水泥膠砂強度測試實驗三

實驗三----水泥膠砂強度測試【摘要】目前土木工程最主要的材料之一就是混凝土?；炷恋母鞣N組成材料有一定的比例關(guān)系即用混凝土配合比表示?；炷僚浜媳纫话憔褪敲苛⒎矫椎幕炷林懈鞣N材料的質(zhì)量比。混凝土配合比的設(shè)計要求如下：混凝土的強度等級設(shè)計要滿足?；炷恋暮鸵仔砸獫M足施工要求?；炷恋哪途眯砸獫M足使用要求。滿足以上條件后要求節(jié)約水泥與控制混凝土的成本?！娟P(guān)鍵詞】混凝土；配合比試驗；設(shè)計；優(yōu)化1概述混凝土配合比方案設(shè)計是一個系統(tǒng)工程，需要根據(jù)原材料及各類參數(shù)的不同，設(shè)計混凝土配合比，以配制耐久性、和易性都能夠滿足要求的混凝土，混凝土配合比不僅僅是一個試驗過程，更應(yīng)該是一個細致的研究過程?；炷僚浜媳仍囼炇乾F(xiàn)場混凝土澆筑的依據(jù)，合理的設(shè)計與配制混凝土配合比是保證混凝土澆筑質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)?；炷僚浜媳仍囼灤篌w可分為3個步驟，首先是試驗前的準備階段，其次是配合比的設(shè)計過程，最后是試驗人員的配制過程。2試驗前準備階段2.1選用合適的材料2.1.1水泥水泥是決定混凝土成本的主要材料，同時又起到粘結(jié)、填充等重要作用，所以水泥的選用格外重要。水泥的選用主要是考慮到水泥的品種和強度等級。水泥的品種繁多。選擇水泥應(yīng)根據(jù)工程的特點和所處的環(huán)境氣候條件等因素進行分析，并考慮當?shù)厮嗟墓?yīng)情況作出選擇。其中以硅酸鹽系列水泥生產(chǎn)量最大、應(yīng)用最為廣泛。2.1.2粗骨料粗骨料是指粒徑大于5.0mm的巖石顆粒。人工破碎而形成的石子成為碎石。天然形成的石子稱為卵石。施工中一般采用碎石，粒徑5-20mm，含泥量不大于1%.選用粒徑較大、級配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強度較高，同時可以減少用水量及水泥用量，從而使水泥水化熱減少，降低混凝土溫?；炷劣玫拇止橇?，其最大粒徑不得超過構(gòu)件截面最小尺寸的1/4，且不得超過鋼筋最小凈間距的3/4。2.1.3細骨料細骨料是指粒徑小于5.0mm的巖石顆粒，通常稱為砂。施工中一般采用中砂，平均粒徑大于0.5mm，含泥量不大于1%，選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右，同時相應(yīng)減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升，并可減少混凝土收縮。2.1.4粉煤灰由于混凝土的塌落度要求大，為了改善混凝土的和易性便于施工，考慮摻加適量的粉煤灰。按照規(guī)范要求，采用礦渣硅酸鹽水泥拌制大體積粉煤灰混凝土?xí)r，其粉煤灰取代水泥的最大限量為25%.粉煤灰對水化熱、改善混凝土和易性有利，但摻加粉煤灰的混凝土早期極限抗拉值均有所降低，對混凝土抗?jié)B抗裂不利，因此粉煤灰的摻量控制在10以內(nèi)，采用外摻法，即不減少配合比中的水泥用量。按配合比要求計算出每立方米混凝土所摻加粉煤灰量。2.1.5混凝土外加劑混凝土外加劑可分為四類：改善混凝土拌合物流變性的外加劑。如減水劑、引氣劑；調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑。如緩凝劑；改善混凝土耐久性的外加劑。如引氣劑；改善混凝土其它性能的外加劑。如膨脹劑。