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摘要:结合笔者建筑工程参见经验,文章首先对公路粗集料两种实验进行了探讨,随后主要就粗集料在公路与房间行业标准中使用的试验方法的异同进行了分析。
关键字:粗集料压碎值;试验方法;异同
中图分类号:C33文献标识码: A
前言:工程试验检测贯穿于设计、施工监理、养护、验收、维修等各个环节,是控制及评判工程质量的基础措施,对于保障工程质量有着举足轻重的作用。集料,尤其是粗集料的颗粒形状,对普通混凝土与沥青混凝土的性能的影响显著。一般情况下,集料颗粒有多棱角状、浑圆状、片状与针状四种类型,其中,接近立方体或者球体的多棱角状及浑圆状颗粒较好。而呈扁平和细长的片状和针状颗粒对于沥青和普通混凝土的强度、和易性与稳定性等含有不良的影响,所以,在集料中应限制片状、针状颗粒的含量。在侧壁约束的容器中一定级配的粗集料受到垂直压力的影响,荷载在颗粒间的传递形成了一定的路径,当集料的级配优良时,荷载传递路径分布均匀,粗集料骨料结构稳定;当级配不合理时,荷载传递路径集中,粗集料骨架结构容易遭到破坏,采用压碎值的试验方法评价可有助于评价级配粗骨料骨架结构性能,通过压碎后的筛分得到其压碎值,可以此作为依据来评价骨架结构。
一、对于公路工程粗集料两种实验的探讨
公路工程集料试验规程中,一个是早期的 T0315, 其应用于水泥混凝土粗集料压碎值的试验;还有一个较晚出现的 T0316, 用于路面基层与沥青混合料粗集料压碎值试验。使用过程中发现, 由于简单地废除了 T0315方法, 加上 T0316方法的不完善, 给试验工作者带来了许多困惑。
公路混凝土粗集料压碎值无试验,把压碎值试验组合成为同一方法的原因有两方面:一是使用 T0316的方法,石料的压碎值能够拉得更开,因为依照T0315的方法实验, 压力可最大加致 200kN, 而根据 T0316的方法, 其最大压力可加至 400kN, 且压力的作用时间较长。然而,在此忽略了一个基本事实,即水泥混凝土粗集料压碎值试验不需要过大的压力, 其档次拉开没有实际意义。二是另外压碎值指标对于沥青路面与基层的重要性远高于水泥混凝土胶凝材料的说法不成立, 路面材料压碎值要求比水泥混凝土胶凝材料高,但其重要程度绝无轻重之分, 与路面材料相比, 水泥混凝土集料的压碎值也同样是重要的技术性指标。
由于桥涵混凝土粗集料压碎值指标是在 T0315的试验基础上提出的, 如果根据 T0316的方法进行试验, 标准过高,于是可依T0315为基准的,可采用 T0316试验后, 利用相关的关系式 Y= 0.816x- 5换算得到,路面水泥混凝土粗集料可用此式进行换算。
综合以上原因, 各个地区做法各不相同, 有些地方要求施工单位对拟用碎石用 结合T0315、T0316两种方法同时进行试验,并建立相关的关系式,再运用 T0316的方法进行试验, 并由关系式进行换算,其相较于 T0315试验条件的压碎值, 大幅度的增加了工作量。而有些单位则很据T0316的方法进行试验, 用上述的关系式进行换算。然而又出现了新的问题, 即根据 T0315的方法压碎值满足要求的集料, 而使用 T0316的方法试验换算所得的压碎值不一定能够满足质量的要求。
T0315用于水泥混凝土粗集料壓碎值试验, 《建筑用卵石、碎石 》 ( GB /T14685- 2001)仍保留此方法, 只是将试验用筛由圆孔改变为相对应的方孔。T0316是公路行业的方法标准, 运用于路面基层、沥青混合料粗集料压碎值试验。二者方法原理在本质上没有区别, 只是压碎值仪的试验条件及规格有所不同。对公路行业的相关试验室如果既搞水泥混凝土材料试验, 又搞路面材料试验,就需要配备两套压碎值仪。虽然两套压碎值仪规格差别较小, T0315压碎值仪内径 152mm, 高一般约 125 mm; T0316压碎值仪的内径为150mm, 高125—128 mm,后者试验时所承受的压力相比于前者较大, 因此,后者的壁后于前者。鉴于此,对公路行业两种方法有条件地合并是可行的,然而仅限于仪具。这里值得一提的是, 两种方法的其他试验条件除了确定试样数量的方法、试样的规格、所用试验筛的规格以及施加的压力等不同以外, 还存在不同之处,即T0315规定, 试验前应先将试样当中的针片状颗粒剔除之后再进行试验, 其原因是由于集料中针片状颗粒含量较高时, 在振动条件下容易密实, 将会造成压碎值试验结果偏小; 而 T0316则无此规定。基于以上原因, 两种方法不能简单合并。
