使用硫酸鈉或硫酸鎂進行骨料堅硬(固)性檢驗的方法--譯文.doc

標準代碼：C88-99a美國試驗與材料學會（ASTM） 美國賓夕法尼亞州西康斯荷根市BARR HARBOR大道；郵政信箱100；郵政編碼：19428。本標準版權(quán)歸ASTM所有 使用硫酸鈉或硫酸鎂進行骨料堅硬（固）性檢驗的標準方法1本規(guī)范由ASTM混凝土與混凝土骨料砂C09委員會歸口管理并由C09.20新拌混凝土檢驗小組委員會負責。當前版本于1999年3月10日獲批。1999年6月公布。最初公布的代碼為C 88-31T。最后一次修訂的代碼為C 88-99本標準是以固定代碼C 88發(fā)布的， 標準代碼后面緊跟的數(shù)字表示最初采用的年份或表示最后一次修訂的年份（如有修訂）。在圓括號內(nèi)的數(shù)字表示重新審批的年份。上標的希臘字母表中第5個字母（）表示自從上次修改或重新獲批以來發(fā)行版本的變化。本標準的使用已得到國防部相關(guān)機構(gòu)的批準。1、適用范圍1.1、本檢驗方法旨在介紹骨料的檢驗，以便于估算骨料在混凝土或其他應(yīng)用環(huán)境中受到風化作用影響時的堅固性。進行本試驗時，應(yīng)先將骨料反復浸泡在硫酸鈉或硫酸鎂飽和溶液中，接著用烘爐把骨料烘干，使沉淀在滲透性孔隙中的鹽部分或完全脫水。重新浸沒時鹽再水化產(chǎn)生的內(nèi)部膨脹力，類似于水在結(jié)冰時的膨脹力。當不能從暴露于實際風化條件下材料的使用記錄中得到足夠的信息時，本檢驗方法可提供有用信息（有助于判定骨料的堅固性）。1.2、括號中給出的數(shù)值僅供參考。1.3、制定本標準的目的不在于解決與本標準的使用相關(guān)的所有安全問題。本標準的使用人有責任制定相應(yīng)的安全與健康規(guī)范，并在使用本標準之前明確相關(guān)規(guī)章限制的適用性。2、參考文獻2.1、ASTM標準：C 33 混凝土骨料規(guī)范 ASTM標準年鑒卷04.02.C 136 細骨料及粗骨料篩分檢驗方法2C 670建筑材料檢驗方法的精度與偏差說明的編制慣例2 C 702 將骨料試樣減小至試驗尺寸的實施慣例2D 75 骨料的抽樣實施慣例 ASTM標準年鑒卷04.03.D 3665 建筑材料隨機采樣慣例3E 11 試驗用金屬絲布篩規(guī)格ASTM標準年鑒卷14.02.E 100 ASTM流體比重計規(guī)格ASTM標準年鑒卷14.02.E 323 試驗用沖孔板篩規(guī)格43、意義及應(yīng)用3.1、本檢驗方法將提供一種旨在初步估算混凝土中使用的以及其他用途的骨料堅固性。所獲得的數(shù)值可以與相關(guān)規(guī)范（比如C 33規(guī)范等設(shè)計用于顯示骨料是否適用于擬定用途的規(guī)范）進行比較。由于本檢驗方法的精密度較差（見第12節(jié)），因此，在未經(jīng)其他與骨料既定具體用途聯(lián)系更緊密的檢驗試驗確認的情況下，本試驗不得用于骨料全面拒收的情況。3.2、對于細骨料和粗骨料而言，本檢驗方法的允許損耗率數(shù)值通常是不同的，并且應(yīng)注意到實際上使用這兩種鹽的試驗結(jié)果會有相當大的不同，并且在確定所有規(guī)范（包括這些試驗的要求）中的合適限值時必須非常小心。當使用硫酸鎂時，本試驗通常要求更嚴格；因此，當使用硫酸鎂時的允許損耗率通常高于使用硫酸鈉時的限值。