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T0855-2024无机结合料稳定材料温缩试验方法

关键字: T0855-2024无机结合料稳定材料温缩试验方法日期: 2024-6-28 13:18:42 点击 11613 次

JTG 3441-2024《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》----5 无机结合料稳定材料的物理、力学试验 / T0855-2024无机结合料稳定材料温缩试验方法

1.相关产品链接：

☞【高低温交变试验箱】

☞【静态电阻应变仪】

☞【游标卡尺】

2.测试方法：
☞【T0855-2024无机结合料稳定材料温缩试验方法】

T0855-2024无机结合料稳定材料温缩试验方法

1 适用范围
本方法适用于测定无机结合料稳定材料的温缩系数。
2 仪器设备
2.1 游标卡尺。
2.2 高低温交变试验箱：可控制升降温速率和具有保温功能、保湿功能，具有可编程控制降温功能。箱内控温精度为±0.5℃,控湿精度为±2.5%。
2.3 传感器法
2.3.1 数据采集系统：包括位移传感器和数据采集仪，位移传感器精度应不大于0.1μm。位移传感器采集系统如图T0854-2所示。
2.3.2 收缩仪：收缩仪宜为殷钢制，否则要安装标准块，标定收缩仪在温度收缩下的变形。
2.3.3 支脚：采用薄的有机玻璃片，如载波片。
2.3.4 光滑玻璃棒。
2.4 应变片法
2.4.1 静态电阻应变仪：具有相对固定的灵敏系数；提供应变信号采集和记录。
2.4.2 应变片：阻值为120Ω,标距为100mm 的箔式电阻应变片。
2.4.3 应变胶：502胶。
2.4.4 手持式电动砂轮磨光机，粗砂纸、细砂纸。
2.4.5 电烙铁、焊锡、连接导线、细塑料套管、胶布。
2.4.6 温度补偿标准件：采用陶瓷材质的片状或块状材料。
3 试件制备和养护
3.1 根据混合料粒径的大小，选择不同尺寸的试件：小梁，50mm×50mm×200mm,适用于细粒材料；中梁，100mm×100mm×400mm,适用手中粒材料①;大梁，150mm×150mm×550mm,适用于粗粒材料。
  注①:由于大梁试件的成型难度较大，在试验室不具备成型条件时，中梁试件的最大公称粒径可放宽到26.5mm
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：同一配比的混合料3个试件为一组，测定材料的收缩变形。
3.3 按照本规程T0844方法制备试件。
3.4 按照本规程T0845标准养生方法进行养生，一般龄期为7d。养生龄期的最后1d,试件饱水24h。
3.5 温缩试验的温度确定需根据材料所在环境的温度要求和试验目的确定。可采用的温度范围是-25～60℃。
4 试验步骤
4.1 传感器法
4.1.1 养生结束后，将试件放入105℃±1℃的烘箱中烘10～12h至恒重。烘干后将试件放到干燥通风处至常温。
4.1.2 试验前用游标卡尺测量试件的初始长度，长度测量应选取3个不同位置各测量1次，取3次测量的平均值。
4.1.3 在收缩仪的底面放上涂有润滑剂的玻璃棒。
4.1.4 对试件的端部进行打磨处理或直接在端部贴上支脚(薄的玻璃片)。
4.1.5 将试件的光面朝下，安放到收缩仪上，装置位移传感器。
4.1.6 设定高低温交变湿热试验箱的控温程序，包括温缩试验的温度以及降温速率(0.5℃/min)、保温时间(3h)。
4.1.7 将试件放入高低温交变试验箱中，启动数据采集程序，采集频率为5min。
4.1.8 试验从高温开始，逐级降温，并测定试件相应的收缩量。每个试件一般测定5～6个温度级别，每个级别的温度差一般为10℃。按照降温速率的要求，当温度降到设定的级位时，保温3h。
