使用硫酸钠或硫酸镁进行骨料坚硬性检验的方法

标准代码：C88-99a美国试验与材料学会（ASTM）美国宾夕法尼亚州西康斯荷根市 BARR HARBOR 大道；邮政信箱 100；邮政编码：19428。本标准版权归 ASTM 所有使用硫酸钠或硫酸镁进行骨料坚硬（固）性检验的标准方法 11本标准是以固定代码C 88发布的，标准代码后面紧跟的数字表示最初采用的年份或表示最后一次修订的年份（如有修订）。在圆括号内的数字表示重新审批的年份。上标的希腊字母表中第5个字母（丘）表示自 从上次修改或重新获批以来发行版本的变化。本标准的使用已得到国防部相关机构的批准。1、适用范围1.1、本检验方法旨在介绍骨料的检验，以便于估算骨料在混凝土或其他应用环境中受到风化 作用影响时的坚固性。进行本试验时，应先将骨料反复浸泡在硫酸钠或硫酸镁饱和溶液中， 接着用烘炉把骨料烘干，使沉淀在渗透性孔隙中的盐部分或完全脱水。重新浸没时盐再水化 产生的内部膨胀力，类似于水在结冰时的膨胀力。当不能从暴露于实际风化条件下材料的使 用记录中得到足够的信息时，本检验方法可提供有用信息（有助于判定骨料的坚固性）。1.2、括号中给出的数值仅供参考。1.3、制定本标准的目的不在于解决与本标准的使用相关的所有安全问题。本标准的使用人有 责任制定相应的安全与健康规范，并在使用本标准之前明确相关规章限制的适用性。2、参考文献2.1、ASTM 标准：C 33 混凝土骨料规范本规范由ASTM混凝土与混凝土骨料砂C09委员会归口管理并由C09.20新拌混凝土检验小组委员会负责。当前版本于1999年3月10 日获批。1999年6月公布。最初公布的代码为C 88-31T。最后一次修订的代码为C 88-99 ASTM 标准年鉴卷 04.02.C 136 细骨料及粗骨料筛分检验方法 2C 670 建筑材料检验方法的精度与偏差说明的编制惯例 2C 702 将骨料试样减小至试验尺寸的实施惯例 2D 75 骨料的抽样实施惯例3D 3665 建筑材料随机采样惯例 ASTM 标准年鉴卷 04.03.E 11 试验用金属丝布筛规格ASTM 标准年鉴卷 14.02.E 100 ASTM 流体比重计规格ASTM 标准年鉴卷 14.02.E 323 试验用冲孔板筛规格 43、意义及应用3.1、本检验方法将提供一种旨在初步估算混凝土中使用的以及其他用途的骨料坚固性。所获得的数值可以与相关规范（比如C 33规范等设计用于显示骨料是否适用于拟定用途的规范） 进行比较。由于本检验方法的精密度较差（见第12 节），因此，在未经其他与骨料既定具体 用途联系更紧密的检验试验确认的情况下，本试验不得用于骨料全面拒收的情况。3.2、对于细骨料和粗骨料而言，本检验方法的允许损耗率数值通常是不同的，并且应注意到 实际上使用这两种盐的试验结果会有相当大的不同，并且在确定所有规范（包括这些试验的 要求）中的合适限值时必须非常小心。当使用硫酸镁时，本试验通常要求更严格；因此，当 使用硫酸镁时的允许损耗率通常高于使用硫酸钠时的限值。附注1：参见C33规范中的合适章节（旨在确定根据本项检验不符合要求的粗骨料和细骨料的验收条件）。4、仪器设备4.1、筛子一具有以下符合E 11或E 323规格尺寸的方孔筛，用于按照第6、7和9节的要求进行样品筛分：150 微米（100 号）8.0毫米（5/16英寸）9.5毫米（3/8英寸）300 微米 （500 号）12.5 毫米 （1/2 英寸）16.0 毫米 （5/8 英寸）600微米（30号）19.0毫米（3/4英寸）25.0毫米（1英寸）1.18 毫 米 （16 号）31.5 毫米 （1 1/4 英寸）2.36毫米（8号）37.5毫米（1 1/2英寸）50毫米（2英寸）4.00毫米（5号）63毫米（2 1/2英寸）4.75 毫米 （4 号）更大尺寸，相差12.5-毫米（1/2英寸）4.2、容器 用于按照本检验方法所述程序在溶液中浸泡骨料样品的容器应以适当的方式进 行穿孔，以便于溶液能自由渗入样品中，同时便于溶液在骨料不流失的情况下，从样品中析 出。附注2：由合适的金属丝网做成的篮子或具有合适孔眼的筛子都是符合要求的样品容器。