一種基于休止角的細(xì)集料飽和面干狀態(tài)的定量測(cè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，涉及一種基于休止角的細(xì)集料飽和面干狀態(tài)的定量測(cè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]集料的飽和面干狀態(tài)是指集料內(nèi)部吸水飽和而表面干燥的狀態(tài)。在工程中，由于集料具有吸水性，因此必須要對(duì)集料的吸水性能做出評(píng)估，而集料的吸水性一般用集料的吸水率表征，集料的吸水率即集料在飽和面干狀態(tài)下吸收的水分質(zhì)量占干集料質(zhì)量的百分比，因而集料飽和面干狀態(tài)的確定對(duì)集料吸水性能的評(píng)估至關(guān)重要；此外，在確定集料的表干相對(duì)密度以及毛體積相對(duì)密度時(shí)，也必須確定集料的飽和面干狀態(tài)；而在混凝土配合比的設(shè)計(jì)中，一般也要以砂石的飽和面干狀態(tài)作為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。相比較而言，粗集料的飽和面干狀態(tài)的確定較為容易，只需要用擰干的毛巾將吸水飽和的粗集料顆粒表面的水拭干即可得到。而對(duì)于細(xì)集料，目前采用的方法主要是坍落筒法。
[0003]坍落筒飽和面干的判斷方法是采用坍落筒，將細(xì)集料一次性或分兩層裝入坍落筒中，然后用搗棒輕搗一定次數(shù)(分兩層裝入的需要輕搗兩遍)，然后將坍落筒從垂直方向徐徐提起，若坍落筒提起后試樣能夠維持一定的形狀，則認(rèn)為試樣剛好達(dá)到飽和面干狀態(tài)?！豆饭こ碳显囼?yàn)規(guī)程(JTG E42-2005)》中規(guī)定，對(duì)于天然砂宜以“在試樣中心部分上部形成2/3左右的圓錐體，即大致坍塌1/3左右”作為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)；對(duì)于機(jī)制砂和石肩，宜以“當(dāng)移去坍落筒第一次出現(xiàn)坍落的含水率及最大含水率作為試樣的飽和面干狀態(tài)”。如試樣坍落過(guò)多，則說(shuō)明試樣已過(guò)分干燥，此時(shí)需要對(duì)試樣進(jìn)行灑水并攪拌均勻，若坍落不夠，則說(shuō)明試樣過(guò)濕，需要繼續(xù)吹干。不同試驗(yàn)人員以及同一試驗(yàn)人員在前后兩次試驗(yàn)中對(duì)飽和面干的判斷通常會(huì)存在差別；而隨著工程中所采用的集料種類越來(lái)越豐富，例如對(duì)于再生磚粉、再生混凝土等再生集料采用上述《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程(JTG E42-2005)》中規(guī)定的天然砂或機(jī)制砂的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定就會(huì)存在較大的誤差，而對(duì)不同細(xì)集料逐一制定不同的判定標(biāo)準(zhǔn)又過(guò)于繁瑣。
[0004]綜上可知，傳統(tǒng)的飽和面干狀態(tài)的確定方法依賴于人的主觀判斷，通過(guò)判斷細(xì)集料的坍落形狀來(lái)確定飽和面干狀態(tài)。這種方法的缺點(diǎn)在于，操作較為復(fù)雜，沒(méi)有可靠的量化判定指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)性差，受人為因素影響嚴(yán)重；由于判定指標(biāo)較為單一，使用范圍較為局限，不能很好地適應(yīng)不同種類的細(xì)集料。而且具有準(zhǔn)確度不足的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于休止角的細(xì)集料飽和面干狀態(tài)的定量測(cè)定方法，本方法準(zhǔn)確度高，再現(xiàn)性強(qiáng)，適用性強(qiáng)，簡(jiǎn)便易行。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種基于休止角的細(xì)集料飽和面干狀態(tài)的定量測(cè)定方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1:測(cè)量細(xì)集料在干燥狀態(tài)下的休止角α ；
[0009]步驟2:將所述細(xì)集料在水中浸泡至吸水飽和；
[0010]步驟3:將濕潤(rùn)的所述細(xì)集料逐漸吹干，在此過(guò)程中不斷測(cè)量濕料的休止角β，隨著所述細(xì)集料表面的自由水逐漸蒸發(fā)，所述休止角β逐漸減小，當(dāng)所述β減小到剛好與所述休止角α近似相等時(shí)停止吹干，此時(shí)所述細(xì)集料的狀態(tài)即為飽和面干狀態(tài)。
