材料试验复习资料

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1、材料试验复习资料材料试验复习资料 一、熟悉:集料划分方法,粗细集料最大粒径和公称最大粒径概念。 集料最大粒径 :指集料的 100%都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸。 集料的公称最大粒径 :指集料可能全部通过或允许有少量不通过(一般容许筛余不超过 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。 二、 熟悉:密度常用量纲,不同密度适用条件。掌握:表观密度和毛体积密度的试验操作方法、结果计算。 堆积密度 :单位体积(含物质颗粒固体及其闭口、开口孔隙体积及颗粒间空隙体积)物质颗 粒的质量。有干规程密度及湿堆积密度之分。表观密度(视密度) :单位体积(含材料的实体矿物成分及闭口孔隙体积)

2、物质颗粒的干质量。毛体积密度:单位体积(含材料的实体矿物成分及其闭口孔隙、开口孔隙等颗粒表面轮廓线 所包围的毛体积)物质颗粒的干质量。 表观密度和毛体积密度的试验操作方法、结果计算表观密度和毛体积密度的试验操作方法、结果计算(网篮法网篮法) 1 目的与适用范围 本方法适用于测定碎石、砾石等各种集料的表观相对密度、表干相对密度、毛体积相对密 度、表观密度、表干密度、毛体积密度,以及粗集料的吸水率。 2 仪具与材料 2.1 天平或浸水天平:可悬挂吊篮测定集料的水中质量,称量应满足试样数量称量要求, 感量不大于最大称量的 0.05%. 2.2 吊篮:耐锈蚀材料制成,直径和高度为 150mm 左右,四

3、周及底部用 1mm2mm 的筛网 编制成具有密集的孔眼。 2.3 溢流水槽:在称量水中质量时能保持水面高度一定。2.4 烘箱:允控温在 1055 摄氏 度。2.5 温度计。 2.6 标准筛。2.7 盛水容器(如搪瓷盘)。2.8 其它:刷子、毛巾等。 3 试验准备 3.1 将取来的试样用 4.75mm(方孔筛)或 5mm(圆孔筛)标准筛过筛,用四分法缩分至要求的 质量,分两份备用。对沥青路面用粗集料,应对不同规格的集料分别测定,不得混杂,所 取的每一份集料试样应基本上保持原有的级配。 3.2 经缩分后供测定密度和吸水率的粗集料质量应符合表 1 的规定。 3.3 将每一份集料试样浸泡在水中,仔细洗

4、去附在集料表面的尘土和石粉,经多次漂洗干 净至水清澈为止。清洗过程中不得散失集料颗粒。 测定密度所需要的试样最小质量 表 1 圆孔 筛1016202531.5406380公称最大粒径 (mm)方孔筛9.5161926.531.537.56375每一份试样的最小质 量(kg)1111.51.52334 试验步骤 4.1 取试样一份装入干净的搪瓷盘中,注入洁净的水,水面至少应高出试样 2cm,轻轻搅 动石料,使附着石料上的气泡逸出。在室温下保持浸水 24h。 4.2 将吊篮挂在天平的吊钩上,浸入溢流水槽中,向溢流水槽中注水,水面高度至水槽的 溢流孔为止,将天平调零。4.3 调节水温在 1525 摄

5、氏度范围内。将试样移入吊篮中,溢流水槽中的水面高度由水槽 的溢流孔控制,维持不变。称取集料的水中质量(mw)。 4.4 提起吊篮,稍稍滴水后,将试样倒入浅搪瓷盘中,或直接将粗集料集料倒在拧干的湿 毛巾上,注意不得有颗粒丢失,或有小颗粒附在吊篮上。稍稍倾斜搪瓷盘,用毛巾吸走漏 出的自由水,用拧干的湿毛巾轻轻擦干颗粒的表面水,至表面看不到发亮的水迹,即为饱 和面干状态。当粗集料尺寸较大时,可逐颗擦干。注意拧湿毛巾时不要太用劲,防止拧得 太干。擦颗粒的表面水时,既要将表面水擦掉,又不能将颗粒内部的水吸出,整个过程中 不得有集料丢失。 4.5 立即在保持表干状态下,称取集料的表干质量(m1)。 4.6

