CN113252553A - 一种粗骨料与沥青黏附性的初始剥落时间的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种粗骨料与沥青黏附性的初始剥落时间的测试方法,属于水工沥青混凝土领域。该方法用初始剥落时间代替现行规范《水工沥青混凝土试验规程》(DL/T5362—2018)中黏附等级来表示沥青与粗骨料的黏附性,扩大了黏附性测试方法的适用范围,可实现沥青与粗骨料黏附性定量测量。可对掺抗剥落剂后沥青和酸性骨料黏附性与沥青和碱性骨料的黏附性进行比较。该方法采取了避免水过热的措施,并对微沸状态做出了规定,采用初始剥落状态作为试验终点,简便直观,数据客观可靠。对指导酸性骨料在抽水蓄能电站沥青混凝土防渗面板中的应用具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于水利工程建设领域,涉及一种粗骨料与沥青黏附性的初始剥落时间的测试方法。
背景技术
我国将加快抽水蓄能电站的建设工作,碾压沥青混凝土做为防渗面板在抽水蓄能电站上水库防渗中得到了广泛的应用。但由于受材料性质的影响,目前水工沥青混凝土使用的仅为灰岩等碱性骨料,有些工程附近没有碱性骨料或者工程有大量的酸性开挖料需要处理,从而迟滞了工程的建设,并增加了工程建设成本。为了满足工程需要,加快水利工程的建设,酸性骨料在抽水蓄能电站防渗面板中的应用研究便成为研究热点。本发明提供的测试方法可满足酸性骨料在水利工程应用中骨料与黏附性测试。
酸性骨料与沥青结合较差,在长期浸水情况下可能导致沥青混凝土耐久性问题。现行《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》(DL/T5411-2009)中要求宜采用碱性骨料,对于酸性骨料规定“在采用酸性碎石时,应采取增强骨料与沥青黏附性的措施,并经试验研究论证”。
目前国内外已经有将酸性骨料用于沥青心墙的工程实例,如1974年建成的高58m的甘肃党河沥青混凝土心墙坝、2010年建成的高102.5m的五一水库沥青心墙砂砾石坝、2015年建成的73m高的努尔沥青混凝土心墙坝均采用了酸性砂砾石料作为沥青混凝土骨料,目前运行良好。但是沥青混凝土心墙厚度较大,均大于50cm,且埋在土石坝中间。对于防渗厚度只有10cm且直接接触水的沥青混凝土面板,目前还没有应用酸性骨料的工程先例。
现行《水工沥青混凝土试验规程》(DL/T5362—2018)中碱性骨料与沥青黏附性4级以上即可用于沥青混凝土防渗面板施工中,对于酸性骨料只是要求采取增强骨料与沥青黏附性的措施,并进行论证,其他没有明确规定,而对于性能较好的沥青抗剥落剂来说,少量掺加即可满足沥青与粗骨料黏附性达到5级要求,与沥青黏附性达到5级的酸性骨料是否可以应用?抗剥落剂优劣的选择受到了5级规定的限制而无法进行优选。另外,现行规范中对微沸规定不清晰,对于如何规避黏附性测试操作中容易出现的水过热现象、沥青加热温度控制等问题也未解决。不同人对沥青覆盖百分比的判断偏差,存在人为因素的影响。
为此,有人提出来其他的沥青与粗集料黏附性测试方法。CN201610842579.5中提出了一种改进的沥青与粗集料黏附性测试方法,该方法把骨料加工成特定形状,便于各种骨料与沥青黏附性进行对比,但由于骨料形状与施工中骨料形状差距较大,该方法比较适合于做理论研究,无法指导工程应用。该方法中提到了沥青与骨料的剥落时间,指的是沸腾状态下沥青完全脱落的时间。
对于普通粗骨料与沥青黏附性测试,这个剥落时间较短,该方法可以使用。但是酸性骨料在水利工程应用中,由于受水稳定性等指标的要求,对沥青与粗骨料黏附性要求较高,此时掺抗剥落剂的沥青与粗骨料的初始剥落时间多数都达到20min以上,部分甚至达到60min,此时烧杯中水经过长时间微沸状态,挥发量较大。而如果采用CN201610842579.5中提到的剥落时间作为指标,这个时间会成倍的增加,且沸腾状态的水挥发量更大,这就面临烧杯中是否续水的问题。如不续水,蘸有沥青的骨料会偏离烧杯中水的中间,骨料周围的水温会逐渐降低,导致试验结果偏长,严重时蘸沥青的石子可能露出水面。如续水,易导致水温出现波动,影响试验结果。
另外,该CN201610842579.5中使用沸水,不同人对水沸腾的状态认知不同,不同程度的沸腾沥青剥落时间不同,导致试验结果偏差较大。
因此,寻求一种新的结果可靠的沥青与粗骨料的黏附性测试方法成为工程建设中的需求。
发明内容
为了解决上述问题,本发明目的在于提供一种粗骨料与沥青黏附性的测试方法,该测试方法用初始剥落时间替代现行规范五级制表示骨料与沥青的黏附性,该方法在继承现有测试方法合理部分的基础上,突破了现有规范五级制水煮三分钟的限制,作为一种增强的黏附性测试方法,可满足抗剥落剂的优选及其在酸性骨料中的应用,规避了不同人对沥青覆盖百分比的判断偏差,从而减少了测试中人为因素的影响。
为了实现上述目的,本发明提供一种粗骨料与沥青黏附性的初始剥落时间的测试方法,包括如下步骤:
步骤一:取多个粒径为13mm~19mm的粗骨料,洗净,于105℃±5℃下烘干2h,取出冷却至室温备用;
