高強輕骨料混凝土耐久性研究試驗方案

1、高強輕骨料混凝土耐久性研究試驗方案一 試驗材料及其性能研究水泥：42.5普通硅酸鹽水泥細骨料：普通中砂粗骨料：粉煤灰陶粒外加劑：高效減水劑水：自來水（一）膠凝材料化學(xué)成分及其基本性能1.膠凝材料的化學(xué)分析材料化學(xué)成分% 燒失量水泥粉煤灰礦渣2.水泥的基本性能稠度%初凝h：min終凝h：min安定性/餅法抗折強度3d 28d抗壓強度3d 28d比表面積/密度/（二）粗細集料物理力學(xué)性能研究1.取樣為檢驗輕骨料的各項性能，首先必須從每批產(chǎn)品中取出一定量的、有代表性的試樣。本項試驗所采用的試驗原料為湖北宜昌寶珠陶粒開發(fā)有限公司生產(chǎn)的高強頁巖陶粒。從原料中抽取的試樣應(yīng)不少于10份，其總質(zhì)量應(yīng)比試驗用料

2、多一倍。將從不同部位抽取的10份試樣混拌均勻，然后按試驗所需數(shù)量抽取。2.顆粒級配1)試驗?zāi)康脑囼炇菫榱嗽u定輕集料的品質(zhì)，并為輕骨料混凝土的配合比設(shè)計提供必要的數(shù)據(jù)。2)儀器設(shè)備（1）烘箱：能將試樣于105110下烘干至恒量的電熱烘箱。（2）臺秤：最大稱量10kg，感量5g。（3）篩子：用方孔篩，孔徑為37.5mm、31.5mm、26.5mm、19.0mm、16.0mm、9.5mm、和4.75mm共7種，并附有篩底和篩蓋；篩分細集料的方孔篩孔徑為9.50mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、600mm、300mm和150mm共7種，并附有篩底和篩蓋。3)試驗步驟（1）先稱取輕骨料10

3、L，細集料2L，置于烘箱中于105±2下烘至恒量。然后取烘干試樣分為二等份，分別稱取其質(zhì)量。（2）對稱好的試樣進行篩分。為此需將篩子按孔徑從大到小順序疊置，并附以篩底。然后將試樣放在篩的上層，加蓋順序過篩。稱取每號篩的篩余量，計算分計篩余和累計篩余。（3）篩分粗集料，當(dāng)每號篩上篩余層的厚度大于該試樣的最大粒徑時，應(yīng)分兩次篩，直至各篩每分鐘通過量不超過試樣總量的0.1%；超過試樣總量的0.1%時，應(yīng)重新試驗。（4）細集料篩分可先將套篩用振動搖篩機過篩10min后，取下，再逐個用手篩直至每分鐘通過量不超過試樣總量的0.1%時即可，試樣在各號篩上的篩余量均不超過0.4L，否則，應(yīng)將改篩余試

4、樣分成兩份，再次進行篩分，并以其篩余量之和作為該號篩的篩余量。（5）稱取每號篩的篩余量，所有各篩的分計篩余量和篩底中剩余的總和，與篩分前的的試樣總量相比，相差不超過1%；超過1%時，應(yīng)重新試驗。（6）計算公式：式中：¾¾細度模數(shù)，計算精確至0.1；¾¾分別為4.75mm、2.36mm、··· 、150mm孔徑篩上的累計篩余百分率。3.表觀密度試驗1)試驗?zāi)康臏y定輕骨料的顆粒表觀密度，即包括顆粒內(nèi)部孔隙的顆粒單位體積的質(zhì)量，為了評定其品質(zhì)和計算空隙率為設(shè)計混凝土配合比所用。2)儀器設(shè)備（1）烘箱。（2）天平：最大稱量1kg，感

