「無機結合料穩定材料檢測」無機結合料擊實試驗

「無機結合料穩定材料檢測」無機結合料擊實試驗

土的分類圖

在土中摻入一定數量的無機結合料,並在最佳含水率下壓實,既發生了一系列的物理作用,也發生了一系列的化學作用,在這一系列作用發生的同時,形成了無機結合料穩定材料的強度。無機結合料穩定材料的重要特點之一是強度和模量隨齡期的增長而不斷增長,逐漸具有一定的剛性性質。在公路工程中,常用的混合料主要有無機結合料穩定混合料、瀝青混合料、水泥混凝土混合料等,無機結合料穩定混合料一般作為高等級公路的基層和底基層。

無機結合料擊實試驗目的和適用範圍

不同的無機結合料穩定土,在不同的無機結合料劑量、不同的含水率、不同的擊實下可以達到不同密實度,在公路工程的施工質量控制過程中,要求在一定壓實功的作用下達到最大的密實度。

本試驗方法適用於在規定的試筒內,對水泥混凝土(在水泥水化前)、石灰穩定土及石灰(或水泥)粉煤灰穩定土進行擊實試驗,以繪製穩定土的含水率—幹密度關係曲線,從而確定其最佳含水率和最大幹密度。

(1)試驗集料的最大粒徑宜控制在37.5mm以內(方孔篩);

(2)試驗方法類別。本試驗方法分甲、乙和丙三類,無機結合料細粒土一般採用甲類。

儀器設備

(1)擊實筒:小型擊實筒,包括內徑100mm、高127mm的金屬圓筒,套環高50mm,底座;大型擊實筒,包括內徑152mm、高170mm的金屬圓筒,套環高50mm,直徑151mm和高50mm的筒內墊塊,底座。

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擊實儀

(2)多功能自控電動擊實儀:擊錘的底面直徑50mm,總質量4.5kg。擊錘在導管內的總行程為450mm。可設置擊實次數,並保證擊錘自由垂直落下,落高應為450mm,錘跡均勻分佈於試樣面。

(3)電子天平:量程4000g,感量0.01g;量程15kg,感量0.1g。各1臺。

(4)方孔篩:孔徑53mm、37.5mm、26.5mm、19mm、4.75mm、2.35mm的篩各一個;

(5)量筒:50ml、100ml和550ml的量筒各一個;

(6)直刮刀、刮土刀、工字形刮平尺等;

(7)拌和工具:約400mm×600mm×70mm的長方形金屬盤、拌和用平臺小鏟等。

(8)脫模器;

(9)測定含水率用的鋁盒、烘箱等其他工具;

(10)遊標卡尺。

準備工作

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網絡配圖

(1)將具有代表性的風乾試料(必要時,可以在50℃烘箱內烘乾)用木錘搗碎或用木碾碾碎。土團均應破碎到能通過4.75mm的篩孔。但應注意不使粒料的單個顆粒破碎會不使其破碎程度超過施工中拌和機械的破碎率。

(2)如試料是細粒土,將已破碎的具有代表性的土過4.75mm篩備用。

(3)如試料中含有粒徑大於4.75mm的顆粒,則先將試料過19mm的篩;如存留在19mm篩上的顆粒的含量不超過10%,則過26.5mm的篩,留作備用。

(4)每次篩分後,均應記錄超尺寸顆粒的百分率P。

(5)在預定做擊實試驗的前一天,取有代表性的試料測定其風乾含水率。對於細粒土,試樣應不少於100g;對於中粒土,試樣應不少於1000g;對於粗粒土的各種集料,試樣應不少於2000g。

(6)在實驗前用遊標卡尺準確測量試模的內徑、高和墊塊的厚度,以計算試筒的容積。

實驗步驟

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網絡配圖

在實驗之前應將實驗所需的各種儀器設備準備齊全,測量設備應滿足精度要求;調試擊實儀器,檢查其運轉是否正常。

(1)將已篩分的試樣用四等分法逐次分小,至最後取出約10~15kg試料。再用四等分法將已取出的試料分成5~6份,每份試料的幹質量為2.0g(對於細粒土)或2.5kg(對於各種中粒土)。

(2)預定5~6個不同含水率,依次相差0.5%~1.5%,且其中至少有兩個大於或小於最佳含水率。

(3)按預定含水率製備試樣。將一份試料平鋪於金屬盤內,將事先計算得的該份試料中應加的水量均勻地噴灑在試料上,用小鏟將試料充分拌和到均勻狀態,然後裝入密封容器或塑料口袋內浸潤備用。

浸潤時間要求:黏質土12~24h,粉質土6~8h,砂類土、砂礫土、紅土砂礫、級配砂礫等可以縮短到4h左右,含土很少的未十分碎石、砂礫和砂可縮短到2h。浸潤時間一般不超過24h。

(4)將所需的穩定劑水泥加到浸潤後的試樣中,並用小鏟、泥刀或其他工具充分拌和到均勻狀態。水泥應在土樣擊實前逐個加入。如有水泥的試樣拌和後,應在一小時內完成下述擊實試驗。拌和後超過一小時的試樣,應予作廢(石灰穩定材料和石灰粉煤灰穩定材料除外)

(5)試筒套環與擊實底板應緊密連接。將擊實筒放在堅實地面上,用四分法取製備好的試樣400~500g(其量應使擊實後的試樣等於或略高於筒高的1/5)倒入筒內,整平器表面並稍加壓緊,然後將其安裝到多功能自控電動擊實儀上,設定所需錘擊次數,進行第一層試樣的擊實。第一層擊實完後,檢查該層高度是否合適,以便調整以後幾層的試樣用量。用刮土刀或螺絲刀將已擊實的表面“拉毛”,然後重複上述的做法,進行其餘四層試樣的擊實。最後一層試樣擊實後,試樣炒出筒頂的高度不得大於6mm,超出高度過大的試件應該作廢。

(6)用刮土刀沿套環內壁削挖(使試樣與套環脫離)後,扭動並取下套環。齊筒頂細心刮平試樣,並拆除底板。如試樣地面略突出筒外或有孔洞,則應細心刮平或修補。最後用工字形刮平尺齊筒頂和筒底將試樣刮平。擦淨試筒的外壁,稱其質量m1.

(7)用脫模劑推出筒內試樣。從試樣內部從上到下去兩個有代表性的樣品(可將脫出試件用錘打碎後,用四分法採取),測定其含水率,計算至0.1%。兩個試樣的含水率的差值不得大於1%。擦淨試筒,稱其質量m2.

烘箱的溫度應事先調整到110℃左右,以使放入的試樣能立即在105—110℃的溫度下烘乾。

計算

(1)穩定材料溼密度計算

ρw=(m1—m2)/V

ρw——穩定材料的溼密度(g/cm³)

m1——試筒與溼試樣的總質量(g)

m2——試筒的質量(g)

V——試筒的容積(cm³)

(2)穩定材料幹密度計算,計算每次擊實後穩定材料的幹密度。

ρd=ρw/(1+0.01ω)

ρd——試樣的幹密度(g/cm³)

ω——試樣的含水率(%)

(3)製圖。以幹密度為縱座標,含水率為橫座標,繪製含水率—幹密度曲線。曲線必須為凸形的,如試驗點不足以連成完整的凸形曲線,則應進行補充實驗。


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