4.2 应变片法
4.2.1 将达到龄期的试件放入温度为105℃±1℃的烘箱中烘10～12h至恒重。
4.2.2 试件表面处理
1 对于表面较平整且相对较致密的试件，可在试件两侧面表面中心位置比应变片面积稍大的范围内用砂纸磨平或用电动砂轮轻轻磨平，并用电吹风吹掉表面浮灰。
2 对于表面粗糙的试件来说，在烘干前应在两个对应侧面上预定的贴片区用相应的结合料浆(水泥稳定类用水泥浆，二灰稳定类用二灰浆)涂抹一层，试件烘干后需要对涂层进行打磨，打磨至涂层能够填充试件表面的孔隙或坑槽，但不得独立成层。
4.2.3 粘贴应变片
(1)用铅笔和直尺画出试件两侧的长和宽方向的中轴线，供贴应变片参照。取出两个电阻应变片，分别在底面涂上应变胶，并立即粘于试件两侧表面，压上聚四氟乙烯薄膜，并排去应变片与试件之间的气泡，应变片在长和宽两个方向上均应位于试件中轴线上。
(2)温度补偿片表面平整，不需要表面处理。应变片粘贴方法同上，一组待测试件共用一个温度补偿标准件。
4.2.4 电线连接
应变片粘贴完毕且应变胶固化后可连线。试件上的两个电阻应变片采用单臂串联的方法(图T0855-1)。为防止应变片相邻两引线接触短路，宜在引线端部套上细的塑料导管。并把端部引线用胶布固定在试件上。连线时各导线的端头用电烙铁焊接。
温度补偿片上的两个应变片采用相同的连接方法。当所有试件和温度补偿片上的应变片连接完毕后，分别将各自的引线接入静态应变仪。电线和应变片的连接方式参考应变仪的说明书。图T0855-1应变片粘贴
4.2.5 高低温交变试验箱温度变化的设定同传感器法。
4.2.6 将连接好的试件和温度补偿片十同放入最高温度已经设定好的高低温交变环境箱中，试件可横向卧式放置，底面最好垫置可滚动的光圆钢筋。也可将试件竖向放置，关好箱门。启动环境温度控制程序，平衡应变仪各测试通道，开始读数并记录应变值。
4.2.7 人工读数应在恒温段的最后5min内完成。采用计算机控制自动读数时，应与试验箱控温程序相协调
5 计算
5.1 传感器法温缩应变：E;=δ;/l(T0855-1)温缩系数：(T0855-2)总温缩系数：(T0855-3)
式中：δ——第i个温度下的温缩位移变形(mm);
l——试件的初始长度(mm);
T;——温度控制程序设定的第i个温度区间(℃);
T₁——温度控制程序设定的第1个温度区间(℃);
T,——温度控制程序设定的最后1个温度区间(℃);
e;—— 第 i 个温度下的平均收缩应变(μe);
α₁——第 i个温度区间单位温度变化下材料的温缩系数(μe/℃);
α₁——总温缩系数，
5.2 应变片法
温缩系数：总温缩系数：
式中：β——为温度补偿标准件在第i个温度区间的线膨胀系数。
6 结果整理
6.1 温缩系数保留4位有效数字
6.2 每种混合料进行3个样本的试验，当3个试件的极差与3个试件的平均值的比值不超过30%时，为有效试验，取平均值作为这种混合料的温度收缩系数，否则重新进行试验。
7 报告
试验报告应包括以下内容：
(1)集料的颗粒组成；
(2)水泥的种类和强度等级，或石灰的有效钙和氧化镁含量；
(3)无机结合料类型和剂量；
(4)最佳含水率和最大干密度及其确定方法；
(5)试件干密度或压实度；
(6)环境温度和湿度；
(7)试件平均温度收缩系数；
(8)要说明的其他内容。
8 记录
本试验的记录格式见表T0855-1。
表T0855-1无机结合料温度收缩试验记录表
工程名称试件标准长度
路段范围试件标准质量
材料名称试样编号
最大粒径
温度级别
(℃)记录时间
(min)温缩位移变形
(mm)温缩应变
(μe)温缩系数
(μe/℃)总温缩系数(μe/℃)
试验：校核：试验日期：

