实验四：石料(粗集料)的强度和磨耗试验

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1、实验四：石料（粗集料）的强度和磨耗试验一、实验目的单轴抗压强度试验是测定规则形状岩石式样单轴抗压强度的方法。只要用于岩石的强度分级和岩性描述。本法采用饱水状态下的岩石立方体（或圆柱体）试件的抗压强度来评定岩石强度（包括碎石或卵石的原始岩石强度）。注：在某些情况下，对于某些材料可以要求试件具有其它的含水量，如天然含水量（此时要求试样保管期不超过3od）或在105±5℃下烘至绝对干操的含水量。这种含水量要在试验报告中注明。集料压碎值用于衡量石料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力，是衡量石料力学性质的指标，以评定其在公路工程中的适用性。磨耗试验用于测定标准条件下粗集料抵

2、抗摩擦、撞击的能力，以磨耗损失(％)表示。本方法适用于各种等级规格集料的磨耗试验。二、试验原理详见实验目的、实验内容。三、预习要求1、理解单轴抗压强度、压碎值、磨耗值的概念及应用，了解试验原理。2、了解试验仪器及设备的用法，掌握石料（粗集料）的强度和磨耗试验方法。四、实验仪器(1)单轴抗压强度试验仪器1、检验合格且能很好地按所要求的速率加载的300-2000kN的压力试验机。2、试件两端的承压板为洛氏硬度不低于HRC58的圆盘钢板，压板直径应大于试件直径D+2mm或试件承压面对角线，压板厚度至少为15mm，圆盘表面应磨光，其平面度公差应小于0.005mm。3、两

3、压板之一应是球面座。球面座应放在试件的上端面，并用矿物油稍加润滑．以使在滑块自重作用下仍能闭锁。试件、压板和球面座要精确的彼此对中，并与加载机器设备对中，球面座的曲率中心应与试件端面的中心相重合。4、切石机或钻石机、磨平机。5、游标卡尺（精度0．lmm）、角尺及水池等。注：压力机吨位的选择视试件的破坏荷载大小而定。一般试件的破坏荷载宜大于压力机（度盘）最大吨位的30%、小于其80%，所测结果较为准确。(2)压碎值试验仪器1、石料压碎值试验仪：由内径150㎜、两端开口的钢制圆形试筒、压柱和底板组成，其形状和尺寸见图4-1和表4-1。试筒内壁、压柱的底面及底板的上表

4、面等与石料接触的表面都应进行热处理，使表面硬化，达到维氏硬度65。并保持光滑状态。表4-1试筒、压柱和底板尺寸部位符号名称尺寸(㎜)试筒ABC内径高度壁厚150±0.3125～128≥12压柱DEFG压头直径压杆直径压柱总长压头厚度149±0.2100～149100～110≥25底板HIJ直径厚度(中间部分)边缘厚度200～2206.4±0.210±0.22、金属棒：直径10㎜，长450㎜～600㎜，一端加工成半球形。3、天平：称量2㎏～3㎏，感量不大于1g。4、标准筛：筛孔尺寸13.2㎜、9.5㎜、2.36㎜方孔筛各一个。5、压力机：500kN，应能在1Omi

5、n内达到400kN。6、金属筒：圆柱形，内径112.0㎜，高179.4㎜，容积1767㎝3。（3）磨耗值试验仪器1、洛杉矶磨耗试验机：圆筒内径710㎜±5㎜，内侧长510㎜±5㎜，两端封闭，投料口的钢盖通过紧固螺栓和橡胶垫与钢筒紧闭密封。钢筒的回转速率为30r/min～33r/min。2、钢球：直径约46.8㎜，质量为390g～445g，大小稍有不同，以便按要求组合成符合要求的总质量。3、台秤：感量5g。4、标准筛：符合要求的标准筛系列，以及筛孔为1.7㎜，的方孔筛一个。5、烘箱：能使温度控制在105℃±5℃范围内。6、容器：搪瓷盘等。五、实验内容（1）抗压强度

6、试验1、试验准备1.1用切石机或钻石机从岩石试样或岩芯中制取边长为50±0．5mm的正立方体或直径与高均为50±0.5mm的圆柱体试件6个。有显著层理的岩石，分别沿平行和垂直层理方向各取试件6个。1.2试件上、下端面应平行和磨平。试件端面的平面度公差应小于0.05mm，端面对于试件轴线垂直度偏差不应超过0.25°。2、试验步骤2.1用卡尺量取试件尺寸（精确至0．lmm)，对立方体试件在顶面和底面上各量取其边长，以各个面上相互平行的两个边长的算术平均值计算其承压面积；对于圆柱体试件在顶面和底面分别测量两个相互正交的直径，并以其各自的算术平均值分别计算底面和顶面的面

7、积，取其顶面和底面面积的算术平均值作为计算抗压强度所用的截面积。2.2按吸水率试验方法对试件进行饱水处理，最后一次加水深度应使水面高出试件顶面至少20mm。2.3试件自由浸水48h后取出，擦干表面，放在压力机上进行强度试验。施加在试件上的荷载要始终保持一定的应力增长速率，即施加应力的速率在0·5-1.OMPa/s的限度内。2.4抗压试件试验的最大荷载记录以N为单位，精度1％。3、结果整理3.1岩石的抗压强度R按式（4-1）计算，精确至1Mpa：（4-1）式中：R——岩石的抗压强度，Mpa；P——极限破坏时的荷载，N；A——试件的截面积，mm。3.2取6个试件试验

8、结果的算术平均值作为抗压