公路工程施工原材料取样方法.docx
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公路工程施工原材料取样方法
中铁二十四局阳左工地试验室高速公路ZB1工地试验室
试验人员试验检测技术培训资料
目录：
一、公路工程原材料、钢筋接头、砼、砂浆拌合物取样方法
1、水泥………………………………………………………2
2、集料………………………………………………………5
3、土…………………………………………………………10
4、钢筋原材…………………………………………………13
5、钢筋连接…………………………………………………16
6、普通水泥混凝土、水泥砂浆拌合物……………………18
二、公路土工试验注意事项………………………………20
三、水泥试验注意事项…………………………………… 26
四、粗集料试验注意事项…………………………………29
五、细集料试验注意事项…………………………………31
六、钢筋原材料试验注意事项……………………………32
一、公路工程原材料、钢筋接头、普通水泥混凝土及
水泥砂浆拌合物取样方法
材料取样的代表性非常重要，因为在不同的条件下，原材料的在质量存在一定的离散性，集料存在一定程度的离析，集料的离析对沥青混合料的矿料级配影响很大。
据研究，施工质量管理的变异性是各种变异性的总和，其中：
取样代表性不足造成的变异性，约占23%，试验方法精度方面造成的变异性，约占43%，材料及施工进过程本身的变异性，约占34%。
因而取样和试验方法是施工检测指标变异性的主要原因。
所以我们为了了解和减小施工质量检验指标的变异性，首先需要认真取样，认真按试验规程试验。
本章节主要介绍目前工地试验室具备完成试验检测的用于公路工程的原材料及原材料制品。
1、水泥
1.1引用标准：
GB/T12573-2008《水泥取样方法》，本标准规定了出厂水泥取样方法的术语和定义、取样工具、取样部位、取样步骤、取样量和样品预备与试验等。
GB175-2007《通用硅酸盐水泥》，本标准规定了出厂水泥的编号规则及取样数量。
1.2术语和定义
a）手工取样：
用手工取样器采集水泥样品。
b）自动取样：
使用自动取样器采集水泥样品。
c）检查批：
为实施抽样检查而汇集起来的一批同一条件下生产的单位产品。
d）编号：
代表检查批的代号。
e）单样：
由一个部位取出的适量的水泥样品。
F）混合料：
从一个编号不同部位取得的全部单样，经充分混匀后得到的样品。
g）试验样：
从混合料中取出，同于出厂水泥质量检验的一份称为试验样。
h）封存样：
从混合样中取出，用于复验仲裁的一份称为封存样。
i）分割样：
在一个编号按每1/10编号取得的单样，用于匀质性试验的样品。
k）通用水泥：
用于一般土木工程的水泥。
1.3取样工具：
人工或自动取样工具均可自行设计制作。
1.4取样部位：
取样应在有代表堆的部位进行，并且不应在污染严重的环境中取样。
一般在以下部位取样：
a）水泥输送管路中。
b）袋装水泥堆场。
c）散装水泥卸料处或水泥运输机具上。
1.5取样步骤：
a）散装水泥：
当所取水泥深度不超过2M时，每一个编号采用散装水泥取样器取样。
通过转动取样器管控制开关，在适当位置插入水泥一定深度，关闭后小心抽出，将所取样品放入符合要求的容器中。
每次抽取的单样量应尽量一致。
b）袋装水泥：
每一个编号随机抽取不少于20袋水泥，采用袋装水泥取样器取样，将取样器沿对角线方向插入水泥包装袋中，用大拇指按住气孔，小心抽出取样管，将所取样品放入符合要求的容器中。
每次抽样的单样量应尽量一致。
c）自动取样：
采用自动取样器取样。
该装置一般安装在尽量接近于水泥包装机或散装容器的管路中。
从流动的水泥流中取出样品，将所取的样品放入符合要求的容器中。
1.6取样数量