附注1:參見C 33規(guī)范中的合適章節(jié)（旨在確定根據(jù)本項檢驗不符合要求的粗骨料和細骨料的驗收條件）。4、儀器設(shè)備4.1、篩子 具有以下符合E 11或E 323規(guī)格尺寸的方孔篩，用于按照第6、7和9節(jié)的要求進行樣品篩分：150微米（100號） 8.0毫米（5/16英寸） 9.5毫米（3/8英寸）300微米（500號） 12.5毫米（1/2英寸） 16.0毫米（5/8英寸）600微米（30號） 19.0毫米（3/4英寸） 25.0毫米（1英寸）1.18毫米（16號） 31.5毫米（1 1/4英寸）2.36毫米（8號） 37.5毫米（1 1/2英寸） 50毫米（2英寸）4.00毫米（5號） 63毫米（2 1/2英寸）4.75毫米（4號） 更大尺寸，相差 12.5-毫米（1/2英寸）4.2、容器 用于按照本檢驗方法所述程序在溶液中浸泡骨料樣品的容器應(yīng)以適當?shù)姆绞竭M行穿孔，以便于溶液能自由滲入樣品中，同時便于溶液在骨料不流失的情況下，從樣品中析出。附注2：由合適的金屬絲網(wǎng)做成的籃子或具有合適孔眼的篩子都是符合要求的樣品容器。4.3、溫度調(diào)節(jié) 應(yīng)提供合適的方式，調(diào)節(jié)浸沒于硫酸鈉或硫酸鎂期間樣品的溫度。4.4、天平 對于細骨料，進行本實驗需要使用一個在量程上精確到0.1克的天平或秤；對于粗骨料，本試驗需要使用一個量程上精確到0.1或1克的天平或秤，以較大值為準。4.5、烘爐 烘爐應(yīng)能夠在2309F（1105C）的溫度下持續(xù)加熱，并且在此溫度下，蒸發(fā)率應(yīng)至少為25克/小時，持續(xù)4小時，在此期間，烘爐的爐門應(yīng)閉緊。此蒸發(fā)率應(yīng)通過從1-升的格里芬低型燒杯中水的損失來確定，每個燒杯最初在703F（212C）溫度下含有500克的水，并且置于烘爐的每個架子的每個角落及中心處。除盛水的燒杯外，當烘爐為空時，這些蒸發(fā)要求適用于所有的試驗位置。4.6、松比重測量 符合規(guī)范E100要求的液體比重計或者有刻度的玻璃器皿與天平的適當組合都能夠測量0.001范圍以內(nèi)的松比重。5、需要的特殊溶液5.1、準備好用于浸沒與5.1.1或5.1.2相符的硫酸鈉或硫酸鎂的樣品的溶液（見附注3）。該溶液的容積至少應(yīng)為在任何一次浸沒的所有樣品的固體體積的五倍。附注3：某些含有碳酸鈣或碳酸鎂的骨料會受到新鮮硫酸鹽溶液的化學腐蝕，導致不正確的高測量損失。如果遇到或者懷疑有這種情況，則應(yīng)使用先前用于檢驗過相同類型的碳酸鹽巖的經(jīng)過過濾的溶液來重復該試驗，只要該溶液滿足5.1.1和5.1.2相關(guān)比重的要求即可。5.1.1、硫酸鈉溶液 通過將一個USP或者相等級別的鹽在77至86F（25至30C）的溫度下在水中溶解來制備飽和的硫酸鈉溶液。添加足夠多的無水（Na2SO4）或結(jié)晶（Na2SO410H2O）形式試驗方法的經(jīng)驗表明該行業(yè)指定的一種等級的硫酸鈉干燥粉末，可以認為大致是無水的，最適合于使用。購買這種等級的硫酸鈉比無水形式的更加經(jīng)濟實用。十水硫酸鈉由于它對溶液的冷卻效應(yīng)而表現(xiàn)出很難混合成所需要的溶液。的鹽（附注4），以確保當在試驗中使用溶液時，不僅是飽和的，而且留有過量的晶體。