青岛理工大学泵送砼配制技术实验报告

30/31研究性实验《泵送砼配制技术》实验指导书2010年一．实验意义和目的为了培养学生的实践能力，创新能力，分析和解决问题的能力，对土木工程材料有关砼的试验课进行改革，将原来验证性的砼用骨料试验和砼实验合并，形成从“砼用材料制备——材料测试——砼配合比设计——砼试配调整——确定最佳配合比——研究改善砼性能”等一套完整的砼配制技术，此门实验属研究性实验课。《泵送砼配制技术》试验以目前泵送砼配制技术研究的最新理念为主，采用课题研究形式展开，提出一个研究题目供全班同学共同协作研究。此种做法，具有较强的真实感，容易调动学生试验与探索的兴趣。学生应根据课题研究的内容和要求及实验条件，独立完成试验研究方案的设计。选择合理的试验方法和确定试验步骤，独立完成试验全过程，并对全班的试验数据进行处理和分析，最后每位同学以论文的形式提交一份实验报告。另外，学生在进行课题研究的过程中，将完成教学大纲中《砼用骨料试验》，《砼试验》规定的试验项目测试，熟悉相关仪器设备的操作及对测试数据的整理和测试结果的评定等内容，达到掌握砼配制技术的目的，所以要求每一位学生在交论文的同时还需要交一份测试的原始记录（测试数据、数据处理、结果评定）。本次《泵送砼配制技术》试验旨在推进学生开展自主学习，合作学习和研究型学习。学生如能以严谨认真的科学态度完成，对自身的工作技能和科学思维能力的提高均有帮助。二．研究题目《XXXXXX对泵送砼技术性能的影响》A．背景资料某工程现场搅拌泵送砼，泵送高度为50米，砼强度等级：C20，砼原材料情况如下：①水泥：P.C32.5，密度：3.05，实际强度：32.5×1.06＝34.45Mpa，280元／吨；②砂：技术指标待检测，70元／方；③碎石：技术指标待检测，80元／方；④粉煤灰：Ⅱ级，密度：2.20，110元／方；⑤矿粉：S95，密度：2.90，130元／方；⑥外加剂：脂肪族高效减水剂，减水率约15%，1800元／吨；为降低砼造价，工程上选用价位较低，但用于泵送砼不太合理的复合水泥（因水泥中已掺入较多的混合材料）。由于砂石属地方专供，质量较差。表面观感为：含泥量较大，级配不够合理。工程项目部提出，通过进一步掺矿物掺和料和外加剂改善砼的和易性，达到完成泵送和进一步降低砼造价目的。三.研究方案设计提示①全班共设计6个砼强度等级为C20的配合比，研究以下内容：编号设计强度等级配合比设计要求研究内容及目的1C201)不掺外加剂及矿物掺合料。1）测试砼拌合物坍落度、粘聚性、保水性、表观密度、实际体积等技术指标及成型试件；2）调整配合比，使砼和易性满足设计要求；3）通过测试与调整了解设计值与实测值的差距，了解试配的重要性。2C201）掺外加剂（胶凝材料用量：1.5%）；2）掺矿物掺合料9%（粉煤灰掺水泥用量6%，矿粉掺水泥用量3%，等量代替水泥）。1）测试砼拌合物技术指标及成型强度试件；2）通过试配调整，确定基准配合比；3C201）在2#基准配合比基础上，提高水胶比0.05，设计配合比。1）测试3#，4#砼拌合物技术指标及成型强度试件；2）通过2#,3#,4#配合比调整，确定设计配合比；3）“设计配合比”与1#配合比对比，综合分析设计配合比的性价比。4C201）在2#基准配合比基础上，降低水胶比0.05，设计配合比。5C201）在2#“基准配合比”基础上，提高矿物掺合料6%（其中粉煤灰掺水泥重量的10%，矿粉掺水泥重量的5%，等量替代水泥）。1）测试5#、6#砼拌合物技术指标及成型强度试件；2）通过2#、5#、6#配合比对比分析，研究矿物掺合料掺量对泵送砼技术性能的影响；3）研究6个配合比早期强度（3d）和28d强度关系。4）从2#、3#、4#、5#、6#、配合比中优化“最佳配合比”；5）设计配合比与最佳配合比综合分析性价比。6C201）在2#“基准配合比”基础上，提高矿物掺合料12%（其中粉煤灰掺水泥重量的14%，矿粉掺水泥重量的7%，等量替代水泥）。四、配合比设计提示：依据现行JGJ55-2000《普通砼配合比设计规程》，GBJ107-87《砼强度检验评定标准》，GB50204—2002《砼结构工程施工及验收规范》进行设计。根据泵送高度，查教科书p102表4—20选坍落度为165mm±30mm主要设计方法查教科书P132—P141；查教科书P105表4—22或P141，选择合理砂率；查教科书P104或P134选取用水量；设计1#配合比时按体积法计算砂石用量；设计2#配合比时应在1#配合比基础上查教科书P138—P141进行再设计；按节约水泥法设计外加剂用量；根据1#配合比水泥用量分别设计粉煤灰及矿粉用量及等量替代后的水泥用量。