3配合比設(shè)計過程混凝土配合比設(shè)計不是簡單的計算確定各參數(shù)，應(yīng)該通過前期的方案試配，在試配成果的基礎(chǔ)上，對設(shè)計方案進行調(diào)整，最終確定合理、經(jīng)濟且符合實際的混凝土配合比。3.1配合比設(shè)計的基本要求（1）要滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工要求的強度等級fcu.o和混凝土配制強feu.。（2）要使混凝土拌合物具有足夠的坍落度、良好的和易性、可塑性、不易產(chǎn)生離析現(xiàn)象。（3）要滿足工程使用環(huán)境及氣候條件所要求的抗?jié)B、抗凍、耐腐蝕等耐久性。（4）在保證工程質(zhì)量的前提下，能盡量節(jié)約水泥，合理使用材料，降低工程成本。3.2配合比設(shè)計前的準備工作（1）掌握設(shè)計圖紙對混凝土結(jié)構(gòu)的全部要求。重點是各種強度和耐久性要求及結(jié)構(gòu)件截面的大小、鋼筋布置的疏密，以考慮采用水泥品種及石子粒徑的大小等參數(shù)。（2）了解是否有特殊性能要求，便于決定所用水泥的品種和粗骨料粒徑的大。（3）了解施工工藝，如輸送、澆筑的措施，使用機械化的程度，主要是對工作性和凝結(jié)時間的要求，便于選用外加劑及其摻量。（4）了解所能采購到的材料品種、質(zhì)量和供應(yīng)能力。3.3配合比設(shè)計的基本步驟3.3.1.確定混凝土的配置強度混凝土的配置強度應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求的混凝土強度等級及施工單位質(zhì)量管理水平。3.3.2.計算水灰比（1）按混凝土要求強度等級計算水灰比和水泥實際強度。（2）按耐久性校核水灰比。計算所得的水灰比系按強度要求計算得到的結(jié)果。在確定采用水灰比時，還應(yīng)根據(jù)混凝土所處環(huán)境條件，耐久性要求的允許最大水灰比進行校核。如按強度計算的水灰比大于耐久性要求的最大水灰比，應(yīng)采用允許的最大水灰比。3.3.3.選定單位用水量（mwo）根據(jù)粗集料的品種、粒徑及施工要求的混凝土拌合物稠度值選擇每立方米混凝土拌合物的用水量，一般可根據(jù)施工單位的經(jīng)驗選定。3.3.4.計算單位水泥用水量（mco）（1）按強度要求計算單位用灰量。每立方米混凝土拌合物的用水量（mwo）選定后，即可根據(jù)強度或耐久性要求已求得的水灰比（w/c）值計算水泥單位用量。（2）按耐久性要求校核單位用灰量。3.3.5.選定砂率（βs）根據(jù)粗骨料品種、最大粒徑和混凝土拌合物的水灰比確定砂率一般可根據(jù)施工單位所用材料的使用經(jīng)驗選定。3.3.6.計算粗、細集料單位用量（mGo、mso）粗、細集料的單位用量，可用質(zhì)量法或體積法求得。（1）質(zhì)量法。質(zhì)量法又稱假定表觀密度法該法是假定混凝土拌合物的表觀密度為一固定值，混凝土拌合物各種組成材料的單位用量之和即為其表觀密度。在砂率已知的條件下，可求得粗、細骨料的單位用量。（2）體積法。體積法又稱絕對體積法。該法是假定混凝土拌合物的體積等于備組成材料絕對體積和混凝土拌合物中所含空氣體積之總和。在砂率值為已知的條件下，計算粗、細集料的單位用量。對于以上兩種確定粗、細集料單位用量的方法，一般有認為，質(zhì)量法比較簡單，不需要各種組成材料的密度料，如施工單位已積累有當?shù)爻Ｓ貌牧纤M成的混凝土濕表觀密度資料，亦可得到準確的結(jié)果。體積法由于是根據(jù)各種組成材料的實測值的密度來進行計算的，所以可獲得較為精確的結(jié)果。3.4試拌調(diào)整提出基準配合比3.4.1.