全自動集料堅固性試驗儀

一、簡介

本儀器符合JTG3432-2024公路工程集科試驗規(guī)程要求。本方法是用以確定碎石或礫石經(jīng)飽和溶液多次侵飽與烘干循環(huán)，承受結(jié)晶壓而不發(fā)生顯著破環(huán)或強度降低的性能，是測定石料堅固性能（也稱安定性)的方法。堅固性是指集料經(jīng)飽和溶液多次浸泡——烘干后，不發(fā)生顯著破壞或強度降低的性能。它是描述集料抗凍性的重要指標(biāo)。試驗表明，對于相同的巖石當(dāng)其被軋制成碎、礫石后，由于軋制工藝破壞了巖石的原狀，結(jié)果使得集料的抗凍性比原狀巖石的抗凍性低。因此，除檢測原狀巖石堅固性外，還應(yīng)檢測軋制后集料的堅固性。本儀器可自動加溫，恒溫，循環(huán)次數(shù)，保溫時間實現(xiàn)數(shù)顯自動控制。

二、技術(shù)參數(shù)

1、容器：雙層不銹鋼加熱恒溫容器

2、粗集料三角網(wǎng)籃:

網(wǎng)藍外徑為150mm，高150mm，孔徑2.36mm

網(wǎng)籃外徑為100mm，高150mm，孔徑2.36mm不銹鋼制。  

細集料三腳網(wǎng)籃:

網(wǎng)籃外徑為70mm，高70mm，孔徑0.15mm不銹鋼制

3、電源電壓：220V

4、溫度應(yīng)保持范圍：0-99℃(可調(diào))

5、升降次數(shù):25次

6、加熱功率:2000W

7、制冷功率：800w

8、電機功率:50W

三、目的與適用范圍

1.1本方法適用于測定飽和溶液或飽和溶液浸泡和干燥循環(huán)作用下集料質(zhì)量損失，以間接評價粗集料的堅固性。

1.2本方法不適用于測定含水泥的再生集料，或含碳酸鈣、碳酸鎂或隱晶石英集料，此時可按T0364進行凍融試驗。

四、儀具與材料

2.1 烘箱:鼓風(fēng)干燥箱，恒溫105℃±5℃,并滿足T0302中2.4要求。

2.2天平:感量不大于稱量質(zhì)量的0.1%。

2.3試驗篩:根據(jù)集料粒級選用不同孔徑的方孔篩，并滿足T0302中2.1要求。

2.4容器:帶蓋的瓷缸、塑料桶、金屬桶等，其容積不小于50L。

2.5三腳網(wǎng)籃:網(wǎng)籃為銅絲或不銹鋼絲制成。一般內(nèi)徑為100mm,高為150mm,網(wǎng)孔徑不大于2.36mm;對于37.5mm及以上粒級，內(nèi)徑和高均為250mm,網(wǎng)孔徑不大于2.36mm;對于2.36~4.75mm粒級，內(nèi)徑及高均為70mm,網(wǎng)孔徑不大于1.18mm。

2.6溫控裝置:21℃±1℃恒溫水槽或恒溫箱，能夠容納2.4中的容器，同時應(yīng)有溫度記錄功能。

2.7比重計:液體比重計，相對密度精度0.001。

2.8溫度計:量程0~100℃,分度值0.1℃;量程0<200℃，分度值1℃。

2.9 計時器:量程不少于48h,精度0.1s。

2.10試劑:飽和堅固性試驗為無水(Na2SO4);飽和堅固性試驗為7水(MaSO4·7H?O)a

2.11試劑:10%氯化鋇溶液

2.12

試驗用水:蒸餾水或去離子水。

2.13其他;玻璃棒、金屬盤、毛刷等

3試驗準(zhǔn)備

五、飽和溶液的配制

3.1.1取一定量水加溫至30~50℃,緩慢加入無水(NazSO4)，邊加入邊用玻璃棒充分?jǐn)嚢?。加入的無水(NazSO4)應(yīng)至溶液達到飽和并至出現(xiàn)結(jié)晶，每1000mL水加入無水(Na2SO4)不少于350g。然后將盛有飽和溶液的容器放入溫控裝置中，使飽和溶液冷卻至21℃±1℃,使用前在此溫度下靜置不少于48h。

3.1.2飽和溶液從冷卻至21℃±1℃開始至所有浸泡試驗結(jié)束的整個過程中均恒溫在21℃±1℃,并及時蓋住容器減少水分蒸發(fā)或污染。每次使用溶液浸泡之前，均應(yīng)將容器中的結(jié)晶弄碎，攪拌飽和溶液、靜置30min后檢查飽和溶液相對密度，應(yīng)滿足1.151~1.174.

