第三章-常用混合料强度检测

第三章常用混合料强度检测第一节无机结合料稳定土检测•一、定义•无机结合料：在各种粉碎或原状松散的土、碎(砾)石、工业废渣中，掺入适当数量的无机结合料(如水泥、石灰或工业废渣等)和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定要求的材料称为无机结合料稳定类混合料。•无机结合料稳定路面具有稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体等特点，但具耐磨性差，因此广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。•粉碎的或原状松散的土按照土中单个颗粒(指碎石、砾石、砂和土颗粒)粒径的大小和组成，将土分成细粒土、中粒土和相粒土。•由于无机结合料稳定材料的刚度介于柔性路面材料和刚性路面材料之间，称之为半刚性材料。以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层或半刚性底基层。在我国已建成的高速公路和一级公路中，大多数路面采用了无机结合料稳定类基层。第一节无机结合料稳定土检测•常用路面结构层设计•二、检测方法及评定标准检测方法：《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTGE51-2009评定标准：《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000三、配合比设计：原材料试验、拟定混合料配合比（大、中、小三个剂量）、标准击实试验、7天无侧限抗压强度试验。四、无机结合料稳定类材料的力学性质1.强度特征：无机结合料稳定类材料是一种半刚性材料，各种半刚性材料都具有一定的抗拉强度。测定半刚性材料的抗拉强度有3种方法：一种方法是利用梁式试件，采用三分点加载，进行弯拉试验，测得的抗拉强度为抗弯拉强度；第二种方法是用圆柱体试件直接拉伸测得的直接抗拉强度；沥青混凝土面层水泥稳定碎石基层级配碎石底基层四、无机结合料稳定类材料的力学性质第三种方法是用圆柱体试件沿其直径方向用线压力进行试验，直到被破坏，该强度称为间接抗拉强度或劈裂强度。而3个抗拉强度指标中，间接抗拉强度的试验是最简便的。它使用的仪器简单，可以使用做抗压强度试验的仪器和试模，操作方便，试验精度也较高。由于无侧限抗压强度是比较容易确定的参数，因此它是研究无机结合料稳定类材料性质以及施工质量控制时最经常采用的指标。我国的规范也都采用这个强度指标。强度低的混合料的弯拉强度约为抗压强度的1／3，强度高的混合料的弯拉强度约为抗压强度的1／5。2.应力一应变特性a.三轴压缩试验。通过试验发现，这一类材料的应力一应变关系曲线呈现出非线性性状。同土一样，其弹性模量是三向主应力的函数。四、无机结合料稳定类材料的力学性质然而，在应力水平较低时(低于极限应力50％)，应力-应变曲线可近似视为线性的，按回弹应变量确定的回弹模量值，可以近似视为常数。b.在不具备三轴压缩试验条件时，可采用室内承载板法测定尤机结合料稳定类材料早期抗压回弹模量。c.级配碎(砾)石的平均回弹模量值为400～500MPa，而采用不同结合料稳定后的半刚性材料的回弹模量值则高达1500～6600MPa，刚性材料水泥混凝土弹性模量为30000MPa，因此，无机结合料稳定材料的刚性介于柔性及刚性材料之间，这就是它被称为半刚性基层的原因。3.疲劳特征疲劳破坏是在小于材料极限强度的应力反复作用下所产生的累积破坏。四、无机结合料稳定类材料的力学性质4.干缩特性干缩：无机结合料稳定类材料经拌和压实后，由于水分挥发和混合料内部的水化作用，混合料的水分会不断减少。由此发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用和碳化收缩作用等引起材料体积收缩。指标：干缩应变、干缩系数、干缩量、失水量、失水率。5.温度收缩特性温缩：组成半刚性材料的三个相，即不同矿物颗粒组成的固相、液相（水）和气相在降温过程中相互作用的结果，使半刚性材料产生体积收缩，即温度收缩。影响因素：含水量、集料或土的含量、土的矿物成分、环境温度、龄期。