市政工程各种实验测定方法及计算方法教学内容.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。市政工程各种实验测定方法及计算方法-25灌沙法容重测定仪灌沙法容重测定仪所需数据和核子密度仪一样，需要最大干密度和最佳含水量。其他仪器设备由实验室提供。挖一直径10厘米，深25厘米的圆柱形洞，挖出的土样称重M1,注意挖出土样要完整，不能丢弃任何一点。用仪器向洞内灌入标准沙，仪器表面一定要刮平，打开开关，灌入标准沙质量为M2,标准沙的密度为1.47g/cm3.从挖出土样中取三份，每份约200克，放入盆中称重，称前盆质量要归零。向每个盆中倒入适量酒精，点燃搅拌，每份烧三次。称重烧完的三份土样，算出各份含水量

2、去平均值，再算出压实26灌砂筒工地容重测定仪适用于测定路基、路面（砂石）的密度和压实度；规格：100、150塑料灌砂筒、150、200；EDTA滴定法1、目的和适用范围（1）本实验方法适用于在工地快速测定水泥和石灰稳定土中水泥和石灰的剂量，并可用以检查拌和的均匀性。用于稳定土可以是细粒土，也可以是中粒土和粗粒土。工地水泥和石灰稳定土含水量的少量变化（2%），实际上不影响测定结果。用本方法进行一次剂量测定，只需10min左右。（2）本方法也可以用来测定水泥和石灰稳定土中结合料的剂量。2、仪器设备（1）滴定管（酸式）：50mL，1支。（2）滴定台：1个（3）滴定管夹：1个（4）大肚移液管：10mL

3、，10支（5）锥形瓶（三角瓶）：200mL,20个（6）烧杯：2000mL，一只，300mL，10只（7）容量瓶：1000mL,1个（8）搪瓷杯：容量大于1200mL,10只（9）不锈钢棒（或粗玻璃棒）：10根（10）量筒：100和5mL，各1只，50mL，2只（11）棕色广口瓶：60mL，1只（装钙红）（12）托盘天平：称量500g、感量0.5g和称量100g、感量0.1g，各一台（13）秒表：一只（14）表面皿：9cm，1个（15）研钵1213cm，1个（16）土样筛：筛孔2.0mm或2.5mm,1个（17）洗耳球（1两或2两）：1个（18）精密试纸：PH1214（19）聚乙烯桶：20L，

4、1个（装蒸馏水）；10L，2个（装氯化铵及EDTA二钠标准液）;5L,1个（装氢氧化钠）。（20）毛刷、去污粉、吸水管、塑料勺、特种铅笔、厘米纸（21）洗瓶（塑料）：500mL，1只3.试剂（1）0.1mol/L乙二胺四乙酸二钠（简称EDTA二钠）标准液；准确称取EDTA二钠（分析纯）37.226g，用微热的无二氧化碳蒸馏水溶解，待全部溶解并冷却至室温，定容至1000mL。（2）10%氯化铵溶液：将500g氯化铵（分析纯或化学纯）放在10L聚乙烯桶内，加蒸馏水4500mL,充分振荡，使氯化铵完全溶解。也可以分批在1000mL的烧杯内配制，然后倒入塑料桶内摇匀。（3）1.8%氢氧化钠（内含三乙醇

5、胺）溶液：用100g托盘天平称取18g氢氧化钠（分析纯），放入洁净干燥的1000mL烧杯中，加入1000mL蒸馏水使其全部溶解，待溶解冷却至室温后，置入2mL三乙醇胺（分析纯），搅拌均匀后储于塑料桶中。（4）钙红指示剂：将0.2g钙试剂羟（qiang)酸钠(分子式C21H13O7N2SNa).与20g预先在105烘箱中烘1h的硫酸钾混合，一起放入瓷研钵中，研成极细粉末，储于棕色广口瓶中，以防吸水变潮。4.准备标准曲线（1）取样：取工地用石灰和集料，风干后分别过2.0mm或2.5mm筛，用烘干法或酒精燃烧法测其含水量（如为水泥可假定其含水量为0%）。（2）混合料组成的计算：1）公式：干料质量=湿

