CN104833609A - 再生粗集料的密度及吸水率的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及再生粗集料的密度及吸水率的测量方法，包括：将试样烘干24h以上，称量烘干的所述试样与浅盘的总质量m₀₁；将试样在容器中浸水24h以上；向容器中加满水，盖上容器盖，擦干容器外面的水分，称量试样、水、容器和容器盖的总质量m₂；将吸水性材料放入浅盘中，将吸水性材料和浅盘烘干至恒重之后，称量吸水性材料和浅盘的质量m_m0；用吸水性材料擦干试样的表面水，然后称量试样的质量m₃；将试样烘干，称量试样的质量m₀；将容器洗净，重新装入水，盖上容器盖，擦干容器外面的水分，称量水、容器和容器盖的总质量m₁；以及将擦拭后的吸水性材料和浅盘烘干至恒重，称量吸水性材料和浅盘的质量m_m1。然后用相应的公式计算再生粗集料的密度和吸水率等。

Description

再生粗集料的密度及吸水率的测量方法

技术领域

本发明涉及定量方法，更具体地，涉及再生粗集料的密度及吸水率的测量方法。

背景技术

再生粗集料来源于旧水泥混凝土路面面层、半刚性(底)基层和建筑混凝土经过加工破碎后所得的粗集料。

我国《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)T0308试验方法是针对普通集料制定的密度及吸水率测量方法，对于再生粗集料，若采用T0308进行试验，得出的密度与吸水率均偏大，若以此作为再生粗集料的密度吸水率进行水泥混凝土或水泥稳定类的材料施工配合比设计，对施工质量会造成显著影响。

T0308试验方法中规定，粗集料密度与吸水率测量中的烘干标准为“烘干至恒重”，这对于普通的粗集料没问题，但对于再生粗集料而言，这一烘干标准在短时间内无法实施，因为，在一定的时间范围(24h)内，不同的烘干时间的再生粗集料的烘干质量是不同的。

此外，在再生粗集料密度与吸水率的测量过程中，需在水中浸24h，再用拧干的湿毛巾将颗粒表面的水分轻轻拭干。由于普通粗集料强度高，整体性好，这一过程基本不会造成粗集料的质量损失，但对于再生粗集料而言，浸水与擦拭过程中，均存在不同程度的水泥砂浆细小颗粒脱离现象。

发明内容

本发明提供了再生粗集料的密度和吸水率的改进的测量方法，包括：将试样烘干24h以上，称量烘干的所述试样与浅盘的总质量m₀₁；将试样在容器中浸水24h以上；向所述容器中加满水，盖上容器盖，擦干所述容器 外面的水分，称量所述试样、水、所述容器和所述容器盖的总质量m₂；将吸水性材料放入浅盘中，将所述吸水性材料和所述浅盘烘干至恒重之后，称量所述吸水性材料和所述浅盘的质量m_m0；用所述吸水性材料擦干所述试样的表面水，然后称量所述试样的质量m₃；将所述试样烘干，称量所述试样的质量m₀；将所述容器洗净，重新装入水，盖上所述容器盖，擦干所述容器外面的水分，称量水、所述容器和所述容器盖的总质量m₁；以及将擦拭后的所述吸水性材料和所述浅盘烘干至恒重，称量所述吸水性材料和所述浅盘的质量m_m1。

在上述方法中，其中，在所述试样浸水过程中，水面高出所述试样，在水中滴入1-5滴洗涤灵。

在上述方法中，其中，在称量总质量m₂之前，需要确保所述容器盖和水平之间没有空隙并且所述容器中没有气泡。

在上述方法中，其中，所述烘干使用105℃±5℃的烘箱。 

在上述方法中，其中，在擦干所述试样的表面水过程中，整个擦干过程在所述浅盘上方进行，保证试样颗粒不会散落在所述浅盘外，所述吸水性材料擦拭后放置在所述浅盘中。

在上述方法中，其中，在称量总质量m₁之前，需要确保所述容器盖和水面之间没有空隙并且所述容器中没有气泡。

在上述方法中，其中，用公式 ${\mathrm{\γ}}_s=\frac{m_3+(m_{m1}-m_{m0})}{m_3+m_1-m_2+(m_{m1}-m_{m0})}$ 和 ${\mathrm{\γ}}_b=\frac{m_0+(m_{m1}-m_{m0})}{m_3+m_1-m_2+(m_{m1}-m_{m0})}$ 分别计算所述试样的表观相对密度γ_a、表干相对密度γ_s、毛体积相对密度γ_b，质量均以g为单位。