五、原材料制备1、按统一性和标准性原则制备原材料：A、统一性：在制定和研究方案的基础上，估算出本次研究所用原材料的数量，一次性备足，确保在研究过程中不出现二次备料，减少原材料造成的试验误差。B、标准性：通过对原材料测试或查阅原材料出厂检验报告等手段，确认研究用原材料是否符合相关标准（国家或地方标准），如不符合应采取必要措施调整，如不调整应在研究结果分析中加以说明。2、原料制备1）水泥（观察是否有结块，如存在结块应过0.9mm筛，并在研究报告中作出说明）；2）砂（过10mm筛，去掉小石子，注意含水状态）；3）碎石（过2.5mm筛，去掉泥土，或不过筛在研究报告中作出说明，注意含水状态）；4）矿物掺合料（同水泥）；5）外加剂（液体外加剂应观察是否有沉淀物，摇匀使用）。3、取样（检测原材料）1）为确保样品的代表性，查教科书P298，用“四分法”缩取砂：20kg石子：30kg；2）经水淘洗砂和石子，将淘洗水过80um筛，防止小颗粒流失；3）淘洗后砂石样品移到方盘中，置于温度105—110摄氏度烘箱中烘至恒重（两次测量间隔>=3h，两次称量之差<1g）。六、砂石测试提示1、根据现行JBJ52—2006《普通砼用砂石质量及检验方法标准》检验及评定。2、学习教科书P298实验三操作方法。3、砂标准筛：筛孔公称直径/方孔筛筛孔边长：5.00mm/4.75mm,2.50mm/2,36mm,1.25mm/1.18mm,630um/600um,315um/300um,160um/150um六只。4、石子标准筛：筛孔公称直径/方孔筛筛孔边长：31.5mm/31.5mm,25.0mm/26.5mm,20.0mm/19.0mm,16.0mm/16.0mm,10.0mm/9.5mm,5.00mm/4.75mm,2.50mm/2.36mm,七只。（注：根据石子最大粒径选择最大公称直径筛）5、筛分析称量：砂：500克；石子：7000克。6、表观密度（近似密度）称量：砂：300克，石子：1000克。7、堆积密度（容积）：砂：1升，石：10升/5升。8、含水率称量：砂：500克，石：3000克。9、含水率采用炒干法。七、砼测试提示1、依据现行GB/T50080-2002《普通砼拌合物性能试验方法标准》和GB/T50081-2002《普通砼力学性能试验方法标准》测试。2、学习教科书P305实验四的操作方法。3、机械搅拌投料顺序：石子——砂——胶凝材料——干拌（1min）——加1/3水搅拌（0.5min）——液体外加剂+1/3水稀释——剩余1/3水清洗外加剂容器——湿拌（2min）共4min。4、砼拌合物表观密度测试：1）．容重桶容积：5升，分二层装筒，每层用捣棒插捣25次，然后沿筒外壁轻敲5—10次，使拌合物表面插捣孔消失并不见大气泡。刮平，擦净，称重。2）．标定容重筒体积：洗干净筒，装水标定。5、强度试件成型（100×100×100㎜），采用人工法。分二层装，每次插捣12次。（砼塑料试模涂机油后应用纸盖住底部孔）6、抗压强度测试时加荷速率：每秒3—5kN。7、计算抗压强度时应将100×100×100㎜试件强度值换算成150×150×150㎜标准试件强度值。八．砼配合比试配，调整，确定，提示：（按教科书P136—P138）①试配：1．当拌合物坍落度过小，或粘聚性太差，保持水胶比不变，从5%开始增加胶凝材料、水、外加剂用量进行调整或直接提交外加剂参量调整；2.当拌合物坍落度过大或保水性太差，保持砂率不变，从2%开始增加砂，石用量调整，或单独增加砂用量（改变砂率）调整；3.试配成功后应按以下步骤计算“基准配合比”：A.测试砼拌合物表观密度（PC,T）B.计算调整后各种材料的实际用量，例如实际用水量（W0）＝原用水量（W）＋增加用水量（W′）C.计算调整后各种材料总用量（M0）D.计算基准配合比各种材料用量：例如用水量（WJ）＝（W0／MO）×PC,T②调整1．以基准配合比为主，采用假定表观密度法（按“基准配合比”实测的表观密度）设计两个增加或减少水胶比0.05的配合比，用水量应与基准配合比相同，砂率分别增加和减少1%（水胶比大，砂率增大）。2、试拌时，不同水胶比的砼拌合物坍落度与要求值的差超过允许偏差时(注：GB50146《砼质量控制标准》中指出当坍落度≧100㎜时，允许偏差：±30㎜)可通过增减用水量进行调整。3、确定设计配合比。查教科书P136.九、实验安排提示1、全班选一名课题负责人，负责全班全部试验及研究工作；2、全班分12个组，每组选一名组长，配合课题负责人工作；3、全班12个组分三批进实验室，1-4组第一批，5-8组第二批，9-12组第三批；4、全班共6次进实验室（共6学时，其中计划试验学时3学时，开放性试验3小时）。