5、量1g。（3）量筒：容積1000mL。（4）容器。（5）其它輔助器具：取樣勺、毛巾等。3)試驗步驟（1）取試樣4L，用篩孔為5mm的篩子過篩，取篩余物烘至恒量,備用。（2）把干燥后的試樣拌勻后，稱取300500g放入量筒中浸水1h后取出，將試樣放在5mm的篩子上，濾水12min，然后倒在擰干的濕毛巾上，用手抓住毛巾，使毛巾呈槽形。擺動毛巾，使骨料于其上往返滾動四次后，將骨料倒入盤擰干毛巾后再重復(fù)上述步驟一次。（3）將制備的試樣倒入1000mL的量筒中，再注入500mL清水。如試樣漂浮在水上，可用已知體積的圓形金屬板將其壓入水中，讀出量筒的水位V。（4）計算公式：式中：¾¾輕

6、粗骨料顆粒表觀密度（Kg/m³） ¾¾烘干試樣質(zhì)量（g） ¾¾圓形金屬板的體積（mL） ¾¾倒入試樣和放入金屬板后量筒中水的水位（mL）4.堆積密度試驗1)試驗?zāi)康臏y定輕骨料在自然堆積狀態(tài)下的單位體積質(zhì)量，是為了評定輕骨料的品質(zhì)及等級，并為計算空隙率及混凝土配合比設(shè)計提供依據(jù)。2)儀器設(shè)備（1）地秤：最大稱量50kg，感量50g。（2）天平：最大秤量5kg，感量2g。（3）容積筒：直徑與高度相等，容積為10L。（4）烘箱。（5）取樣勺或鐵鏟等。3)試驗步驟（1）取粗骨料3040L，放入烘箱中于105±5下烘至恒量，

7、分成三份備用。（2）稱空筒質(zhì)量（3）用取樣勺或小鐵鏟將試樣從離容器口上方50mm處均勻倒入10L容量筒，讓試樣自然落下。倒試樣時不得碰撞筒壁，試樣應(yīng)裝滿容器，并于上部形成錐體。（4）然后用直尺沿容積筒邊緣從中心向兩邊刮平，表面凹陷處用粒徑較小的骨料填平后，然后稱量m。（5）計算公式：式中：¾¾輕粗骨料顆粒堆積密度（Kg/m³） ¾¾容積筒和試樣質(zhì)量（Kg） ¾¾容積筒的質(zhì)量（Kg） ¾¾容積量筒的體積（L）5.空隙率試驗1)試驗?zāi)康臏y定輕骨料在自然堆積狀態(tài)下的顆粒間空隙率，主要為了評定其品質(zhì)和為混凝土配合

8、比設(shè)計提供依據(jù)。2)計算方法在確定了輕骨料堆積密度和顆粒表觀密度的基礎(chǔ)上，其空隙率下式計算：式中： ¾¾輕骨料的孔隙率（%）¾¾輕粗骨料顆粒堆積密度（Kg/m³） ¾¾輕粗骨料顆粒表觀密度（Kg/m³） 6.吸水率試驗1)試驗?zāi)康臏y定輕骨料的吸水率是為了評定其品質(zhì)和確定混凝土拌和物的附加水量。2)儀器設(shè)備（1）天平：最大稱量1kg，感量1g。（2）烘箱。（3）篩子：篩孔尺寸5mm的圓孔篩。（4）其它輔助器具：容器、毛巾等。3)試驗步驟（1）取試樣4L，用篩孔為5mm的篩子過篩，取篩余物烘至恒量,備用。（2）把烘干試

9、樣拌和均勻，分成三份，稱取每份質(zhì)量m。（3）將稱量試樣放入盛水的容器中浸泡，如有顆粒漂浮于水上，則應(yīng)設(shè)法將其壓入水中。（4）分別在浸水15min、30min、1h時，取出后按表觀密度試驗的步驟制備試樣，然后稱量。（5）計算公式：式中： ¾¾粗骨料吸水率（%）¾¾浸水試樣質(zhì)量（g） ¾¾烘干試樣質(zhì)量（g）7.筒壓強度試驗1)試驗?zāi)康挠贸袎和卜ɑ蚍Q圓筒壓碎法測定輕骨料顆粒平均相對強度指標(biāo)，主要是為了評定輕骨料的品質(zhì)。2)儀器設(shè)備（1）承壓筒由圓柱形筒體(另帶筒底)、沖壓模、導(dǎo)向筒組成。筒體可用無縫鋼管制作，以保證其有足夠的剛度。筒體內(nèi)表面