公路试验规范中,集料压碎值主要用于衡量石料在不断增加的荷载下抵抗压碎的能力,作为衡量石料力学性质的指标,以评定其在公路工程中、房建工程中的适用性,在工程质量检验中广泛使用,然而公路与房建行业中使用的粗集料压碎值试验方法还存在很多不同,下面就此展开探讨。
二、粗集料压碎值在公路、房建行业标准中使用的试验方法的异同
粗集料压碎值有两种试验方法,一种是JGJ 52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》规定的,适用于建筑工程中水泥混凝土及其制品用卵石和碎石,另一种是JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》规定的,适用于沥青混凝土及其路面基层用石料。在多年的实践中,对这两种方法进行比较发现有很多相同与不同点,现就这两种方法进行对比:
(一)试模尺寸:在JTG E42-2005中使用内径150mm,压头149mm的试模,在JGJ 52-2006中使用内径152mm,压头150mm的试模,通过对比可看到试模尺寸稍有不同,但对试验结果影响不大。
(二)试样数量:在JTG E42-2005中规定为3000g,但需要先在内径112 mm、高179.4 mm、以及容积为1767ml的圆筒中装料,规定试样深度达到100mm,以试样的毛体积控制,质量未定死。而在JGJ 52-2006中规定为3000g,试模深度应控制约为100mm,质量恒定。对比后可以看出公路标准更合理,因为装模时集料的级配、空隙率等不同,相同体积时质量也不同。
(三)试样处理:在JTG E42-2005中规定原样不进行处理,在JGJ 52-2006中规定试样筛分后要剔除针片状颗粒,但去除针片状颗粒的工作量大,且对结果影响较大,不合理。
(四)试样尺寸:在JTG E42-2005中规定为9.5mm~13.2mm,而在JGJ 52-2006中规定为9.5mm~19mm,还要求对20mm以上的材料人工破碎后分别检验后合成计算,这主要是因为公路工程中集料使用时粒级单一,适用于公路工程。房建行业标准的粒级要求符合其使用领域的要求。
(五)试样击实:在JTG E42-2005中规定分3次装料,每次用金属棒捣实25次,而在JGJ 52-2006中规定分2次装料,每次按住试样筒左右交替颠实各25次,但颠击方法因人而异,密实程度不一致,不合理。
(六)加载方式:在JTG E42-2005中规定在10min内达到总荷载400KN,立即卸荷,而在JGJ 52-2006中规定在160~300s的时间内均匀加荷到200KN后稳压5s,然后卸荷,可以看到在JGJ 52-2006中规定的荷载小,使结果差值很小,不同石料的抗压碎能力区别较小,对工程选用不同石料时的参考价值小。
(七)压碎颗粒:在JTG E42-2005中规定用2.36mm标准筛过筛,与JGJ 52-2006中规定的方法相同。
由于这两种粗集料压碎值评价方法的不统一给检测工作带来很多不方便,甚至造成检测过程 的混乱。如在某市政工程检测中委托人委托时不说 明该石料用于什么部位,检测人员就按照水泥混凝土 中所使用 的检测方法,这样有可能造成石料检测 张冠李戴,或者应该用两种方法 的只用一种方法。其实在实际施工中,石料用量非 常大,一般一个施工单进一批石料即用 于基层又用 于水泥混凝土路面,这两种方法必须同时采用,这样就会增加工作量,增加试验费用,多年的实践发现这两者有很好的相关性,如果能统一起来,能起到事半功倍的作用。
结论:工程质量进行监督管理的重要手段之一就是工程质量检测工作,工程质量检测机构是对建筑构件、建设工程、制品与现场所用的相关建筑材料、设备质量进行检测的法定单位。建设单位应按规定选择相应资质等级的检测单位,使用正确的检测方法来进行检测,以便于更好的选择更适用的集料。
参考文献
[1]陈宝强,孙衍鹏,张树和.对水泥混凝土用粗集料压碎值相关关系式的分析[J].公路交通科技,2010,(6).
[2]施海熔.旧混凝土集料在道路基层中应用的试验研究[J].城市道桥与防洪,2011,(9).