在上述方法中，其中，用公式计算所述试样的吸水率w_x。

在上述方法中，其中，用公式 ${\mathrm{\γ}}_s=\frac{m_3+(m_{m1}-m_{m0})}{m_3+m_1-m_2+(m_{m1}-m_{m0})}$ 和 ${\mathrm{\γ}}_b=\frac{m_0+(m_{m1}-m_{m0})}{m_3+m_1-m_2+(m_{m1}-m_{m0})}$ 分别计算所述试样的表观相对密度γ_a、表干相对密度γ_s、毛体积相对密度γ_b，质量均以g为单 位，其中，用公式ρ_a＝γ_a×ρ_T或ρ_a＝(γ_a-α_T)×ρ_Ω、ρ_s＝γ_s×ρ_T或ρ_s＝(γ_s-α_T)×ρ_Ω以及ρ_b＝γ_b×ρ_T或ρ_b＝(γ_b-α_T)×ρ_Ω分别计算所述试样的表观密度ρ_a、表干密度ρ_s、毛体积密度ρ_b，其中，ρ_T是温度T时的水的密度，α_T是温度T时的水温修整系数，ρ_Ω是水在4℃时的密度。

本发明提供的方法适用于测定各种再生粗集料的表观相对密度、表干相对密度、毛体积相对密度、表观密度、表干密度、毛体积密度，以及再生粗集料的吸水率。

本发明提供的测量方法可以尽可能地降低再生粗集料水泥砂浆内部结晶水的损失对测量的影响，本发明的测量方法把烘干时间定为不少于24h。本发明的测量方法能够反映再生粗集料真实密度及整体稳定性，提出了质量损失的测量方法和计算公式，并在此基础上对再生粗集料在密度与吸水率测量过程中的质量损失进行定量分析。

具体实施方式

下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

仪具与材料 

天平或浸水天平：可悬挂吊篮测定集料的水中质量，称量应满足试样数量称量要求，感量不大于最大称量的0.05％；

容量瓶：1000mL，也可用磨口的广口玻璃瓶代替，并带玻璃片；

烘箱：能控温在105℃±5℃；

标准筛：4.75mm、2.36mm；

其它：毛巾等。

试验准备

将取样过4.75mm筛，分别筛去筛孔以下的颗粒。然后用本领域公知的四分法或分料器法缩分至表1要求的质量，分两份备用。

表1 测定密度所需要的试样最小质量

将每一份集料试样浸泡在水中，仔细洗去附在集料表面的尘土和石粉，经多次漂洗干净至水清澈为止。清洗过程中不得散失集料颗粒。

试验步骤

1.取试样一份装入浅盘中并摊平，保证集料不堆积，将试样连同浅盘置于105℃±5℃的烘箱中烘干不少于24h，称量烘干的所述试样与浅盘的总质量(m₀₁)。

2.将试样装入容量瓶(广口瓶)中，注入洁净的水(可滴入1-5滴洗涤灵)，水面高出试样，轻轻摇动容量瓶，使附着在石料上的气泡逸出。盖上玻璃片，在室温下浸水24h。

3.向瓶中加水至水面凸出瓶口，然后盖上容量瓶塞，或用玻璃片沿广口瓶瓶口迅速滑行，使其紧贴瓶口水面、玻璃片与水面之间不得有空隙。

4.确认瓶中没有气泡，擦干瓶外的水分后，称取集料试样、水、瓶及玻璃片的总质量(m₂)。

5.取试验所需的若干条洁净毛巾或纯棉汗衫布放入浅盘中，放置于105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重，冷却后称取质量(m_m0)，再把毛巾浸湿、拧干后摊平在浅盘中。