a）混合样的取样数量应符合相关水泥标准要求。
（只介绍通用硅酸盐水泥）
①编号的规定：
水泥出厂前按同品种、同强度等级编号和取样。
每一编号为一取样单位。
水泥出厂编号按年生产能力规定为：
200×104T以上，不超过4000T为一编号；
120×104T～200×104T，不超过2400T为一编号；
60×104T～200×104T，不超过1000T为一编号；
30×104T～60×104T，不超过600T为一编号；
10×104T～30×104T，不超过400T为一编号；
10×104T以下，不超过200T为一编号；
②省高指规定：
同强度同等级编号袋装水泥每编号不超过200T为一检验批，散装水泥每500T为一检验批。
③取样数量：
总量至少12kg，20个以上不同部位取等量样品。
b）分割样的取样量应符合下列规定：
①袋装水泥：
每1/10编号从一袋中取至少6kg。
②散装水泥：
每1/10编号在5min取至少6kg。
1.7样品预备与试验
a）混合料：
每一编号所取水泥单样通过0.9mm方孔筛后充分混匀，一次或多次将样品缩分到相关标准要求的定量，均分为试验样和封存样。
试验样按相关标准要求进行试验，封存样按要求贮存以备仲裁。
样品不得混入杂物和结块。
b）分割样：
每一编号所取10个分割样应分别通过0.9mm方孔筛，不得混杂，并按要求进行28d抗压强度匀质性试验。
样品不得混入杂物和结块。
1.8包装与贮存
a）样品取得后应贮存在密闭的容器中，封存样要加封条。
容器应洁净、干燥、防潮、密闭、不易破损并且不影响水泥性能。
b）存放封存样的容器应至少在一处加盖清晰、不易檫掉的标有编号、取样时间。
取样地点和取样人的密封印，如只有一处标志应在容器外壁上。
c）试验样与分割样应妥善贮存，封存样应密封贮存，贮存期应符合相应水泥标准的规定。
通用硅酸盐水泥封存贮存期按以下规定执行：
1交货时水泥的质量验收可抽取实物试样以其检验结果为依据，也可以生产者同编号水泥的检验报告为依据。
采用何种方法验收由买卖双方商定，并在合同协议中注明。
买方有告知买方验收方法的责任，当无书面合同或协议，或未在合同协议中注明验收方法的，卖方应在发货票上注明“以本厂同编号水泥的检验报告为验收依据”字样。
2以抽取实物试样的检验结果为验收依据时，买卖双方应在发货前或交货地共同取样和签封。
取样方法按GB/T12573进行，取样数量20kg，缩分为二等份。
一份由卖方保存40d，一份由买方按标准规定的项目和方法进行检验。
在40d以，买方检验该产品质量不符合本标准要求，而卖方又有异议时，则双方应将卖方保存的另一份式样送省级或省级以上认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁检验。
水泥安定性冲裁检验时，应在取样当日起10d完成。
3以生产者同编号水泥的检验报告为验收依据时，在发货前或交货时买方在同编号水泥中取样，双方共同密封后由卖方保存90d，或认可卖方自行取样，密封并保存90d的同编号水泥的封存样。
在90d，买方对水泥质量有疑问时，则买卖双方应持共同认可的试样送省级或省级以上认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁机构检验。
1.9取样单
a）样品取得后，应由负责取样人员填写取样单，公路工程取样单应至少包括以下容：
①工程名称②使用部位③水泥编号
④水泥品种⑤强度等级⑥进场日期
⑦取样日期⑧取样地点⑨取样人
10代表数量
b）附件：
样品取得后，应要求水泥购买单位提供生产厂家出具的质量保证书或水泥出厂检测报告。
2、集料
2.1引用标准：
JTGE42—2005《公路工程集料试验规程》本标准取样方法适用于粗集料的取样，也适用于含粗集料的集料混合料如级配碎石，天然砂砾等。
