CN111537418A - 一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法 - Google Patents
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Abstract
一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法，属于工程材料技术领域，包括以下步骤：按照设计的级配取集料试样，将集料试样装入灌注试模中；按照设计的材料配比拌和水泥乳化沥青胶结料，放置一定的时间后进行灌入试验，放置时间由工程实际确定，按照设计的水泥乳化沥青胶结料用量进行取样，取样后倒入灌注试模中，然后轻轻敲击灌注试模侧面，排出灌注试模内气体；对水泥乳化沥青胶结料的渗透性、裹覆性、均匀性和均质性进行评价。本发明可以全面的评价水泥乳化沥青胶结料的灌入性能；根据评价结果可以指导水泥乳化沥青胶结料的材料设计，以使其更好的满足灌入性能要求，从而保证灌入式水泥沥青复合混凝土的施工质量。
Description
技术领域
本发明涉及工程材料技术领域，具体涉及一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法。
背景技术
水泥沥青复合混凝土是以水泥及乳化沥青作为胶结料与一定级配的集料组成的混合料。在水泥沥青复合混凝土的施工工艺方面存在两种方式：一种是预先拌和的方式，即首先将水泥、乳化沥青和集料在拌和机中拌和，然后再运到施工现场进行摊铺碾压；另外一种方式是采用灌入式的施工方式，即首先将集料摊铺在路面上，然后将拌和好的水泥乳化沥青胶结料倒在集料的表面，通过灌入的方式，使水泥乳化沥青胶结料渗入到摊铺后的集料内部。水泥乳化沥青胶结料的灌入性能是影响灌入式水泥沥青复合混凝土施工质量的重要因素，为了保证灌入式水泥沥青复合混凝土的施工质量，必须对水泥乳化沥青胶结料的灌入性能进行评价。水泥乳化沥青胶结料的灌入性能主要与水泥乳化沥青胶结料的流动性有关，因此，目前对于水泥乳化沥青胶结料的灌入性能的评价主要是基于其本身的流动性能进行的评价，这种评价方法的主要缺点是没有考虑灌入施工的实际状态，即没有考虑灌入过程中水泥乳化沥青胶结料与集料的交互作用，不能很好的评价其灌入性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决如何评价水泥乳化沥青的灌入性问题，提供一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按照设计的级配取集料试样，将集料试样装入灌注试模中，集料试样的高度与水泥沥青复合混凝土的设计厚度相同；
步骤二：按照设计的材料配比拌和水泥乳化沥青胶结料，放置一定的时间后进行灌入试验，放置时间由工程实际确定，按照设计的水泥乳化沥青胶结料用量进行取样，取样后倒入灌注试模中，然后轻轻敲击灌注试模侧面，排出灌注试模内气体；
步骤三：对水泥乳化沥青胶结料的渗透性、裹覆性、均匀性和均质性进行评价。
本发明的有益效果在于：本发明根据灌入式水泥沥青混凝土的施工特点，首次提出了水泥乳化沥青胶结料与灌入性能密切相关的四个方面的性能要求，即渗透性、裹覆性、均匀性和均质性。本发明的主要特点是通过试验方法真实模拟实际施工过程中水泥乳化沥青胶结料的灌入过程，并通过相应指标的测定，全面的评价水泥乳化沥青胶结料的灌入性能；根据评价结果可以指导水泥乳化沥青胶结料的材料设计，以使其更好的满足灌入性能要求，从而保证灌入式水泥沥青复合混凝土的施工质量。
附图说明
图1是灌注试模的结构示意图；
图2是试样切割示意图；
图中：1、侧壁，2、底座，3、排气孔，4、集料，5、切削部分。
具体实施方式
下面结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式一
