4、无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805—94)
4.0.1 目的和适用范围
本试验方法适用于测定无机结合料稳定土(包括稳定细粒土、中粒土和粗粒土)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。应该尽可能用静力压实法制备等干密度的试件①。其它稳定材料或综合稳定土的抗压强度试验应参照本法。
注①:用击锤制备最大干密度的试件往往会遇到困难。
4.0.2 仪器设备
(1)圆孔筛:孔径40mm、25mm(或20mm)及5mm的筛各一个。
(2)试模:适用于下列不同土的试模尺寸为:细粒土(最大粒径不超过10mm):试模的直径×高=50mm×50mm;中粒土(最大粒径不超过25mm):试模的直径×高=100mm×100mm;粗粒土(最大粒径不超过40mm):试模的直径×高=150mm×150mm。
(3)脱模器。
(4)反力框架:规格为400kN以上。 (5)液压千斤顶(200kN～1000kN)。
(6)夯锤和导管(同本规程3.0.2第(2)项)。
(7)密封湿气箱或湿气池放在能保持恒温的小房间内①。 (8)水槽:深度应大于试件高度50mm。
(9)路面材料强度试验仪或其它合适的压力机,但后者的规格应不大于200kN。
(10)天平:感量0.01g。
(11)台秤:称量10kg,感量5g。
(12)量筒、拌和工具、漏斗、大小铝盒、烘箱等。
注①:约6～8m2,高2m。热天用空调保持恒温,冷天用温度控制器和电炉保持恒温。
4.0.3 试料准备将具有代表性的风干试料(必要时,也可以在50℃烘箱内烘干),用木锤和木碾捣碎,但应避免破碎粒料的原粒径。将土过筛并进行分类。如试料为粗粒土,则除去大于40mm的颗粒备用;如试料为中粒土,则除去大于25mm或20mm的颗粒备用;如试料为细粒土,则除去大于10mm的颗粒备用。在预定做试验的前一天,取有代表性的试料测定其风干含水量。对于细粒土,试样应不少于100g;对于粒径小于25mm的中粒土,试样应不少于1000g;对于粒径小于40mm的粗粒土,试样的质量应不少于2000g。
4.0.4 按T0804—94确定无机结合料混合料的最佳含水量和最大干密度。 4.0.5 制试件
(1)对于同一无机结合料剂量的混合料,需要制相同状态的试件数量(即平行试验的数量)与土类及操作的仔细程度有关。对于无机结合料稳定细粒土,至少应该制6个试件;对于无机结合料稳定中粒土和粗粒土,至少分别应该制9个和13个试件。
(2)称取一定数量的风干土并计算干土的质量,其数量随试件大小而变。对于
50mm×50mm的试件,1个试件约需干土180～210g;对于100mm×100mm的试件,1个试件约需干土1700～1900g;对于150mm×150mm的试件,1个试件约需干土5700～6000g。对于细粒土,可以一次称取6个试件的土;对于中粒土,可以一次称取3个试件的土;对于粗粒土,一次只称取一个试件的土。
(3)将称好的土放在长方盘(约400mm×600mm×70mm)内。向土中加水,对于细粒土(特别是粘性土)使其含水量较最佳含水量小3%,对于中粒土和粗粒土可按最佳含水量加水①。将土和水拌和均匀后放在密闭容器内浸润备用。如为石灰稳定土和水泥、石灰综合稳定土,可将石灰和土一起拌匀后进行浸润。浸润时间:粘性土12～24h,粉性土6～8h,砂性土、砂砾土、红土砂砾、级配砂砾等可以缩短到4h左右;含土很少的未筛分碎石、砂砾及砂可以缩短到2h。
注①:应加的水量可按下式计算:
QnQcQnQc??Qw???W??0.01Wn??0.01Wc ??0.01Wn1?0.01Wc?1?0.01Wn1?0.01Wc?1?0.01式中:Qw———混合料中应加的水量(g);
Qn———混合料中素土(或集料)的质量(g);其含水量为wn(风干含水
量)(%);
Qc———混合料中水泥或石灰的质量(g);其原始含水量为wc(%)(水泥
的wc通常很小,也可以忽略不计);
