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你需要知道的聚合属性:强度 & 耐用性

沥青粘结层:剪切强度测试

建筑骨料是一种矿物材料,用于生产建筑材料,如波特兰水泥混凝土和热拌沥青, 作为铺路石的自由基层. 它们的主要作用是作为这些材料的填充物, 集料体积可占沥青的90 - 95%,混凝土的70 - 80%. 但骨料在复合材料中的作用远远超出了单纯填充物的作用. 集料表面纹理可以增加沥青路面的抗滑性, 而大粒径则可以增加其极限承载能力. 锋利的, 角骨料纹理可以赋予混凝土一定的强度特性, 或者更圆的形状可以帮助它在放置过程中流动到封闭的空间. 骨料对强度有直接而显著的影响, 和易性, 以及混凝土和沥青材料的耐久性, 甚至是建筑物和人行道的最终外观.


生产和资源

建筑骨料是从天然砂石或砾石沉积物中提取的,或从岩层中开采的. 原始的, 如果需要,开采出来的材料被粉碎成合适的尺寸, 然后按大小和形状分类,作为细或粗馏分使用. 这些采矿作业产生大约2.美国每年的建筑总量为50亿吨.S. 国内市场. 人造骨料是工业钢铁生产的废料(矿渣)和混凝土回收的另一种材料来源. 用于轻量化混凝土生产的低密度骨料来自人造来源. 这些资源用于生产混凝土骨料, 沥青骨料, 以及每个广告的基础课程材料, 工业, 基础设施建设.

测试的韧性

在这篇博客, 我们将专注于建筑材料测试,测量骨料的特性,如可靠性, 韧性, 和耐用性. 大小, 形状, 密度, 构造聚合的结构也同样重要,我们将在本系列的下一篇博文中讨论. 是有效的, 聚集体必须具有实质性的物理特性,以经得起外部和内部的物理力量. 它们需要是坚韧的和坚硬的抵抗磨蚀磨损和转移负荷, 以及声音和密度,以抵抗降解和分解的冻融循环和制造过程. So, 一个好的集合至少必须是硬的, 密集的, strong, 而且不软, 多孔, 或松散颗粒.

好的骨料最重要的物理特性都是相互关联的, 但可以通过定义几个关键术语来更好地理解:

    • 韧性: 当施加外力时,材料吸收能量和抗破裂能力如何. 韧性需要强度和延展性的平衡, 它允许材料在断裂前变形.
    • 耐用性: 抗冻融或干湿循环产生的内力, 还有身体的磨损. 这种阻力来自密度(更少的裂缝和空隙)和强度. 在空隙和裂缝中产生的膨胀力可以是巨大的,并导致集料颗粒的崩解. 各种形式的水泥-集料(碱-硅)反应性或ASR会导致化学耐久性问题.
    • 可靠性: 具有更少空隙的聚集物, 更高的强度, 较低的吸收量能抵抗风化和内外载荷的降解和崩解.
    • 耐磨性: 硬度的函数,在骨料的制造和使用寿命阶段都是必需的. 良好的耐磨性也有助于保持路面混合料所需的防滑性能.

选择方法和设备

耐久性和耐磨骨料

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洛杉矶(LA)磨损 是一个广泛使用的程序,已经存在多年,产生的价值是很好理解的. 干燥的粗集料样品在装有钢球磨料的大钢筒中旋转. 一个淬硬的钢架子抬起样品和磨料,并在旋转的圆筒的另一边将它们落下, 创造一种冲击破碎的效果. 随着内容物在滚筒中滚动,研磨和磨损继续进行. 在规定的筛分尺寸上保留的样品质量与原始样品的总质量相比较. 测量了骨料在磨蚀力和冲击力作用下的退化,并对其韧性进行了评价. 的 洛杉矶磨砂机 是否相对较大,并且测试程序以“稳健”和噪声著称. ASTM中描述了小尺寸和大尺寸粗集料的单独试验方法 C131C535. 对于小粒径粗集料,AASHTO T 96方法类似于C131.

Micro-Deval 是否对部分浸没在水中的细集料或粗集料进行磨损损失测试. 的 Micro-Deval装置 本质上是一个球磨机使用不锈钢罐定位的辊机构. 样品, 水和钢球的磨料, 放入罐子中,然后以指定的速度旋转规定的时间. 样品和球装药比LA磨擦法中的样品和球装药要小得多,而且不会受到显著的冲击力. 试验结果更侧重于耐久性和耐磨性. 试验粗集料和细集料的ASTM方法见 D6928D7428. 测试的其他变化发生在AASHTO T 327,德克萨斯州DOT 845-49-40和安大略省LS-618. 由于微deval测试的准确性和可重复性,近年来微deval测试越来越受欢迎, 以及方便和较小的仪器规模. 欧洲测试标准EN 1097-1指的是一种不相关的微deval设备,与这里描述的设备有本质上的不同.

硫酸稳健 是否有循环试验来评估骨料的耐久性和抗冻融循环降解性. 粗集料或细集料样品反复浸泡在饱和的钠或硫酸镁溶液中,并在循环之间烘干. 盐晶体在聚集体的微裂缝中生长,模拟了冰晶在整个循环过程中的膨胀力, 随着颗粒的降解,不同的筛分尺寸的质量损失是确定的. 这是对聚合源进行初始评估的常用测试, 但是所需的周期可能需要几天才能完成,而且可重复性很差. 有不同的仪器 硫酸可靠性测试,并根据需要购买多种元件,以进行ASTM中的试验方法 C88 或AASHTO T 104. AASHTO T 103是一种替代测试方法,使用类似的程序,在实际的冻结温度下使用水或弱乙醇溶液.

耐久性指数 磨耗损失测试是专门针对粘土状细粒样品降解的测试吗. 众所周知,这些细粉对沥青混合料有害. 该试验也被用来确定在基地中使用骨料的适宜性, 回填, 和乱石. ASTM中的试验方法 D3744 和AASHTO T 210,样品在不锈钢洗涤容器中与水搅拌 耐久性指数搅拌器 具有横向往复作用的. 完井后,对- 75µm(#200)细粒级进行改良砂当量测试. 这种测试在西部各州最常用来识别不适合用于沥青混合料和非粘结路面基层的骨料.

加速抛光 模拟汽车和卡车轮胎对沥青路面混合料中使用的粗集料的作用. 选定的骨料块被嵌入一个圆形的“车轮”测试夹具, 然后带进一个装好的接触器, 旋转橡胶轮胎. 的 加速抛光机 提供一个抛光值来对碎石进行防滑分类. 试验方法,包括交替试验轮胎的使用,在ASTM中有描述 D3319 AASHTO T 279,以及一些欧洲标准.

解性 是否对页岩等较软或较弱的岩石进行定性测试, 因此,它不常用于测试混凝土或沥青混合料设计考虑的骨料. 它是有用的评估这些材料的非粘结路面基层或结构和路堤填方应用. 的 解性器 由两个金属网筒组成,通过一个充满水的槽旋转测试样品. 然后将样品烘干, 两个周期后, 保留的质量是确定的,并与原始质量进行比较. 这项试验在ASTM中有规定 D4644, 数值显示了材料在风化条件下的弱化和崩解的趋势.

关于作者本·巴克斯