6.将试样倒入浅搪瓷盘中，稍稍倾斜搪瓷盘，倒掉流动的水，再用毛巾吸干漏出的自由水，需要时可称取带表面水的试样质量(m₄)。

7.用拧干的湿毛巾轻轻擦干颗粒的表面水，至表面看不到发亮的水迹，即为饱和面干状态。当粗集料尺寸较大时，可逐颗擦干。注意拧湿毛巾时不要太用劲，防止拧得太干。擦颗粒的表面水时，既要将表面水擦掉，又不能将颗粒内部的水吸出。整个擦干过程必须保证在浅盘上方进行，并保证集料颗粒不会散落在浅盘外，湿巾擦拭后放置在浅盘中。

8.立即称取饱和面干集料的表干质量(m₃)。

9.将集料置于浅盘中，放入105℃±5℃的烘箱中烘干不少于24h。取出浅盘，放在带盖的容器中冷却至室温，称取集料的烘干质量(m₀)。

10.将瓶洗净，重新装入洁净水，盖上容量瓶塞，或用玻璃片紧贴广口 瓶瓶口水面。玻璃片与水面之间不得有空隙。确认瓶中没有气泡，擦干瓶外水分后称取水、瓶及玻璃片的总质量(m₁)。

11.将擦拭后的毛巾连同浅盘，放入105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重，冷却后称取质量(m_m1)。

通过以上步骤获得的数据，可以利用下式(1)、(2)和(3)计算表观相对密度γ_a、表干相对密度γ_s、毛体积相对密度γ_b，可计算至小数点后3位。

${\mathrm{\γ}}_a=\frac{m_0+(m_{m1}-m_{m0})}{m_0+m_1-m_2+(m_{m1}-m_{m0})}---\left(1\right)$

${\mathrm{\γ}}_s=\frac{m_3+(m_{m1}-m_{m0})}{m_3+m_1-m_2+(m_{m1}-m_{m0})}---\left(2\right)$

${\mathrm{\γ}}_b=\frac{m_0+(m_{m1}-m_{m0})}{m_3+m_1-m_2+(m_{m1}-m_{m0})}---\left(3\right)$

式中：γ_a——再生粗集料的表观相对密度，无量纲；

γ_s——再生粗集料的表干相对密度，无量纲；

γ_b——再生粗集料的毛体积相对密度，无量纲；

m₀——再生粗集料的烘干质量(g)；

m₁——水、瓶及玻璃片的总质量(g)；

m₂——再生粗集料试样、水、瓶及玻璃片的总质量(g)；

m₃——再生粗集料的表干质量(g)；

m_m0——洁净毛巾与浅盘的烘干质量(g)；

m_m1——再生粗集料擦拭后毛巾与浅盘的烘干质量(g)。

集料的吸水率w_x以烘干试样为基准，按下式(4)计算，可精确至0.1％。

$w_x=\frac{m_3-m_0}{m_0+(m_{m1}-m_{m0})}\×100---\left(4\right)$

式中：w_x——再生粗集料的吸水率(％)。

粗集料的表观密度ρ_a、表干密度ρ_s、毛体积密度ρ_b按下式(5)、(6)、(7)计算，可计算至小数点后3位。

ρ_a＝γ_a×ρ_T或ρ_a＝(γ_a-α_T)×ρ_Ω           (5) 

ρ_s＝γ_s×ρ_T或ρ_s＝(γ_s-α_T)×ρ_Ω              (6) 

ρ_b＝γ_b×ρ_T或ρ_b＝(γ_b-α_T)×ρ_Ω               (7) 

式中：ρ_a——再生粗集料的表观密度(g/cm³)；

ρ_s——再生粗集料的表干密度(g/cm³)；

ρ_b——再生粗集料的毛体积密度(g/cm³)；

ρ_T——试验温度T时水的密度(g/cm³)，按《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)附录B表B-1取用；