在加鹽期間應(yīng)徹底地攪拌該混合物，并且在使用該溶液之前應(yīng)對溶液進行頻繁的攪拌。為減少蒸發(fā)和避免污染，在不需要使用時應(yīng)始終將溶液蓋住。允許溶液冷卻到702F（211C）。再次攪拌，并且允許溶液在使用前在指定溫度下保持至少48小時。在每次使用前，應(yīng)打碎容器中的鹽餅（如果容器里有的話），徹底攪拌溶液，并測定該溶液的松比重。使用時，溶液應(yīng)具有不小于1.151但不大于1.174的松比重。若溶液變色則應(yīng)將其丟棄，或者將其進行過濾并檢查其松比重。附注4：對于該溶液，如果每升水有215克的無水鹽或者700克的十水硫酸鹽，則在71.6F（22C）溫度下足以飽和。然而，由于這些鹽不是完全穩(wěn)定的，并且因為存在過量的晶體是合乎要求的，所以建議每升水使用不少于350克的無水鹽或者750克的十水合鹽。5.1.2、 硫酸鎂溶液 通過將一個USP或者相等級別的鹽在77至86F（25至30C）的溫度下在水中溶解來制備飽和的硫酸鎂溶液。添加足夠多的無水（MgSO4）或結(jié)晶（MgSO47H2O）（硫酸鎂七水合物）形式的鹽（見附注5），以確保當試驗中使用溶液時，不僅是飽和的，而且存在有過量的晶體。在加鹽期間應(yīng)徹底地攪拌該混合物，并且以頻繁的時間間隔攪拌該溶液直至使用時為止。為減少蒸發(fā)和避免污染，在不需要使用時應(yīng)始終將溶液蓋住。允許溶液冷卻到702F（211）。再次攪拌，并且允許溶液在使用前在指定溫度下保持至少48小時。在每次使用前，應(yīng)打碎容器中的鹽餅（如果容器里有的話），徹底攪拌溶液，并且測定該溶液的松比重。使用時，溶液應(yīng)具有不小于1.295但又不大于1.308的松比重。若溶液變色則應(yīng)將其丟棄，或者將其進行過濾并檢查其松比重。附注5：對于該溶液，如果每升水有350克的無水鹽或者1230克的七水合物，則在73.4F（23C）溫度下足以飽和。然而，由于這些鹽不是完全穩(wěn)定的，水合鹽是兩者中更穩(wěn)定的，并且因為存在過量的晶體是合乎要求的，所以推薦使用七水合鹽，并且數(shù)量不小于每升水1400克。6、樣品6.1、通常應(yīng)按照D 75慣例來獲得樣品，并且應(yīng)按照C 702慣例將樣品尺寸減少至試驗部分的尺寸。6.2、細骨料 用于試驗的細骨料應(yīng)能通過篩孔為9.5毫米（3/8英寸）的篩子。試樣應(yīng)具有適當尺寸，以確保下列各種尺寸的產(chǎn)生量不少于100克，如果使用與下列篩眼的篩相關(guān)的表述，每種尺寸至少有5可供使用：過篩篩余600微米（No.30）300微米（No.50）1.18毫米（No.16）600微米（No.30）2.36毫米（No.8）1.18毫米（No.16）4.75毫米（No.4）2.36毫米（No.8）9.5毫米（3/8英寸）4.75毫米（No.4）6.3、粗骨料 用于試驗的粗骨料應(yīng)由合適的材料組成，該材料中已經(jīng)清除了比4號篩（篩眼孔徑）更細的粒度。