步骤二:取与粗骨料的数量对应的烧杯,在烧杯底部分别铺设沸石或碎石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
步骤三:用细铁丝将粗骨料逐个系牢,于30℃~50℃预热15min~30min;
步骤四:将沥青预热至130℃~150℃,将预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
步骤五:将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却15min~30min;
步骤六:待裹覆沥青的粗骨料冷却后,逐个提起,将每个裹覆沥青的粗骨料浸入一个盛有微沸水的烧杯中,裹覆沥青的粗骨料位于微沸水的中央,调节加热设备,使烧杯中的水一直保持微沸状态;
步骤七:将裹覆沥青的粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有粗骨料露出,记录从沥青浸入水中到有粗骨料露出时的时间,取多个粗骨料露出时的时间的平均值,即为该骨料与沥青的初始剥落时间。优选地,步骤二中所述沸石或碎石的粒径为2.34mm~5mm。
优选地,步骤一所述粗骨料为酸性骨料、中性骨料或碱性骨料。
优选地,步骤一所述粗骨料的数量为3-8个。
粗骨料的数量随试验熟练程度适当调整,熟练度越高,选用粗骨料的数量越少。
优选地,步骤二中所述烧杯底部覆盖沸石或碎石面积不超过烧杯底部的面积的四分之一,优选为五分之一至十分之一。
新买的或底部洗刷比较干净的烧杯,由于烧杯底部光滑,没有气泡形成中心,在水加热过程中,可能出现水过热现象(水温超过当地水沸点而不沸腾的现象叫过热),当水达到一定温度后,烧杯底部产生高温高压气泡,气泡迅速上升到水面的同时体积迅速扩大,从而出现爆炸性沸腾(简称爆沸),此时若把蘸有沥青的骨料放在过热水中,超温水会迅速降到正常水温,而释放出的这部分热量迅速传到沥青膜上,导致沥青快速熔化、脱落,使试验结果明显偏小。
为了保证烧杯内水不出现过热现象,烧杯内放入适量的沸石或碎石,使烧杯底部形成适量的气泡中心。碎石量单层覆盖烧杯底不超过四分之一,优选为五分之一至十分之一。碎石太多或粒径较小时,烧杯底部气泡中心多,贴近烧杯底的水达到沸点,气泡从石缝中间上浮,碎石阻挡热水对流,使烧杯底部与中部温差增大,中部的水温度偏低,测出黏附性结果偏大。碎石太少,无法有效阻止水过热现象,烧杯中间水温偏高,沥青与骨料在过热水中极易脱落,测试结果偏低。
骨料蘸沥青前需要预热,尤其是冬季,如不预热,会导致沥青与骨料黏附不牢,使测试结果偏低。
由于热水对流作用,骨料棱角处裹覆的沥青容易率先脱落,需注意观察。在骨料煮沸过程中,会有沥青随着水煮时间延长逐渐熔化上浮,但只有露出石块时才可停止试验,记录初始剥落时间。
本发明的有益效果在于:
本发明提供的一种粗骨料与沥青黏附性的初始剥落时间的测试方法,可规避不同人对沥青覆盖百分比的判断偏差,从而减少了测试中人为因素的影响;可对黏附性大于5级的粗骨料与沥青黏附性进行比较;可有效避免试验过程中出现水过热现象,提高了测试结果的准确性。该测试方法可适用于碱性骨料与沥青的黏附性检测,也可适用于中性、酸性骨料与沥青的黏附性检测,为酸性骨料在水利工程中的应用提供了技术支持。本发明提供的测试方法的操作简单,数据可靠,可满足施工现场对掺抗剥落剂沥青的检测。
具体实施方式
下面将对本发明的实施例进行详细、完善的描述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明采用自然形状粗骨料作为试验材料,试验结果可用于指导施工,满足工程应用;用初始剥落时间作为黏附性的指标,可满足试验要求,提高试验准确度。且蘸有沥青的粗骨料初始剥落状态比终了剥落状态更容易观察,试验结果更加客观。同样水沸腾状态或微沸状态下,初始剥落时间比剥落时间短,试验更快捷,更能满足施工现场快速检测的要求。
现行规范中对骨料进行了划分,其中粒径4.75mm及以上的为粗骨料,4.75mm以下0.075mm及以上为细骨料,0.075mm以下为矿粉。粗骨料根据粒径分布又分为不同级配:4.75mm~9.5mm,9.5mm~13.2mm,13.2mm~19mm,19mm~26.3mm,26.3mm~31.5mm。水利工程中沥青混凝土防渗面板中粗骨料粒径范围一般为4.75mm~19mm,本发明中初始剥落时间适用于13.2mm~19mm的粗骨料与沥青黏附性测试,本发明中提到的粗骨料或骨料均指这一级配的粗骨料。
现行规范根据骨料中Si O2的含量把骨料分为酸性骨料、碱性骨料和中性骨料,其中酸性骨料中Si O2含量≥65%,中性骨料中Si O2含量:65%>Si O2≥52%,碱性骨料中SiO2含量<52%。
由于现行规范对沥青与粗骨料黏附性五级制水煮三分钟的规定限制了酸性骨料应用中增强骨料与沥青黏附性材料沥青抗剥落剂性能测试和比选,并限制了抗剥落剂掺量的最终确定,同时无法实现工地对抗剥落剂的快速验收检测,本发明提出了初始剥落时间,用于替代按照沥青脱落面积而规定的黏附等级,用于表示沥青与粗骨料的黏附性。
初始剥落时间是指从蘸有沥青的粗骨料浸入微沸的烧杯中开始,到沥青从粗骨料表面脱落露出粗骨料的时间为止,即为粗骨料与沥青的初始剥落时间,也可以称为起始剥落时间、初始剥离时间、起始剥离时间。初始剥落时间越长,骨料与沥青黏附性越好;反之越差。
