二、分析计算题已知,某建筑防水工程采用三元丙防水卷材,在使用前对其进行拉伸强度、断裂伸长率检验。已知3个测量值的中值即试验工作部分(标距内受拉部分)的厚度值d为25mm,试样标距间的宽度b为55mm,试件初始标距L0为120mm。在23℃±2℃温度环境条件下,将拉伸速度控制为500mm/min±50mm/min,直至试件拉断为止。记录试件拉断时的荷载F为9735N,拉断时的标距L为750mm。
请根据上述条件,回答下列问题。1. 三元丙防水卷材的必试项目有哪些?
三元丙防水卷材的必试项目主要有:
①拉伸强度;
②断裂伸长率;
③不透水性;
④低温弯折性
⑤黏合性能(卷材之间搭接)。
2. 请计算三元丙防水卷材的拉伸强度δ。
因为试验工作部分(标距内受拉部分)的厚度值d为25mm,试样标距间的宽度b为55mm,试件拉断时的荷载F为9735N,所以根据下列公式计算拉伸强度δ。
3. 请计算三元丙防水卷材的断裂伸长率ε。
因为试件初始标距L
0为120mm,进行拉伸试验后,拉断时的标距L为750mm,所以根据下列公式计算断裂伸长率ε。
4. 我国华南地区某二级公路沥青混凝土路面,在使用一年后出现较多网状裂缝,其中施工厚度较薄及下凹处裂缝尤其明显。根据调查,当年施工时,已经对下卧层认真检查过,并且已经处理好软弱层,而且所用的沥青延度较低。请分析出现网状裂缝的原因。
沥青混凝土路面出现网状裂缝有许多种原因,其中路面结构夹有软弱层的因素从提供的情况亦可初步排除。沥青延度较低会导致沥青混凝土抗裂性差,这是出现网状裂缝的原因之一;而另一个更主要的原因就是沥青厚度不足,层间黏结差,并且华南地区多雨,在下凹处积水,水分渗入亦加速裂缝形成。
5. 现有软化点分别为95℃和25℃的两种石油沥青。若某工程的屋面防水要求使用软化点为75℃的石油沥青,请问应如何配制该石油沥青?
[分析如下]
软化点为95℃的石油沥青的用量为:(95℃-75℃)/(95℃-25℃)×100%=28.6%。软化点为25℃的石油沥青用量为:100%-28.6%=71.4%。
所以,配制软化点为75℃的石油沥青时,两种石油沥青的用量分别为:软化点为95℃的石油沥青用量为28.6%;软化点为25℃的石油沥青用量为71.4%。
某试验室欲对用于二级公路的30号道路石油沥青进行针入度测定和软化点测定,石油沥青试样取自于同一产地、同一品种、同一标号的以20t为一验收批的料堆,且取样部位为5处,每处取洁净等量的试样0.2kg。在石油制备沥青试样时,要求加热温度不得高于试样估计软化点100℃,加热时间不超过30min。
请根据上述条件,回答下列问题。6. 石油沥青的牌号是根据什么划分的?牌号大小与沥青主要性能的关系如何?
石油沥青的牌号主要是按针入度来划分的,而每个牌号还应保证相应的延度和软化点,以及溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比、闪点等。总体来说,牌号由小到大,沥青性质表现为黏性逐渐降低,塑性增大,温度敏感性增大。
7. 石油制备沥青试样时,为何“加热温度不得高于试样估计软化点100℃,加热时间不超过30min”?
因为在长时间高温作用下,沥青容易老化,所以“加热温度不得高于试样估计软化点100℃,加热时间不超过30min”。
8. 请简略写出道路石油沥青进行针入度测定的测定过程,并对测定结果进行评定。
道路石油沥青进行针入度测定的测定过程如下所述。
①将冷却后的试样移入25℃±5℃的恒温水浴中,小试样皿保持1~1.5h;大试样皿保持1.5~2h。
②调节针入度计的调平螺钉,并将针入度计调至水平,检查连杆和导轨(无水、无摩擦),用甲苯等溶剂清洗标准针,将其用干净布擦干,把标准针插入连杆中固紧。按试验条件放好砝码(标准计、连杆与附加砝码合计为100g±0.1g)。
③到恒温时间后,取出试样皿,将其放入水温控制在试验温度的平底玻璃皿中,再把装有试样的玻璃皿放在针入度计的平台上。
④慢慢放下连杆,并使标准针针尖刚好与试样表面接触。必要时用放置在合适位置的光源反射来观察。拉下活杆,使之与针连杆顶端接触,调节零点。用手压紧按钮,同时启动秒表,使标准针自由下落,穿入沥青试样,在5s后松开按钮,指针停止转动。
⑤拉下活杆,使之与连杆顶端接触,此时刻度盘指针的读数即为试样的针入度。同一试样重复测定至少3次,各测点间距不应小于10mm(每次测时将标准针擦净)。
⑥测定针入度大于200的沥青试样,至少用3根标准针,每次测定后将标准针留在试样中,直至3次测定完成后,再把标准针从试样中取出。
⑦针入度试验结果的评定。
a.取3次测定的针入度的算术平均值,取至整数作为测定结果。
b.3次测定的针入度相差不应大于表9-1中的数值,如果超过规定,则试验应重做。
c.重复性试验结果的差值应不超过表9-2的规定。
表9-1 3次针入度测定结果的相差规定
针入度(25℃) |
最大差值 |
0~49 |
2 |
50~149 |
4 |
150~249 |
6 |
250~350 |
10 |
|
表9-2 重复试验针入度测定结果的相差值测定
针入度(25℃) |
<50 |
≥50 |
差值 |
不超过2 |
不超过平均值的4% |
|
9. 在进行道路石油沥青进行针入度测定过程中,为何“测定针入度大于200的沥青试样时,至少用3根标准针,每次测定后将标准针留在试样中,直至3次测定完毕,才能把针从试样中取出”,而针入度小于200的只用一根针?
