顆粒級配（篩分）檢測

一、檢測目的

1. 質量控制：確保材料粒度分布滿足生產工藝或工程標準要求（如混凝土骨料級配）。
2. 性能預測：通過級配分析預測材料的密實度、滲透性、強度等物理性能。
3. 優化配比：為混合料（如瀝青混合料、混凝土）的配比設計提供依據。
4. 環保評估：分析土壤或工業廢渣的顆粒分布，評估其環境影響。

二、核心檢測項目

1. 粒徑分布（Particle Size Distribution）

• 定義：樣品中各粒徑區間顆粒的質量百分比。
• 檢測方法：
  • 將試樣通過一系列不同孔徑的標準篩，依次篩分并稱量各篩余質量。
  • 計算各篩余百分比和累積篩余百分比。
• 關鍵參數：
  • 最大粒徑（Dmax）：篩上余留量≤5%的最小篩孔尺寸。
  • 中值粒徑（D50）：累積篩余為50%對應的粒徑。
  • 有效粒徑（D10）：累積篩余為10%對應的粒徑。

2. 細度模數（Fineness Modulus, FM）

• 定義：表征砂類材料整體粗細程度的指標，通過累計篩余百分比計算得出。
• 公式： ??=∑(各篩余百分比)100FM=100∑(各篩余百分比)?
• 應用：用于砂的分類（如粗砂、中砂、細砂）。

3. 通過率（Percentage Passing）

• 定義：通過某一篩孔的顆粒質量占總質量的百分比。
• 示例：若某篩孔為2.36mm，通過率90%表示90%的顆粒小于2.36mm。

4. 累積篩余（Cumulative Retained）

• 定義：某一篩孔及以上各篩余質量的總和占總質量的百分比。
• 公式： ???=∑(篩余質量?)總質量×100%CRi?=總質量∑(篩余質量i?)?×100%

5. 不均勻系數（Cu）與曲率系數（Cc）

• 定義：用于評價顆粒級配的連續性和均勻性。
• 公式： ??=?60?10,??=(?30)2?10×?60Cu?=D10?D60??,Cc?=D10?×D60?(D30?)2?
• 應用：
  • 若 ??>5Cu?>5 且 1≤??≤31≤Cc?≤3，則為良好級配；反之則為不良級配。

三、檢測方法與儀器

1. • 干篩法：適用于干燥、無黏性的顆粒（如砂、碎石）。
   • 濕篩法：用于含水分或易結塊的顆粒（如黏土）。
2. • 標準篩：符合ISO或ASTM規范的方孔篩組（孔徑范圍依檢測標準選定）。
   • 振篩機：機械振動輔助篩分，確保分離效率。
   • 天平：精度0.1g，用于稱量各篩余質量。
3. • 取樣：按標準方法縮分代表性試樣（如四分法）。
   • 篩分：將試樣按孔徑從大到小依次篩分。
   • 稱量：記錄各篩余質量，計算通過率和累積篩余。
   • 繪制曲線：生成顆粒級配曲線（橫坐標為篩孔尺寸，縱坐標為通過率）。

四、檢測結果的應用

1. 建筑材料：
   • 混凝土骨料：級配不良會導致強度下降或泌水現象。
   • 瀝青混合料：級配影響路面的抗車轍性和耐久性。
2. 土壤工程：
   • 評價路基填土的壓實效果和滲透性。
3. 工業生產：
   • 控制陶瓷原料、催化劑載體等顆粒的均勻性。

五、注意事項

1. 取樣代表性：避免偏析（顆粒分離）導致的誤差。
2. 篩分時間：過短篩分不完全，過長易導致顆粒破碎。
3. 篩網維護：定期校準篩孔尺寸，防止篩網變形或堵塞。

六、標準規范

• 國際標準：ISO 3310（試驗篩）、ASTM C136（骨料篩分）。
• 中國標準：GB/T 14684（建筑用砂）、JTG E42（公路工程集料試驗規程）。