水泥乳化沥青胶结料的灌入性能要求包括四个方面：一是渗透性：水泥乳化沥青胶结料能够渗透到集料摊铺厚度的底部；二是裹覆性：在集料摊铺厚度的不同部位都能实现对集料表面的较好裹覆；三是均匀性：水泥乳化沥青胶结料在集料摊铺厚度范围内应分布均匀；四是均质性：在灌入过程中水泥乳化沥青不能出现离析，即在灌入后不同部位的水泥乳化沥青胶结料应是均质的。
本发明提出的水泥乳化沥青胶结料的灌入性能评价方法包括以下步骤：
步骤一、试件准备
组装灌注试模，测量试模质量；按照设计的级配取集料4试样，将集料4试样分三次装入灌注试模中，每层试样用钎子在中间和边缘共插捣20次；试样的高度与水泥沥青复合混凝土的设计厚度相同；同时准备4个试样，分别测量灌注试模连同集料4的总质量；灌注试模材质为玻璃钢，底部设有底座2，侧壁1设有排气孔3，排气孔3的直径为0.5mm；设置排气孔3可以排出在灌入过程中灌注试模内的空气。
步骤二、水泥乳化沥青胶结料的灌入试验
按照设计的材料配比拌和水泥乳化沥青胶结料，放置一定时间后进行灌入试验，放置时间由工程实际而定；按照设计的水泥乳化沥青胶结料用量进行取样，取样后倒入灌注试模中。然后轻轻敲击灌注试模侧面，振动试模排出试模内气体便于水泥乳化沥青胶结料的下渗；同时完成4个试样的灌入。
步骤三、对水泥乳化沥青胶结料的渗透性、裹覆性、均匀性和均质性进行评价
(1)水泥乳化沥青胶结料的渗透性评价
水泥乳化沥青胶结料倒入试模10分钟后，观测4个试样中水泥乳化沥青胶结料的渗透情况，从四个方向观测水泥乳化沥青胶结料的渗透深度，根据渗透深度评价渗透性。
(2)水泥乳化沥青胶结料的裹覆性评价
灌注完成30分钟后，选取其中一个试样，将试样从灌注试模中倒出，并在试样的上、中、下三个位置随机选取9个集料4颗料，观测每个集料4颗粒表面水泥乳化沥青胶结料的裹覆情况，根据裹覆情况评价裹覆性。
(3)水泥乳化沥青胶结料的均匀性评价
将剩余的3个灌注完成的试样脱模后放到养生室内进行养生，养生7d后，将上、下表面切掉一部分，切掉的厚度5mm，测量试样的密度，然后将剩余的部分横向切成高度相同的上下两块试件，得到6个试件，对这6个试件分别测量其密度，根据同一试样上、下2个试件的密度差评价其均匀性。如果水泥乳化沥青胶结料在集料4内分布不均匀，会导致灌入试样上、下部位密度的差别，通过密度差可以很好的评价灌入的均匀性。
(4)水泥乳化沥青胶结料的均质性评价
对(3)中测量完密度的6个试件，用材料性能试验机测试试件的抗压强度，根据同一试样上、下2个试件的抗压强度差评价其均质性。如果在灌入过程中水泥乳化沥青胶结料出现了明显的离析，就会使得试样下部的水分增加、水泥和沥青的有效含量减小，从而导致灌注试样上、下两部分的抗压强度产生较大的差异，因此通过试样上、下部位的强度差可以很好的评价灌入的均质性。
实施例1：
步骤一、试件准备
灌注试模由圆桶状侧壁1和底座2组成，圆桶状侧壁1上开有排气孔3，将圆桶状侧壁1上和底座2组装在一起形成灌注试模，组装4个试模(I、II、III、IV)，称取试模的质量ms，每个试模的质量分别计为ms-I、ms-II、ms-III、ms-IV。按照设计的级配取集料4试样，将集料4试样分三次装入灌注试模中，每层试样用钎子在中间和边缘共插捣20次，试样的高度为15cm，与水泥沥青复合混凝土的设计厚度相同，同时准备4个试样(I、II、III、IV)，试样如图1所示。称取试样(试模与集料4)的总质量mz，每个试样的总质量分别计为mz-I、mz-II、mz-III、mz-IV。
步骤二、水泥乳化沥青胶结料的灌入
计算试样中集料4的质量mj，mj＝mz-ms，每个试样中集料4的质量分别计为mj-I、mj-II、mj-III、mj-IV，根据设计的水泥乳化沥青胶结料质量与集料4的质量比α，计算试样所需的水泥乳化沥青胶结料的质量ml，ml＝mj×α，每个试样所需的水泥乳化沥青胶结料的质量分别计为ml-I、ml-II、ml-III、ml-IV，按照设计的材料配比拌和一定质量的乳化沥青胶结料；假定乳化沥青胶结料拌和完成后到实际灌注施工所需要的时间间隔为30分种(具体时间由工程实际情况确定)，30分钟后称取质量为ml-I、ml-II、ml-III、ml-IV的乳化沥青胶结料，分别倒入I、II、III、IV号试模中，然后轻轻敲击灌注试模侧面，振动试模排出试模内气体便于水泥乳化沥青胶结料的下渗，完成4个试样的灌入。