6、料质量/（1+含水量）2）计算步骤：干混合料质量=300g/(1+最佳含水量）干土质量=干混合料质量/1+石灰（或水泥）剂量干石灰（或水泥）质量=干混合料-干土质量湿土质量=干土质量X（1+土的风干含水量）湿石灰质量=干石灰X（1+石灰的风干含水量）石灰土中应加入的水=300g-湿土质量-湿石灰质量(3)准备5种试样，每种2个样品（以水泥集料为例）如下：第一种：称2份300g集料（如为细粒土，则每份的质量可以减为100g）分别放在2个搪瓷杯内，集料的含水量应等于工地预期达到的最佳含水量。集料中所加的水应与工地所用的水相同（300g为湿质量）。第二种：准备2份水泥剂量为2%的水泥土混合料试样，每

7、份均重300g，并分别放在2个搪瓷杯内。水泥土混合料的最佳含水量应等于工地预期达到的最佳含水量。混合料中所加的水应与工地所用的水相同。第三种、四种、五种：各准备2份水泥剂量分别为4%、6%、8%的水泥混合料试样，每份均重300g，并分别放在6个搪瓷杯内，其他要求同第一种。（在此，准备标准曲线的水泥剂量为：0%、2%、4%、6%和8%，实际工作中应使工地实际所用水泥或石灰的剂量位于准备标准曲线时所用剂量的中间）（4）取一个盛有试样的搪瓷杯，在杯内加600mL10%氯化铵溶剂，（当仅用100g混合料时，只需200mL10%氯化铵溶剂）用不锈钢搅拌棒充分搅拌3min（每分钟搅拌110120次）。如水

8、泥（或石灰）土混合料中的土为细粒土，则也可以用1000mL具塞三角瓶代替搪瓷杯，手握三角瓶（瓶口向上）用力振荡3min（每分钟1205次），以代替搅拌棒搅拌。放置沉淀4min【如4min后得到的是混浊悬浮液，则应增加放置沉淀时间，直到出现澄清悬浮液为止，并记录所需的时间，以后所有该种水泥（或石灰）土混合料的试验，均应以同一时间为准】，然后将上部清液转移到300mL烧杯内，搅匀，加盖表面皿待测。（5）用移液管吸取上层（液面下12cm）悬浮液10.0mL置入200mL的三角瓶内，用量筒量取50mL1.8%的氢氧化钠（内含三乙醇胺）倒入三角瓶中，此时溶液PH值为12.513.0（可用PH值为1214

9、的精密试纸检验），然后加入钙红指示剂（体积约为黄豆大小），摇匀，溶剂呈玫瑰红色。用EDTA二钠标准液滴定到纯蓝色为终点，记录EDTA二钠的耗量（以mL计，读至0.1mL）。（6）对其他几个搪瓷杯中的试样，用相同的方法进行试验，并记录各自EDTA二钠的耗量。（7）以同一水泥（或石灰）剂量混合料消耗EDTA二钠标准液毫升数的平均值为纵坐标，以水泥（或石灰）剂量（%）为横坐标制图。两者的关系应是一根顺滑的曲线，如素集料或水泥（或石灰）改变以及同一次配制的EDTA溶液用完后，必须重做标准曲线。5.实验步骤（1）选取有代表性的水泥土或石灰土混合料，称取300g放在搪瓷杯中，用搅拌棒将结块搅散，加600m

10、L10%的氯化铵溶液，然后如前述步骤那样进行试验。（2）利用所绘制的标准曲线，根据所消耗的EDTA二钠标准液毫升数，确定混合料中水泥或石灰剂量。6.注意事项（1）每个样品搅拌的时间、速度和方式应力求相同，以增加试验的精度。（2）做标准曲线时，如工地实际水泥剂量较大，素集料和低剂量水泥的试样可以不做，而直接用较高的剂量做试验，但应有两种剂量大于实用剂量以及两种剂量小于实用剂量。（3）配制的氯化铵溶液最好当天用完，不要放置过久，以免影响试验的精度。7.报告报告应包括以下内容：（1）混合料名称试验方法名称试验数量n实验结果极大值和极小值实验结果平均值实验结果标准差S试验结果偏差系数Cv环刀法是测量现

