水洗法检测在稳定碎石胶凝材料剂量试验中的应用

陈秀宇

(迁安市通宇公路建筑有限公司,河北 迁安 064400)

1 前 言

在综合稳定基层材料中，水泥剂量的传统检验方法是EDTA滴定法，这是《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中明确规定的标准方法，适用于检测水泥或石灰的剂量。为了开拓综合稳定基层材料配合比设计思路，也是为了扩大矿物掺合料的使用范围，提高基层稳定材料的耐久性，经过近几年的不懈努力，我研究团队参照“特贫混凝土”设计思路，研制了一种明显区别于传统的综合稳定基层材料，其胶凝材料由50%水泥和50%粉煤灰组成，同时掺加复合聚羧酸盐高性能外加剂(复合了减水剂、缓凝剂、引气剂、膨胀剂或减缩剂、保坍剂等)。基于上述显而易见的特点[1-3]，在检测胶凝材料剂量实践中，为了与传统检测方法进行比对，也为了探索快速确切实用，又环保经济的检测方法，经过多年的研究和大量的实践检验,我研究团队推出了一种新的胶凝材料剂量检测方法，暂且命名为水洗法。

2 检测方案

2.1 试验准备阶段

步骤1 准备好综合稳定基层材料配合比，使用振动式搅拌机搅拌综合稳定基层材料，用以检测综合稳定基层材料的实际含水率和水泥及粉煤灰剂量。

步骤2 将搅拌均匀的综合稳定基层材料，随机称取质量相同的六份备用，单位g，精确至0.01 g。其中，三份用于烘干试验，烘干后可以计算出综合稳定基层材料的含水率；另三份用于水洗试验，水洗烘干后可以计算出水泥及粉煤灰质量。烘干试验和水洗以后，结合其他已知量，可以进一步计算出水泥及粉煤灰的剂量。

2.2 烘干试验

步骤1 将其中任意三份综合稳定材料同时放入事先加热到105±5 ℃的鼓风烘干箱中，烘干至恒重。

步骤2 小心地取出烘干至恒重的试验材料放入干燥器中，冷却后称取质量，精确至0.01 g。

2.3 计算烘干物中水的质量

以上各式中综合稳定基层材料和水的质量单位均为g，计算精确至0.01 g。以三份综合稳定基层材料中水的质量算术平均值作为测定值。

2.4 水洗试验

步骤1 取3.1试验准备阶段中步骤2称量好准备用于水洗试验的三份综合稳定材料中的一份倒入0.075 mm方孔筛中。

步骤2 打开正对方孔筛的水龙头，用流水充分冲洗方孔筛中的综合稳定基层材料，边冲洗边不断地轻轻摇动方孔筛，持续约300～400 s。直到综合稳定基层材料中水泥及粉煤灰全部被冲洗干净，下泄水流变得清澈透明为止，关闭水龙头。

整个冲洗过程中必须十分仔细小心，其中大于0.075 mm的颗粒损失率不得超过样品总质量的0.1%

步骤3 分别将剩余两份准备水洗的综合稳定基层材料依次参照以上步骤完成水洗试验。

2.5 计算胶凝材料剂量

将已经过充分水洗的三份综合稳定基层材料筛上剩余物质，分别小心仔细地转移到合适的搪瓷盘中，然后同时将三个搪瓷盘放入事先加热到105±5 ℃的鼓风烘干箱中，烘干至恒重，小心取出放入干燥器中，冷却后分别称取质量，精确至0.01 g。在操作过程中样品的损失率不得超过样品总质量的0.1%。

2.6 计算水泥及粉煤灰平均质量

水泥及粉煤灰平均质量按下列公式计算。

2.7计算综合稳定基层材料的含水率、水泥及粉煤灰剂量

(1)综合稳定基层材料的含水率按下式计算

(2)综合稳定基层材料的水泥及粉煤灰剂量

3 验证实例

为验证上述理论，进行了大量比对试验，以下列表是两次有代表性的验证试验。

表1 综合稳定基层材料实际含水率、胶凝材料剂量检测试验

表2 综合稳定基层材料实际含水率、胶凝材料剂量检测试验

图1 实配混合料胶凝材料剂量与其他两种检测方法检测结果对比图

图2 实配混合料胶凝材料剂量与其他两种检测方法检测结果对比图

从以上两次有代表性的验证试验中得出如下结论：使用“水洗法”与“EDTA”滴定法检测材料剂量所得的结果具有很好的相关性，同时，用水洗法测得胶凝材料剂量与实配胶凝材料剂量偏差大小与下列因素有关。

(1)做粗集料水洗筛分试验取样的代表性；

(2)筛分的准确程度；

(3)特别是0.075 mm筛孔筛下物含量与待测试样的一致性。

考虑到混合料配制理念已完全更新，研究团队在本项目研究过程中增加了混合料含水率检测项目，施工时可以实时掌握真实含水率，为保证混合料无侧限抗压强度提供了依据。

4 结 语

(1)将综合稳定基层材料划归为特贫混凝土范畴。进行综合稳定基层材料配合比组成设计时，参考并融合进去水泥混凝土配合比设计的有益手段和方法。这种考量是基于多年研究和探索的基础之上的，对综合稳定基层材料来说不啻是一场革命。

(2)等量，甚至是超大掺量粉煤灰的应用。在综合稳定基层材料中掺加大于或等于50%Ⅱ级以上粉煤灰、掺加复合聚羧酸盐高性能外加剂，既绿色环保，又可以降低混合料配合比的成本，其经济和社会效益十分显著。

(3)搅拌无机结合料时，采用机械振动搅拌机搅拌，以此取代传统的手工拌和方式(，有效提高了综合稳定基层材料配合比设计效率，与现场施工普遍使用的拌合机械做到了无缝衔接，同时有效改善了检测人员劳动强度。

(4)用“水洗法”检测综合稳定基层材料中胶凝材料计量，同时用烘干法检测水的含量，此方法既准确快速实用 ,又环保经济。施工时根据实测数据对比设计胶凝材料剂量和最佳含水率之间的偏差，便于查找造成偏差的原因，及时纠正偏差，保证工程质量。

(5)综合稳定基层材料容许延迟时间可灵活控制(由缓凝剂控制)，这样就扩大了水泥的选材和适用范围。