10、和沖壓模底面經(jīng)滲碳處理。筒體為可拆卸的，并裝有把手。沖壓模外表面有刻度線，以控制裝料高度和壓入深度。導(dǎo)向筒用以導(dǎo)向，防止偏心。（2）壓力機根據(jù)預(yù)估的筒壓強度大小，選擇噸位合適的壓力機，以保證測定值位于所選壓力機表盤讀數(shù)的20%80%范圍內(nèi)。（3）天平：最大稱量5kg，感量2g。（4）烘箱。（5）木棰、裝料鏟等。3)試驗步驟（1）篩取1020mm粒徑的試樣5L，其中1015mm粒徑的體積含量應(yīng)占50%70%。（2）將承壓筒裝好筒底，然后向筒中裝滿輕骨料，分別測定3次松散料質(zhì)量，取其算術(shù)平均值，再乘以填充系數(shù)1.10作為試樣量。（3）按上述試樣量稱取試樣，裝入承壓筒內(nèi)，先用木棰沿筒壁四周輕敲數(shù)次，

11、然后裝上導(dǎo)向筒和沖壓模，并檢查沖壓模的下刻度線是否與導(dǎo)向筒的上緣重合。如不重合，需要敲筒壁四周，直至完全重合。（4）把裝好試樣、導(dǎo)向筒、沖壓模的承壓筒放在壓力機的下壓板上，以每秒0.30.5KN的速度勻速加荷，當(dāng)沖壓模壓入深度為20mm時，記下壓力值。（5）計算公式：式中： ¾¾粗骨料的筒壓強度（MPa）¾¾壓入深度為20mm時的壓力值（N） ¾¾承壓面積（即沖壓模面積F=10000二 配合比設(shè)計輕骨料混凝土配合比設(shè)計采用松散體積法。松散體積法是以給定每立方米混凝土粗細集料松散總體積為基礎(chǔ)進行設(shè)計。（一）擬配制LC50的輕骨料混凝土，

12、根據(jù)輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程，配合比設(shè)計步驟如下：1.確定適配強度，根據(jù)輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程5.1.2條確定適配強2.確定水泥用量480Kg3.確定凈水用量200Kg4.確定砂率40%按松散體積法進行配合比設(shè)計： 試件凈水用量水泥用量細骨料輕骨料水灰比體積砂率減水劑預(yù)吸水11604806607120.3340 %4.81h21684806607120.3540%4.81h31544806607120.3240%4.81h41604807436530.3345%4.81h51604805787720.3335%4.81h62394806607120.3340%4.80h72614806607120.

13、3340%4.8424h81604806607330.3340%4.81h輕骨料混凝土配合比設(shè)計采用松散體積法。松散體積法是以給定每立方米混凝土粗細集料松散總體積為基礎(chǔ)進行設(shè)計。（二）擬配制LC60的輕骨料混凝土，根據(jù)輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程，配合比設(shè)計步驟如下：1.確定適配強度，根據(jù)輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程5.1.2條確定適配強2.確定水泥用量520Kg3.確定凈水用量220Kg4.確定砂率40%按松散體積法進行配合比設(shè)計： 試件凈水用量水泥用量細骨料輕骨料水灰比體積砂率減水劑預(yù)吸水11765106607120.3540 %5.11h21895106607120.3740%5.11h31685106