試拌（1）試拌材料要求試拌混凝土所用的各種原材料，要與實際工程使用的材料相同，粗、細集料的稱量均以干燥狀態(tài)為基準。如不是用干燥集料配制，稱料時應(yīng)在用水量中扣除集料中超過的含水量值，集料稱量也應(yīng)相應(yīng)增加。但在以后試配調(diào)整時配合比仍應(yīng)取原計算值，不計該項增減值。（2）攪拌方法和拌合物數(shù)量?；炷翑嚢璺椒ǎ瑧?yīng)盡量與生產(chǎn)時使用的方法相同。試拌時，每盤混凝土的數(shù)量一般不應(yīng)少于標5-21的建議值。如需進行抗折強度試驗，則應(yīng)根據(jù)實際需要計算用量。采用機械攪拌時，拌量應(yīng)不小于攪拌機額定攪拌量的1/4。3.4.2.校核工作性，調(diào)整配合比按計算出的初步配合比進行試拌，以校核混凝土拌合物的工作性。如試拌得出的拌合物的坍落度不能滿足要求，或粘聚性和保水性能不好時，則應(yīng)在保證水灰比不變的條件下，相應(yīng)調(diào)整用水量或砂率，直到符合要求為止，然后提出混凝土強度校核用的基準配合比。3.5檢查強度、確定試驗室配合比3.5.1.制作試件，檢驗強度為校核混凝土的強度，至少擬定三個不同的配合比，其中一個為按上述得出的基準配合比，另外兩個配合比的水灰比值，應(yīng)較基準配合比分別增加、減少0.05（或0.10）其用水量應(yīng)該與基準配合比相同，但砂率值可增加、減少1%。制作檢驗混凝土強度的試件時，尚應(yīng)檢驗拌合物的坍落度、粘聚性、保水性及測定混凝土的表觀密度，并以此結(jié)果表征該配合比的混凝土拌合物性能。檢驗混凝土的強度，每種配合比至少制作一組試件，在28d標準養(yǎng)護條件下進行抗壓強度測試。有條件的單位可同時制備幾組試件，供快速檢驗或較早齡期（3d，7d等）時抗壓強度測試，以便盡早提出混凝土配合比供施工使用。但必須以標準養(yǎng)護28d強度的檢驗結(jié)果為依據(jù)調(diào)整配合比。3.5.2.確定試驗室配合比根據(jù)強度檢驗結(jié)果和濕表觀密度測定結(jié)果，進一步修正配合比，即可得到試驗室配合比設(shè)計值。（1）根據(jù)強度檢驗結(jié)果修正配合比①確定用水量（mwb）：取基準配合比中的用水量（mwa），并根據(jù)制作強度檢驗試件時測得的坍落度值加以適當調(diào)整。②確定水泥用量（mcb）：取用水量乘以由“強度-灰水比”關(guān)系定出的為達到試配強度（fcu，0）所必須的灰水比值。③確定粗、細集料用量（msb和mGb）：取基準配合比中的砂、石用量，并按定出的水灰比作適當調(diào)整。（2）根據(jù)實測拌合物濕表觀密度修正配合比①根據(jù)強度檢驗結(jié)果修正后定出的混凝土配合比，計算出混凝土的計算濕表觀密度（ρ’cp）。②根據(jù)混凝土的實測表觀密度值得出校正系數(shù)β。③將混凝土配合比中各項材料用量乘以校正系數(shù)β，即得最終確定的試驗室配合比設(shè)計值。3.6施工配合比換算試驗室最后確定的配合比，是按集料絕干狀態(tài)計算的。而施工現(xiàn)場砂、石料為露天堆放，都有一定的含水率。因為，施工現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場砂、石的實際含水率的變化，將試驗室配合比換算為施工配合比。設(shè)施工現(xiàn)場實測砂、石含水率分別為a%、b%。計算施工配合比的各種材料單位用量。根據(jù)確定的混凝土施工配合比，計算每盤混凝土材料稱量值。3.7生產(chǎn)配合比施工中的控制（1）嚴格控制混凝土施工時的用水量；（2）砂、石材料應(yīng)準確計量（3）調(diào)整配