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1、砂石材料试验检测技术一、砂石材料基本概念1 .砂石材料：是石料和集料（又称骨料）的总称。2 .石料分类：根据石料形成时日勺地质条件提成岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。3 .集料的定义：在混合料中起骨架和填充作用的粒料。4 .原则筛：对颗粒性材料进行筛分试验用时符合原则形状和尺寸规格规定的系列样品筛。5 .集料划分措施：（1）按集料形成过程：分为自然风化、地质作用形成日勺卵石（砾石）和人工机械加工而成日勺碎石。（2）按粒径大小分为粗集料和细集料（又称砂）。（3）按化学成分分为酸性集料和碱性集料。6 .粗、细集料划分：水泥混凝土的!分界尺寸是4.75mm,沥青混合料的分界尺寸为2.36mmo7 .集
2、料最大粒径和公称最大粒径：公称最大粒径比最大粒径小一种粒级。集料最大粒径指集料100%都规定通过的最小原则筛筛孔尺寸。集料公称最大粒径指集料也许所有通过或容许有少许筛余（筛余量不超过10%）的最小原则筛筛孔尺寸。实际上工程中所指的最大粒径往往是指公称最大粒径。二、石料1 .真密度型石料在在规定试验条件下（温度20）,单位真实体积（不包括孔隙体积）的质量。量纲为g/Cm302 .毛体积密度分：石料在规定试验条件下，单位毛体积（包括矿质实体和闭口、开口孔隙的体积）的质量。3 .孔隙率P：石料孔隙体积占其总体积（即毛体积）日勺百分率。4 .吸水性：衡量一定条件下石料吸水能力的大小称为石料的吸水性。可
3、用吸水率和饱水率两项指标表达。1）吸水率：石料在室温（202）和大气压条件下，石料试样最大吸水质量占烘干（1055oC）石料试样质量的百分率。2）饱水率：石料在室温（20土2C）和抽真空（真空度残压为2.67KPa）后日勺条件下，石料试样最大吸水量占烘干石料试样质量的百分率。饱水率比吸水率大，饱水率的计算措施与吸水率相似。5 .耐候性：石料在自然环境下的使用过程中，首先要承受周围环境温度变化引起的温度应力作用，另一方面是承受因正、负气温的交替冻融引起内部组织构造受到日勺破坏作用，评价石料这种抵御自然破坏原因的性能称为耐候性。该性能用抗冻性和结实性两项指标来评价。抗冻性：石料抵御多次冻融循环作用
4、日勺性能称为抗冻性。该性质采用一定条件下受测石料经历多次冻融循环过程后，其强度损失的百分率（耐冻系数）来表达。结实性：石料抵御多次由硫酸钠结晶膨胀循环后导致的破坏作用的性能称为结实性。由于硫酸钠从溶解的离子状态转化为结晶体，会产生一定的晶胀作用，此类似于水在负温时结冰产生的冻胀作用，但晶胀的作用程度要比冻胀作用更为明显。因此采用一定的试验措施，以检测石料经历多次硫酸钠结晶产生的晶胀作用后其性能日勺变化程度（如质量损失、强度减少等），来作为石料结实性日勺测定措施。6 .力学性质：石料力学性质重要采用石料抗压强度和磨耗性两项指标来评价。（1）单轴抗压强度：石料在饱水状态且几何尺寸为边长50mm的正
5、立方体在一定加载速率条件下的承载能力，来表达石料的单轴抗压强度（MPa）o（最大荷载/受压面积）抗压强度越高，石料越好。（2）磨耗性：磨耗性是石料抵御撞击、剪切和摩擦等综合作用的性能。通行的检测措施采用洛杉矶磨耗试验法。石料或水泥混凝土用粗集料的磨耗率率二（1111112）/0，1112指试验后过2111111筛的筛余量（对于石料或混凝土集料采用2mm筛，对于沥青混合料及基层采用L7n三筛）。磨耗率越大，抗磨耗性越差。7 .化学性质石灰岩石料与沥青拌和而成日勺混合料在水稳性上要比采用花岗岩石料与沥青拌和的混合料要好.石灰岩是碱性岩，花岗岩是酸性岩。公路工程上根据石料中氧化硅含量的多少，将其提成
6、三种：石料类型氧化硅含量（）常见石料酸性石料65花岗岩、石英岩中性石料5265辉绿岩、闪长岩碱性石料9-11,并按表5-20次序将试件安装于道路轮上。原则试件编号为1314,分别位于道路轮的1号和8号位置。每两块试件间应置一块橡胶石棉垫片，最终一块试件应紧紧挤入轮槽中，以到达各个试件挤紧的目的。然后拧紧螺丝，必要时可让在道路轮端板上加垫木板，用锤轻轻敲打，以保证装紧试块，不会导致试件在磨光过程中松动或断裂。（9）磨光试件。将道路轮安装在试验机的轮轴上，使橡胶轮的轮辐完全压着露出的）集料表面。然后盖上机盖，接通水源并打开金刚砂（30号）储料斗中的调整闸板。启动电源，磨光机开始运转，溜砂量控制在3
7、0g5gmin,流水量以恰好带走金刚砂为宜，出料口有砂滞留可不处理。操作3h后关掉电源，取下储砂斗，清除斗中、溜砂槽及底座上的积砂后换上280号金刚砂。然后重新开机，溜砂量调整控制在3g5gmin,流水量也应做对应调整，再使试件磨光3h后停止试验。注意：轮胎在磨光试验120h（即20轮次）后应作废。换用新轮后应按正常试验预磨6h,以便使金刚砂能嵌入轮胎表面。（10）卸下道路轮后取出试件，用水将试件上的金刚砂洗净，再用摆式仪测定试件摩擦系数值（该值无量纲），得到时刻度盘读数除以0.6即为集料磨光值。试件的测定方向应与“行车方向”一致。注意，试验前应对摆式仪进行检查标定。（11）每个试样测得的4个