α_T——试验温度T时的水温修正系数；

ρ_Ω——水在4℃时的密度(1.000g/cm³)。

质量损失率按下式(8)计算，可精确至0.1％。

$P=\frac{m_{01}-m_0}{m_{01}-m_5}\×100---\left(8\right)$

式中：P——再生粗集料的质量损失率(％)；

m₀₁——第一次烘干试样与浅盘总质量(g)；

m₅——再生粗集料烘干所用浅盘的质量(g)。

对同一规格的再生粗集料可以平行测量两次，取平均值作为测量结果。

本发明提供的方法适用于测定各种再生粗集料的表观相对密度、表干相对密度、毛体积相对密度、表观密度、表干密度、毛体积密度，以及再生粗集料的吸水率。

本发明提供的测量方法可以尽可能地降低再生粗集料水泥砂浆内部结晶水的损失对测量的影响，本发明的测量方法把烘干时间定为不少于24h。本发明的测量方法能够反映再生粗集料真实密度及整体稳定性，提出了质量损失的测量方法和计算公式，并在此基础上对再生粗集料在密度与吸水率测量过程中的质量损失进行定量分析。

本领域技术人员应理解，以上实施例仅是示例性实施例，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。

Claims (10)

1.一种再生粗集料的测量方法，包括：

将试样放置于浅盘烘干24h以上，称量烘干的所述试样与浅盘的总质量m₀₁；

将所述试样在容器中浸水24h以上；

向所述容器中加满水，盖上容器盖，擦干所述容器外面的水分，称量所述试样、水、所述容器和所述容器盖的总质量m₂；

将吸水性材料放入所述浅盘中，将所述吸水性材料和所述浅盘烘干至恒重之后，称量所述吸水性材料和所述浅盘的质量m_m0；

用所述吸水性材料擦干所述试样的表面水，然后称量所述试样的质量m₃；

将所述试样烘干，称量所述试样的质量m₀；

将所述容器洗净，重新装入水，盖上所述容器盖，擦干所述容器外面的水分，称量水、所述容器和所述容器盖的总质量m₁；以及

将擦拭后的所述吸水性材料和所述浅盘烘干至恒重，称量所述吸水性材料和所述浅盘的质量m_m1。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其中，在所述试样浸水过程中，水面高出所述试样，在水中滴入1-5滴洗涤灵。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其中，在称量总质量m₂之前，需要确保所述容器盖和水平之间没有空隙并且所述容器中没有气泡。

4.根据权利要求1所述的测量方法，其中，所述烘干使用105℃±5℃的烘箱。

5.根据权利要求1所述的测量方法，其中，在擦干所述试样的表面水过程中，整个擦干过程在所述浅盘上方进行，保证试样颗粒不会散落在所述浅盘外，所述吸水性材料擦拭后放置在所述浅盘中。

6.根据权利要求1所述的测量方法，其中，在称量总质量m₁之前，需要确保所述容器盖和水面之间没有空隙并且所述容器中没有气泡。

7.根据权利要求1所述的测量方法，其中，用公式 ${\mathrm{\γ}}_a=\frac{m_0+(m_{m1}-m_{m0})}{m_0+m_1-m_2+(m_{m1}-m_{m0})},{\mathrm{\γ}}_s=\frac{m_3+(m_{m1}-m_{m0})}{m_3+m_1-m_2+(m_{m1}-m_{m0})}$ 和 ${\mathrm{\γ}}_b=\frac{m_0+(m_{m1}-m_{m0})}{m_3+m_1-m_2+(m_{m1}-m_{m0})}$ 分别计算所述试样的表观相对密度γ_a、表干相对密度γ_s、毛体积相对密度γ_b，质量均以g为单位。

8.根据权利要求1所述的测量方法，其中，用公式计算所述试样的吸水率w_x。

9.根据权利要求7所述的测量方法，其中，用公式ρ_a＝γ_a×ρ_T或ρ_a＝(γ_a-α_T)×ρ_Ω、ρ_s＝γ_s×ρ_T或ρ_s＝(γ_s-α_T)×ρ_Ω以及ρ_b＝γ_b×ρ_T或ρ_b＝(γ_b-α_T)×ρ_Ω分别计算所述试样的表观密度ρ_a、表干密度ρ_s、毛体积密度ρ_b，其中，ρ_T是温度T时的水的密度，α_T是温度T时的水温修整系数，ρ_Ω是水在4℃时的密度。

10.根据权利要求1所述的测量方法，还包括：

在将试样放置于浅盘烘干24h以上之后，称量所述浅盘的质量m₅，并且用公式计算所述试样的质量损失率。