5  無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的物理、力學(xué)試驗

T 0861—2024 無機結(jié)合料穩(wěn)定材料密度測試方法(真空塑封法)

1  適用范圍

本方法適用于具有一定形狀的無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試件的毛體積相對密度和毛體積密度的試驗。

2  儀器設(shè)備

2.1  真空密度測試儀。

2.1.1      真空度：101.4kPa(760.73mmHg)。

2.1.2      真空室尺寸：不小于420mm×180mm×490mm。

2.1.3      密封條：406mm自動的雙金屬線密封條。

2.2  聚合物密封袋：不透水及密封性能良好、柔軟抗穿透，可分別用于不同尺寸試樣密 封。試驗時根據(jù)試件大小選用合適的密封袋。

2.3    浸水天平或電子天平：量程不小于15kg, 感量為0 . 1g; 量程不小于4000g, 感量為 0.01g 。 應(yīng)有測量水中重的掛鉤。

2.3.1  網(wǎng)籃。

2.3.2  試件懸吊裝置：天平下方懸吊網(wǎng)籃及試件的裝置，吊線應(yīng)采用不吸水的細(xì)尼龍線繩，并有足夠的長度。

2.4  溢流水箱：使用潔凈水，有水位溢流裝置，保持試件和網(wǎng)籃浸入水中后的水位一致。具有恒溫功能，能調(diào)節(jié)水溫至25℃±0.5℃。

2.5    溫度計：分度值0.1℃。

2.6 烘箱：量程不小于110℃,控溫精度為±1℃。

3  試件制備

3.1    按照本規(guī)程T  0843 和 T  0844方法成型試件或現(xiàn)場鉆取芯樣。

3.2 為保證試驗結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，每組試件的數(shù)量要求為6個。

4 試驗步驟

4.1 選擇適宜的浸水天平或電子天平，最大稱量應(yīng)滿足試件質(zhì)量的要求。

4.2    將試件脫模后，稱取試件的空中質(zhì)量m, 根據(jù)選擇的天平感量讀數(shù)，細(xì)粒材料和 中粒材料精確至0.1g, 粗粒材料精確至0.5g。如測試干燥試件的密度，需將試件放入溫度為105℃±1℃的烘箱中烘6h 后，再稱取試件的空中質(zhì)量。

4.3    根據(jù)試件尺寸大小選擇合適的密封袋，稱取密封袋在空氣中的質(zhì)量ma, 根據(jù)選擇 的天平感量讀數(shù)，細(xì)粒材料和中粒材料精確至0.1g, 粗粒材料精確至0.5g。

4.4    將試件放入密封袋內(nèi)，置于真空室內(nèi)置板上，并將光滑的一面置于底部，密封袋密 封處距試件保留25mm 的距離。

4.5    關(guān)閉真空室，真空泵指示燈變紅，試件密封后，減壓閥自動打開。

4.6 從真空室內(nèi)將密封好的試件取出，輕拉密封袋，檢查是否有松弛區(qū)域，如有松弛表 明試件密封不嚴(yán)，需按照本方法4.3的步驟重新開始試驗。

4.7    將密封試件置于天平上稱取密封試件質(zhì)量m_s, 根據(jù)選擇的天平感量讀數(shù)，細(xì)粒材 料和中粒材料精確至0.1g, 粗粒材料精確至0.5g。

4.8 將溢流水箱水溫保持在25℃±0.5℃。掛上網(wǎng)籃，浸入溢流水箱中，調(diào)節(jié)水位，將 天平調(diào)平并復(fù)零，把密封試件置于網(wǎng)籃中，注意將試件和袋子全部浸入水中，密封袋不要 接觸水箱邊，待天平讀數(shù)穩(wěn)定后讀取密封試件在水中的質(zhì)量m_w,  根據(jù)選擇的天平感量讀數(shù)，細(xì)粒材料和中粒材料精確至0.1g, 粗粒材料精確至0.5g。

4.9    從水箱中取出密封試件，將試件從密封袋中取出，稱取試件在空氣中的質(zhì)量,   并按式(T  0861-1)計算試件的質(zhì)量損失率。如質(zhì)量損失率大于0.08%,需按本方法4.3的步驟重新開始試驗。

           (T  0861-1)

    式中：w——試件的質(zhì)量損失率(%); 

    m_a—試件在空氣中的質(zhì)量(g);

——密封袋取走后，試件在空氣中的質(zhì)量(g)。

5 計算

5.1    塑封法測定的試件毛體積相對密度按式(T 0861-2)計算。

(T  0861-2)