1.强度试验图片2.半刚性材料的疲劳特征试验3.半刚性材料的疲劳特征试验五、无机结合料种类细粒土：二灰土、水泥土、石灰土、水泥石灰土、三灰土粗粒土：二灰碎石土、二灰稳定碎石（二灰碎石）、水泥碎石土、水泥稳定碎石、二灰砂、水泥砂无土：二灰、二渣、水泥矿渣等六、水泥（石灰）剂量的测定（一）水泥剂量测定（EDTA滴定法）适用范围：本方法只适用于在工地快速测定水泥稳定料或石灰稳定料中水泥和石灰的剂量，并用以检查拌和的均匀性。工地水泥和石灰稳定土含水量的少量变化（±2%），实际上不影响测定结果。方法步骤：T0809-2009注意事项(1）每个样品搅拌的时间、速度和方式应力求相同，以增加试验的精度。(2）做标准曲线时，如工地实际水泥剂量较大，素集料和低剂量水泥的试样可以不做，而直接用较高的剂量做试验，但应有两种剂量大于实用剂量，以及两种剂量小于实用剂量。(3)配制的氯化铵溶液最好当天用完，不要放置过久，以免影响试验的精度。六、水泥（石灰）剂量的测定（4）本方法适用于在水泥终凝之前的水泥含量测定，否则需要用相应龄期的EDTA二钠标准溶液消耗的标准曲线确定（应选用初凝时间3h以上和终凝时间6h以上的水泥）。（5）为了取消现场取样试验和室内标准曲线取样的差别，制样是取消过2.0或2.5mm筛。而湿混合料是采用单份掺配后进行试验，同时为了减少配料过程中的离散，对粗集料基层（最大粒径在25mm左右）必须有1000g左右的总质量。（二）石灰剂量测定（直读式测钙仪法）1.目的和适用范围本试验方法适用于测定新拌石灰土中石灰的剂量。2．仪器设备直读式测钙仪等六、水泥（石灰）剂量的测定3．试验步骤：T0810-20094.注意事项（1）在计算6％和14%混合料的组成时，应使混合料的最佳含水率与施工碾压时的最佳含水率相近。（2）若土、石灰或水质有变化时，必须重新配制6％和14%（或16%、18％）石灰土标准剂量浸提液，并用它标定仪器。（3）制备每个样品的浸提液时，搅拌的时间、速度和方式应力求相同，配制的氯化铵溶液当天用完，不宜放置过久。（4）所用器具必须用水冲洗干净。（5）每测完一个样品应用蒸馏水或自来水冲洗电极，并用软纸吸干后再测一个样品。直读式测钙仪七、无侧限抗压强度试验（一）目的：本试验方法适用于测定无机结合料稳定材料（包括稳定细粒土、中粒土、粗粒土）试件的无侧限抗压强度。本试验方法包括：按照预定干密度用静力压实法制备试件以及用锤击法制备试件。试件都是高:直径=1:1的圆柱体。应尽可能用静力压实法制备等干密度的试件。室内配合比设计试验和现场检测两者在试料准备上是不同的，前者是根据设计配合比称取试料并拌和，按要求制备试件；后者则在工地现场取拌和的混合料，并按要求制备试件。（二）仪器材料：方孔筛、（脱模器、反力框架、液压千斤顶、夯捶、导管、）密封湿气箱或湿气池、水槽、300kN压力机、天平、台称、量筒等。七、无侧限抗压强度试验稳定土试件成型机无侧限抗压强度试件七、无侧限抗压强度试验300kN微机控制全自动压力试验机试模：1.细粒土（最大粒径不大于4.75mm）试模的直径×高=50mm×50mm；2.中粒土（最大粒径不大于26.5mm）试模的直径×高=100mm×100mm；3.粗粒土（最大粒径不大于53mm）试模的直径×高=150mm×150mm；七、无侧限抗压强度试验（三）试验步骤：T0850-19941.备料：将原材料放入50℃烘箱烘干、碾碎，并测含水率。2.击实。按击实确定无机结合料稳定材料的最佳含水率和最大干密度。3.确定试件个数。为保证试件结果的可靠性和准确性，每组试件的数目要求：小试件不少于6个，中试件不少于9个，大试件不少于13个。4.闷料。将称好的材料放在长方盘内按其最佳含水率（粘性土较最佳含水量小3%）拌和密封备用。浸润时间：粘性土12-24h;粉性土6-8h;砂性土、砂粒土、红土砂砾、级配砂砾4h;未筛分碎石、砂粒、砂2h。5.拌和水泥。待制成试件前1h内均匀加入水泥。七、无侧限抗压强度试验6.成型试件。按预定的干密度用反力框架和液压千斤顶制件。脱模，称量试件重量m1，量取试件高度h1。7.开始养生。养生条件：密封湿气箱和恒温室内养生7d，温度20±2℃。在最后一天时，再次称量试件重量m2、量取高度h2，并浸泡水中24h。