6、 将集料置于浅盘中,放入 1055 摄氏度的烘箱中烘干至恒重,取出浅盘,放在带盖的 容器中冷却至室温,称取集料的烘干质量(ma)。 注:恒重是指相邻两次称量间隔时间大于 3h 的情况下,其前后两次称量之差小于该项试验 所要求的粗密度,即 0.1%。一般在烘箱中烧烤的时间不得少于 4h6h。 4.7 对同一规格的集料应平行试验两次,取平均值作为试验结果。 5 计算 5.1 表观相对密度 a、表干相对密度 s、毛体积相对密度 b按式(1)、(2)、(3)计算至小 数点后 3 位。a=ma/(ma-mw) s=mf/(mf-mw) b=ma/(mf-mw) 式中:a-集料的表观相对密度,无量纲;s-

7、集料的表干相对密度,无量纲; b-集料的毛体积密度,无量纲; ma-集料的烘干质量,g; mf-集料的表干质量,g; mw-集料的水中质量,g。 三、熟悉:砂石材料空隙率对耐候性的影响。 ? 四、熟悉:针对两种不同应用目的针片状颗粒的定义方法。 掌握:适用不同目的针片状颗粒检测操作方法,以及影响试验的重要因素。 针片状颗粒 :指粗集料中细长的针状颗粒与扁平的片状颗粒。当颗粒形状的诸方向中的最 小厚度(或直径)与最大长度(或宽度)的尺寸之比小于规定比例时,属于针片状颗粒。 水泥混凝土用粗集料针片状颗粒含量试验(规准仪法)本方法适用于测定水泥混凝土使用 的 5mm 以上的粗集料的针状及片状颗粒含量

8、,以百分率计。 ;沥青路面用粗集料针片状颗粒含量试验(游标卡尺法)适用于测定除水泥混凝土外的沥 青混合料、各种规准仪法)规准仪法)基层、底基层的 4.75mm 以上的粗集料的针状及片状颗粒含量, 以百分率计。 水泥混凝土集料针、片状颗粒试验的粒级划分及其相应的规准仪孔宽或间距粒级(圆孔筛)(mm)510101616202025 2531.5 31.540针状规准仪上相对 应的立柱之间的间 距宽(mm)18(B1) 31.2(B2)43.2(B3) 54(B4) 67.8(B5)85.8(B6)片状规准仪上相对 应的孔宽(mm)3(A1)5.2(A2) 7.2(A3)9(A4)11.3(A5 )

9、14.3(A6)2.2 天平或台秤:感量不大于称量值的 0.1%。 2.3 标准筛:孔径分别为 5mm、10mm、16mm、20mm、25mm、31.5mm、40mm 的圆孔筛, 根据需要选用。 3 试验准备 将来样在室内风干至表面干燥,并用四分法缩分至满足表 2 规定的质量,称量(m0),然后 筛分成表 2 所规定的粒级备用。 针、片状试验所需的试样最小质量 表 2公称最大粒径 (mm)1016202531.5406380试样最小质量 (kg)0.3123510-4 试验步骤 4.1 按表 2 所规定的粒级用规准仪逐粒对试样进行鉴定,凡颗粒长度大于针状规准仪上相 应间距者,为针状颗粒,厚度小

10、于片状规准仪上相应孔宽者,为片状颗粒。 4.2 称量由各粒级挑出的针状和片状颗粒的总量(m1). 5 碎石或砾石中针、片状颗粒含量按式(1)计算,准确至 0.1%。 Qe=m1/m0*100 式中:Qe-试样的针、片状颗粒含量,%; m1-试样中所含针、片状颗粒的总质量,g; m0-试样总质量,g; 条文说明 原规程对粗集料的针片状颗粒的测定方法,无论是用于水泥混凝土还是沥青路面都可以用 规准仪测定,混淆了沥青路面集料针片状含量测定方法。本方法仅适用于水泥混凝土集料, 图 1 片状规准仪的尺寸比例为 1:6,但是实际上通过该孔的集料的比例不一定是小于 1:6 的。 以 5mm10mm 集料为例

11、,用间距 24mm(实际宽 18mm)鉴定,凡是颗粒长度大于此间距者 为针状颗粒,大于此长度的颗粒意味着长度为 510mm 的 4.82.4 倍者为针状颗粒;再用 3mm 宽的片状规准仪鉴定,凡是厚度小于孔宽的为片状颗粒,小于此孔宽的颗粒意味着宽 度小于 5mm10mm 的 1.63.3 倍者皆为片状颗粒,从定义上就是不严密的,由于水泥混凝 土对集料的要求没有沥青混合料严格,所以本方法不适用于沥青混合料集料,这一点与游 标卡尺法测量的不一样。 对沥青路面针片状颗粒含量要求甚严,我国规定沥青路面用扁平或细长比小于 1:3 的作为 针片状颗粒,是很严格的,必须采用游标卡尺逐个测定。曾发现有一些工地