式中：γ_f——試件的毛體積相對密度，無量綱； 

m_a——試件在空氣中的質(zhì)量(g);

——密封袋取走后，試件在空氣中的質(zhì)量(g); 

m_s——密封試件在空氣中的質(zhì)量(g);

m_w—— 密封試件在水中的質(zhì)量(g);

F——密封袋修正系數(shù)，根據(jù)設(shè)備提供的參數(shù)和公式計算。

5.2   塑封法測定的試件毛體積密度按式(T 0861-3)計算。

ρ_f=γ_f×ρ_水                      (T  0861-3)

式中：ρ_f——試件的毛體積密度(g/cm3);

P_水——在257溫度條件下水的密度，取0.9971g/cm3。

6 結(jié)果整理

6.1 試件毛體積密度保留至小數(shù)點后4位。

6.2 同一組試件試驗中，采用3倍標(biāo)準(zhǔn)差方法剔除異常值，細(xì)、中粒材料異常值不超過 1個，粗粒材料異常值不超過2個。異常值超過上述規(guī)定的試驗重做。

6.3 同一組試驗的變異系數(shù)C_v(%)   應(yīng)不大于6%方為有效試驗。如不能保證試驗結(jié)果的變異系數(shù)小于規(guī)定的值，則應(yīng)按允許誤差10%和90%概率重新計算所需的試件數(shù)量，增加試件數(shù)量并另做新試驗。

7 報告

試驗報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：

(1)材料的顆粒組成；

(2)水泥的種類和強度等級，或石灰的等級；

(3)無機結(jié)合料類型及劑量；

(4)試件的毛體積密度，保留至小數(shù)點后4位；

(5)采用試驗方法類別。

8  記錄

本試驗的記錄格式見表T 0861-1。

表T 0861-1 穩(wěn)定材料密度試驗

工程名稱                             混合料名稱                      

試樣編號                             試驗方法                        

結(jié)合料類型                           結(jié)合料劑量(%)                    

試驗：                           校核；                    試驗日期：

條文說明

近年來，一些學(xué)者開始關(guān)注無機結(jié)合料穩(wěn)定類基層的級配組成和體積特性，提出了無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的毛體積密度、最大理論密度、空隙率等體積指標(biāo)，進一步完善了無機結(jié)合料穩(wěn)定類基層的材料組成設(shè)計理論。由于無機 結(jié)合料穩(wěn)定材料的吸水率較大，無法采用水中重法和 表干法進行毛體積密度測定，故參考 ASTM D 7370 真空密封法提出了本試驗方法，并根據(jù)無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的特點優(yōu)化了部分試驗條件。

為了縮短試驗周期，采用烘干法加快試件的水分蒸發(fā)。確定合理烘干時間時，選擇N1、N2 兩種水泥穩(wěn) 定碎石材料各成型了15個100mm×100mm  圓柱體試件，進行烘干效果試驗，試件放入烘箱后每隔三小時 稱取一次重量，計算水分損失率，結(jié)果見表T   0861-2所示。從表T   0861-2 可看出，試件在0- 3h  內(nèi) 水 分蒸發(fā)極快，會蒸發(fā)掉試件絕大多數(shù)的水分；在3-6h 內(nèi)水分蒸發(fā)量已降至0 . 025%左右；在6-18h 內(nèi)水分蒸發(fā)量極為緩慢，降幅十分微小。試驗結(jié)果表明，6h 之內(nèi)試件的水分已幾乎蒸發(fā)完全，故烘干時間選擇6h。

圖T 0861-1   真空密封裝置

表T 0861-2   烘干效果試驗

烘干后試件表面存在許多鋒利的棱角，極易劃破密封袋，造成密封不嚴(yán)，影響毛體積 密度測量的準(zhǔn)確性。為了避免密封袋破損，可在塑封機內(nèi)置板和天平上放置柔軟厚實的手 套或者毛巾，減少塑封試件與堅硬物體的摩擦。尤其是塑封機內(nèi)的支座上一定要放置材質(zhì)柔軟、可減小摩擦的物體，避免塑封過程中由于試件在支座板上滑動，所造成塑封袋破漏。

當(dāng)質(zhì)量損失率大于0.08%時， 一般是由于密封袋泄露所致，因此需要重新試驗。

表T 0861-3 為 N1、N2 兩種水泥穩(wěn)定碎石材料采用本試驗方法測定的毛體積相對密度。從表T 0861-3 可看出，隨著含水率的增加，毛體積相對密度呈先增大后減小的變化趨勢，毛體積相對密度存在峰值點。

表T 0861-3   水泥穩(wěn)定碎石試件毛體積相對密度測定結(jié)果