当蘸有沥青的骨料浸入微沸的烧杯中开始记录时间至沥青从粗骨料表面完全剥落为止,称为完全剥离时间。
需要注意的是,本发明确定的为初始剥落时间而非完全剥离时间。
所谓的微沸,是指在烧杯底有适量沸石或碎石存在时,烧杯底部有少量稳定的气泡产生,气泡上浮过程中因水吸热而消失,气泡上浮至接近水面但不浮出水面的状态。
本发明针对粗骨料与沥青黏附性的初始剥落时间的测试中,选取一种70#水工基质沥青(简称水工沥青)、一种Ⅰ—C SBS改性沥青(简称改性沥青或SBS改性沥青)、一种SiO2含量75.74%的酸性片麻岩粗骨料颗粒(简称片麻岩)、一种SiO2含量50.42%的碱性灰岩粗骨料颗粒(简称灰岩),一种SiO2含量60.21%的中性玄武岩粗骨料颗粒(简称玄武岩),一种北京中水科海利工程技术有限公司生产的非胺类SK-A沥青抗剥落剂(简称抗剥落剂),作为试验原料。
实施例1
分别按照《水工沥青混凝土试验规程》(DL/T5362—2018)中6.11粗骨料与沥青的黏附性试验中的测试方法和本发明测试方法进行黏附性试验,测试酸性片麻岩粗骨料与碱性灰岩粗骨料在两种测试方法中与水工沥青、改性沥青及掺加抗剥落剂后的黏附性效果分级或初始剥落时间的差异,每组取5个粗骨料。
本发明采用具体步骤如下:
1)取5个粒径为13mm~19mm的粗骨料放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/8的碎石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度40℃的烘箱内预热15min;
4)将预先加热至140℃的沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却15min;
6)待裹覆沥青的粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个烧杯盛有微沸水的中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)裹覆沥青的粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有粗骨料露出,记录从沥青浸入水中到有粗骨料露出时的时间,五个粗骨料的初始剥落时间的平均值即为该粗骨料与沥青的初始剥落时间。结果如表1所示。
表1沥青与粗骨料黏附性试验结果
由表1结果可知,对于水工沥青,原试验方法用于沥青与碱性骨料的黏附性,只能定性的确定是否可使用。但是对于沥青与碱性骨料,改性沥青与酸性骨料、碱性骨料及加抗剥落剂的沥青与骨料的黏附性则都为5级,其黏附性强弱无法区分,酸性骨料是否可用无法判断。由于骨料的不规则形状,黏附等级需要对沥青剥落面积进行估算,试验结果带有一定的主观性。对于加抗剥落剂的基质沥青和改性沥青,原试验方法沥青与骨料黏附性试验结果均为5级或接近5级,本发明的方法可以比较改性水工沥青与不同岩性骨料的黏附性。初始剥落状态现象明显,初始剥落时间客观准确,对试验人员无经验要求,只需认真观察即可。
实施例2
1)取粒径为13mm~19mm的酸性粗骨料片麻岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/8的碎石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度30℃的烘箱内预热30min;
4)将预先加热至150℃的70#水工沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却30min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得30s,为片麻岩与70#水工沥青的初始剥落时间。
实施例3
1)取粒径为13mm~19mm的酸性粗骨料片麻岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在3个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/5的沸石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度50℃的烘箱内预热15min;
4)将预先加热至140℃的70#水工沥青从烘箱中取出,取3个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却15min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入3个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算3个粗骨料的初始剥落时间的平均值得20s,为片麻岩与70#水工沥青的初始剥落时间。
实施例4