GB/T14685—2011《建筑用卵石、碎石》本标准取样方法可作为JTGE42—2005规程的补充与参考。
GB/T14684—2011《建筑用砂》因JTGE42—2005规程没有单列细集料取样方法，本标准可作为公路工程细集料取样的引用方法。
2.2术语和定义
A、集料（骨料）aggregate
在混合料中起骨架和填充作用的粒料，包括碎石、砾石、机制砂、石屑、砂等。
B、粗集料coarseaggregate
在沥青混合料中，粗集料是指粒径大于2.36mm的碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等；在水泥混凝土中，粗集料是指粒径大于4.75mm的碎石、砾石和破碎砾石。
C、细集料fineaggregate
在沥青混合料中，细集料是指粒径小于2.36mm的天然砂、人工砂（包括机制砂）及石屑；在水泥混凝土中，细集料是指粒径小于4.75mm的天然砂、人工砂。
D、天然砂naturalsand
由自然风化、水流冲刷、堆积形成的，粒径小于4.75mm的岩石颗粒，按生存环境分河砂、海砂、山砂等。
E、人工砂manufacturedsand,syntheticsand
经人为加工处理得到的符合规格要求的细集料，通常指石料加工过程中采取真空抽吸等方法除去大部分土和细粉，或将石屑水洗得到的洁净的细集料。
从广义上分类，机制砂、矿渣砂和煅烧砂都属于人工砂。
F、机制砂crushedsand
由碎石及砾石经制砂机反复破碎加工至粒径小于2.36mm的人工砂，亦称破碎砂。
G、石屑crushedstonedust,screenings,chips
采石场加工碎石时通过最小筛孔（通常为2.36mm的或4.75mm）的筛下的部分，也称筛屑。
H、混合砂blendsand
由天然砂、人工砂、机制砂或石屑等按一定比例混合形成的细集料的统称。
I、标准筛standardtestsieves
对颗粒性材料进行筛分试验用的符合标准形状和尺寸规格要求的系列样品筛。
标准筛筛孔为形（方孔筛），筛孔尺寸依次为75mm、63mm、53mm、37.5mm、31.5mm、26.5mm、19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm。
。
J、集料最大粒径maximumsizeofaggregate
指集料的100%都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸。
K、集料的公称最大粒径nominalmaximumsizeofaggregate
指集料可能全部通过或允许有少量不通过（一般容许筛余不超10%）的最小标准筛筛孔尺寸。
通常比集料最大粒径小一个粒级。
L、细度模数finenessmodulus
表征天然砂粒径的粗细程度及类别的指标。
2.3粗集料取样方法和试样份数
a）皮带运输机取样
JTGE42—2005《公路工程集料试验规程》规定：
通过皮带运输机的材料如采石场的生产线，沥青拌和楼的冷料输送带，无机结合料稳定集料，级配碎石混合料等，应从皮带运输机上采集样品。
取样时可在皮带运输机骤停的状态下取其中一截的全部材料，或在皮带运输机的端部连续接一定时间的料得到，将间隔3次以上所取的试样组成一组试样，作为代表性试样。
GB/T14685—2011《建筑用卵石、碎石》规定：
从皮带运输机上取样时，应用接料器在皮带运输机机尾的出料处定时抽取大致等量的石子8份，组成一组样品。
b）料堆取样
JTGE42—2005《公路工程集料试验规程》规定：
在材料场同批来料的料堆上取样时，应先铲除堆脚等处无代表性的部分，再在料堆的顶部，中部和底部，各由均匀分布的几个不同部位，取得大致相等的若干份组成一组试样，务必使所取试样能代表本批来料的情况和品质。
GB/T14685—2011《建筑用卵石、碎石》规定：