第一次（约0.5学时）：原材料制备（每小组抽一名同学）；第二次（约2学时）：讲试验与研究要点及原材料测试（全班同学进实验室听讲，讲解后分批进行原材料测试，每批约2学时，第三批同学值日。按1—2—3顺序试验）。第三次（约2学时）：讲及操作砼试配、调整及砼测试（全班同学一起观摩第一批同学试配，然后重新计算各组的配合比，分批进行砼测试，每批约2学时，第二批值日。按1—3—2批顺序试验）。第四次（约0.5学时）：砼试件拆模、养护（成型24h拆模，每组抽一名同学）。第五次（约0.5学时）：早期3d砼试压（分批测试，第一批值日，按3—2—1顺序试验。第六次（约0.5学时）：28d砼试压（2—1—3顺序测试，第三批同学值日）。5、课题负责人协调全班同学完成以下工作：1）原材料制备约需：砂：___kg；碎石：___kg;水泥：___kg;粉煤灰：___kg；矿粉：___kg；外加剂：___kg.并从大样中缩分测试用砂石样品，经处理待测；2）全班分三批测试原材料，安排第三批值日。统计全班砂石测试数据，（去掉最大和最小值，取平均值）发给全班同学进行配合比设计；3）两个组同学负责设计一个配合比，全班共六个配合比，将全班同学设计的配合比集中，经检查整理形成全班“研究方案”；交予教师确认。4）每个配合比拌12升砼，成型6块100mm*100mm*100mm试件。每组成型3块；5）砼试配前应先测砂石含水率，并对配合比调整后方可开始试配；6）第1批试配成功后应及时对3—6号配合比进行修正，确保砼实验顺利进行，砼试验结束，安排第二批同学值日！7）安排同学在砼成型24h后拆模、养护，并注意清干净试模和打扫卫生；8）14d测试抗压强度3块；9）完成全班测试数据统计表，发给大家写论文；10）收每位同学的论文及原始记录，移交实验老师。十、论文格式提示一般论文格式如下（仅供参考）引言：主题的依据、背景、研究内容在该领域所处“位置”，（简明扼要，引人入胜）。研究方案：原材料情况，配合比列表，研究内容。实验结果：列表、画图、简述。结果分析与讨论：重点！对比分析，提出问题，查阅资料，阐述观点。结论：写出几条明确的结论，不要写成小结。附：配合比设计例题C30坍落度：165mm±一、不掺外加剂及矿物掺合料的初步配合比：（水泥：P.C32.5,安全系数：1.06）实测：砂表观密度()=2.60，堆积密度（）=1480kg/,细度模数：2.3（属中砂偏细）。碎石表观密度（）=2.65，堆积密度（）=1400kg/。配置强度（）=30+1.645*5.0=38.2MPa3、水灰比（） =0.40用水量（）坍落度每增加20mm，需增加用水量5kg，需增加18.8kg，另砂偏细增加3kg，=220.水泥用量（）砂率（）按泵送砼原则选=40%：拨开系数，取1.1~1.4；：石子空隙率。粗（）细（）骨料用量（体积法）表一1#初步配合比水泥C砂S石S水W(%)总重量坍落度实测密度每立方米用量(kg)5506319472200.40402348\\17升用量（kg）9.3510.7316.103.740\\39.9270\第一次加了调整+1.87+0.748调整后用量11.2210.7316.104.4880.404042.541602401调整后每立方砼材料用量1#（基准配合比）=633=606=9090.4040\1602401二、掺加矿物掺合料及外加剂的初步配合比见表二表二2#初步配合比水泥砂石水粉煤灰矿粉外加剂总重量砂率坍落度水胶比实测密度每立方米砼材料用量（kg）426664101618728147.0223420.40\0.40\17升砼材料用量（kg）7.2411.2917.2731.790.480.240.12\98\\第一次加料调整+0.3600+0.159+0.02+0.01+0.006\120\\第二次加料调整+0.3600+0.159+0.02+0.01+0.006\1602338调整砼材料用量（kg）7.9611.2917.273.500.350.260.1340.942338调整后每立方米砼材料用量2#（基准配合比）2338=4532338=6452338=9872338=2002338=302338=152338=0.754\0.401600.4023383#水胶增加0.05配合比200÷0.45=444444-27-13=404（238-444-200-6.66）×0.41=6921687-692=995200444×0.06=27444×0.03=13444×0.015=6.6623380