4.3、温度调节 应提供合适的方式，调节浸没于硫酸钠或硫酸镁期间样品的温度。4.4、天平 对于细骨料，进行本实验需要使用一个在量程上精确到0.1 克的天平或秤；对 于粗骨料，本试验需要使用一个量程上精确到0.1或1克的天平或秤，以较大值为准。4.5、烘炉一烘炉应能够在2309F （1105C）的温度下持续加热，并且在此温度下，蒸 发率应至少为25克/小时，持续4 小时，在此期间，烘炉的炉门应闭紧。此蒸发率应通过从1-升的格里芬低型烧杯中水的损失来确定，每个烧杯最初在703F (212C)温度下含有500 克的水，并且置于烘炉的每个架子的每个角落及中心处。除盛水的烧杯外，当烘炉为空时， 这些蒸发要求适用于所有的试验位置。4.6、松比重测量一符合规范E100要求的液体比重计或者有刻度的玻璃器皿与天平的适当组 合都能够测量0.001 范围以内的松比重。5、需要的特殊溶液5.1、准备好用于浸没与5.1.1或5.1.2相符的硫酸钠或硫酸镁的样品的溶液(见附注3)。该溶 液的容积至少应为在任何一次浸没的所有样品的固体体积的五倍。附注 3：某些含有碳酸钙或碳酸镁的骨料会受到新鲜硫酸盐溶液的化学腐蚀，导致不正确的高测量损失。如 果遇到或者怀疑有这种情况，则应使用先前用于检验过相同类型的碳酸盐岩的经过过滤的溶液来重复该试验， 只要该溶液满足 5.1.1 和 5.1.2 相关比重的要求即可。5.1.1、硫酸钠溶液一通过将一个USP或者相等级别的盐在77至86F (25至30C)的温度 下在水中溶解来制备饱和的硫酸钠溶液。添加足够多的无水(Na2SO4)或结晶(Na2SO4 10H2O) 形式6的盐(附注4)，以确保当在试验中使用溶液时，不仅是饱和的，而且留有过量的晶体。 在加盐期间应彻底地搅拌该混合物，并且在使用该溶液之前应对溶液进行频繁的搅拌。为减 少蒸发和避免污染，在不需要使用时应始终将溶液盖住。允许溶液冷却到702F(211C)。 再次搅拌，并且允许溶液在使用前在指定温度下保持至少48小时。在每次使用前，应打碎容 器中的盐饼(如果容器里有的话)，彻底搅拌溶液，并测定该溶液的松比重。使用时，溶液应 具有不小于1.151 但不大于1.174的松比重。若溶液变色则应将其丢弃，或者将其进行过滤并 检查其松比重。附注4：对于该溶液，如果每升水有215克的无水盐或者700克的十水硫酸盐，则在71.6F (22C)温度下 足以饱和。然而，由于这些盐不是完全稳定的，并且因为存在过量的晶体是合乎要求的，所以建议每升水使 用不少于350克的无水盐或者750克的十水合盐。5.1.2、 硫酸镁溶液一通过将一个USP或者相等级别的盐在77至86F (25至30C)的温 度下在水中溶解来制备饱和的硫酸镁溶液。添加足够多的无水(MgSO4)或结晶(MgSO47H2O)(硫酸镁七水合物)形式的盐(见附注5)，以确保当试验中使用溶液时，不仅是饱和的，而且存在有过量的晶体。在加盐期间应彻底地搅拌该混合物，并且以频繁的时间间隔搅拌该溶6试验方法的经验表明该行业指定的一种等级的硫酸钠干燥粉末，可以认为大致是无水的，最适合于使用。购买这种等级的硫酸 钠比无水形式的更加经济实用。十水硫酸钠由于它对溶液的冷却效应而表现出很难混合成所需要的溶液。液直至使用时为止。为减少蒸发和避免污染，在不需要使用时应始终将溶液盖住。允许溶液 冷却到702F1C）。再次搅拌，并且允许溶液在使用前在指定温度下保持至少48小 时。在每次使用前，应打碎容器中的盐饼（如果容器里有的话），彻底搅拌溶液，并且测定该 溶液的松比重。使用时，溶液应具有不小于1.295但又不大于1.308的松比重。若溶液变色则 应将其丢弃，或者将其进行过滤并检查其松比重。附注5：对于该溶液，如果每升水有350克的无水盐或者1230克的七水合物，则在73.4F（23C）温度下足 以饱和。然而，由于这些盐不是完全稳定的，水合盐是两者中更稳定的，并且因为存在过量的晶体是合乎要 求的，所以推荐使用七水合盐，并且数量不小于每升水1400克。6、样品6.1、通常应按照D 75惯例来获得样品，并且应按照C 702惯例将样品尺寸减少至试验部分的 尺寸。