該樣品應(yīng)具有合適的粒度，以確保產(chǎn)生以下所示的粒度數(shù)量，獲得5或更多的數(shù)量：尺寸（方孔篩）質(zhì)量（克）9.5毫米（3/8英寸）至4.75毫米（No.4）300519.0毫米（3/4英寸）至9.5毫米（3/8英寸）包括：12.5-毫米（1/2-英寸）至9.5-毫米（3/8-英寸）材料19.0-毫米（3/4-英寸）至12.5-毫米（1/2-英寸）材料10001033056701037.5-毫米（1 1/2-英寸）至19.0-毫米（3/4英寸）包括：25.0-毫米（1-英寸）至19.0-毫米（3/4-毫米）材料37.5-毫米（1 1/2-英寸）至25.0-毫米（1-英寸）材料1500505003010005063-毫米（2 1/2英寸）至37.5-毫米（1 1/2英寸）包括：50-毫米（2英寸）至37.5-毫米（1 1/2-英寸）材料63-毫米（2 1/2-英寸）至50-毫米（2-英寸）材料500030020002003000300更大粒徑乘以25-毫米（1-英寸）分布在篩眼孔徑中（各粒級）700010006.4、如果待檢驗骨料中既含有大量細骨料也含有大量粗骨料（其級配如下：10%（重量百分比）以上的骨料粒徑大于9.5毫米（3/8-英寸）的篩眼孔徑，并且還有10（重量百分比）以上的骨料粒徑小于4.75毫米（4號）的篩眼孔徑），應(yīng)分別采用細骨料和粗骨料檢驗程序，對檢驗負4號顆粒組和正4號顆粒組樣品進行檢驗。此外，還應(yīng)分別報告細骨料顆粒組和粗骨料顆粒組的檢驗結(jié)果，給出初始級配中粗粒度和細粒度顆粒組的百分比。7、試樣的制備7.1、細骨料 在300 mm（50號）篩子上清洗細骨料樣品，在2309F（1105C）溫度下烘干至恒重，并且用篩網(wǎng)分成不同的粒度，如下：使用6.2中規(guī)定的標準篩來對分級樣品進行粗略的分離。從以這種方式獲得的粒級中，選擇足夠粒度的樣品再篩分，直到最終產(chǎn)生100克（一般情況下，一份110克的樣品是足夠的。）在制備樣品時不要使用粘附在篩子網(wǎng)眼中的細骨料。稱量由1000.1克所組成的樣品，這些樣品來自最終篩分之后的每個分離粒級，并且將樣品放置在單獨的容器中以備試驗使用。7.2、粗骨料 在2309F（1105C）溫度下徹底清洗并烘干粗骨料樣品至恒重，并且進行篩分，直到將其分成如6.3中所示的不同粒度。統(tǒng)計出在6.3公差內(nèi)不同粒度的數(shù)量，并且如果試驗部分由兩種粒度組成，則應(yīng)將它們組合成規(guī)定的總重量。記錄下試樣及其各部分成分的重量。如果尺寸大于19.0毫米（3/4英寸），則應(yīng)記錄下試樣中顆粒的數(shù)量。8、相關(guān)程序8.1、樣品在溶液中的儲存 將樣品浸沒在制備好的硫酸鈉或硫酸鎂溶液中，不少于16小時，不大于18小時，應(yīng)以適當?shù)姆绞浇]，溶液覆蓋樣品至少1/2英寸的深度（附注6）。蓋住容器以減少蒸發(fā)，并且避免異物意外進入。在浸沒期間，應(yīng)保持樣品以702F（211F）的溫度浸沒在溶液中。附注6：將重量合適的金屬絲格柵放置在容器中的樣品上方，來覆蓋重量非常輕的骨料。8.2、浸沒之后烘干樣品 在浸沒期之后，將骨料樣品從溶液中移出，允許骨料排水155分鐘，并將它放置在烘爐上。應(yīng)事先將烘爐的溫度提升至2309F（1105F）。在規(guī)定的溫度下干燥樣品至恒重為止。確定獲得恒重所需時間如下：在烘爐含有預期的最大樣品載荷的情況下，以2至4小時的時間間隔移出并稱量樣品（不進行冷卻）來檢查試樣的重量損失；要進行足夠的檢查以便給最不利的烘爐位置（參見4.5）和樣品條件（附注7）確定所需的干燥時間。