步骤三、对水泥乳化沥青胶结料的渗透性、裹覆性、均匀性和均质性进行评价
(1)水泥乳化沥青胶结料的渗透性评价
将水泥乳化沥青胶结料倒入灌注试模10分钟后，观测4个试样中水泥乳化沥青胶结料的渗透情况。每个试样均从四个方向观测水泥乳化沥青胶结料的渗透深度。如果某试样中水泥乳化沥青胶结料渗透到试样的底部，则该试样的渗透性合格，否则渗透性不合格。基于观测结果，只有4个试样渗透性全部合格，则可判定该水泥乳化沥青胶结料的渗透性合格，否则该水泥乳化沥青胶结料的渗透性不合格。
(2)水泥乳化沥青胶结料的裹覆性评价
在4个试样渗透性全部合格的情况下，灌注完成30分钟后，选取I号试样，将试样从灌注试模中倒出，并在试样的上、中、下三个位置分别选取3个集料4颗粒，总计9个集料4颗粒，观测每个集料4颗粒表面水泥乳化沥青胶结料的裹覆情况，并按表1对每颗集料4颗粒的裹覆等级情况进行评价。9个集料4颗粒的裹覆等级均在中等以上时，则可判定该水泥乳化沥青胶结料的裹覆性合格，否则该水泥乳化沥青胶结料的裹覆性不合格。水泥乳化沥青胶结料的裹覆情况分级的标准不限于本发明记载的分级标准，具体可根据实际施工需求制定符合实际情况的分级标准；
表1水泥乳化沥青胶结料的裹覆情况分级
(3)水泥乳化沥青胶结料的均匀性评价
在以上渗透性及裹覆性评价均合格的情况下，将剩余的II、III、IV号试样脱模后放到养生室内进行养生，养生7d后，将上、下表面切削一部分，切削部分5的厚度5mm，测量试样的密度ρz，3个试样的密度分别为ρz-II、ρz-III、ρz-IV。然后将剩余的部分横向切成高度相同的2块，分别标记为II-1、II-2、III-1、III-2、IV-1、IV-2，得到6个试件，如图2所示。对这6个试件分别测量其密度ρ，得到密度值分别为ρ-II-1、ρ-II-2、ρ-III-1、ρ-III-2、ρ-IV-1、ρ-IV-2。分别计算每个试样上下两块试件的密度差Δρ，三个试样上下两块试件的密度差分别为Δρ-II＝ρ-II-1-ρ-II-2、Δρ-III＝ρ-III-1-ρ-III-2、Δρ-IV＝ρ-IV-1-ρ-IV-2，分别计算密度差的绝对值|Δρ|与试样的密度ρz的比值|Δρ-II|/ρz-II、|Δρ-III|/ρz-III、|Δρ-IV|/ρz-IV，三个比值均小于10％，则可判定该水泥乳化沥青胶结料的均匀性合格，否则该水泥乳化沥青胶结料的均匀性不合格；水泥乳化沥青胶结料的均匀性的评定标准不限于本发明记载的标准，具体可根据实际施工需求制定符合实际情况的标准；
(4)水泥乳化沥青胶结料的均质性评价
在以上渗透性、裹覆性及均匀性评价均合格的情况下，对前面测量完密度的6个试件II-1、II-2、III-1、III-2、IV-1、IV-2，用材料性能试验机测试试件的抗压强度，得到6个试件的抗压强度值σ，抗压强度分别为σ-II-1、σ-II-2、σ-III-1、σ-III-2、σ-IV-1、σ-IV-2，分别计算3个试样上、下两个试件抗压强度的差值(取绝对值)与抗压强度平均值的比值，即2×|σ-II-1-σ-II-2|/(σ-II-1+σ-II-2)、2×|σ-III-1-σ-III-2|/(σ-III-1+σ-III-2)、2×|σ-IV-1-σ-IV-2|/(σ-IV-1+σ-IV-2)，三个比值均小于10％，则可判定该水泥乳化沥青胶结料的均质性合格，否则该水泥乳化沥青胶结料的均质性不合格；水泥乳化沥青胶结料的均质性的评定标准不限于本发明记载的标准，具体可根据实际施工需求制定符合实际情况的标准。
