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【關(guān)鍵詞】集料;試驗檢測;檢測指標(biāo);質(zhì)量控制
1引言
公路橋梁建設(shè)對交通運輸業(yè)的發(fā)展具有重要作用,是國家重要的基礎(chǔ)工程。集料是公路橋梁建設(shè)過程中最基本的工程材料,使用量占總質(zhì)量的70%以上,由小粒徑的砂到大粒徑的碎石,其形狀和物理、化學(xué)性能影響著結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。
2集料試驗檢測技術(shù)和概述
集料質(zhì)量對路橋工程的整體質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用,粗集料和細集料分別起骨架作用和填充作用[1]。因此,必須重視混凝土中的集料使用,施工過程中對集料試驗檢驗工作必須符合有關(guān)規(guī)范要求,選擇粒徑合適、級配好、試驗檢測技術(shù)指標(biāo)滿足工程建設(shè)要求的集料,減小水灰比提高混凝土強度,保證整體施工安全。
3集料試驗檢測技術(shù)類型
3.1機械檢測
機械檢測技術(shù)是一種提高公路橋梁工程安全性的檢測技術(shù),采用精密儀器檢測集料結(jié)構(gòu),其特點如下:(1)實時監(jiān)控集料質(zhì)量,動態(tài)分析檢測過程,保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。集料機械檢驗過程詳細,集料數(shù)據(jù)變化敏感,檢驗數(shù)據(jù)傳輸快,可及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變更出現(xiàn)的質(zhì)量問題,并給出處理方法。(2)機械檢測技術(shù)靈活性、適應(yīng)性高,可對不同集料的檢驗方法進行調(diào)整,以滿足檢驗?zāi)繕?biāo),保證檢驗結(jié)果符合規(guī)范要求。
3.2性能檢測
性能檢測技術(shù)是對建筑材料的物理、化學(xué)、力學(xué)等性能指標(biāo)進行測試,確保測試結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn),提高工程可靠性。砂石、碎石(卵石)、水泥等集料是常用的施工集料,根據(jù)公路橋梁實際工程的需要,科學(xué)選擇施工集料,保證集料的顆粒級配、吸水率、含泥量等性能指標(biāo)滿足工程建設(shè)要求[2]。
4.1粗集料主要檢測指標(biāo)
1)含泥量。篩洗法是測定粗集料含泥量的常用方法。將稱好的粗集料試樣倒入盛有清水的容器中,粗集料原始質(zhì)量為m0,靜置24h后淘洗,將清洗后的液體倒入1.18mm和0.075mm篩網(wǎng),對粗集料進行多次清洗,去除直徑小于0.075mm的顆粒,直至沖洗后的水清澈。將2個篩網(wǎng)上的顆粒和清潔后的粗集料烘干,烘干后質(zhì)量為m1,粗集料的含泥量為(m0-m1)/m0。2)密度和吸水率。2次平行試驗的結(jié)果偏差控制在0.02范圍內(nèi)。密度=烘干后稱重/(擦拭后稱重-漂洗后稱重);吸水率=(擦拭后稱重-烘干后稱重)/烘干后稱重。3)針片狀含量。常采用歸準(zhǔn)儀法檢測粗集料針片狀含量,主要用于檢測直徑大于4.75mm顆粒的針片狀含量。4)力學(xué)性質(zhì)試驗。粗集料力學(xué)性能檢測主要包括壓碎值、磨光值、沖擊值等的檢測。壓力機經(jīng)過均勻加壓,直至荷載在10min內(nèi)達400kN,然后保持恒載按壓5s,采用2.36mm篩網(wǎng)篩分出粗集料壓碎后形成的細集料,壓碎值=壓碎后形成的直徑小于2.36mm的細集料質(zhì)量/原粗集料的質(zhì)量。磨光值是指磨光集料后,通過擺式摩擦系數(shù)測定儀來計算磨光值。沖擊值是在一定高度自由下落標(biāo)準(zhǔn)錘,連續(xù)進行15次的骨料錘擊,沖擊值=粗集料錘擊后形成的直徑小于2.36mm的細集料質(zhì)量/原集料質(zhì)量。
4.2細集料主要檢測指標(biāo)
1)密度。容量瓶法常被用于檢測含有直徑大于2.36mm細集料的密度,將質(zhì)量為m2的細集料倒入裝有清水的容器中,靜置24h后稱量,m3為(容器+水)的質(zhì)量,m4為(容器+水+集料)的質(zhì)量,細集料的密度=m2/(m2+m3-m4)。2)含泥量。細集料的含泥量與粗集料含泥量計算方式一樣,此處不贅述。3)云母含量。稱取50g試樣,烘干至恒重后篩去超過5mm及小于0.315mm的顆粒,使用鋼針挑出砂中的云母,云母含量=挑出云母質(zhì)量/烘干試樣質(zhì)量×100%。4)砂當(dāng)量。砂當(dāng)量試驗用于檢測集料中的雜質(zhì)含量。向試筒內(nèi)加入10mm沖洗液,倒入相當(dāng)于120g干重的細集料,除去試筒中的氣泡,靜置10min,采用自動砂當(dāng)量振蕩器90次,試筒中插入沖洗管,清洗試筒,使雜質(zhì)浮起,直至試筒液面到達380mm,靜置20min,測量試筒底至絮狀物的高度h1,將活塞插入試筒至沉淀物頂,擰緊套筒螺釘,套筒頂面與活塞底高度為h2,砂當(dāng)量=h2/h1×100%。