11、场密度的传统方法。国内习惯采用的环刀容积通常为200cm3，环刀高度通常约5cm用环刀法测得的密度是环刀内土样所在深度范围内的平均密度。它不能代表整个碾压层的平均密度。由于碾压土层的密度一般是从上到下减小的，若环刀取在碾压层的上部，则得到的数值往往偏大，若环刀取的是碾压层的底部，则所得的数值将明显偏小。就检查路基土和路面结构层的压实度而言，我们需要的是整个碾压层的平均压实度，而不是碾压层中某一部分的压实度，因此，在用环刀法测定土的密度时，应使所得密度能代表整个碾压层的平均密度。只有使环刀所取的土恰好是碾压层中间的砂，环刀法所得的结果才可能与灌砂法的结果大致相同。另外，环刀法适用面较窄，对于含有

12、粒料的稳定土及松散性材料无法使用。1仪具与材料（1）人工取土器或电动取土器：人工取土器包括环刀、环盖、定向筒和击实锤系统（导杆、落锤、手柄）。环刀内径68cm，高23cm，壁厚1.52mm电动取土器由底座、行走轮、立柱、齿轮箱、升降机构、取芯头等组成。电动取土器主要技术参数为：工作电压DC24V（36Ah）；转速5070r/min，无级调整；整机质量约35kg（2）天平：感量0.1g（用于取芯头内径小于70mm样品的称量），或1.0g（用于取芯头内径100mm样品的称量）。（3）其他：镐、小铁锹、修土刀、毛刷、直尺、钢丝锯、凡士林、木板及测定含水量设备等。2试验方法与步骤（1）用人工取土器测定

13、粘性土及无机结合料稳定细粒土密度1）擦净环刀，称取环刀质量m2，准确至0.1g2）在试验地点，将面积约30cm30cm的地面清扫干净。并将压实层铲去表面浮动及不平整的部分，达到一定深度，使环刀打下后，能达到要求的取土深度，但不得扰动下层。3）将定向筒齿钉固定于铲平的地面上，顺次将环刀、环盖放人定向筒内与地面垂直。4）将导杆保持垂直状态，用取土器落锤将环刀打人压实层中，至环盖顶面与定向筒上口齐平为止。5）去掉击实锤和定向筒，用镐将环刀及试样挖出。6）轻轻取下环盖，用修土刀自边至中削去环刀两端余土，用直尺检测直至修平为止。7）擦净环刀外壁，用天平称取环刀及试样合计质量m1，准确0.1g8）自环刀中

14、取出试样，取具有代表性的试样，测定其含水量。（2）用人工取土器测定砂性土或砂层密度1）如为湿润的砂土，试验时不需要使用击实锤和定向筒。在铲平的地面上，细心挖出一个直径较环刀外径略大的砂土柱，将环刀刃口向下，平置于砂土柱上，用两手平衡地将环刀垂直压下，直到砂土柱突出环刀上端约2cm时为止。2）削掉环刀口上的多余砂土，并用直尺刮平。3）在环刀上口盖一块平滑的木板，一手按住木板，另一只手用小铁锹将试样从环刀底部切断，然后将装满试样的环刀转过来，削去环刀刃口上部的多余砂土，并用直尺刮平。4）擦净环刀外壁，称环刀与试样合计质量ml，精确至0.1g5）自环刀中取具有代表性的试样测定其含水量。6）干燥的砂土

15、不能挖成砂土柱时，可直接将环刀压人或打入土中。（3）用电动取土器测定无机结合料细粒土和硬塑土密度1）装上所需规格的取芯头。在施工现场取芯前，选择一块平整的路段，将四只行走轮打起，四根定位销钉采用人工加压的方法，压入路基土层中。松开锁紧手柄，旋动升降手轮，使取芯头刚好与土层接触，锁紧手柄。2）将电瓶与调速器接通，调整器的输出端接人取芯机电源插口。指示灯亮，显示电路已通；启动开关，电动机工作，带动取芯机构转动。根据土层含水量调节转速，操作升降手柄，上提取芯机构，停机，移开机器。由于取芯头圆筒外表有几条螺旋状突起，切下的土屑排在筒外顺螺纹上旋抛出地表，因此，将取芯套筒套在切削好的土芯立柱上，摇动即可