在料堆上取样时，取样部位应均匀公布。
取样前先将取样部位表层铲除，然后从不同部位抽取大致等量的石子15份（在料堆的顶部、中部和底部均匀分布15个不同部位取得）组成一组样品。
C）火车、汽车、货船取样
JTGE42—2005《公路工程集料试验规程》规定：
从火车、汽车、货船上取样时，应从各不同部位和深度处，抽取大致相等的试样若干份，组成一组试样。
抽取的具体份数，应视能够组成本批来料代表样的需要而定。
如经观察，认为各节车皮、汽车或货船的碎石或砾石的品质差异不大时，允许只抽取一节车皮、一部汽车、一艘货船的试样（即一组试样），作为该批集料的代表样品。
如经观察，认为该批碎石或砾石的品质相差甚远时，则应对品质有怀疑的该批集料分别取样和验收。
GB/T14685—2011《建筑用卵石、碎石》规定：
从火车、汽车、货船上取样时，从不同部位和深度抽取大致等量的石子16份，组成一组样品
d）沥青拌和楼的热料仓取样
从沥青拌和楼的热料仓取样时，应在放料口的全断面上取样。
通常宜将一开始按正式生产的配合比从投料拌和的几锅（至少5锅以上）废弃，然后分别将每个热料仓放出至装载机上，倒在水泥地上，适当拌和，从3处以上的位置取样，拌和均匀，取要求数量的试样。
2.4细集料取样方法和试样份数
a）料堆取样
在料堆上取样时，取样部位先均匀分布。
取样前先将取样部位表层铲除，然后从不同部位抽取大致等量砂8份，组成一组样品。
b）皮带运输机取样
从皮带运输机上取样时，应用接料器在皮带运输机机尾的出料处定时抽取大致等量的砂4份，组成一组样品。
C）火车、汽车、货船取样
从火车、汽车、货船上取样时，从不同部位和深度抽取大致等量的砂8份，组成一组样品。
2.5、粗集料取样数量
a）JTGE42—2005《公路工程集料试验规程》规定：
对每一单次试验，每组试样的取样数量宜不少于表一所规定的最少取样量。
需做几项试验时，如确能保证试验经一项试验后不致影响另一次试验的结果时，可用同一组试样进行几项不同的试验。
表一：
各试验项目所需粗集料的最小取样量
试验项目
相对于下列公称最大粒径（mm）的最小取样量（kg）
4.75
9.5
13.2
16
19
26.5
31.5
37.5
53
63
75
筛分
8
10
12.5
15
20
20
30
40
50
60
80
表观密度
6
8
8
8
8
8
12
16
20
24
24
含水率
2
2
2
2
2
2
3
3
4
4
6
吸水率
2
2
2
2
4
4
4
6
6
6
8
堆积密度
40
40
40
40
40
40
80
80
100
120
120
含泥量
8
8
8
8
24
24
40
40
60
80
80
泥块含量
8
8
8
8
24
24
40
40
60
80
80
针片状含量
0.6
1.2
2.5
4
8
8
20
40
—
—
—
硫化物、硫酸盐
1.0
有机物含量，坚固性及压碎值标准试验应按规定粒级要求取样，其试验所需试样数量，按试验规程有半规定动作方施引。
采用广口瓶法测定表观密度时，集料最大粒径不大于40mm者，其最少取样数量8kg
b）GB/T1465—2011《建筑用卵石、碎石》规定：
单项试验的最少取样数量应符合表二的规定。
做几项试验时，如确能保证试样经一次试验后不致影响另一项试验的结果，可用同一试样进行几项不同的试验。
表二：
单项试验取样数量
序
号
试验项目
不同最大料径（mm）下的最少取样量
9.5
16.0
19.0
26.5
31.5
37.5
63.0
75.0
1
2
3
4
颗粒级配
含泥量
泥块含量
针片状颗粒含量
9.5
8.0
8.0
1.2
16.0
8.0
8.0
4.0
19.0
24.0
24.0
8.0
35.0
24.0
24.0
12.0
31.5
40.0
40.0
20.0
37.5
40.0
40.0
40.0