6.2、细骨料 用于试验的细骨料应能通过筛孔为9.5毫米（3/8英寸）的筛子。试样应具有 适当尺寸，以确保下列各种尺寸的产生量不少于100 克，如果使用与下列筛眼的筛相关的表 述，每种尺寸至少有 5可供使用：过筛筛余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（N0.8）1.18 毫米（N0.16）4.75 毫米（N0.4）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 用于试验的粗骨料应由合适的材料组成，该材料中已经清除了比4号筛（筛 眼孔径）更细的粒度。该样品应具有合适的粒度，以确保产生以下所示的粒度数量，获得5 或更多的数量：尺寸（方孔筛）质量（克）9 5 毫米 （3/8 英寸）至 4 75 毫米 （No 4）300 519.0毫米（3/4英寸）至9.5毫米（3/8英寸）1000 10包括：12.5-毫米（1/2-英寸）至9.5-毫米（3/8-英寸）材料3305190-毫米（3/4-英寸）至125-毫米（1/2-英寸）材料6701037.5-毫米（11/2-英寸）至19.0-毫米（3/4英寸）150050包括：25.0-毫米（1-英寸）至19.0-毫米（3/4-毫米）材料500 3037 5一毫米（1 1/2一英寸）至 25 0一毫米（1一英寸）材料1000 5063-毫米（2 1/2英寸）至37.5-毫米（1 1/2英寸）5000 300包括：50-毫米（2英寸）至37.5-毫米（1 1/2-英寸）材料2000 20063-毫米（2 1/2-英寸）至50-毫米（2 英寸）材料3000 300更大粒径乘以25-毫米（1-英寸）分布在筛眼孔径中（各粒级）7000+10006.4、如果待检验骨料中既含有大量细骨料也含有大量粗骨料（其级配如下：10%（重量百分 比）以上的骨料粒径大于9.5 毫米（3/8-英寸）的筛眼孔径，并且还有10（重量百分比）以 上的骨料粒径小于4.75毫米（4 号）的筛眼孔径），应分别采用细骨料和粗骨料检验程序，对 检验负 4 号颗粒组和正4 号颗粒组样品进行检验。此外，还应分别报告细骨料颗粒组和粗骨 料颗粒组的检验结果，给出初始级配中粗粒度和细粒度颗粒组的百分比。7、试样的制备7.1、细骨料一在300 mm （50号）筛子上清洗细骨料样品，在2309F （1105C）温度 下烘干至恒重，并且用筛网分成不同的粒度，如下：使用6.2中规定的标准筛来对分级样品进 行粗略的分离。从以这种方式获得的粒级中，选择足够粒度的样品再筛分，直到最终产生1 00 克（一般情况下，一份110克的样品是足够的。）在制备样品时不要使用粘附在筛子网眼中的 细骨料。称量由1 00 0 . 1克所组成的样品，这些样品来自最终筛分之后的每个分离粒级，并 且将样品放置在单独的容器中以备试验使用。7.2、粗骨料一在2309F （1105C）温度下彻底清洗并烘干粗骨料样品至恒重，并且进 行筛分，直到将其分成如6.3中所示的不同粒度。统计出在6.3公差内不同粒度的数量，并且 如果试验部分由两种粒度组成，则应将它们组合成规定的总重量。记录下试样及其各部分成 分的重量。如果尺寸大于19.0毫米（3/4英寸），则应记录下试样中颗粒的数量。8、相关程序8.1、样品在溶液中的储存 将样品浸没在制备好的硫酸钠或硫酸镁溶液中，不少于16小时， 不大于1 8小时，应以适当的方式浸没，溶液覆盖样品至少1 /2英寸的深度（附注6 ）。盖住容 器以减少蒸发，并且避免异物意外进入。在浸没期间，应保持样品以702F （211F）的 温度浸没在溶液中。附注 6：将重量合适的金属丝格栅放置在容器中的样品上方，来覆盖重量非常轻的骨料。8.2、浸没之后烘干样品 在浸没期之后，将骨料样品从溶液中移出，允许骨料排水155分钟，并将它放置在烘炉上。应事先将烘炉的温度提升至2309F（1105F）O在规定的温 度下干燥样品至恒重为止。确定获得恒重所需时间如下：在烘炉含有预期的最大样品载荷的 情况下，以2至4小时的时间间隔移出并称量样品（不进行冷却）来检查试样的重量损失； 要进行足够的检查以便给最不利的烘炉位置（参见4.5）和样品条件（附注7）确定所需的干 燥时间。