一種基于休止角的細集料飽和面干狀態(tài)的定量測定方法
【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集料飽和面干狀態(tài)的定量測定方法。
【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，因此必須要對集料的吸水性能做出評估，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)的確定對集料吸水性能的評估至關(guān)重要；此外，在確定集料的表干相對密度以及毛體積相對密度時，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)計中，一般也要以砂石的飽和面干狀態(tài)作為基準進行計算。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。而對于細集料，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，則認為試樣剛好達到飽和面干狀態(tài)。《公路工程集料試驗規(guī)程(JTG E42-2005)》中規(guī)定，對于天然砂宜以“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”作為標準狀態(tài)；對于機制砂和石肩，宜以“當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)”。如試樣坍落過多，則說明試樣已過分干燥，此時需要對試樣進行灑水并攪拌均勻，若坍落不夠，則說明試樣過濕，需要繼續(xù)吹干。不同試驗人員以及同一試驗人員在前后兩次試驗中對飽和面干的判斷通常會存在差別；而隨著工程中所采用的集料種類越來越豐富，例如對于再生磚粉、再生混凝土等再生集料采用上述《公路工程集料試驗規(guī)程(JTG E42-2005)》中規(guī)定的天然砂或機制砂的標準來確定就會存在較大的誤差，而對不同細集料逐一制定不同的判定標準又過于繁瑣。
[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，通過判斷細集料的坍落形狀來確定飽和面干狀態(tài)。這種方法的缺點在于，操作較為復(fù)雜，沒有可靠的量化判定指標，實驗的重現(xiàn)性差，受人為因素影響嚴重；由于判定指標較為單一，使用范圍較為局限，不能很好地適應(yīng)不同種類的細集料。而且具有準確度不足的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于休止角的細集料飽和面干狀態(tài)的定量測定方法，本方法準確度高，再現(xiàn)性強，適用性強，簡便易行。
[0006]為實現(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集料飽和面干狀態(tài)的定量測定方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1:測量細集料在干燥狀態(tài)下的休止角α ；
[0009]步驟2:將所述細集料在水中浸泡至吸水飽和；
[0010]步驟3:將濕潤的所述細集料逐漸吹干，在此過程中不斷測量濕料的休止角β，隨著所述細集料表面的自由水逐漸蒸發(fā)，所述休止角β逐漸減小，當所述β減小到剛好與所述休止角α近似相等時停止吹干，此時所述細集料的狀態(tài)即為飽和面干狀態(tài)。
[0011]本發(fā)明利用細集料在飽和面干狀態(tài)下的表面狀況與細集料在干燥狀態(tài)下的表面狀況相同的原理設(shè)計實驗步驟，原理清晰，方法巧妙，簡單易行。
[0012]步驟I中，所述細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)是指細集料顆粒表面干燥的狀態(tài)即其表面沒有自由水的狀態(tài)。
[0014]設(shè)定此干燥細集料的取料標準，使實驗的步驟更加簡化。
[0015]步驟2中，所述細集料在潔凈的水中浸泡，直至吸水飽和。
[0016]將細集料在潔凈的水中浸泡，可以避免水中存在破壞細集料表面狀態(tài)的物質(zhì)，或其他雜質(zhì)，確保實驗的質(zhì)量。
[0017]步驟2中，所述細集料在水中浸泡為超過24h。
[0018]將細集料在水中浸泡超過24小時，是確保細集料浸水飽和的最短時間，使保證試驗質(zhì)量和提高試驗效率達到協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
[0019]步驟3中，采用吹風機將細集料的表面的自由水逐漸吹干，在吹干過程中，避免將細集料中的細小顆粒吹走。
[0020]步驟3中，當所述濕潤的細集料的粘聚現(xiàn)象開始消失時，開始測定細集料的休止角β O
[0021]細集料在一開始會存在粘聚現(xiàn)象，說明此時細集料表面還處于濕潤狀態(tài)，可不進行休止角的測定。
[0022]步驟3中，隨著細集料表面越干燥，所述休止角β測定的時間間隔越短，所述時間間隔從3min到1s不等。
[0023]具體的時間間隔應(yīng)根據(jù)試驗時所采用的吹風機的風速、周圍環(huán)境的溫濕度以及通風情況等確定。吹風機風速越快，環(huán)境溫度越高，濕度越低，通風情況越好，所取時間間隔應(yīng)越短，反之越長。最短時間間隔設(shè)置為1s是為了確保集料不被過分干燥。
[0024]所述休止角β的測定方法與所述休止角α的測定方法相同。
[0025]休止角α與休止角β的測定方法一致，確保實驗的準確性。
[0026]本發(fā)明根據(jù)細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，利用細集料的飽和面干將細集料飽和面干的測定過程進行了量化，避免了人為誤差，具有較好的重現(xiàn)性；能夠適用于各種細集料，具有很強的適用性。
[0027]細集料的休止角與細集料的表面狀況有關(guān)。對于同一細集料，細集料的表面狀況只受其吸水狀況的影響。當未吸水飽和時，其表面不存在水膜，表面狀況只與細集料本身的性質(zhì)有關(guān)，例如其棱角性等，因而對于同一種細集料，只要其表面干燥，其休止角保持不變；而當細集料表面濕潤時，由于水膜的吸附作用，細集料顆粒之間存在粘附力，從而會使其休止角大于表面干燥時的休止角。根據(jù)這一原理以及集料飽和面干狀態(tài)的定義，可認為細集料的飽和面干狀態(tài)是區(qū)分細集料的休止角是否受水膜影響的分界線，當細集料含水率超過其飽和面干時的含水率時，細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識的基礎(chǔ)上的，即可認為飽和面干狀態(tài)是