Claims (10)
1.一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按照设计的级配取集料试样，将集料试样装入灌注试模中，集料试样的高度与水泥沥青复合混凝土的设计厚度相同；
步骤二：按照设计的材料配比拌和水泥乳化沥青胶结料，放置一定的时间后进行灌入试验，放置时间由工程实际确定，按照设计的水泥乳化沥青胶结料用量进行取样，取样后倒入灌注试模中，然后轻轻敲击灌注试模侧面，排出灌注试模内气体；
步骤三：对水泥乳化沥青胶结料的渗透性、裹覆性、均匀性和均质性进行评价。
2.根据权利要求1所述的一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法，其特征在于，步骤三中，对所述渗透性进行评价的方法为：从多个方向观测水泥乳化沥青胶结料的渗透深度，根据渗透深度评价渗透性。
3.根据权利要求1所述的一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法，其特征在于，步骤三中，对所述裹覆性进行评价的方法为：将试样从灌注试模中倒出，并在试样的上、中、下三个位置随机选取若干个集料颗料，观测每个集料颗粒表面水泥乳化沥青胶结料的裹覆情况，根据裹覆情况评价裹覆性。
4.根据权利要求1所述的一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法，其特征在于，步骤三中，对所述均匀性进行评价的方法为：将灌注完成的试样脱模后放到养生室内进行养生，若干天后，将试样的上、下表面切削平整，测量试样的密度，然后将试样横向切成高度相同的上下两块试件并分别测量其密度，根据同一试样上、下两块试件的密度差评价其均匀性。
5.根据权利要求1所述的一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法，其特征在于，步骤三中，对所述均质性进行评价的方法为：将灌注完成的试样脱模后放到养生室内进行养生，若干天后，将试样的上、下表面切削平整，然后将试样横向切成高度相同的上下两块试件并分别测量其抗压强度，根据同一试样上、下两块试件的抗压强度差评价其均质性。
6.根据权利要求1所述的一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法，其特征在于，步骤一中，所述灌注试模包括侧壁和底座，所述侧壁固定在底座上，所述侧壁上设置有若干个排气孔。
7.根据权利要求2所述的一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法，其特征在于，水泥乳化沥青胶结料渗透到试样的底部，则判定水泥乳化沥青胶结料的渗透性合格，否则判定不合格。
8.根据权利要求3所述的一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法，其特征在于，水泥乳化沥青胶结料裹覆集料颗粒表面积在90％以上，评定为裹覆良好；水泥乳化沥青胶结料裹覆集料颗粒表面积在70％-90％之间，评定为中等裹覆；水泥乳化沥青胶结料裹覆集料颗粒表面积在70％以下，评定为裹覆较差。
9.根据权利要求4所述的一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法，其特征在于，同一试样上、下两块试件的密度差的绝对值与试样的密度比值小于10％，则判定水泥乳化沥青胶结料的均匀性合格，否则判定不合格。
10.根据权利要求5所述的一种水泥沥青复合混凝土胶结料灌入性能的评价方法，其特征在于，同一试样上、下两块试件的抗压强度差的绝对值与两块试件抗压强度平均值的比值小于10％，则判定水泥乳化沥青胶结料的均质性合格，否则判定不合格。
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