1)取粒径为13mm~19mm的酸性粗骨料片麻岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在7个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/5的沸石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度40℃的烘箱内预热20min;
4)将预先加热至140℃的Ⅰ-C改性沥青从烘箱中取出,取7个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却20min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入7个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算7个粗骨料的初始剥落时间的平均值得3min35s,为片麻岩与改性沥青的初始剥落时间。
实施例5
1)取粒径为13mm~19mm的酸性粗骨料片麻岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/6的沸石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度40℃的烘箱内预热30min;
4)将预先加热至145℃的掺抗0.8%剥落剂的70#水工沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却20min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得28min,为片麻岩与掺0.8%抗剥落剂的70#水工沥青的初始剥落时间。
实施例6
1)取粒径为13mm~19mm的酸性粗骨料片麻岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/6的沸石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度50℃的烘箱内预热25min;
4)将预先加热至150℃的掺加0.8%抗剥落剂的Ⅰ-C改性沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却15min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得42min,为片麻岩与掺0.8%抗剥落剂的改性沥青的初始剥落时间。
实施例7
1)取粒径为13mm~19mm的酸性粗骨料片麻岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/7的沸石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度30℃的烘箱内预热25min;
4)将预先加热至143℃的掺加0.8%抗剥落剂的Ⅰ-C改性沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却25min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得41min,为片麻岩与掺0.8%抗剥落剂的改性沥青的初始剥落时间。
实施例8
1)取粒径为13mm~19mm的酸性粗骨料片麻岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/7的碎石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度50℃的烘箱内预热20min;
4)将预先加热至140℃的掺加0.8%抗剥落剂的70#水工沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却20min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得30min,为片麻岩与掺0.8%抗剥落剂的70#水工沥青的初始剥落时间。
实施例9
1)取粒径为13mm~19mm的碱性粗骨料灰岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/8的碎石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度40℃的烘箱内预热15min;
4)将预先加热至140℃的Ⅰ-C SBS改性沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却15min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得8min,为片灰岩与改性沥青的初始剥落时间。
实施例10
1)取粒径为13mm~19mm的碱性粗骨料灰岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/8的碎石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度30℃的烘箱内预热30min;