w———要求达到的混合料的含水量(%)。
(4)在浸润过的试料中,加入预定数量的水泥或石灰①并拌和均匀。在拌和过程中,应将预留的3%的水(对于细粒土)加入土中,使混合料的含水量达到最佳含水量。拌和均匀的加有水泥的混合料应在1h内按下述方法制成试件,超过1h的混合料应该作废。其它结合料稳定土,混合料虽不受此限,但也应尽快制成试件。
注①:水泥或石灰剂量按干土(即干集料)质量的百分率计。
4.0.6 按预定的干密度制件用反力框架和液压千斤顶制件。制备一个预定干密度的试件,需要的稳定土混合料数量m1(g)随试模的尺寸而变。
m1=ρdV(1+w)
式中:V———试模的体积;
w———稳定土混合料的含水量(%); ρd———稳定土试件的干密度(g/cm3)。
将试模的下压柱放入试模的下部①,但外露2cm左右。将称量的规定数量m2(g)的稳定土混合料分2～3次灌入试模中(利用漏斗),每次灌入后用夯棒轻轻均匀插实。如制的是50mm×50mm的小试件,则可以将混合料一次倒入试模中。然后将上压柱放入试模内。应使其也外露2cm左右(即上下压柱露出试模外的部分应该相等)。将整个试模(连同上下压柱)放到反力框架内的千斤顶上(千斤顶下应放一扁球座),加压直到上下压柱都压入试模为止。维持压力1min。解除压力后,取下试模,拿去上压柱,并放到脱模器上将试件顶出②(利用千斤顶和下压柱)。称试件的质量m2,小试件准确到1g;中试件准确到2g;大试件准确到5g③。然后用游标卡尺量试件的高度h,准确到0.1mm。用击锤制件,步骤同前。只是用击锤(可以利用做击实试验的锤,但压柱顶面需要垫一块牛皮或胶皮,以保护锤面和压柱顶面
不受损伤)将上下压柱打入试模内。
注①:事先在试模的内壁及上下压柱的底面涂一薄层机油。
注②:用水泥稳定有粘结性的材料时,制件后可以立即脱模,用水泥稳定无粘结性材料时,最好过几小时再脱模。
注③:小试件指50mm×50mm的试件,中试件指100mm×100mm的试件,大试件指150mm×150mm的试件。下同。
4.0.7 养生试件从试模内脱出并称量后,应立即放到密封湿气箱和恒温室内进行保温保湿养生。但中试件和大试件应先用塑料薄膜包复。有条件时,可采用蜡封保湿养生。养生时间视需要而定,作为工地控制,通常都只取7d。整个养生期间的温度,在北方地区应保持20±2℃,在南方地区应保持25±2℃。养生期的最后一天,应该将试件浸泡在水中,水的深度应使水面在试件顶上约2.5cm。在浸泡水中之前,应再次称试件的质量m3。在养生期间,试件质量的损失应该符合下列规定:小试件不超过1g;中试件不超过4g;大试件不超过10g。质量损失超过此规定的试件,应该作废。
4.0.8 试验步骤
4.0.8.1 将已浸水一昼夜的试件从水中取出,用软的旧布吸去试件表面的可见自由水,并称试件的质量m4。
4.0.8.2 用游标卡尺量试件的高度h1,准确到0.1mm。
4.0.8.3 将试件放到路面材料强度试验仪的升降台上(台上先放一扁球座),进行抗压试验。试验过程中,应使试件的形变等速增加,并保持速率约为1mm/min。记录试件破坏时的最大压力P(N)。
4.0.8.4 从试件内部取有代表性的样品(经过打破)测定其含水量w1。 4.0.9 计算试件的无侧限抗压强度Rc用下列相应的公式计算:
P?0.00051P?Mpa?AP对于中试件：Rc??0.000127P?Mpa?
AP对于大试件：Rc??0.000057P?Mpa?A对于小试件：Rc?式中：P———试件破坏时的最大压力(N);
A———试件的截面积(A=π4D2,D—试件的直径,单位mm)。 4.0.10 精密度或允许误差
若干次平行试验的偏差系数Cv(%)应符合下列规定: 小试件 不大于10% 中试件 不大于15% 大试件 不大于20%
4.0.11 报告报告应包括以下内容: (1)材料的颗粒组成;
(2)水泥的种类和标号或石灰的等级;
(3)确定最佳含水量时的结合料用量以及最佳含水量(%)和最大干密度(g/cm3);
(4)水泥或石灰剂量(%)或石灰(或水泥)、粉煤灰和集料的比例;