因为针入度较大的沥青较软,所以应至少用3根标准针,每次测定后将标准针留在试样中,直至3次测定完毕,才能把针从试样中取出。
10. 沥青针入度试验应注意的主要事项有哪些?
沥青针入度试验应注意以下几点。
①针入度试验中沥青试样的温度(时间)符合规程要求。
②将试样注入留样器中,高度应起过预计针入度值10mm。
③将试样放入恒温水溶液中,试样表面以上的水深不小于10mm。
④平行试验至少3次,各测点之间及盛样器边缘不大于10mm。
⑤仔细观察针尖与试样表面的接触情况。
11. 请简略写出道路石油沥青进行软化点测定的测定过程,并对测定结果进行评定。
道路石油沥青进行软化点测定的测定过程如下。
①将黄铜环置于涂有隔离剂的玻璃板上。
②将预先脱水的试样加热熔化,在不断搅拌下继续加热,应注意试样温度不得高出软化点100℃,加热时间不超过30min用筛过滤。将试样注入黄铜环内至略高出环顶面为止。然后将冷却后的试样用热刀刮去高出环顶面的沥青。
③将试样置于盛满新煮沸并冷却至5℃的蒸馏水的保温槽中(估计软化点不高于80℃的试样),或置于盛满预先加热至约32℃的甘油的保温槽中(估计软化点高于80℃的试样),恒温1.5min。
④从水或甘油的保温槽中,取出试件并放置在环架中承板的网孔中,套上铜球定位器,把整个环架放入烧杯内(烧杯内注满水或甘油,条件与前述相同),调整水面或甘油液面至深度标记,要求环架上任何部分均不得有气泡。将温度计由上承板中心孔垂直插入,使水银球底部与铜环下面齐平。
⑤将烧杯移至电炉上,然后将钢球放在试样上(须使两环的平面在全部加热时间内完全处于水平状态)立即加热,并使烧杯内水或甘油温度在3min后保持每分钟上升5℃±0.5℃,在整个测定过程中若发现温度的上升速度超出此范围时,则试验应重做。
⑥试样受热软化下坠至与下承板面接触时的温度,即为试样的软化点。
⑦软化点试验结果的评定。
a.取平行测定的两个结果的算术平均值作为测定结果。
b.重复性试验两个结果的差值不得大于表9-3的规定。
表9-3 软化点重复试验两个结果差值规定
软化点/℃ |
允许差值 |
<80 |
1 |
80~100 |
2 |
100~140 |
3 |
|
12. 进行沥青软化点试验时,温度的上升速度偏高或偏低对试验会对试验结果产生什么影响?
进行沥青软化点试验时,温度的上升速度偏高,会造成测试结果偏高;温度的上升速度偏低会造成测试结果偏低。
13. 决定石油沥青标号(牌号)的三项技术指标是什么?
决定石油沥青标号(牌号)的三项技术指标是:石油沥青针入度、延度及软化点。
某建筑工地新进一批自黏聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材,在进入建设工程被使用前应进行检验验收。
请根据上述条件,回答下列问题。已知,某建筑工程欲采用聚氯乙烯防水卷材,在使用前对该防水卷材进行试验检测。进行拉伸试验前将卷材放在温度为23℃±2℃、相对温度为45%~55%的标准环境条件下放置16h,并要求在这样的标准环境条件下进行试验。拉伸试验按取样分布图(见图9-1)裁取3块A样片,再用3块A样片裁制成纵、横向各6块符合G8 12952—2003规定的哑铃形试样。已知,试样标距线间初始有效长度为800mm,试样两标线间宽度为25mm。两标线及中间3点处的厚度,取其算术平均值为15mm。开动拉力试验机拉伸试样,读取试样断裂时的荷载为2790N,同时量取试样断裂瞬间的标距线间的长度为2150mm。
请根据上述条件,回答下列问题。20. 聚氯乙烯防水卷材进行拉伸试验时,试验机的拉伸速度应调为多少?
聚氯乙烯防水卷材进行拉伸试验时,试验机的拉伸速度应调到250mm/min±50mm/min。
21. 请计算聚氯乙烯防水卷材的拉伸强度和断裂伸长率。
根据题中已知条件可得下列各项数值。
试样断裂时的荷载P为2790N,试样标距段的宽度B为25mm,试样标距段的厚度d为15mm,试样标距线间初始有效长度L为800mm,试样断裂瞬间标距线间的长度L
1为2150mm。
所以氯乙烯防水卷材的拉伸强度为:
22. 评定拉伸强度和断裂伸长率试验的试验结果。
拉伸强度和断裂伸长率试验结果评定:至少有5块试样纵向和横向的算术平均值均应达到要求指标评定则判定为合格。