3.1.3當(dāng)溶液顏色發(fā)生變化或溶液相對密度達不到要求時，可過濾一遍;如果檢查其相對密度仍然得不到要求，則不得使用。

3.1.4溶液的配制，可采用試驗浸泡集料的容器，也可采用單獨的容器。

3.2飽和溶液的配制每1000mL水加入7水(MaS04·7H20)不少于1500g;每次使用溶液浸泡之前，飽和溶液相對密度應(yīng)滿足1.286~1.306。其他同3.1。

3.3試樣的制備

3.3.1將樣品用2.36mm試驗篩充分過篩，取篩上顆?？s分試樣兩份。將試樣浸泡在水中，借助金屬絲刷將試樣顆粒表面洗刷干凈，經(jīng)多次漂洗至水清澈為止。瀝干后105℃±5℃烘干至恒重，并冷卻至室溫。

3.3.2按表T0314-1各粒級篩網(wǎng)組成套篩，將每份試樣干篩法充分篩分，稱量各粒級的顆粒質(zhì)量M.、計算各粒級的質(zhì)量百分率a。

3.3.3按表TO314-V要求質(zhì)量，每份試樣各粒級稱取一份集料顆粒(m1)，同時記錄各粒級中大于19mm顆粒數(shù)(N)。

注:1.當(dāng)某一粒級的質(zhì)量百分率a，小于5%時，則該粒級可不進行試驗。如10~25mm 集料中，4.75~9.5mm、9.5~16mm、16~19mm和19~37.5mm粒級的質(zhì)量百分率分別為1.4%、90.3%、7.2%和1.1%,則4.75~9.5mm 和19~37.5mm粒級可不予試驗，僅進行9.5~16mm和16~19mm兩個粒級的試驗。2.9.5~16mm 粒級顆?？刹捎玫荣|(zhì)量的9.5~13.2mm粒級顆粒代替:19~31.5mm粒級顆粒可采用等質(zhì)量的19~26.5mm 粒級顆?；?span style="font-size: 18px; font-family: Calibri;">26.5~31.5mm粒級顆粒代替:3.2.36~4.75mm與4.75~9.5mm.9.5~16mm 與16~19mm,19~31.5mm與31.5~37.5mm,37.5~53mm與53~63mm可兩個粒級合并進行試驗，但合并之前各粒級質(zhì)量應(yīng)分別滿足表T0314-1中要求。

六、飽和溶液堅固性試驗步驟

4.1將待測粒級集料顆粒分別裝入不同的三腳網(wǎng)籃、浸入盛有飽和溶液的容器中，三腳網(wǎng)籃浸入溶液時應(yīng)先上下升降25次(升降高度約25mm,且集料顆粒不得露出溶液液面)以排除氣泡，然后靜置于該容器中。各粒級集料顆粒浸入飽和溶液之前，溫度應(yīng)為21℃±1℃;同時飽和溶液容積應(yīng)不小于各粒級集料顆?？傮w積的5倍。各粒級浸入飽和溶液后，三腳網(wǎng)籃底面距容器底面(由網(wǎng)籃腳高控制)間距、三腳網(wǎng)籃外壁距容器內(nèi)壁間距、三腳網(wǎng)籃之間間距，均不少于20mm;且飽和溶液液面至少高出集料顆粒表面20mmc

4.2及時蓋住容器，并保持飽和溶液恒溫在21℃±1℃,靜置浸泡20h±0.25h。從飽和溶液中提出三腳網(wǎng)籃，瀝干15min±5min后，置于105℃±5℃的烘箱中烘干4h±0.25h;及時蓋住容器，并繼續(xù)進行飽和溶液恒溫。從烘箱中取出各粒級集料顆粒，冷卻2h±0.25h 至21℃±1℃;可通過環(huán)境箱、空調(diào)或電風(fēng)扇等加速降溫。至此，完成了個飽和溶液浸泡、加熱烘干試驗循環(huán)。

4.3將容器中結(jié)晶硫酸鹽弄碎，攪拌飽和溶液、靜置30min后檢查飽和溶液相對密度。再按照以上4.1~4.2進行四個循環(huán)，但浸泡時間調(diào)整為4h±0.25h。