当在4小时的干燥中重量损失小于样品重量的0.1时，可以认为已经获得了恒重。在已经获得了恒重之后，将样品冷却到室温，这时应再次将样品浸没在如8.1 中所述的制备好 的溶液中。附注 7：到达恒重所需要的干燥时间可能会因为多种原因而发生相当大的变化。由于盐粘附在颗粒物质上， 因此，干燥效率将随着循环的积累而减少，在某些情况下，其原因是由于分解而使表面面积增加。不同粒级 的骨料将具有不同的干燥速率。较小的粒度趋向于干燥得更慢，这是因为它们的表面面积更大以及颗粒间空 隙受到限制，但这种趋势可以通过容器的尺寸和形状的影响来改变。8.3、循环次数 重复交替浸没和干燥作业，直至完成规定的循环次数。8.4、在最后的循环完成，且样品已经冷却之后，清洗样品除去硫酸钠或硫酸镁，按照清洗水 与氯化钡（BaCl2）的反应来进行测定。通过循环水以11010F （436F）的温度经过容器 中的样品来进行清洗。也可以通过将样品放置在一个水箱中，将热水靠近底部引入然后溢流 来完成样品的清洗。在清洗操作中，应避免样品受到冲击或磨损，否则可能会打碎颗粒。附注 8：用含有硫酸盐的自来水作为清洗水，使用氯化钡溶液检验时会变混浊。应对自来水与氯化钡溶液的 混浊度进行判断，使得可以假定具有相同混浊度的被检验清洗水中没有来自该试验的硫酸盐。9、定量检验9.1、进行定量检验操作如下：9.1.1、去除硫酸钠或硫酸镁之后，在2309F （1105F）温度下干燥样品的每个部分至恒 重。使用在检验开始前已经这些细骨料筛余的筛子来筛分这些细骨料，并使用下文所示筛子 来筛分适当粒径的粗骨料。对于细骨料，筛分的方法和持续时间应与在制备试样中所使用的 相同。对于粗骨料，筛分应手工进行，进行足够的搅动以确保尺度不够的材料能通过筛子。称量保留在每个筛子上的材料，并且记录每个数量。这些数量与被检验样品部分的初始重量 之间的差异便是检验中的损失，并且应表达为表1 中所使用的初始重量的百分比。骨料粒径用干测定损失的筛子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、定性检验10.1、对于比19.0毫米（3/4英寸）更粗的试样进行定性检查如下（附注9）：10.1.1、根据该试验所产生的作用，将每个试样的颗粒分成若干组（附注9）。10.1.2、记录下显示出每种类型损坏的颗粒数。附注 9：预计会发生多种反应或作用，一般可分为碎裂、分裂、破碎、裂化、剥落等。尽管对尺寸大于3/4 英 寸的颗粒才需要进行定性检查，但是推荐对更小的尺寸也进行检查以确定是否有任何过多分裂的迹象。11、检验报告11.1、报告以下数据（见附注10）：11.1. 、1试验之前每份样本各颗粒组的重量，11.1. 、2粒径小于9.1.1中指定用于试验结束后筛分材料的筛子筛眼孔径的各颗粒组材料（用 各颗粒组原始重量的百分比表示），11.1.3根据“检验方法”C 136,在收验样料级配的基础上（或最好在试样所代表的部分供应材料平均级配的基础上），从各颗粒组损耗率中计算得出的加权平均值（但下列情况除外）：1 1. 1. 3.、1对于细骨料（粒径大于9. 5-毫米（3/8英寸）筛眼孔径的骨料所占比例不足10），应假定粒径小于300-微米（50号）筛眼孔径的骨料损耗率为0，粒径大于9.5-毫米（3/8英 寸）筛眼孔径的骨料损耗率与检验数据可用的下一组粒度较小的骨料的损耗率相同。1 1 . 1 . 3.、2对于粗骨料（粒径小于4. 75-毫米（4号）筛眼孔径的骨料所占比例不足10% ），应假定粒径小于4.75-毫米（4号）筛眼孔径的骨料损耗率与检验数据可用的下一组粒度较大的骨 料的损耗率相同。11.1.3. 、3对于含有大量细料和粗料的骨料（根据6.4的要求，分两组独立试样进行检验），应根据重新计算得出的级配（将细颗粒组视为100%，同时也将粗颗粒组也视为100%），分别计算负4号颗粒组和正4号颗粒组的加权平均损耗值。分别报告旨在给出初始级配的负4号材 料和正4号材料相关百分率的检验结果。11.1.3. 