63.0
80.0
80.0
40.0
80.0
80.0
80.0
40.0
5
6
7
有机物含量
硫酸盐和硫化物含量
坚固性
按试验要求的粒级和数量取样
8
岩石抗压强度
随机选取完整石块锯切或钻取成试验用样品
9
压碎指标值
按试验要求的粒级和数量取样
10
11
12
表观密度
堆积密度与空隙率
碱集料反应
8.0
40.0
20.0
8.0
40.0
20.0
8.0
40.0
20.0
8.0
40.0
20.0
12.0
80.0
20.0
16.0
80.0
20.0
24.0
120.0
20.0
24.0
120.0
20.0
2.6细集料取样数量
单项试验的最少取样数量应符合表三的规定。
做几项试验时，如确能保证试验经一项试验后不致影响另一项试验的结果，可用同一试样进行几项不同的试验。
表三：
单项试验取样数量
序号
试验项目
最少取样数量
1
颗粒级配
4.4
2
含泥量
4.4
3
石粉含量
6.0
4
泥块含量
20.0
5
云母含量
0.6
6
轻物质含量
3.2
7
有机物含量
2.0
8
硫化物与硫酸盐含量
0.6
9
氯化物含量
4.4
10
坚固性
天然砂
8.0
人工砂
20.0
11
表观密度
2.6
12
堆积密度与空隙率
5.0
13
碱集料反
20.0
2.7、粗集料样品处理
a）JTGE42—2005《公路工程集料试验规程》规定：
①、分料器法：
将试样拌匀后，通过分料分为大致相等的两份，再取其中的一份分成两份，缩分至需要的数量为止。
②、四分法：
将所取试样置于平板上，在自然状态下拌和均匀，大致摊平，然后以互相垂直的两个方向，把试样由中向边摊开，分成大致相等的四份，取其对角的两份重新拌匀，重复上述过程，直到缩分后的材料量略多于进行试验所必需的量。
③、每组试样应采用取避免细料散失及防止污染的容器包装，并附样品标识单。
b）GB/T14685—2011《建筑用卵石、碎石》规定：
①、将所取样品置于平板上，在自然状态下拌和均匀，并堆成堆体，然后以互相垂直的两条直径把堆体分成大致相等的四份，取其中对角线的两分重新拌匀，再堆成堆体，重复上述过程，直至把样品缩分到试验所需量为止。
②、堆积密度检验所用试样可不经缩分，在拌匀后直接进行试验。
2.8、细集料样品处理
a）用分料器法：
将样品在潮湿的状态下拌和均匀，然后通过分料器。
取接料斗中的其中一份再次通过分料器，重复上述过程直至把样品缩分至试验所需量为止。
b）人工四分法：
将所取样品置于平板上，在潮湿状态下拌和均匀，并堆成厚度均为20mm的圆饼，然后以互相垂直的两条直径把圆饼分成大致相等的四份，取其中对角线的两份重新拌匀，再堆成圆饼，重复上述过程，直至把样品缩分到试验所需量为止。
C）堆积密度：
人工砂坚固性检验所用试样可不经缩分，在拌匀后直接进行试验。
2.9、取样单
样品取得后，应由负责取样人员填写取样单，公路工程取样单至少包括以下容：
①、工程名称②、使用部位③、品种规格④、材料产地
⑤、进场日期⑥、取样日期⑦、取样地点⑧、代表数量
⑨、取样人
根据需要取样单还需说明集料检验项目等其它需说明的事项。
3、土
3.1引用标准：
JTGE40—2007《公路土工试验规程》
3.2、术语和定义
A、有机质土organincsoil
土中有机质含量多于或等于总质量的5%且少于总质量的10%的土。
通常有机质土呈现黑色、暗色、青色或深绿色，有特殊臭味，灼烧损失可达20%，大多有弹性、塑性，搓条时有海绵感，有的夹有植物纤维。
目前对土中有机质含量缺少公认的测试方法，各国的同类标准都按经验判别。
如用土烧烤液限的降低来判断，当烘烤后试样的液限小于烘烤前试样液限的1/3时，则认为试样为有机土。
这是一种经验判断方法。
B、黄土loess
主要由粉粒组成，呈棕黄或黄褐色，具有大孔隙和垂直节理特征的土。