[3]王火明,杨敏,符德省.粗集料强度和棱角性对级配碎石合成级配影响的试验研究[J].华东公路,2013,(2).
关键字:粗集料压碎值;试验方法;异同
中图分类号:C33文献标识码: A
前言:工程试验检测贯穿于设计、施工监理、养护、验收、维修等各个环节,是控制及评判工程质量的基础措施,对于保障工程质量有着举足轻重的作用。集料,尤其是粗集料的颗粒形状,对普通混凝土与沥青混凝土的性能的影响显著。一般情况下,集料颗粒有多棱角状、浑圆状、片状与针状四种类型,其中,接近立方体或者球体的多棱角状及浑圆状颗粒较好。而呈扁平和细长的片状和针状颗粒对于沥青和普通混凝土的强度、和易性与稳定性等含有不良的影响,所以,在集料中应限制片状、针状颗粒的含量。在侧壁约束的容器中一定级配的粗集料受到垂直压力的影响,荷载在颗粒间的传递形成了一定的路径,当集料的级配优良时,荷载传递路径分布均匀,粗集料骨料结构稳定;当级配不合理时,荷载传递路径集中,粗集料骨架结构容易遭到破坏,采用压碎值的试验方法评价可有助于评价级配粗骨料骨架结构性能,通过压碎后的筛分得到其压碎值,可以此作为依据来评价骨架结构。
一、对于公路工程粗集料两种实验的探讨
公路工程集料试验规程中,一个是早期的 T0315, 其应用于水泥混凝土粗集料压碎值的试验;还有一个较晚出现的 T0316, 用于路面基层与沥青混合料粗集料压碎值试验。使用过程中发现, 由于简单地废除了 T0315方法, 加上 T0316方法的不完善, 给试验工作者带来了许多困惑。
公路混凝土粗集料压碎值无试验,把压碎值试验组合成为同一方法的原因有两方面:一是使用 T0316的方法,石料的压碎值能够拉得更开,因为依照T0315的方法实验, 压力可最大加致 200kN, 而根据 T0316的方法, 其最大压力可加至 400kN, 且压力的作用时间较长。然而,在此忽略了一个基本事实,即水泥混凝土粗集料压碎值试验不需要过大的压力, 其档次拉开没有实际意义。二是另外压碎值指标对于沥青路面与基层的重要性远高于水泥混凝土胶凝材料的说法不成立, 路面材料压碎值要求比水泥混凝土胶凝材料高,但其重要程度绝无轻重之分, 与路面材料相比, 水泥混凝土集料的压碎值也同样是重要的技术性指标。
由于桥涵混凝土粗集料压碎值指标是在 T0315的试验基础上提出的, 如果根据 T0316的方法进行试验, 标准过高,于是可依T0315为基准的,可采用 T0316试验后, 利用相关的关系式 Y= 0.816x- 5换算得到,路面水泥混凝土粗集料可用此式进行换算。
综合以上原因, 各个地区做法各不相同, 有些地方要求施工单位对拟用碎石用 结合T0315、T0316两种方法同时进行试验,并建立相关的关系式,再运用 T0316的方法进行试验, 并由关系式进行换算,其相较于 T0315试验条件的压碎值, 大幅度的增加了工作量。而有些单位则很据T0316的方法进行试验, 用上述的关系式进行换算。然而又出现了新的问题, 即根据 T0315的方法压碎值满足要求的集料, 而使用 T0316的方法试验换算所得的压碎值不一定能够满足质量的要求。
T0315用于水泥混凝土粗集料壓碎值试验, 《建筑用卵石、碎石 》 ( GB /T14685- 2001)仍保留此方法, 只是将试验用筛由圆孔改变为相对应的方孔。T0316是公路行业的方法标准, 运用于路面基层、沥青混合料粗集料压碎值试验。二者方法原理在本质上没有区别, 只是压碎值仪的试验条件及规格有所不同。对公路行业的相关试验室如果既搞水泥混凝土材料试验, 又搞路面材料试验,就需要配备两套压碎值仪。虽然两套压碎值仪规格差别较小, T0315压碎值仪内径 152mm, 高一般约 125 mm; T0316压碎值仪的内径为150mm, 高125—128 mm,后者试验时所承受的压力相比于前者较大, 因此,后者的壁后于前者。鉴于此,对公路行业两种方法有条件地合并是可行的,然而仅限于仪具。这里值得一提的是, 两种方法的其他试验条件除了确定试样数量的方法、试样的规格、所用试验筛的规格以及施加的压力等不同以外, 还存在不同之处,即T0315规定, 试验前应先将试样当中的针片状颗粒剔除之后再进行试验, 其原因是由于集料中针片状颗粒含量较高时, 在振动条件下容易密实, 将会造成压碎值试验结果偏小; 而 T0316则无此规定。基于以上原因, 两种方法不能简单合并。
