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第一节 砂石材料试验检测
砂石材料是桥涵工程建筑中用量最大的一种建筑材料,它可以直接(或经过加工)用在桥涵的垮工结构中,也可以加工成各种尺寸的集料作为水泥混凝上的粗集料。 砂石材料包括天然的或经人工轧制的石料、集料和砂。用于桥涵结构中的砂石材料都应具备一定的技术性质,以适应不同结构的技术要求。
一、石料
桥涵工程使用的石料制品有片石、块石、粗料石和拱石等,主要用于砌体工程,如桥涵拱圈、墩台、基础、锥坡等。桥涵结构物所用石料=般有两方面的要求:
1.石料制品的物理力学性质
石料应符合设计规定的类别和标号,石质应均匀、不易分化和无裂缝。石料力学性质需测定时,用切石机或取芯机制取边长为50mm±0.5mm的立方体,或直径与高均为50mm± 0.5mm的圆柱体试件进行单轴抗压强度试验确定。在某些气侯条件下,还必须测定抗冻性和坚固性指标。 2.石料制品规格和几何尺寸要求
(1)片石:一般为爆破法开采的石块,其厚度不应小于15cm(卵形和薄片者不得使用);用于镶面的片石,表面应
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比较平整、尺寸较大者应稍作凿整。
(2)块石:形状大致方正,上下面大致平整,厚度在20~30cm,宽度一般为厚度的1.0~1.5 倍,长度约为厚度的1.5~3.0倍。
(3)粗料石:外形大致方正,成六面体,厚度为20~30cm,宽度为厚度的1.0~1.5倍,长为厚度的2.5~4.0倍,其表面凹陷深度不大于2cm。
(4)拱石:按设计要求采用粗料石或块石,主要用于石拱桥的拱圈砌筑。
3.石料物理性质试验方法
石料的物理、力学性质试验应依据我国现行《公路工程石料试验规程》(JTJ054-94),常规试验检测包括以下几个方面:
(1)石料真实密度试验
石料的真实密度(简称密度)是石料在规定条件(105℃±5℃烘干至恒重,温度20℃)下,单位真实体积(不含孔隙的矿质实体的体积)的质量。
“试验常用方法为“李氏比重瓶法”(见JTJ 054-94/T 0204-94),即将石料样品粉碎磨细后,在105℃±5℃条件下烘至恒重,称其质量;然后在密度瓶中加水经沸煮后,使水充分进入闭口孔隙中,通过“置换法”测定其真实体积。已知真实体积和质量即可按式(2-1)求得真实密度。现行
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试验法也允许采用“李氏密度瓶法”近似测定石料的真实密度。
以两次试验结果的算术平均值作为测定值,如两次试验结果之差大于0.02g/cm3时,应重新取样进行试验。 (2)石料毛体积密度试验
石料的毛体积密度是石料在规定条件下,单位毛体积(包括矿质实体和孔隙的体积)的质量。
试验方法采用“静水称量法”(JTJ 054-94/T 0205-94),即将规则石料在105℃±5℃至恒重,称其质量。然后使石料吸水24h,使其饱水后用湿毛巾揩去表面水,既可称得饱和面干时的石料质量。最后用静水天平法测得饱和面干右料的水中质量,由此可计算出石料的毛体积,并求得毛体积密度。此外,现行试验法亦允许用“封蜡法”来测定毛体积密度。这两种方法各有其优缺点。
组织均匀的岩石,其密度应为3个试件测得结果之平均值;组织不均匀的岩石,密度应记录最大与最小值。 3)石料孔隙率试验
石料的孔隙率是石料的孔隙体积占其总体积的百分率。 按以上方法求得石料的毛体积密度及密度后,用式(2-5)计算孔隙率,精确至1%: (4) 石料吸水率试验
试验依据JTJ 054-94/T 0211-94),即将石料加工为
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