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        測(cè)定水泥碎石中水泥計(jì)量方法的探討

        2012-07-13 06:33:24徐在鋒
        黑龍江交通科技 2012年4期
        關(guān)鍵詞:過(guò)篩篩孔集料

        徐在鋒

        (滄州市公路工程監(jiān)理中心)

        測(cè)定水泥碎石中水泥計(jì)量方法的探討

        徐在鋒

        (滄州市公路工程監(jiān)理中心)

        水泥碎石的水泥劑量測(cè)定過(guò)程中,往往會(huì)出現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果偏差較大的現(xiàn)象,通過(guò)分析水泥碎石各組成成分對(duì)水泥劑量測(cè)定的影響,剖析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果不確定的本質(zhì)原因,完善并總結(jié)了EDTA法在水泥穩(wěn)定碎石中的實(shí)際應(yīng)用。

        水泥碎石;水泥劑量;集料;級(jí)配;比表面積

        1 引言

        水泥碎石屬水泥穩(wěn)定粒料類土(中粒土或粗粒土),已廣泛應(yīng)用于高等級(jí)公路的基層或底基層結(jié)構(gòu)中,主要特點(diǎn)是早期強(qiáng)度高,易成型。

        水泥在水泥碎石中起膠凝作用,其含量一般在4%~6%之間。水泥劑量過(guò)低使混合料達(dá)不到水泥碎石的強(qiáng)度要求,甚至造成在7~10 d內(nèi)鉆芯機(jī)不能在現(xiàn)場(chǎng)取出完整的芯樣;而劑量過(guò)高則會(huì)使路面產(chǎn)生過(guò)多的收縮裂縫。因此水泥劑量的檢測(cè)變得非常重要。

        在實(shí)際工作中通常采用EDTA法測(cè)定水泥碎石中的水泥劑量。不同的試驗(yàn)人員做出的數(shù)據(jù)往往偏差較大,即使同一個(gè)試驗(yàn)檢測(cè)人員,同樣的混合料再現(xiàn)試驗(yàn)也會(huì)出現(xiàn)較大的試驗(yàn)偏差。

        2 偏差分析

        2.1 含灰量的影響

        測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí),完全按最佳含水量配置水泥碎石,施工時(shí)總是有一定的偏差。為了便于分析,假設(shè)施工中最佳水泥劑量始終控制在設(shè)計(jì)劑量,舉例說(shuō)明。

        某水泥碎石的設(shè)計(jì)劑量x=5.2%,最佳含水量w0=5.8%,含水量控制在±1%,即4.8% ~6.8%之間。

        (1)當(dāng)含水量在最佳含水量5.8%時(shí),混合料質(zhì)量為1 000 g,則

        水泥質(zhì)量為898.5×5.2%=46.7 g

        (2)當(dāng)含水量為控制上限6.8%時(shí),混合料質(zhì)量為1 000 g,則

        集料干質(zhì)量1 000÷(1+6.8)÷(1+5.2)=890.0 g

        水泥質(zhì)量為890.0×5.2%=46.2 g

        (3)當(dāng)含水量為最佳含水量下限4.8%時(shí),混合料質(zhì)量為 1 000 g,則

        集料干質(zhì)量1 000÷(1+4.8)÷(1+5.2)=907.0 g

        水泥質(zhì)量為907.0×5.2%=47.2 g

        劑量測(cè)定中劑量與相同質(zhì)量混合料中的水泥質(zhì)量呈線性關(guān)系。水泥質(zhì)量為46.7 g時(shí),水泥劑量為5.2%,則當(dāng)水泥質(zhì)量分別為46.2 g和47.2 g時(shí),計(jì)算出對(duì)應(yīng)水泥劑量分別為5.15%和5.25%,因此可判斷為含水量在常規(guī)控制界限時(shí),對(duì)水泥劑量測(cè)定的結(jié)果基本沒(méi)有影響。

        2.2 集料級(jí)配的影響

        水泥總是粘附在集料顆粒表面上,且集料單位面積粘附的水泥顆粒一樣多?;谶@個(gè)表面粘附假定,集料級(jí)配對(duì)水泥劑量測(cè)定結(jié)果的影響從本質(zhì)上說(shuō)是比表面積對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。也就是說(shuō)通過(guò)對(duì)集料級(jí)配對(duì)水泥比表面積的影響分析和比表面積變化時(shí)對(duì)水泥劑量測(cè)定結(jié)果影響的分析,就可以得出集料級(jí)配變化對(duì)水泥劑量測(cè)定結(jié)果的影響。

        圖書(shū)館建設(shè)特色庫(kù)是為了更好地發(fā)揮其資源價(jià)值,滿足用戶需求。在特色庫(kù)建成后,圖書(shū)館應(yīng)投入更大的力量進(jìn)行宣傳推廣,向用戶介紹數(shù)據(jù)庫(kù)情況,使用戶盡早了解數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容,主動(dòng)為用戶提供特色庫(kù)培訓(xùn)與講座,演示數(shù)據(jù)庫(kù)的使用方法,提高用戶使用數(shù)字資源的技能[5]。

        (1)集料級(jí)配對(duì)比表面積的影響

        表1為某公路篩分和比表面積對(duì)照實(shí)例。

        由表1分析可知,4.75 mm篩孔以下部分只占總混合料的質(zhì)量的41%,但比表面積卻總比表面積的93.34%,0.075 mm篩孔以下部分只占總質(zhì)量的6%,比表面積卻占到了33.28%,達(dá)到了比表面積的1/3,所以同樣質(zhì)量的混合料大料和細(xì)料的比例的不同,造成的比表面積大小是有相當(dāng)?shù)牟町惖?,這種差異是不得不要考慮的。

