洛杉矶磨耗损失试验在工程材料评价中的应用
简介
洛杉矶磨耗损失试验(Los Angeles Abrasion Test)是评价粗骨料抗磨损和抗破碎能力的重要试验方法,广泛应用于道路工程、建筑工程和矿业领域。该试验通过模拟骨料在运输、施工和使用过程中受到的机械摩擦与冲击作用,量化其耐磨性能,从而为工程材料的适用性提供科学依据。 骨料作为混凝土、沥青混合料等建筑材料的主要成分,其耐久性直接影响工程结构的寿命与安全性。洛杉矶磨耗损失试验通过标准化的测试流程,能够有效评估骨料在长期荷载和环境作用下的性能稳定性,为材料选择和质量控制提供关键数据。
检测的适用范围
洛杉矶磨耗损失试验主要适用于以下场景:
- 道路工程:评价沥青混凝土或水泥混凝土用骨料的抗磨损性能,确保路面在车辆荷载下的耐久性。
- 铁路工程:筛选道砟材料的适用性,避免因骨料破碎导致轨道结构变形。
- 建筑工程:评估混凝土骨料的抗压与抗冲击能力,保障建筑结构的整体强度。
- 矿业与采石场:检验矿石或碎石在加工过程中的抗破碎性能,优化生产工艺。
该试验尤其适用于粒径范围为1.18 mm至37.5 mm的粗骨料,不适用于细骨料或黏性材料的测试。
检测项目及简介
- 磨耗损失率 磨耗损失率是试验的核心指标,通过计算样品在试验前后的质量损失百分比,反映骨料的耐磨性能。损失率越低,表明骨料的抗磨损能力越强。
- 粒度分布变化 试验后需对骨料进行筛分,分析其粒径分布变化,判断骨料在机械作用下的破碎程度。
- 抗破碎能力 通过观察骨料颗粒的破裂形态,评估其抵抗冲击和挤压的能力,为高荷载环境下的材料选择提供依据。
检测参考标准
洛杉矶磨耗损失试验的标准化操作需遵循以下规范:
- ASTM C131 / C131M-20 《Standard Test Method for Resistance to Degradation of Small-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine》 该标准适用于粒径小于37.5 mm的粗骨料,规定了试验步骤、仪器要求及结果计算方法。
- ASTM C535-16 《Standard Test Method for Resistance to Degradation of Large-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine》 适用于粒径大于19 mm的大尺寸骨料测试,补充了针对大颗粒材料的特殊要求。
- GB/T 14685-2022 《建设用卵石、碎石》 中国国家标准中明确了骨料的洛杉矶磨耗损失指标要求。
- EN 1097-2:2020 《Tests for mechanical and physical properties of aggregates - Part 2: Methods for the determination of resistance to fragmentation》 欧洲标准中规定了骨料抗破碎性能的测试方法。
检测方法及步骤
- 样品制备
- 根据标准要求选取代表性骨料样品,清洗后烘干至恒重。
- 按粒径分级称量,配置符合标准级配的试验样品(通常为5000 g)。
- 试验流程
- 将样品与规定数量的钢球(直径约46.8 mm,总质量2500–5000 g)一同装入洛杉矶磨耗机鼓内。
- 设定磨耗机转速为31–33 r/min,运行500转(约10分钟)。
- 停机后取出样品,用1.7 mm筛网筛除细粉,称量筛余物的质量。
- 结果计算 磨耗损失率按以下公式计算: 磨耗损失率(%)=�1−�2�1×100磨耗损失率(%)=m1m1−m2×100 其中,�1m1为试验前样品质量,�2m2为试验后筛余物质量。
检测仪器及设备
- 洛杉矶磨耗试验机
- 核心设备为钢制圆筒形磨耗机,内径710 mm,长度508 mm,内置提升板以增强骨料与钢球的摩擦作用。
- 典型型号:Gilson LAA-10,具备自动计数和调速功能。
- 标准钢球
- 直径46.8 mm,数量根据标准要求配置(如ASTM C131规定7~12个钢球)。
- 筛分设备
- 方孔筛(1.7 mm、9.5 mm、12.5 mm等),用于试验前后的粒度分析。
- 称量设备
- 辅助工具
试验的影响因素与质量控制
- 钢球数量与级配 钢球的质量和数量直接影响摩擦强度,需严格按照标准配置。
- 转速与时间 磨耗机转速偏差超过±1 r/min或转动次数不足会导致结果偏差。
- 环境条件 试验温度宜控制在20±5℃,避免湿度对样品质量的影响。
- 数据重复性 同一批次样品应进行两次平行试验,结果差异超过2%时需重新测试。
结语
洛杉矶磨耗损失试验作为骨料耐久性评价的经典方法,其科学性与实用性已得到全球工程领域的广泛认可。通过标准化的测试流程和精确的仪器设备,该试验不仅为材料供应商提供了质量控制依据,也为工程设计方优化材料配比、延长结构寿命提供了可靠支撑。未来,随着智能化检测技术的发展,试验精度与效率有望进一步提升,推动建筑材料评价体系向更高水平迈进。