.410.454#水胶比降低0.05配合比200÷0.35=571571-34-17=520(2338-571-200-8.57)×0.39=6081558-608=950200571×.006=34571×0.03=17571×0.015=8.5723380.390.355#在2#基础上粉煤灰掺10%，矿粉掺5%等量代替水泥200÷0.40=500500-50-25=425（2338-500-200-7.50）×0.40=6521630-652=978200500×0.10=50500×0.05=25500×0.015=7.506#在2#基础上粉煤灰掺14%，矿粉掺7%等量代替水泥200÷0.40=500500-70-35=395625978200500×0.14=70500×0.07=35500×0.015=7.50三设计比确定：见表三表三编号水泥砂石水粉煤灰矿粉外加剂计算密度实测密度水胶比胶水比砂率坍落度28d抗压强度(MPa)2#45364598720030157.54233823380.402.500.4016035.33#40469299520027136.66233822900.452.220.4117530.84#52060895020034178.57233823890.352.860.3915541.4设计配合比205×0.37=554554-33-17=504504×1.022=515(2338-554-8.31-205)×0.39=613613×1.022=6261571-613=958958×1.022=979205×1.022=210554×0.06=3333×1.022=34554×0.03=1717×1.022=1755×0.015=8.318.31×1.0228.492389-0.37-0.39约160(推算)约38.2(推算)水胶比：0.37接近0.35，砼实测表观密度应选2389kg/m3因为2389-2338=51>2338×0.02=47所以δ==1.022原材料情况组别配合比（每立方米材料用量/()升用量）(kg)研究内容及目的水泥砂石粉煤灰矿粉外加剂水泥砂石粉煤灰矿粉外加剂水1///////2///////3456789101112全班各种原材料总用量：（kg）（）班泵送砼配制技术实验《》课题研究方案（）班《》试验数据汇总表年月日组次配制强度单位配合比(Kg)水灰比砂率坍落度(mm)保水性粘聚性表观密度()强度(MPa)水泥砂石水矿粉粉煤灰外加剂计算实测()d()d()d()d破坏荷载(KN)破坏荷载(KN)破坏荷载(KN)破坏荷载(KN)1m3L强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa2m32360L强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa3m3L强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa4m3L强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa5m3L强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa6m3L强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa7m3L强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa8m3L强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa9m3L强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa10m3L强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa11m3L强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa12m3L强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa强度平均：MPa全班平均：砂(表观密度：kg/m3堆积密度：kg/m3级配：细度模数：)石(表观密度：kg/m3堆积密度：kg/m3颗粒级配：)粉煤灰密度：2.20（Ⅱ级）矿粉密度:2.90水泥密度：3.05水泥实际强度：MPa制表人：()班砂