        按著數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理,樣本越大,其代表性越高,新規(guī)范JTG E51-2009規(guī)定,劑量測(cè)定中中粒土或粗粒土的取樣數(shù)量為1 000 g,JTJ051-94老規(guī)范中的300 g相比有了相當(dāng)大的提高,提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。但相較于篩分試驗(yàn),還是有一定差異的。

        在JTG E42-2005的試驗(yàn)規(guī)程中,對(duì)于最大公稱直徑是26.5 mm的為了減少樣本的偏差,篩分的要求是最小樣本質(zhì)量為20 kg,四分法分至不少于2.5 kg進(jìn)行篩分。取樣1 000 g,去掉水分和水泥的情況之下,質(zhì)量也只有900 g左右,不能真實(shí)的反應(yīng)級(jí)配狀況,而一顆37.5 mm的粒料的質(zhì)量大約有70 g,26.5的粒級(jí)的質(zhì)量也有40 g左右,多取一顆這樣的顆粒和少取一顆這樣的顆粒對(duì)篩分結(jié)果會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。

        (2)比表面積變化時(shí)對(duì)水泥劑量測(cè)定結(jié)果影響

        基于前面的假設(shè),集料單位面積粘附的水泥顆粒一樣多,因此比表面積大小和所粘附的水泥顆粒多少呈正比例線性關(guān)系,也就和水泥劑量檢測(cè)結(jié)果呈正比例線性關(guān)系。

        因此造成同樣的混合料再現(xiàn)試驗(yàn)出現(xiàn)較大的試驗(yàn)偏差的原因在于樣品取樣質(zhì)量相對(duì)于集料公稱粒徑來(lái)說(shuō)偏小,使得試樣中的比表面積離散較大,也就使得集料表面上的水泥顆粒含量發(fā)生了較大的變化。致使產(chǎn)生了較大的含量誤差。

        1.3 消除方法

        (1)篩孔尺寸的選擇

        篩孔尺寸的選擇,應(yīng)能使900 g樣本具有代表性,且能在實(shí)踐中順利完成,我們備選了三個(gè)篩孔選擇,2.36 mm、4.75 mm、9.5 mm。在JTG E42-2005的試驗(yàn)規(guī)程中規(guī)定最大稱粒徑為9.5 mm的篩分試驗(yàn)質(zhì)量不小于1 000 g,4.75 mm的篩分質(zhì)量不少于500 g,因此,9.5 mm篩孔達(dá)不到使樣本達(dá)到具有代表性的要求,而剩下的只有2.36 mm、4.75 mm兩個(gè)篩孔,在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),由于混合料比較濕潤(rùn),在過(guò)篩的時(shí)候混合料又容易形成小團(tuán),2.36 mm的篩孔過(guò)篩很困難,而4.75 mm篩孔過(guò)篩基本不受影響,故篩孔4.75 mm篩孔為最佳選擇。

        (2)劑量測(cè)定常出現(xiàn)的4種情況

        ①標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)都未過(guò)篩。兩過(guò)程保持了一致性,但檢測(cè)結(jié)果變異較大,正是本文要解決的問(wèn)題;

        ②標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定過(guò)篩,現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)都未過(guò)篩。使標(biāo)準(zhǔn)曲線與現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)沒(méi)有一致性,現(xiàn)場(chǎng)過(guò)篩后,由于比表面積的增加,使得礦料所粘附的水泥較多,試驗(yàn)所消耗的EDTA較多,所以試驗(yàn)結(jié)果偏大。

        ③標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定時(shí)過(guò)篩,現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)不過(guò)篩。同樣使標(biāo)準(zhǔn)曲線與現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)沒(méi)有一致性,但由于比表面積的減小,使得礦料所粘附的水泥較少,試驗(yàn)所消耗的EDTA較少,所以試驗(yàn)結(jié)果偏小。

        ④標(biāo)準(zhǔn)曲線檢測(cè)時(shí)過(guò)篩,現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)過(guò)篩。兩過(guò)程保持了一致性,同時(shí)檢測(cè)結(jié)果變異較小,是檢測(cè)的最佳方案。

        2 結(jié)論

        目前,在公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料的試驗(yàn)檢測(cè)規(guī)程中,采用TG E51-2009的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)代替老規(guī)程JTJ051-94,雖然新規(guī)范拌中粗粒土的取樣質(zhì)量有300 g提高到現(xiàn)在的1 000 g,減少了部分誤差,但就誤差來(lái)說(shuō)仍然很大,有必要對(duì)先規(guī)范進(jìn)行補(bǔ)充,用過(guò)篩的方法以減少誤差。使該方法的試驗(yàn)結(jié)果能真實(shí)有效地反映工程質(zhì)量,從而能真正能的指導(dǎo)施工。

        [1]公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 034-2000)[S].

        [2]公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程(TG E51-2009)[S].

        [3]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004)[S].

        [4]沈?qū)W峰.水泥穩(wěn)定砂礫水泥劑量測(cè)定(EDTA滴定法)[J].中外公路,2000,(7).

        U416.214

        C

        1008-3383(2012)04-0002-02

        2011-12-28

        徐在鋒(1972-),河北省滄州市新華區(qū)人,工程師,研究方向:公路工程監(jiān)理。

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