8.测抗压强度。将试件从水中取出，吸去表面水并称重m3，量取试件高度h3。将试件放到路面材料强度试验仪的升降台上,以速率1mm/min加荷，记录最大压力P。9.计算公式：RC=P/A(A=π×D2/4)Rc-抗压强度P-最大压力（N）；A-面积,D—试件的直径（单位mm）。七、无侧限抗压强度试验10.精确度及允许误差：抗压强度保留一位小数。同一组试件试验中，采用3倍均方差方法剔除异常值，小试件可以允许有1个异常值，中试件1～2个异常值，大试件2～3个异常值。异常值数量超过上述规定的试验重做。若干次平行试验Cv（偏差系数）要求满足：小试件不大于6%中试件不大于10%大试件不大于15%如不能保证试验结果的变异系数小于规定的值，则应按允许误差10%和90%概率重新计算所需的试件数量，增加试件数量并另做新试验。新试验结果与老试验结果一并重新进行统计评定，直到变异系数满足上述规定。七、无侧限抗压强度试验11、报告结果：材料的颗粒组成、水泥的种类和强度等级，或石灰的等级、重型击实的最佳含水量（%）和最大干密度（g/cm3)、无机结合料类型及剂量、试件干密度（保留3位小数，g/cm3）或压实度、吸水量以及测抗压强度时的含水量（%）、抗压强度、若干个试验结果的最小值和最大值、平均值、标准差S、变异系数Cv和95%保证率的值Rc0.95(Rc0.95=Rc-1.645S)。注意事项：1、水泥（石灰）剂量均按干土（即干集料）质量的百分率。2、无机结合料稳定材料配合比设计在计算试件质量时区分稳定材料的内掺和外掺。—第二节砼及水泥砂浆强度检测一、试验方法《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTGE30—2005二、评定标准《公路路基施工技术规范》JTGF10—2006《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTGF30-2003《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》JTGF80/1-2004执行。三、仪器设备砼搅拌机、振动台、压力机或万能试验机第二节砼及水泥砂浆强度检测第二节砼及水泥砂浆强度检测四、砼试件制作与养护1.取样频率按评定标准的相关要求执行。2.试件制备和养护应符合T0551-2005中相关规定五、砼抗压强度检测1.试验步骤（T0553-2005）a.自养护室取出试件，应尽快试验，避免其湿度变化。检查其尺寸及形状，相对两面应平行。量出棱边长度，精确至lmm。试件受力截面积按其与压力机上下接触面的平均值计算。在破型前，保持试件原有湿度，在试验时擦干试件。b.称出擦干试件的质量，记录数据。第二节砼及水泥砂浆强度检测c.将试件妥善放置在球座上，置于压力机压板中心，与中心偏离不得超过5mm。d.强度等级小于C30的混凝土取0.3MPa/s~0.5MPa/s的加荷速度；强度等级大于C30小于C60时，则取0.5MPa/s~0.8MPa/s的加荷速度；强度等级大于C60的混凝土取0.8MPa/s~1.0MPa/s的加荷速度。e.当试件接近破坏而开始迅速变形时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，记下破坏极限荷载。2.试验结果cuFFA式中：F—极限载荷，NA—受压面积，mm2第二节砼及水泥砂浆强度检测•试验结果计算至0.1MPa。•以3个试件测值的算术平均值作为测定值。如任一个测值与中值的差超过中值的15%时，取中值为测定值；如有两个测值的差值均超过上述规定，则该组试验结果无效。•混凝土强度等级小于C60时，非标准试件的抗压强度应乘以尺寸换算系数(见表T0553-1)，并应在报告中注明。当混凝土强度等级大于等于C60时，宜用标准试件，使用非标准试件时，换算系数由试验确定。第二节砼及水泥砂浆强度检测2.强度评定《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》JTGF80/1-2004附录D六、砼抗折（弯拉）强度检测1.试验步骤（T0558-2005）a.水泥混凝土抗折强度是