受水浸湿后产生湿陷的黄土，称为湿陷性黄土。
黄土在我国的西北、华北与东北的部分地区均有广泛的分布，它是具有某些特殊性质的黄色或褐色黏性土类。
黄土中粉粒含量较大（大多在60%以上），黏粒含量较少。
粉粒之间多为黏粒与大量可溶性盐类所胶结，致使黄土在天然状态下土质坚硬，压缩性较小，抗剪强度较高，承载能力较高。
但有些黄土层中含有大量肉眼可见的大孔隙和竖向孔道，一旦浸水后土粒之间的大量可溶性盐类（例如碳酸钙和硫酸钙等）被溶解或软化，土粒薄膜水厚度加大，使粒间原有的连接受到破坏，土体突然发生明显变形。
这种性质称为黄土的湿陷性。
具有湿陷性的黄土称为湿陷性黄土。
在自重压力下浸水发生湿陷的称为自重湿陷性黄土；在自重压力下浸水不发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。
C、膨胀土expansivesoil
富含亲水性矿物并具有明显的吸水膨胀与失水收缩特性的高塑性黏土。
膨胀土最显著的特征是遇水膨胀、失水收缩，也称为胀缩土。
一般黏性土多具有程度不同的胀缩性。
在实际工作中，要注意将膨胀性土与具有明显收缩性但无膨胀或膨胀性极小的高含水率淤泥质土等软弱黏性土加以区别。
D、冻土frozensoil
具有负温或零温度，并含有冰晶的土（石）。
冻土根据冻结状态持续时间可分为多年冻土（或永冻土）、隔年冻土和季节冻土（季冻土）。
根据多年冻土的形成与存在的自然条件不同，将多年冻土分为高纬度多年冻土和高海拔多年冻土。
按季节冻土与下卧土层的关系，将季节冻土分为季节冻结层和季节融化层。
根据冻土所含盐类与有机质的不同，冻土可分为盐渍化冻土与冻结泥炭化土。
根据变形特性，可将冻土分为坚硬冻土、塑性冻土与松散冻土.此外,根据冻土融冻胀冻土率的大小可将冻土分为不冻胀、弱冻胀、强冻胀和特强冻胀土五类，等等。
E、红土laterite
石灰岩或其他岩浆岩经风化后形成的富含铁铝氧化物的褐红色粉土或黏土。
通常红黏土地区高温多雨，土中含量有较多的铁质矿物，而那些铁、铝之类的不活泼元素，随水流的渗透，会沉淀在土壤中，经过进一步氧化，红色的氧化铁和褐色的氧化铝在土壤中渲染，由于土壤中氧化铁的含量大于氧化铝，所以土壤宏观呈现为红色，又由于受氧化铝的影响，红中略带灰色，成为砖红色，所以土壤也就成为红黏土。
试验表明，红黏土的矿物成分以石英和水云母为主。
这种土的天然含水率接近于塑限，粒间连接较强，因而这种土的天然孔隙比虽较大但压缩性小，承载力高。
许多红黏土的塑性指数较高，黏粒含量较多，有些地区的红黏土具有胀缩性。
F、盐渍土salinesoil
不同程度盐渍化土的总称。
在公路工程中，一般指地表下1.0m土中易溶盐含量平均大于0.3%的土。
多数盐渍土的形成是由于当地地下水位过高、气候偏干、大地水分蒸发量较大，水气蒸发后留下大量可溶性盐分，导致地表土体富积盐，成为盐渍土。
我国盐渍土面积约为1.0*108ha，其中现代盐渍土约占37%，残积盐渍土约占45%，潜在盐渍土约占18%。
我国盐渍土分布于辽、吉、黑、冀、鲁、晋、新、陕、甘、宁、青、苏、浙、闽、粤、及等19个省区，按自然地理条件及土壤形成过程，盐渍土划分为滨海湿润海浸盐渍区，东北半湿润半干旱草原-草甸盐渍区、黄淮海半湿润-半干旱旱作草甸盐渍区、甘新漠境盐渍区，极漠境盐渍区及高寒境盐渍区等8个分区。
3.3取样方法
土样的采集、运输和保管，是完成土工试验极其重要的环节，尤其是对特殊土的采集和运输应特别注意，如果送到试验室的土样不符合要求，没有代表性，那么，任何精密的仪器和审慎的操作都将毫无意义。
常见土样一般分原状土或扰动土，视工程对象而定。
目前，公路工程施工试验室，一般只对扰动土进行试验，因此，本章节只针对用于公路工程填土
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