4.4完成第五次循環(huán)后，將各粒級集料顆粒置于46~49℃的水中浸泡、洗凈結(jié)晶硫酸鹽。再將各粒級集料顆粒放入105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重，待冷卻至室溫后，用相應(yīng)粒級下限篩孔過篩，并稱量其篩余質(zhì)量m'。

注:取洗各粒級集料顆粒的水約10mL,滴人幾滴10%氯化鋇溶液，若未出現(xiàn)白色渾濁說明已洗凈。

4.5對粒徑大于19mm的顆粒，同時進行外觀檢查，描述各顆粒的裂縫、剝落、掉邊和掉角等情況及其所占的顆粒數(shù)量

4.6如中途需要暫停試驗，可在烘箱完成烘午后冷卻階段中止試驗，總中止時間不超過72h。

七、飽和溶液堅固性試驗步驟

5.1將待測粒級集料顆粒分別裝入不同的三腳網(wǎng)籃、浸入盛有飽和溶液的容器中，三腳網(wǎng)籃浸入溶液時應(yīng)先上下升降25次(升降高度約25mm，且集料顆粒不得露出溶液液面)以排除氣泡，然后靜置于該容器中。各粒級集料顆粒浸入飽和溶液之前，其溫度應(yīng)為21℃±1℃;同時飽和溶液容積應(yīng)不小于各粒級集料顆?？傮w積的5倍。各粒級集料顆粒浸入飽和溶液后，三腳網(wǎng)籃底面距容器底面(由網(wǎng)籃腳高控制)間距、三腳網(wǎng)籃外壁距容器內(nèi)壁間距、三腳網(wǎng)籃之間間距，均不少于20mm;且飽和溶液液面至少高出集料顆粒表面20mmc

5.2及時蓋住容器，并保持飽和溶液恒溫在21℃±1℃,靜置浸泡16.5h±0.25h。從飽和溶液中提出三腳網(wǎng)籃，瀝干30min±5min后，置于105℃±5℃的烘箱中烘干6h±0.25h;及時蓋住容器，并繼續(xù)進行飽和溶液恒溫。從烘箱中取出各粒級集料顆粒，冷卻2h±0.25h 至21℃±1℃;可通過環(huán)境箱、空調(diào)或電風(fēng)扇等加速降溫。至此，完成了個飽和溶液浸泡、加熱烘干試驗循環(huán)。

5.3 將容器中結(jié)晶硫酸鹽弄碎，攪拌飽和溶液、靜置30min后檢查飽和溶液相對密度。再按照以上5.1~5.2進行四個循環(huán)。

5.4完成第五次循環(huán)后，將各粒級集料顆粒置于46~49℃的水中浸泡、洗凈結(jié)晶硫酸鹽。再將各粒級集料顆粒放入105℃±5C的烘箱中烘干至恒重，待冷卻至室溫后，用相應(yīng)粒級下限篩孔過篩，并稱量其篩余質(zhì)量㎡’。

注:取洗各粒級集料顆粒的水約10mL,滴入幾滴10%氯化鋇溶液，若未出現(xiàn)白色渾濁說明已洗凈。

5.5 對粒徑大于19mm的顆粒，同時進行外觀檢查，描述各顆粒的裂縫、剝落、掉邊和掉角等情況及其所占的顆粒數(shù)量。

5.6 如中途需要暫停試驗，可在烘箱完成烘于后冷卻階段中止試驗，總中止時間不超過72h。

八、結(jié)果整理

注:當(dāng)某一粒級的質(zhì)量百分率小于5%時，取其相鄰兩個粒級的質(zhì)量損失百分率的算術(shù)平均值;當(dāng)只有一個相鄰粒級的實測結(jié)果時，直接取這個相鄰粒級的質(zhì)量損失百分率。

6.4溶液試驗的試樣質(zhì)量損失百分率按式(T0314-4)計算，準(zhǔn)確至0.1%。

6.6試驗應(yīng)描述整體顆粒的裂縫、剝落、掉邊和掉角等情況及其所占的顆粒數(shù)量。

九、允許誤差

7.1當(dāng)采用飽和溶液時，質(zhì)量損失百分率重復(fù)性試驗的允許誤差為試驗平均值的60%.

7.2 當(dāng)采用飽和溶液時，質(zhì)量損失百分率重復(fù)性試驗的允許誤差為試驗平均值的30%。