4)将预先加热至150℃的Ⅰ-C SBS改性沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却30min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得8min25s,为灰岩与改性沥青的初始剥落时间。
实施例11
1)取粒径为13mm~19mm的碱性粗骨料灰岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/5的沸石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度50℃的烘箱内预热15min;
4)将预先加热至140℃的水工沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却15min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得5min40s,为灰岩与70#水工沥青的初始剥落时间。
实施例12
1)取粒径为13mm~19mm的碱性粗骨灰岩料颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/5的沸石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度40℃的烘箱内预热20min;
4)将预先加热至140℃的水工沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却20min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得5min30s,为灰岩与70#水工沥青的初始剥落时间。
实施例13
1)取粒径为13mm~19mm的碱性粗骨灰岩料颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/6的沸石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度40℃的烘箱内预热30min;
4)将预先加热至145℃的掺加0.8%抗剥落剂的Ⅰ-C SBS改性沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却20min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得52min,为灰岩与掺0.8%抗剥落剂改性沥青的初始剥落时间。
实施例14
1)取粒径为13mm~19mm的碱性粗骨灰岩料颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/6的沸石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度50℃的烘箱内预热25min;
4)将预先加热至130℃的掺加0.8%抗剥落剂的70#水工沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却15min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得45min,为灰岩与掺0.8%抗剥落剂的70#水工沥青的初始剥落时间。
实施例15
1)取粒径为13mm~19mm的碱性粗骨料灰岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/7的沸石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度30℃的烘箱内预热25min;
4)将预先加热至143℃的掺加0.8%抗剥落剂的70#水工沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却25min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得44min,为灰岩与掺0.8%抗剥落剂70#水工沥青的初始剥落时间。
实施例16
1)取粒径为13mm~19mm的碱性粗骨料灰岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/7的碎石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度50℃的烘箱内预热20min;
4)将预先加热至140℃的掺加0.8%抗剥落剂的Ⅰ-C SBS改性沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却20min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得50min,为灰岩与掺0.8%抗剥落剂70#水工沥青的初始剥落时间。
实施例17
1)取粒径为13mm~19mm的中性粗骨料玄武岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/8的碎石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度30℃的烘箱内预热30min;