公路试验规范中,集料压碎值主要用于衡量石料在不断增加的荷载下抵抗压碎的能力,作为衡量石料力学性质的指标,以评定其在公路工程中、房建工程中的适用性,在工程质量检验中广泛使用,然而公路与房建行业中使用的粗集料压碎值试验方法还存在很多不同,下面就此展开探讨。
二、粗集料压碎值在公路、房建行业标准中使用的试验方法的异同
粗集料压碎值有两种试验方法,一种是JGJ 52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》规定的,适用于建筑工程中水泥混凝土及其制品用卵石和碎石,另一种是JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》规定的,适用于沥青混凝土及其路面基层用石料。在多年的实践中,对这两种方法进行比较发现有很多相同与不同点,现就这两种方法进行对比:
(一)试模尺寸:在JTG E42-2005中使用内径150mm,压头149mm的试模,在JGJ 52-2006中使用内径152mm,压头150mm的试模,通过对比可看到试模尺寸稍有不同,但对试验结果影响不大。
(二)试样数量:在JTG E42-2005中规定为3000g,但需要先在内径112 mm、高179.4 mm、以及容积为1767ml的圆筒中装料,规定试样深度达到100mm,以试样的毛体积控制,质量未定死。而在JGJ 52-2006中规定为3000g,试模深度应控制约为100mm,质量恒定。对比后可以看出公路标准更合理,因为装模时集料的级配、空隙率等不同,相同体积时质量也不同。
(三)试样处理:在JTG E42-2005中规定原样不进行处理,在JGJ 52-2006中规定试样筛分后要剔除针片状颗粒,但去除针片状颗粒的工作量大,且对结果影响较大,不合理。
(四)试样尺寸:在JTG E42-2005中规定为9.5mm~13.2mm,而在JGJ 52-2006中规定为9.5mm~19mm,还要求对20mm以上的材料人工破碎后分别检验后合成计算,这主要是因为公路工程中集料使用时粒级单一,适用于公路工程。房建行业标准的粒级要求符合其使用领域的要求。
(五)试样击实:在JTG E42-2005中规定分3次装料,每次用金属棒捣实25次,而在JGJ 52-2006中规定分2次装料,每次按住试样筒左右交替颠实各25次,但颠击方法因人而异,密实程度不一致,不合理。
(六)加载方式:在JTG E42-2005中规定在10min内达到总荷载400KN,立即卸荷,而在JGJ 52-2006中规定在160~300s的时间内均匀加荷到200KN后稳压5s,然后卸荷,可以看到在JGJ 52-2006中规定的荷载小,使结果差值很小,不同石料的抗压碎能力区别较小,对工程选用不同石料时的参考价值小。
(七)压碎颗粒:在JTG E42-2005中规定用2.36mm标准筛过筛,与JGJ 52-2006中规定的方法相同。
由于这两种粗集料压碎值评价方法的不统一给检测工作带来很多不方便,甚至造成检测过程 的混乱。如在某市政工程检测中委托人委托时不说 明该石料用于什么部位,检测人员就按照水泥混凝土 中所使用 的检测方法,这样有可能造成石料检测 张冠李戴,或者应该用两种方法 的只用一种方法。其实在实际施工中,石料用量非 常大,一般一个施工单进一批石料即用 于基层又用 于水泥混凝土路面,这两种方法必须同时采用,这样就会增加工作量,增加试验费用,多年的实践发现这两者有很好的相关性,如果能统一起来,能起到事半功倍的作用。
结论:工程质量进行监督管理的重要手段之一就是工程质量检测工作,工程质量检测机构是对建筑构件、建设工程、制品与现场所用的相关建筑材料、设备质量进行检测的法定单位。建设单位应按规定选择相应资质等级的检测单位,使用正确的检测方法来进行检测,以便于更好的选择更适用的集料。
参考文献
[1]陈宝强,孙衍鹏,张树和.对水泥混凝土用粗集料压碎值相关关系式的分析[J].公路交通科技,2010,(6).
[2]施海熔.旧混凝土集料在道路基层中应用的试验研究[J].城市道桥与防洪,2011,(9).
[3]王火明,杨敏,符德省.粗集料强度和棱角性对级配碎石合成级配影响的试验研究[J].华东公路,2013,(2).