密度，kg/m3；

--粗集料的表观密度，kg/m3。

沥青马蹄脂碎石混合料（sma）用粗集料空隙率，是指捣实状态粗集料骨架（通常指4.75mm以上部分）的间隙率，可按下式计

算:

式中：--捣实状态粗集料骨架间隙率，％；

--按捣实法测定的粗集料的松方密度，kg/m3；

--粗集料的毛体积密度，kg/m3。