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T0861-2024无机结合料稳定材料密度测试方法(真空塑封法)

1 适用范围
本方法适用于具有一定形状的无机结合料稳定材料试件的毛体积相对密度和毛体积密度的试验。
2 仪器设备
2.1 真空密度测试仪。
2.1.1 真空度：101.4kPa(760.73mmHg)。
2.1.2 真空室尺寸：不于420mm×180mm×490mm。
2.1.3 密封条：406mm自动的双金属线密封条。
2.2 聚合物密封袋：不透水及密封性能良好、柔软抗穿透，可分别用于不同尺寸试样密封。试验时根据试件大小选用合适的密封袋。
2.3 浸水天平或电子天平：15kg/0.1g电子天平量程不小于15kg,感量为0.1g;5kg/0.01g电子天平量程不小于4000g,感量为0.01g。应有测量水中重的挂钩。
2.3.1 网篮。
2.3.2 试件悬吊装置：天平下方悬吊网篮及试件的装置，吊线应采用不吸水的细尼龙线绳，并有足够的长度。
2.4 溢流水箱：使用洁净水，有水位溢流装置，保持试件和网篮浸入水中后的水位一致。具有恒温功能，能调节水温至25℃±0.5℃。
2.5 温度计：分度值0.1℃。
2.6 烘箱：量程不小于110℃,控温精度为±1℃。
3 试件制备
3.1 按照本规程T0843和T0844方法成型试件或现场钻取芯样。
3.2 为保证试验结果的可靠性和准确性，每组试件的数量要求为6个。
4 试验步骤
4.1 选择适宜的浸水天平或电子天平，最大称量应满足试件质量的要求。
4.2 将试件脱模后，称取试件的空中质量m₂,根据选择的天平感量读数，细粒材料和中粒材料精确至0.1g,粗粒材料精确至0.5g。如测试千燥试件的密度，需将试件放入温度为105℃±1℃的烘箱中烘6h后，再称取试件的空中质量。
4.3 根据试件尺寸大小选择合适的密封袋，称取密封袋在空气中的质量ma,根据选择的天平感量读数，细粒材料和中粒材料精确至0.1g,粗粒材料精确至0.5g。
4.4 将试件放入密封袋内、置于真空室内置板上，并将光滑的一面置于底部，密封袋密封处距试件保留25mm的距离。
4.5 关闭真空室，真空泵指示灯变红，试件密封后，减压阀自动打开。
4.6 从真空室内将密封好的试件取出，轻拉密封袋，检查是否有松弛区域，如有松弛表明试件密封不严，需按照本方法4.3的步骤重新开始试验。
4.7 将密封试件置于天平上称取密封试件质量m,根据选择的天平感量读数，细粒材料和中粒材料精确至0.1g,粗粒材料精确至0.5g。
4.8 将溢流水箱水温保持在25℃±0.5℃。挂上网篮，浸入溢流水箱中，调节水位，将天平调平并复零，把密封试件置于网篮中，注意将试件和袋子全部浸入水中，密封袋不要接触水箱边，待天平读数稳定后读取密封试件在水中的质量m。根据选择的天平感量读数，细粒材料和中粒材料精确至0.1g,粗粒材料精确至0.5g。
4.9 从水箱中取出密封试件，将试件从密封袋中取出，称取试件在空气中的质量m,并按式(T0861-1)计算试件的质量损失率。如质量损失率大于0.08%,需按本方法4.3的步骤重新开始试验。
式中：w——试件的质量损失率(%);
m₄——试件在空气中的质量(g);
m’——密封袋取走后，试件在空气中的质量(g)。
5 计算
5.1 塑封法测定的试件毛体积相对密度按式(T0861-2)计算。
式中：γ——试件的毛体积相对密度，无量纲；
m,——试件在空气中的质量(g);
m’——密封袋取走后，试件在空气中的质量(g);
m,——密封试件在空气中的质量(g);
m。——密封试件在水中的质量(g);
F——密封袋修正系数，根据设备提供的参数和公式计算
5.2 塑封法测定的试件毛体积密度按式(T0861-3)计算。
P₁=Y(×R*
式中：p— 试件的毛体积需度(g/cm²);
p水——在25℃漏度条耳下水的密度，取0,6971g/cm³。
6 结果整理
6.1 试件毛体积密度保留至小数点后4位。
6.2 同一组试件试验中，采用3倍标准差方法剔除异常值，细、中粒材料异常值不超过1个，粗粒材料异常值不超过2个。异常值超过上述规定的试验重做。
6.3 同一组试验的变异系数C,(%)应不大于6%方为有效试验。如不能保证试验结果的变异系数小于规定的值，则应按允许误差10%和90%概率重新计算所需的试件数量，增加试件数量并另做新试验。
7 报告
试验报告应包括以下内容：
(1)材料的颗粒组成；
(2)水泥的种类和强度等级，或石灰的等级；
(3)无机结合料类型及剂量；
(4)试件的毛体积密度，保留至小数点后4位；
(5)采用试验方法类别。
8 记录
本试验的记录格式见表T0861-1。

条文说明

近年来，一些学者开始关注无机结合料稳定类基层的级配组成和体积特性，提出了无机结合料稳定材料的毛体积密度、最大理论密度、空隙率等体积指标，进一步完善了无机结合料稳定类基层的材料组成设计理论。由于无机结合料稳定材料的吸水率较大，无法采用水中重法和表干法进行毛体积密度测定，故参考ASTM D7370真空密封法提出了本试验方法，并根据无机结合料稳定材料的特点优化了部分试验条件。
为了缩短试验周期，采用烘干法加快试件的水分蒸发。确定合理烘干时间时，选择N1、N2两种水泥稳定碎石材料各成型了15个100mm×100mm圆柱体试件，进行烘干效果试验，试件放入烘箱后每隔三小时称取一次重量，计算水分损失率，结果见表T0861-2所示。从表T0861-2可看出，试件在0-3h内水分图T0861-1真空密封装置蒸发极快，会蒸发掉试件绝大多数的水分；在3-6h内水分蒸发量已降至0.025%左右；在6-18h内水分蒸发量极为缓慢，降幅十分微小。试验结果表明，6h之内试件的水分已几乎蒸发完全，故烘干时间选择6h。表T0861-2烘干效果试验级配类型试件编号分损失率(%)配类型试件编号水分损失率(%)烘干后试件表面存在许多锋利的棱角，极易划破密封袋，造成密封不严，影响毛体积密度测量的准确性。为了避免密封袋破损，可在塑封机内置板和天平上放置柔软厚实的手套或者毛巾，减少塑封试件与坚硬物体的摩擦。尤其是塑封机内的支座上一定要放置材质柔软、可减小摩擦的物体，避免塑封过程中由于试件在支座板上滑动，所造成塑封袋破漏。
当质量损失率大于0.08%时，一般是由于密封袋泄露所致，因此需要重新试验。
表T0861-3为N1、N2两种水泥稳定碎石材料采用本试验方法测定的毛体积相对密度。从表T0861-3可看出，随着含水率的增加，毛体积相对密度呈先增大后减小的变化趋势，毛体积相对密度存在峰值点。
表T0861-3水泥稳定碎石试件毛体积相对密度测定结果级配类型含水率(%)毛体积相对密度级配类型含水率(%)毛体积相对密度
N1 3.23 2.2469
N2 3.93 2.2290
3.78 2.2810  4.04 2.2679
4.09 2.2801  4.66 2.2970
4.70 2.2980  4.75 2.3080
5.18 2.2580  5.28 2.2721

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