16、取出样品。3）取出样品，立即按取芯套简长度用修土刀或钢丝锯修平两端，制成所需规格土芯，如拟进行其他试验项目，装入铝盒，送试验室备用。4）用天平称量土芯带套筒质m1，从土芯中心部分取试样测定含水量。钻芯法测定沥青面层密度：沥青混合料面层的施工压实度是指按规定方法测得的混合料试样的毛体积密度与标准密度之比，以百分率表示。对沥青混合料，国内外均以取样测定作为标准试验方法。1仪具与材料（1）路面取芯钻机。（2）天平：感量不大于0.1g（3）溢流水槽。（4）吊篮。（5）石蜡。（6）其他：卡尺、毛刷、小勺、取样袋（容器）、电风扇。2试验方法与步骤（1）钻取芯样按”路面钻孔及切割取样方法”钻取路面芯样，芯样

17、直径不宜小于声lOOmm当一次钻孔取得的芯样包含有不同层位的沥青混合料时，应根据结构组合情况用切割机将芯样沿各层结合面锯开分层进行测定。（2）测定试件密度1）将钻取的试件在水中用毛刷轻轻刷净粘附的粉尘。如试件边角有松散颗料，应仔细清除。2）将试件晾干或用电风扇吹干不少于24h，直到恒重。按现行公路工程沥青及沥青混合料试验规程的沥青混合料试件密度试验方法测定试件的视密度或毛体积密度。当试件的吸水率小于2%时，采用水中重法或表干法测定；当吸水率大于2%时，用蜡封法测定；对空隙率很大的透水性混合料及开级配混合料用体积法测定。3计算（1）当计算压实的沥青混合料的标准密度采用马歇尔击实试件成型密度或试验

18、路段钻孔取样密度时，沥青面层的压实度按下式计算：KPS/P0*100（2）由沥青混合料实测最大密度计算压实度时，进行空隙率折算，作为标准密度，P0PT*（100-VV/100）：4试验检测中应注意的问题压实度的大小取决于实测的压实密度，同样也与标准密度的大小有关。但目前对标准密度的规定并不统一，有些工程在压实度达不到时便重新进行马歇尔试验，调整标准密度使压实度达到要求，这样实际上是弄虚作假。为防止这种情况，新的检测方法规定了三种标准密度。在进行检测时，应结合工程实际情况，采用相应的标准密度。压实度检测结果评定路基、路面压实度以13km长的路段为检验评定单元，按要求的检测频率及方法进行现场压实度

19、抽样检查，求算每一测点的压实度Ki压实度评定要点是：（1）控制平均压实度的置信下限，以保证总体水平。（2）规定单点极值不得超出规定值，防止局部隐患。（3）规定扣分界限以区分质量优劣。压实度评分方法如下：（1）路基、基层和底基层：KKo且单点压实度全部大于或等于规定值减2个百分点时，评定路段的压实度可得规定满分；当KK0，且单点压实度全部大于或等于规定极值时，对于测定值低于规定值减2个百分点的测点，按其占总检查点数的百分率计算扣分值。压实度是一个干密度比较值。先在实验中测定标准干密度，再计算工地取样的干密度，进行比较。压实度工地试件干密度/标准干密度（100%）环刀法、灌水法、灌砂法：同是一种检验土壤最小干密度的一种取样方法；环刀法适用于细粒土（3：7灰土、2：8灰土、素土）环刀体积是200cm3；灌水法适用于现场测定粗粒土的密度，试验方法是在现场挖坑取出坑内试样，然后向坑内灌水，来确定坑内的体积，以确定最小干密度；灌砂法同灌水法，只不过不是向坑内灌水，而是灌标准砂。详情可以看下，GB/T50123-1999标准-