8、试件磨光值之差不得不小于5个摆值,若有超过者,需重新测量。若仍不小于5个摆值，则该组试件应作废。同一试样至少进行平行试验4次，若原则试件的平均值PSV均标在46-52,则试样的测试有效，可取同一组试样4个值的平均值PSV均，并按表5-21换算磨光值作为试验成果。十四、水泥混凝土砂的筛分试验通过试验测定水泥混凝土用砂的颗粒级配，并确定砂日勺粗细程度。环节：（1）首先将砂过9.5mm筛，并记录9.5mm筛日勺筛余百分率。拌和均匀后采用四分法缩分至每份不少于550g,然后在1055C的烘箱中烘干至恒重，冷却待用。（2）原则套筛按筛孔由大到小的次序排列套在底盘上，将称重为500g（记作）的砂样倒在最上
9、层4.75mn的）原则筛上,扣上筛盖，紧固在摇筛机上。接通电源，电动过筛持续约IOmin0若无摇筛机，也可采用手摇方式过筛IOmin。（3）按孔径大小次序，将过筛后的砂样在筛上逐一手摇，深入过筛。首先在最大筛号上进行，新通过的砂颗粒用一洁净的盘子搜集，当每个筛子手摇筛出量每分钟不超过试样总质量的0.1%时，过筛结束，并将筛下的砂粒归入下一筛号：下一级筛号校同样方式进行，直至所有孔径的筛号所有完毕为止。（4）称量各筛上存留质量叱精确至0.5g.所有各筛上存留量加上底盘上保留质量之和与筛分试验用量相比，其差不得超过1%。（5）根据各筛上存留量，依次计算出砂的分计筛余、合计筛余、细度模数.细度模数U
10、尸（A236+Al.18+A.6+Ao.30-*Aq.15）-5A1.75）/（1OO-Ai.75）十五.沥青混合料用砂的筛分环节：（1）称取待测烘干砂样500g（记作皿）,精确至05g（下同）。然后将砂样浸泡在盛有足量清水的容器中，充足搅动，使砂样颗粒表面洗涤洁净，使细粉颗粒悬浮在水中。将悬浮液倒在由1. 18和O.075构成的套筛上，反复多次，直至倒出的水清澈为止。注意，整个过程尽量控制不使砂粒倒出。（3）用水冲洗的措施将容器中的砂和套筛上存留日勺砂粒所有转移到瓷盘中，操作过程中不得有砂粒损失。（4）小心倒出般中过量的水，然后将瓷盘和砂样一同放人烘箱中，在1055C的温度下烘干至恒重,称出
11、总质量（记作m2）,IH1与m2之差为通过0.075mm的砂质量。（5）将砂样所有转移到沥青混凝土筛分套筛上（此时不需0.075mm筛），随即完全按照水泥混凝上用砂的筛分措施进行筛分试验。模数计算公式为:Mx=（A,L75A2.36A.18+Ao.6+Ao.30+Ao.15）/100在筛分过程中，当没有出现砂颗粒损失现象，且各筛孔的存留质量之和与试样总质量相比相差不超过1%时，差值部分可当作不不小于0.075mR颗粒看待，这样计算时的总质量仍是500g；也可按存留量之和的实际成果进行计算，这样处理两者成果相差很小。十六、矿质混合料的构成设计1 .级配类型：粒径粗细不一样日勺集料按照一定日勺比例
12、组合搭配在一起，以到达较高的密实度，根据搭配构成日勺成果.可得到如下几种不一样的级配形式。（1）持续级配：由大到小逐层粒径均有，并按比例互相搭配构成的矿质混合料，称为持续级配混合料。（2）间断级配：在矿料颗粒分布的整个区间里，从中间剔除一种或持续几种粒级，形成一种不持续的级配，称为间断级配Q（3）持续开级配：整个矿料颗粒分布范围较窄，从最大粒径到最小粒径仅在数个粒级上以持续的形式出现，形成所谓的持续开级配。2 .级配曲线：为了直观形象地表达矿料各粒径的J颗粒分布状况，常常采用级配曲线的方式来描述矿料级配。做法是以通过量的百分率为纵坐标，筛孔尺寸（同步也表达矿料的粒径）为横坐标，将各筛上的通过量
13、绘制在坐标图中，然后用曲线将各点连接起来，成为所谓的级配曲线。复印图5-23 .矿料的）构成设计（图解法需学习）复印178-179页图解法操作环节：（1）准备工作：对所使用日勺各集料进行筛分，并计算出各自的通过量百分率范围，明确设计级配规定的级配，并计算出该规定级配范围的中值：绘制框图：按比例（一般纵、横边各为100mm和15OnlnI）绘制一矩形框图，从左下向右上引对角线，作为合成级配的中值，见图5-3o纵坐标表达通过量，按常数标尺在纵坐标上标出通过量百分率刻度；横坐标则表达筛孔尺寸，而各个筛孔详细位置则根据合成级配规定的某筛孔通过量百分率中值，在纵坐标上找出该中值的I位置，然后从纵坐标引水平线与对角线相交，再从交点处向下做垂线，垂线与横坐标的交点即为该筛孔对应位置。依此类推，找出全都筛孔在横坐标上的详细位置。（3）确定各集料用量：将参与级配合成的各集料的通过量绘制在框图中，用折线的形式连成级配曲线。假设以四种集料进行级配合成，见图5-3o根据框图中相邻两条级配曲线的关系，确定各集料在混合料中的掺配比例。