、4为了便于计算加权平均值，应考虑6.2或6.3中各种粒径骨料中含量不足5的试样损耗率与下一组较小及下一组较大粒度骨料的平均损耗率相同，或在缺少这些粒度骨料中任 何一种的情况下，与下一组较大或下一组较小粒度骨料（看哪一组存在）的平均损耗率相同。 11.1.4报告的加权损耗百分率应尽可能取整数，11.1. 、5对于试验开始前粒径大于19.0毫米（3/4英寸）颗粒：（1）试验开始前各颗粒组的粒 数，（2）受影响的粒数，分类计算碎裂、分裂、破碎、裂化、剥落等数量（如表2所示），以 及11.1. 、6溶液种类（硫酸钠或硫酸镁）以及溶液是最新制备的还是先前用过的。表 1:记录试验数据的推荐表格（使用说明性的试验值）筛眼孔径原始样品的级配（%）试验开始前试验颗粒组的重量（克）试验结束后通过指定筛的过筛率（）加权损耗率（%）细骨料的坚固性试验负150微米（100 号）6300微米（50号）至100号11600 :微米（30号）至50号261004 21 11 18毫米（16号）至30号251004 81 22 36亳米（8号）至16号171008 01 44 75亳米（40号）至8号1110011 21 29 5亳米（3/8英寸）至4号411 2A0 4合计100.05粗骨料的坚固性试验63毫米（2 1/2英寸）至50毫米（2英寸）2825 克2 1/2 至 12047834.81. 050毫米（2英寸） 至37.5毫米（1 1/2英寸）1958 克1/2英寸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25毫米（1英寸） 至19 0毫米（3/4英寸）513克4515258.03.619.0毫米（3/4英寸） 至12 5亳米（1/2英寸）675克12.5毫米（英寸） 至9.5毫米（英寸）333克3/4 至 3/8英寸2310089.62.29.5毫米（3/8英寸）至 4 75 毫米 （4 号）298克1229811 2A1 3合计1008A下一组粒度较小骨料的损耗百分比（11.2%）用作本粒度的百分比损失，因为本粒度在接收时包含少于5% 的原始样品（参见 11.1.3.4）。表 2:用于定性检查的推荐表格（使用说明性的试验值）粗粒度的定性检查筛子尺寸颗粒所展现出的损坏试验前 颗粒总 数分裂破碎裂化剥落个数%个数%个数%个数%63毫米（2 1/2英寸）至37.5毫米（1 1/2英寸）27272937.5毫米（1 1/2英寸） 至19.0毫米 （3/4英寸:510124850附注 10：表1 所示为为图解之目的而插入的试验值，它是一个推荐用于记录试验数据的表格。根据骨料的质 量，所显示的试验值可能适合于任意一种盐。12、精度12.1、精度 对于抗硫酸钠的坚固性损失率加权平均值在6到 16之间、抗硫酸镁的坚固性 损失率加权平均值在9 到 20之间的粗骨料，其精度指数如下：变化系数 （1S%）,%A两次试验之间的差异（D2S%），平均a多实验室：41116硫酸钠 硫酸镁2571单操作员：2468硫酸钠 硫酸镁1131a这些数字分别表示C 670惯例所述（1S% ）和（D2S%）限值。12.2、偏差 由于没有合适的对照材料可用于确定本检验程序的偏差，所以没有关于偏差的 说明。13、关键字13.1、骨料、硫酸镁、硫酸钠、坚固性、风化美国试验与材料学会（ASTM）对本标准中提及的任何项目中所宣称的任何专利权的有效性不发表任何意 见。但ASTM忠告本标准的使用者，对任何此类专利权的有效性，以及侵犯此类专利权的行为，责任自负。本标准接受负责的技术委员会在任何时候做出的修订，并且每五年必须要审核一次，如果没有修订，则 需重新批准或撤消。期待您对本标准或者附加标准修订的宝贵建议，请邮寄至 ASTM 国际总部。您的建议将 在负责此事的委员会的会议上仔细讨论，届时可能邀您到会。如果您觉得您的建议没有得到公正的对待，您 可以按照以下地址，将您的观点提交给ASTM标准委员会。（总部地址：美国宾夕法尼亚州西康斯荷根市BARR HARBOR 大道（邮政信箱 100；邮编19428 ） ） 。本标准版权归 ASTM 所有。