當在4小時的干燥中重量損失小于樣品重量的0.1時，可以認為已經(jīng)獲得了恒重。在已經(jīng)獲得了恒重之后，將樣品冷卻到室溫，這時應(yīng)再次將樣品浸沒在如8.1中所述的制備好的溶液中。附注7：到達恒重所需要的干燥時間可能會因為多種原因而發(fā)生相當大的變化。由于鹽粘附在顆粒物質(zhì)上，因此，干燥效率將隨著循環(huán)的積累而減少，在某些情況下，其原因是由于分解而使表面面積增加。不同粒級的骨料將具有不同的干燥速率。較小的粒度趨向于干燥得更慢，這是因為它們的表面面積更大以及顆粒間空隙受到限制，但這種趨勢可以通過容器的尺寸和形狀的影響來改變。8.3、循環(huán)次數(shù) 重復交替浸沒和干燥作業(yè)，直至完成規(guī)定的循環(huán)次數(shù)。8.4、在最后的循環(huán)完成，且樣品已經(jīng)冷卻之后，清洗樣品除去硫酸鈉或硫酸鎂，按照清洗水與氯化鋇（BaCl2）的反應(yīng)來進行測定。通過循環(huán)水以11010F（436F）的溫度經(jīng)過容器中的樣品來進行清洗。也可以通過將樣品放置在一個水箱中，將熱水靠近底部引入然后溢流來完成樣品的清洗。在清洗操作中，應(yīng)避免樣品受到?jīng)_擊或磨損，否則可能會打碎顆粒。附注8：用含有硫酸鹽的自來水作為清洗水，使用氯化鋇溶液檢驗時會變混濁。應(yīng)對自來水與氯化鋇溶液的混濁度進行判斷，使得可以假定具有相同混濁度的被檢驗清洗水中沒有來自該試驗的硫酸鹽。9、定量檢驗9.1、進行定量檢驗操作如下：9.1.1、去除硫酸鈉或硫酸鎂之后，在2309F（1105F）溫度下干燥樣品的每個部分至恒重。使用在檢驗開始前已經(jīng)這些細骨料篩余的篩子來篩分這些細骨料，并使用下文所示篩子來篩分適當粒徑的粗骨料。對于細骨料，篩分的方法和持續(xù)時間應(yīng)與在制備試樣中所使用的相同。對于粗骨料，篩分應(yīng)手工進行，進行足夠的攪動以確保尺度不夠的材料能通過篩子。稱量保留在每個篩子上的材料，并且記錄每個數(shù)量。這些數(shù)量與被檢驗樣品部分的初始重量之間的差異便是檢驗中的損失，并且應(yīng)表達為表1中所使用的初始重量的百分比。骨料粒徑用于測定損失的篩子63毫米（2 1/2英寸）至37.5毫米（1 1/2英寸）31.5毫米（1 1/4英寸）37.5毫米（1 1/2英寸）至19.0毫米（3/4英寸）16.0毫米（5/8英寸）19毫米（3/4英寸）至9.5毫米（3/8英寸）8.0毫米（5/16英寸）9.5毫米（3/8英寸）至4.75毫米（No.4）4.0毫米（No.5）10、 定性檢驗10.1、 對于比19.0毫米（3/4英寸）更粗的試樣進行定性檢查如下（附注9）：10.1.1、根據(jù)該試驗所產(chǎn)生的作用，將每個試樣的顆粒分成若干組（附注9）。10.1.2、記錄下顯示出每種類型損壞的顆粒數(shù)。附注9：預計會發(fā)生多種反應(yīng)或作用，一般可分為碎裂、分裂、破碎、裂化、剝落等。盡管對尺寸大于3/4英寸的顆粒才需要進行定性檢查，但是推薦對更小的尺寸也進行檢查以確定是否有任何過多分裂的跡象。