条文说明

测定无机结合料稳定材料的温度收缩系数一般需要在含水率不变(干燥)情况下进行。如在非控湿条件下，测定温度和失水的共同收缩，测试方法同干燥情况，但同时需要增加试件测试试件的失水率，将失水收缩系数计入试件养生时，养生龄期一般为7d,养生龄期最后1d,试件饱水24h,对于二灰稳定类材料，由于其强度增长较慢，养生龄期可根据实际需要延长至14d,养生龄期最后1d,试件饱水24h。
传感器法可采用LVDT位移传感器测量试件的收缩变形，将室内成型的梁式试件放置在收缩仪上，在收缩仪的两端安置LVDT位移传感器，当温度变化时，试件的整体收缩会引起传感器的响应，并通过传感器数据采集系统自动记录应变值。应变片法是用电阻应变片测量试件的收缩变形。电阻应变片法的原理是将电阻应变片粘贴在被测试件的表面上，当试件受力变形时，金属电阻丝承受拉伸或压缩变形的同时，电阻也将发生变化。在一定的应变范围内，电阻丝的电阻改变率与应变成正比。在测试温度发生变化后，应变片电阻丝的电阻也随温度变化而改变。若不加处理，测得的应变将包含温度变化的影响。不能真实反应构件因受载荷引起的应变。
传感器法的金属基座应同试件一起放入高低温交变试验箱，金属基座必须采用温度收缩系数小的材料，需要用殷钢特制，或者采用预知变形的材料制作。如果材料的温缩应变不明确，就应采用温缩变形小的温度补偿片对收缩仪进行标定。应变片法温度补偿的目的是要测试应变片电阻因温度引起的误差。
温度补偿片一般采用陶瓷片，由于种类繁多，且对试验结果有重要影响，宜统一选用人工合成无机硅酸盐材料，其热膨胀系数比无机结合料稳定类基层材料得收缩系数小一个数量级，可满足要求。
应变片法的操作相对比较复杂，对试样结果影响的因素较多，为了使各种影响最小化，需要对其使用的材料进行统一。电阻应变片统一采用于箔式应变片，温度补偿片统一用人工合成的无机硅酸盐材料的补偿片，应变胶粘剂统一采用502胶，连接电缆线采用用屏蔽线。
应变片法中，为了提高测试的精度，通常在补偿片和试件上分别用两个电阻应变片串联使用。
应变片法中，试件的表面处理过程中，最为理想的状况是水泥仅仅用来填充表面的凹陷，而不单独形成一层。因此处理过的表面也应打磨至能够看到露出的粗骨料。
应变片的粘贴是应变测量中非常关键的步骤之一，这一工作的好坏，直接影响胶的粘接质量，乃至测量精度，如果贴片不严格，技术不熟练，即使使用最好的应变片也无济于事。应变片应沿长度方向粘贴在试件表面的正中部，粘贴过程中，在应变片粘贴范围内越薄越好，注意不要让应变片的两个引出接线胶粘在一起，以免短路。应变片粘贴完成后，为防止试件搬动过程中由于电线的带动而扯断应变片的引线，需要用细绳或细铁丝将电线牢固的捆绑在试件表面。
应变片的引线产生的热输出是导致测量不稳定的重要原因，导线应力求在种类、规格、长度和引线路径上一致。因此应将相同导线拉齐绑扎成束，沿干燥、温度较恒定的路径引至恒温箱中，之后再用电烙铁连接另外为了保证测试精度，应变片法测试过程中还需注意以下几点：应保证所有连线牢固可靠，一般采用焊锡焊牢。为尔提高确定精度系统应预热30分钟。系统必须接地，如果系统接地不好，将会产生一定的漂移，稳定度也将受到影响。每通道各测点所有电阻应变片的对外接线均应尽量短，长度也应相等。应避免将仪器置于强电场中。静态应变仪必须放在合适的位置上使用，切勿将其倾斜或倒置使用。输入、输出双绞线应尽量避免靠近电力线、变压器及其他干扰源。

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