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)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(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，四周及底部用1mm~2mm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105±5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公称最大粒径(mm)圆孔筛1016202531.5406380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15~25摄氏度范围内。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将集料置于浅盘中，放入105±5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4h~6h。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γa、表干相对密度γs、毛体积相对密度γb按式(1)、(2)、(3)计算至小数点后3位。γa=ma/(ma-mw)γs=mf/(mf-mw)γb=ma/(mf-mw)式中：γa--集料的表观相对密度，无量纲；γs--集料的表干相对密度，无量纲；γb--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，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）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)5~1010~1616~2020~2525~31.531.5~40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)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5mm~10mm集料为例，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5~10mm的4.8~2.4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5mm~10mm的1.6~3.3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)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3mm~5mm石屑一般不作测定。美国ASTMD4791-95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10mm~20mm(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12mm~16nn的集料，加压40t压碎后不稳压，立即卸载用3mm筛过筛，压碎值试验仪也与水泥混凝土用的不一样。一方面我国沥青路面集料已统一为方孔筛，而我国的标准筛系列又与英国的不同，没有12mm及3mm筛，所以作相应的修改。水泥混凝土用粗集料压碎值试验1目的与适用范围测定碎石或砾石抵抗压碎的能力，间接地推测其相应的强度，以鉴定水泥混凝土粗集料品质。2仪具与材料2.1压力试验机：荷载300kN以上。2.2压碎指标值测定仪(如图1)。2.3圆孔筛：孔径分别为2.5mm、10mm、20mm。3试验准备3.1将试样筛去10mm以下及20mm以上的颗粒，采用10mm~20mm的颗粒作为标准试样，并在气干状态下进行试验。欠图1注：对多种岩石组成的砾石，如其粒径大于20mm颗粒的岩石矿物成分与10mm~20mm颗粒有显著差异时，对大于20mm的颗粒应经人工破碎后筛取10mm~20mm标准粒级另外进行压碎指标值试验。3.2用针状和片状规准仪剔除试样中的针状和片状颗粒，然后称取每份约3kg的试样3份备用。4试