14、607120.3340%5.11h41795107436530.3545%5.11h51795105787720.3535%5.11h61965106607120.3540%5.10h72015106607120.3540%5.124h81765106607330.3540%5.11h三 力學(xué)性能研究（一）試件制備力學(xué)性能試驗項目測試齡期試件尺寸（mm）試件數(shù)量（個）立方體抗壓強度7d、28d150*150*1506軸心抗壓強度28d150*150*3003劈裂抗拉強度28d150*150*1503彎曲抗折輕度強度28d150*150*5503（二）測試方法1.立方體抗壓強度和軸心抗壓強度采用

15、YEJ-2000型液壓式壓力試驗機。將試件安放在試驗機的下壓板上，試件的承壓面與成型時的頂面垂直。試件的中心(軸心抗壓時為試件的軸心)與試驗機下壓板中心對準(zhǔn)。連續(xù)均勻加荷，加荷速度為每秒鐘0.50.8MPa。當(dāng)試件接近破壞而開始迅速變形時，停止調(diào)整試驗機油門，直至試件破壞。2.劈裂抗拉強度采用YEJ-2000型液壓式壓力試驗機。將試件放在試驗機下壓板的中心位置，在上、下壓板與試件之間墊以圓弧形墊條及墊層各一條，墊條與成型時的頂面垂直。開動試驗機，當(dāng)上壓板與試件接近時，調(diào)整球座，使接觸均衡。加荷速度每秒鐘0.050.08MPa。試件接近破壞時，停止調(diào)整試驗機油門，直至試件破壞。3.彎曲抗折強度采

16、用WEW-1000型電液式萬能壓力機。將試件在試驗機的支座上放穩(wěn)對中，承壓面選擇試件成型時的側(cè)面。開動試驗機，當(dāng)加壓頭與試件快接近時，調(diào)整加壓頭及支座，使接觸均衡。加荷速度每秒鐘0.050.08MPa。試件接近破壞時，停止調(diào)整試驗機油門，直至試件破壞。四 耐久性研究（一）抗氯離子滲透性能試驗研究抗氯離子滲透試驗按ASTM C1202-97試驗方法進行。首先制作100mm×50mm的圓柱體試件，分別在28d和60d齡期時將試件置于氯離子滲透儀it）mm件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護至規(guī)定齡期時后取芯制成測量電池中，試件兩側(cè)水槽分別裝滿3.0%NaCl(負極)和0.3%MNaOH(正極)溶液，在60V的外

17、加穩(wěn)定電場下，持續(xù)測定試件6h的總導(dǎo)電量（Q）。1.陶粒預(yù)濕程度對抗氯離子滲透性能的影響測試28d、60d導(dǎo)電量；f100×50mm試件48塊；28d抗壓強度150mm×150mm×150mm試件24塊系列編號試驗配比陶粒預(yù)濕h凈水灰比流動性（mm）塌落度 擴展度28d抗壓強度LC50L10L20.5L31L424LC60L50L60.5L71L824注：L代表試件編號2.粗集料種類對抗氯離子滲透性能的影響測試28d導(dǎo)電量；f100×50mm試件12塊；28d抗壓強度150mm×150mm×150mm試件12塊。編號凈水膠比水泥陶粒碎

18、石砂流動性28d抗壓強度LC50LC60C50C603.礦物摻合料對抗氯離子滲透性能的影響試驗采用干燥陶粒配制混凝土，基準(zhǔn)輕集料混凝土（編號L0）設(shè)計強度等級為LC50，粉煤灰摻量分別為15、20、25和30；礦渣摻量為15%、20、25、30。測試28d、60d導(dǎo)電量；f100×50mm試件54塊；28d抗壓強度150mm×150mm×150mm試件27塊。編號凈水膠比水泥粉煤灰礦渣硅灰陶粒砂流動性（mm）塌落度 擴展度28d抗壓強度L0F1F2F3F4K1K2K3K4注：L代表基準(zhǔn)輕骨料混凝土;F代表摻不同量粉煤灰的混凝土；K代表摻不同量礦渣混凝土4.齡期對對