4)将预先加热至150℃的70#水工沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却30min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得1min30s,为玄武岩与70#水工沥青的初始剥落时间。
实施例18
1)取粒径为13mm~19mm的中性粗骨料玄武岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/5的沸石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度50℃的烘箱内预热15min;
4)将预先加热至130℃的掺0.8%抗剥落剂的70#水工沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却10min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得32min,为玄武岩与掺0.8%抗剥落剂70#水工沥青的初始剥落时间。
实施例19
1)取粒径为13mm~19mm的中性粗骨料玄武岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/6的沸石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度40℃的烘箱内预热15min;
4)将预先加热至140℃的Ⅰ-C SBS改性沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却15min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得6min,为玄武岩与改性沥青的初始剥落时间。
实施例20
1)取粒径为13mm~19mm的中性粗骨料玄武岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)在5个1000mL烧杯底部分别铺设单层占杯底面积约1/7的沸石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度30℃的烘箱内预热30min;
4)将预先加热至150℃掺加0.8%抗剥落剂的Ⅰ-C SBS改性沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却30min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得38min,为玄武岩与掺0.8%抗剥落剂改性沥青的初始剥落时间。
实施例2~实施例20中采用不同岩性的骨料、烧杯底部铺不同量的沸石或碎石、对骨料在不同温度下预热不同时间;对于水工沥青或改性沥青加热到不同温度,蘸完沥青后骨料冷却不同时间后测试沥青与骨料的初始剥落时间,结果如表2所示。
表2实施例2~实施例20的初始剥落时间测试结果
从表2可以看出,只要在本发明对试验参数设定范围内,碎石或沸石占烧杯底面积、骨料预热温度和时间、沥青加热时间及蘸沥青后骨料冷却时间对沥青与骨料的初始剥落时间影响不大;对初始剥落时间影响较大的主要是骨料的岩性、沥青的种类和是否掺抗剥落剂。
实施例21
1)取粒径为13mm~19mm的酸性粗骨料片麻岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)取5个洗刷干净的1000mL烧杯,盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度40℃的烘箱内预热25min;
4)将预先加热至150℃的掺加0.8%抗剥落剂的Ⅰ-C改性沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却15min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有骨料露出,记录从沥青浸入水中到有骨料露出时的时间,计算五个粗骨料的初始剥落时间的平均值得2min50s,为片麻岩与掺0.8%抗剥落剂的改性沥青的初始剥落时间。
实施例21除了烧杯底部没有加碎石,其试验原材料及试验步骤都与实施例6相同,试验过程中烧杯内的水很难达到微沸状态,烧杯底部有气泡产生时烧杯中部水温达到102℃,且气泡在上升过程中迅速扩大,水明显出现过热现象。蘸有沥青的粗骨料放入过热的水中,沥青快速熔化,上浮,水温迅速由102℃下降到97℃左右,骨料在接近三分钟时局部露出,计算五颗骨料平均初始剥落时间2min50s,与正常测试出的初始剥落时间42min差距较大。
实施例22
1)取粒径为13mm~19mm的酸性粗骨料片麻岩颗粒放于搪瓷盘中,洗净,置于设定温度为105℃的烘箱内烘干2h,取出冷却至室温备用;