11、檢驗報告11.1、報告以下數(shù)據(jù)（見附注10）：11.1.1、試驗之前每份樣本各顆粒組的重量，11.1.2、粒徑小于9.1.1中指定用于試驗結(jié)束后篩分材料的篩子篩眼孔徑的各顆粒組材料（用各顆粒組原始重量的百分比表示），11.1.3、根據(jù)“檢驗方法”C 136，在收驗樣料級配的基礎(chǔ)上（或最好在試樣所代表的部分供應(yīng)材料平均級配的基礎(chǔ)上），從各顆粒組損耗率中計算得出的加權(quán)平均值（但下列情況除外）：11.1.3.1、對于細骨料（粒徑大于9.5-毫米（3/8英寸）篩眼孔徑的骨料所占比例不足10），應(yīng)假定粒徑小于300-微米（50號）篩眼孔徑的骨料損耗率為0，粒徑大于9.5-毫米（3/8英寸）篩眼孔徑的骨料損耗率與檢驗數(shù)據(jù)可用的下一組粒度較小的骨料的損耗率相同。11.1.3.2、對于粗骨料（粒徑小于4.75-毫米（4號）篩眼孔徑的骨料所占比例不足10%），應(yīng)假定粒徑小于4.75-毫米（4號）篩眼孔徑的骨料損耗率與檢驗數(shù)據(jù)可用的下一組粒度較大的骨料的損耗率相同。11.1.3.3、對于含有大量細料和粗料的骨料（根據(jù)6.4的要求，分兩組獨立試樣進行檢驗），應(yīng)根據(jù)重新計算得出的級配（將細顆粒組視為100%，同時也將粗顆粒組也視為100%），分別計算負4號顆粒組和正4號顆粒組的加權(quán)平均損耗值。分別報告旨在給出初始級配的負4號材料和正4號材料相關(guān)百分率的檢驗結(jié)果。 11.1.3.4、為了便于計算加權(quán)平均值，應(yīng)考慮6.2或6.3中各種粒徑骨料中含量不足5的試樣損耗率與下一組較小及下一組較大粒度骨料的平均損耗率相同，或在缺少這些粒度骨料中任何一種的情況下，與下一組較大或下一組較小粒度骨料（看哪一組存在）的平均損耗率相同。11.1.4 報告的加權(quán)損耗百分率應(yīng)盡可能取整數(shù)，11.1.5、對于試驗開始前粒徑大于19.0毫米（3/4英寸）顆粒：（1）試驗開始前各顆粒組的粒數(shù)，（2）受影響的粒數(shù)，分類計算碎裂、分裂、破碎、裂化、剝落等數(shù)量（如表2所示），以及11.1.6、溶液種類（硫酸鈉或硫酸鎂）以及溶液是最新制備的還是先前用過的。篩眼孔徑原始樣品的級配（）試驗開始前試驗顆粒組的重量（克）試驗結(jié)束后通過指定篩的過篩率（%）加權(quán)損耗率（%）細骨料的堅固性試驗負150微米（100號）6300微米（50號）至100號11600微米（30號）至50號261004.21.11.18毫米（16號）至30號251004.81.22.36毫米（8號）至16號171008.01.44.75毫米（40號）至8號1110011.21.29.5毫米（3/8英寸）至4號411.2A0.4合計100.05粗骨料的堅固性試驗63毫米（2 1/2英寸）至50毫米（2英寸）2825克2 1/2至1 1/2英寸2047834.81.050毫米（2英寸）至37.5毫米（1 1/2英寸）1958克37.5毫米（1 1/2英寸）至25.0毫米（1英寸）1012克1 1/2至3/4英寸4515258.03.625毫米（1英寸）至19.0毫米（3/4英寸）513克19.0毫米（3/4英寸）至12.5毫米（1/2英寸）675克3/4至3/8英寸2310089.62.212.5毫米（英寸）至9.5毫米（英寸）333克9.5毫米（3/8英寸）至4.75毫米（4號）298克1229811.2A1.3合計1008表 1:記錄試驗數(shù)據(jù)的推薦表格（使用說