19、抗氯離子滲透性能的影響測試28d、60d導(dǎo)電量；f100×50mm試件24塊。編號凈水膠比水泥陶粒碎石砂流動性28d抗壓強度LC50LC60C50C60（二）抗?jié)B試驗混凝土強度擬采用LC50，選取三種摻合料：粉煤灰、礦渣。粉煤灰等量取代水泥摻量分別為：15%、20%、25%、30%，礦渣等量取代水泥的摻量分別為15%、20%、25%、30%。最終確定9組。1.試驗儀器及設(shè)備1）混凝土滲透儀及配套試模2）螺旋加壓器3）鋼絲刷、烘箱、鋼尺、記號筆4）配置好的密封材料2.試驗步驟1）試件按規(guī)范澆注成型，每個配合比6塊，9組共計54塊。2）試件成型24小時后拆模，并用鋼絲刷刷凈上下端面水泥膜

20、，使混凝土內(nèi)骨料清晰可見，然后放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室養(yǎng)護。3）養(yǎng)護齡期不少于28d，本試驗60d齡期，待達到齡期后取出，擦干表面，把密封材料涂于試件側(cè)面，涂抹過程中要使密封材料厚度均勻、致密，之后用螺旋加壓器壓入試模中，使試件底面和試模底平齊。4）將儀器蓄水罐灌滿水，將系統(tǒng)內(nèi)的空氣排凈。5）把封好的試件的試?？煽康匕惭b固定在儀器上，打開電源，設(shè)定好儀表數(shù)據(jù)，同時開始記錄時間（精確值min）待48小時后停止試驗，取出試件。6）將滲透后的試件放在壓力機上，沿縱斷面將試件劈裂成兩半，放置陽關(guān)下待看清水痕后，用記號筆描出水痕即為滲水輪廓。7）在試件劈裂面上，沿底面每隔1cm定出一側(cè)點，用鋼尺測量出個點的滲水高

21、度（精確至1mm）。8）以各測點處滲水高度的算術(shù)平均值作為該試件的滲水高度，然后計算6個試件的滲水高度算術(shù)平均值作為該組試件的平均滲水高度。（三）凍融試驗1.對9組不同配合比混凝土試件進行抗凍性試驗，試驗設(shè)備（1）混凝土快速凍融試驗設(shè)備（2）動彈性模量測定儀，頻率測量范圍100Hz-20KHz（3）臺秤（4）試件盒2.試驗步驟1）在到達齡期的前4d，將試件在20士2的飽和石灰水中浸泡，水面至少高出試件20mm。浸泡4d后進行凍融試驗。2）試驗開始前，將已浸水的試件擦去表面水后，稱初始質(zhì)量，測量初始自振頻率，作為評定抗凍性的起始值。3）隨后將試件裝入試件盒中，加入淡水，水面應(yīng)浸沒試件頂面約lmm

22、一3mm。將裝有試件的試件盒放入凍融試驗箱的試件架中，開始凍融前應(yīng)檢查箱內(nèi)防凍液是否足量和中心試塊是否放置妥當(dāng)。4）經(jīng)過25次凍融循環(huán)對試件檢測一次，測試時，小心將試件從盒中取出，沖洗干凈，擦去表面水分，稱重和測定自振頻率，并做必要的外觀描述。每次測試完畢后，將試件調(diào)頭重新裝入試件盒中，注入淡水，繼續(xù)試驗。在測試過程中應(yīng)防止試件失水，待測試件須用濕布覆蓋。(四)碳化試驗1.本試驗儀器和設(shè)備(l)混凝土碳化試驗箱(2)二氧化碳供氣裝置，包括鋼瓶、壓力表。(3)壓力試驗機、噴壺、鋼板尺。2.試驗步驟1）本試驗采用100mmx100mmxl00mm立方體試塊，每個配合比澆筑15塊，共計135塊。2）試件成型后，移至標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室養(yǎng)護。試件一般采用28d齡期，本試驗由于配合比中加有不同的礦物摻合