2)取5个底部铺有一层粒径约1mm碎石的1000mL烧杯,盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
3)用细铁丝将粗骨料逐个系牢,置于设定温度40℃的烘箱内预热25min;
4)将预先加热至150℃的掺加0.8%抗剥落剂的Ⅰ-C改性沥青从烘箱中取出,取5个预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
5)将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却15min;
6)待粗骨料冷却后,逐个提起,分别浸入五个盛有微沸水的烧杯中央,调节加热炉使烧杯中的水保持微沸状态;
7)粗骨料在微沸的水中浸煮,由于水温只有85℃左右,煮了五个小时,五个骨料都没有出现剥落露出粗骨料。未得到具体结果,但证明了烧杯底部碎石加的太细太多测试结果会偏长。
实施例22除了烧杯底部加的碎石较细且多,其试验原材料及试验步骤都与实施例6相同,烧杯中底部水沸腾时,烧杯中央水温只有85℃左右。烧杯底部温度较高,沸腾出现气泡,顶出碎石层后,由于水吸热气泡迅速消失,且烧杯中水对流较弱,沥青虽经历了5个小时的煮沸,仍没有达到初始剥落状态。
从实施例21和实施例22可以看出,沸石或碎石的添加量过多或过少都会影响水沸腾的时间和状态,当不加碎石或沸石时存在水过热现象,当碎石或沸石较细且多时会导致水温达不到沸腾温度,都会影响初始剥落时间的测量。
烧杯底部铺有适量碎石的试验过程中烧杯中部的温度95℃左右,随着温度的波动要不断调整加热炉,使烧杯内的水始终保持在微沸状态。
注:以上试验地点在中国水利水电科学研究院延庆试验基地进行,基地海拔约500米。
从上述实施例可以看出,本发明突破了原试验方法中黏附性5级表示方法的限制,采用初始剥落时间作为沥青与粗骨料黏附性的表示方法,可满足各种沥青与骨料黏附性测试需求。本发明采取了避免水过热的措施,使试验结果更加准确。本发明对微沸状态做了具体规定,在同样海拔情况下,各试验室测试结果具有可比性。本发明用初始剥落时间作为沥青与骨料黏附性的表示方法,有效的缩短试验时间,节约时间成本。本发明沥青与粗骨料的黏附性试验方法,摒弃了以剥落面积评价黏附性的旧方法,以沥青从骨料表面剥离并露出石子为试验终点。烧杯中水对骨料有放大作用,沥青黑色,骨料白色,试验终点容易观察,人为因素小,比原有试验方法的黏附性等级客观准确,同时降低了对人员的试验经验要求,增加了实验的可操作性、稳定性;本发明采用工地普通粗骨料,可操作性强,数据贴合施工现场需求,真实可靠,对不同品种的沥青、不同岩性的骨料的黏附性检测均可适用,是一种简便、易行、直观的试验方法。
上述仅对本发明中的具体实施例加以说明,但并不能限定为本发明的保护范围,凡是依据本发明中的设计精神所做出的等效变化或修饰,均应认为落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种粗骨料与沥青黏附性的初始剥落时间的测试方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:取多个粒径为13mm~19mm的粗骨料,洗净,于105℃±5℃下烘干2h,取出冷却至室温备用;
步骤二:取与粗骨料的数量对应的烧杯,在烧杯底部分别铺设沸石或碎石,然后在烧杯中盛满水放在垫有石棉网的加热炉上,将水煮至微沸;
步骤三:用细铁丝将粗骨料逐个系牢,于30℃~50℃预热15min~30min;
步骤四:将沥青预热至130℃~150℃,将预热好的粗骨料,浸入沥青中45s,使粗骨料表面完全被沥青裏覆;
步骤五:将裹覆沥青的粗骨料悬挂于试验架上,使多余的沥青流掉,并在室温下冷却15min~30min;
步骤六:待裹覆沥青的粗骨料冷却后,逐个提起,将每个裹覆沥青的粗骨料浸入一个盛有微沸水的烧杯中,裹覆沥青的粗骨料位于微沸水的中央,调节加热设备,使烧杯中的水一直保持微沸状态;
步骤七:将裹覆沥青的粗骨料在微沸的水中浸煮,直到有粗骨料露出,记录从沥青浸入水中到有粗骨料露出时的时间,取多个粗骨料露出时的时间的平均值,即为该骨料与沥青的初始剥落时间。
2.根据权利要求1所述的粗骨料与沥青黏附性的初始剥落时间的测试方法,其特征在于,步骤一所述粗骨料为酸性骨料、中性骨料或碱性骨料。
3.根据权利要求1所述的粗骨料与沥青黏附性的初始剥落时间的测试方法,其特征在于,步骤一所述多个粗骨料的数量为3-8个。
4.根据权利要求1所述的粗骨料与沥青黏附性的初始剥落时间的测试方法,其特征在于,步骤二中所述沸石或碎石的粒径为2.34mm~5mm。
5.根据权利要求1所述的粗骨料与沥青黏附性的初始剥落时间的测试方法,其特征在于,步骤二中所述烧杯底部覆盖沸石或碎石面积不超过烧杯底部的面积的四分之一。
6.根据权利要求5所述的粗骨料与沥青黏附性的初始剥落时间的测试方法,其特征在于,步骤二中所述烧杯底部覆盖沸石或碎石面积为烧杯底部面积的五分之一至十分之一。
7.根据权利要求1所述的粗骨料与沥青黏附性的初始剥落时间的测试方法,其特征在于,步骤六所述加热设备为加热炉。
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