12、采用水泥混凝 土针片状颗粒规准仪测量沥青路面用集料的形状,使针片状颗粒数量测定不准确,影响沥 青路面的质量。 游标卡尺法游标卡尺法) 1 目的与适用范围 1.1 本方法适用于测定除水泥混凝土外的沥青混合料、各种基层、底基层的 4.75mm 以上的 粗集料的针状及片状颗粒含量,以百分率计。 1.2 本方法测定的针片状颗粒,是指用游标卡尺测定的粗集料颗粒的最小厚度(或直径)方向 与最大长度(或宽度)方向的尺寸之比小于 1:3 的颗粒,有特殊要求采用其它比例时,应在试 验报告中注明。 1.3 本方法测定的粗集料中针片状颗粒的含量,可用于评价集料的形状和抗压碎的能力, 以评定其在工程中的适用性。2 仪

13、具与材料 2.1 标准筛:方孔筛 4.75mm。 2.2 游标卡尺:精密度为 0.1mm。 2.3 天平:感量不大于 1g。 3 试验步骤 3.1 按现行集料随机取样的方法,采集集料试样,按四分法原理选取 1kg 左右的试样。对 每一种规格的粗集料,应按照不同的公称粒径,分别取样检验。 3.2 用 4.75mm 标准筛将试样过筛,取筛上部分供试验用,称取试样的总质量 m0,准确至 1g,试样数量应不少于 800g,并不少于 100 颗。 3.3 将试样平摊于桌面上,首先用目测挑出接近立方体的符合要求的颗粒,剩下可能属于 针状和片状的颗粒。 3.4 按图 1 所示的方法将欲测量的颗粒放在桌面上成

14、一稳定的状态,图中颗粒平面方向的 尺寸 lb,用卡尺逐颗测量石料的长度 l,宽度 b 及厚度 t,将 l/t=3 的颗粒(即长度方向与 厚度方向的尺寸之比大于 3 的颗粒)分别挑出作为针片状颗粒,称取针片状颗粒的质量 m1, 准确至 1g。 4 计算 按公式(1)计算针片状颗粒含量。 Qe=m1/m0*100 式中:Qe-针片状颗粒含量,%; m0-试验用的集料总质量,g; m1-针片状颗粒的质量,g。 5 报告 5.1 试验要平行测定两次,如两次结果之差小于平均值的 20%,取平均值为试验值;如大 于或等于 20%,应追加测定一次,取三次结果的平均值为测定值。 5.2 试验报告应报告集料的种

15、类、产地、岩石名称、用途。 条文说明 本方法参照日本标准试验方法编写。明确方法名称为沥青路面粗集料针片状颗粒含量试验, 以免与水泥混凝土集料的规准仪法相混淆。 粗集料的针片状颗粒含量测定适用于 4.75mm 以上的颗粒,对 4.75mm 以下的 3mm5mm 石屑一般不作测定。 美国 ASTM D 4791-95 规定了测定 1:2、1:3 和 1:5 不同标准针片状颗粒含量的试验方法, 其测定机具如图 2 所示。但 SHRP 的 SUPERPAVE 仅规定 1:5 一个标准,并提出要求在设 计交通量大于 100 万辆的路段都不得超过 10%。NCAT 认为按 1:5 的规定检测几乎都接近 于

16、 0,没有实际意义,建议用 1:3。在 NCAT 和 FHWA 的 SMA 设计规范中规定了 1:3 和 1:5 不同标准针片状颗粒含量要求,分别要求小于 20%和小于 5%。我国通常采用 1:3 是合 理的。从 ASTM 的图中可以看出,它的针片状颗粒的含意与本规程用卡尺测量完全相同。 五、熟悉:每种力学性质试验结果计算及检测结果含义。 掌握:各项试验的操作内容、步骤及影响试验结果的关键因素。注意分别适用于水泥 混凝土或沥青混合料粗集料时的各项试验操作方法上的特点和区别。 ? 六、熟悉:两种适用不同目的压碎试验操作区别,试验结果含义。 掌握:不同压碎试验操作步骤。 我国集料压碎值试验方法有两个,T0315 适用于水泥混凝土集料,试样一律采用 10mm20mm(圆孔筛)颗粒,加压 20t 稳压 5s 压碎后用 2.5mm 筛过筛作为被压碎的颗粒,计算压碎值。 但适用于沥青路面集料压碎值试验的 T0316 原规定采用 12mm16nn 的集料,加压 40t 压碎 后不稳压,立即卸载用 3mm 筛

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