5集料質(zhì)量控制措施
某公路橋梁采用瀝青路面,上、下面層分別為玄武巖和石灰?guī)r集料,采用性能檢測技術(shù)檢測集料的各項主要技術(shù)指標(biāo),檢測結(jié)果如表1所示。
5.1集料級配
因試驗條件或誤差等原因,多次試驗檢測數(shù)據(jù)可能存在不同,集料的級配指標(biāo)檢測誤差將影響瀝青混合料級配,從而影響路面質(zhì)量。本工程集料級配指標(biāo)檢測值的主要影響因素如下:(1)破碎機篩孔及篩網(wǎng)。本工程集料加工過程中,破碎機篩孔間距設(shè)置較大,可將振動篩規(guī)格設(shè)置為3mm、6mm、12mm、16mm,避免集料篩選出現(xiàn)誤差。集料加工過程將造成篩網(wǎng)的篩孔變大或破損,因此,必須選擇耐磨性能高的篩網(wǎng)進行集料的篩選加工,減小篩孔對集料級配指標(biāo)的影響。(2)料源位置。本工程的集料主要來源于開采的塊石,經(jīng)壓碎加工后作為工程使用的集料,因此,集料的來源地對集料級配和質(zhì)量產(chǎn)生影響,固定集料來源可穩(wěn)定集料指標(biāo)檢測值。(3)集料產(chǎn)量。本工程出現(xiàn)破碎機超負荷工作,產(chǎn)量過高,導(dǎo)致加工后的集料形狀尺寸出現(xiàn)偏差,很難分辨集料檔次,篩選效率低,集料級配不穩(wěn)定。因此,施工現(xiàn)場應(yīng)控制破碎機的使用程度,注重產(chǎn)量的同時必須保證集料的篩選質(zhì)量,保證級配穩(wěn)定。
5.2含泥量
集料表面的泥漿及粉塵等雜質(zhì)將影響瀝青與粗集料間的直接接觸,在兩者表面形成隔離層,導(dǎo)致黏附性降低,當(dāng)出現(xiàn)動水壓力時極易出現(xiàn)瀝青剝離現(xiàn)象,導(dǎo)致瀝青路面的損壞。本工程采用玄武巖和石灰?guī)r集料,表面較易附著亞黏土、粉質(zhì)土等,附著土的種類不同對瀝青與集料黏附性影響程度不同。泥土的塑性指數(shù)越大,對兩者的黏附性影響程度越高,亞黏土與粉質(zhì)土的塑性指數(shù)分別為18.5和5.5,因此,必須將集料表面的泥土清除干凈,避免對兩者黏附性產(chǎn)生影響。本工程還可采取以下措施降低含泥量對黏附性的影響:(1)開采塊石前應(yīng)清除覆蓋層,開采中及時清除表面泥土,禁止雨天作業(yè);(2)保持集料堆放處清潔,對料場內(nèi)的集料進行覆蓋,避免雨淋及粉塵污染;(3)道路硬化,禁止泥土或泥塊與集料同時裝車;(4)加工集料的破碎機必須保持清潔,配置去塵設(shè)置,污染的集料采用水沖洗,清除表面泥土雜質(zhì)。
5.3針片狀顆粒含量
優(yōu)質(zhì)的集料針片狀含量較小,表面有棱角,形狀類似立方體。本工程直接開采的集料針片狀含量較高,經(jīng)后期加工生產(chǎn)后,集料針片狀顆粒含量有所降低,主要影響因素如下:(1)料源延性。本工程采用部分形狀為片狀的塊石或裂隙發(fā)育較好的巖石作為原料,經(jīng)過加工產(chǎn)生的針片狀顆粒含量較高,因此,可以采用巖石膠結(jié)強度高,壓碎值較小的原料,形成的針狀顆粒含量較小。(2)加工方式。本工程先采用粗碎機對塊石進行初步破碎,之后通過顎式破碎機再次破碎,通過篩網(wǎng)篩分出集料,不符合要求的返回重新破碎。顎式破碎機再次破碎加工的集料,針片狀顆粒含量很難滿足要求,可將其更換為反擊式破碎機,有利于針片狀顆粒含量的降低。
6結(jié)語
集料是保證路橋工程質(zhì)量的重要影響因素。集料試驗檢測技術(shù)在公路橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用,有利于保證施工現(xiàn)場建筑材料符合標(biāo)準(zhǔn)要求,為公路橋梁設(shè)計和施工程序的制定提供了重要的數(shù)據(jù)支持,減少后期使用過程的反復(fù)修護,降低造價,保證公路橋梁的安全性和耐久性。
【參考文獻】
【1】李淑萍.材料試驗檢測技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用淺述[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2017(31):161-162.
【2】王艷美.公路橋梁工程集料試驗檢測技術(shù)的應(yīng)用研究[J].交通世界,2020(9):14-15
作者:張如艷 單位:中交二公局東萌工程有限公司