[0011]本發(fā)明利用細(xì)集料在飽和面干狀態(tài)下的表面狀況與細(xì)集料在干燥狀態(tài)下的表面狀況相同的原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，原理清晰，方法巧妙，簡(jiǎn)單易行。
[0012]步驟I中，所述細(xì)集料是指最大顆粒粒徑小于2.36mm的集料。
[0013]步驟I中，所述干燥狀態(tài)是指細(xì)集料顆粒表面干燥的狀態(tài)即其表面沒(méi)有自由水的狀態(tài)。
[0014]設(shè)定此干燥細(xì)集料的取料標(biāo)準(zhǔn)，使實(shí)驗(yàn)的步驟更加簡(jiǎn)化。
[0015]步驟2中，所述細(xì)集料在潔凈的水中浸泡，直至吸水飽和。
[0016]將細(xì)集料在潔凈的水中浸泡，可以避免水中存在破壞細(xì)集料表面狀態(tài)的物質(zhì)，或其他雜質(zhì)，確保實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量。
[0017]步驟2中，所述細(xì)集料在水中浸泡為超過(guò)24h。
[0018]將細(xì)集料在水中浸泡超過(guò)24小時(shí)，是確保細(xì)集料浸水飽和的最短時(shí)間，使保證試驗(yàn)質(zhì)量和提高試驗(yàn)效率達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
[0019]步驟3中，采用吹風(fēng)機(jī)將細(xì)集料的表面的自由水逐漸吹干，在吹干過(guò)程中，避免將細(xì)集料中的細(xì)小顆粒吹走。
[0020]步驟3中，當(dāng)所述濕潤(rùn)的細(xì)集料的粘聚現(xiàn)象開(kāi)始消失時(shí)，開(kāi)始測(cè)定細(xì)集料的休止角β O
[0021]細(xì)集料在一開(kāi)始會(huì)存在粘聚現(xiàn)象，說(shuō)明此時(shí)細(xì)集料表面還處于濕潤(rùn)狀態(tài)，可不進(jìn)行休止角的測(cè)定。
[0022]步驟3中，隨著細(xì)集料表面越干燥，所述休止角β測(cè)定的時(shí)間間隔越短，所述時(shí)間間隔從3min到1s不等。
[0023]具體的時(shí)間間隔應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)時(shí)所采用的吹風(fēng)機(jī)的風(fēng)速、周圍環(huán)境的溫濕度以及通風(fēng)情況等確定。吹風(fēng)機(jī)風(fēng)速越快，環(huán)境溫度越高，濕度越低，通風(fēng)情況越好，所取時(shí)間間隔應(yīng)越短，反之越長(zhǎng)。最短時(shí)間間隔設(shè)置為1s是為了確保集料不被過(guò)分干燥。
[0024]所述休止角β的測(cè)定方法與所述休止角α的測(cè)定方法相同。
[0025]休止角α與休止角β的測(cè)定方法一致，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
[0026]本發(fā)明根據(jù)細(xì)集料在飽和面干狀態(tài)和干燥狀態(tài)下的表面狀態(tài)相同，利用細(xì)集料的飽和面干將細(xì)集料飽和面干的測(cè)定過(guò)程進(jìn)行了量化，避免了人為誤差，具有較好的重現(xiàn)性；能夠適用于各種細(xì)集料，具有很強(qiáng)的適用性。
[0027]細(xì)集料的休止角與細(xì)集料的表面狀況有關(guān)。對(duì)于同一細(xì)集料，細(xì)集料的表面狀況只受其吸水狀況的影響。當(dāng)未吸水飽和時(shí)，其表面不存在水膜，表面狀況只與細(xì)集料本身的性質(zhì)有關(guān)，例如其棱角性等，因而對(duì)于同一種細(xì)集料，只要其表面干燥，其休止角保持不變；而當(dāng)細(xì)集料表面濕潤(rùn)時(shí)，由于水膜的吸附作用，細(xì)集料顆粒之間存在粘附力，從而會(huì)使其休止角大于表面干燥時(shí)的休止角。根據(jù)這一原理以及集料飽和面干狀態(tài)的定義，可認(rèn)為細(xì)集料的飽和面干狀態(tài)是區(qū)分細(xì)集料的休止角是否受水膜影響的分界線，當(dāng)細(xì)集料含水率超過(guò)其飽和面干時(shí)的含水率時(shí)，細(xì)集料表面狀況受水膜的影響，否則其表面狀況不受水膜的影響，本發(fā)明正是建立在這一認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上的，即可認(rèn)為飽和面干狀態(tài)是