水泥胶砂强度测试实验三

实验三----水泥胶砂强度测试【摘要】目前土木工程最主要的材料之一就是混凝土。混凝土的各种组成材料有一定的比例关系即用混凝土配合比表示。混凝土配合比一般就是每立方米的混凝土中各种材料的质量比。混凝土配合比的设计要求如下：混凝土的强度等级设计要满足。混凝土的和易性要满足施工要求。混凝土的耐久性要满足使用要求。满足以上条件后要求节约水泥与控制混凝土的成本。【关键词】混凝土；配合比试验；设计；优化1概述混凝土配合比方案设计是一个系统工程，需要根据原材料及各类参数的不同，设计混凝土配合比，以配制耐久性、和易性都能够满足要求的混凝土，混凝土配合比不仅仅是一个试验过程，更应该是一个细致的研究过程。混凝土配合比试验是现场混凝土浇筑的依据，合理的设计与配制混凝土配合比是保证混凝土浇筑质量的重要环节。混凝土配合比试验大体可分为3个步骤，首先是试验前的准备阶段，其次是配合比的设计过程，最后是试验人员的配制过程。2试验前准备阶段2.1选用合适的材料2.1.1水泥水泥是决定混凝土成本的主要材料，同时又起到粘结、填充等重要作用，所以水泥的选用格外重要。水泥的选用主要是考虑到水泥的品种和强度等级。水泥的品种繁多。选择水泥应根据工程的特点和所处的环境气候条件等因素进行分析，并考虑当地水泥的供应情况作出选择。其中以硅酸盐系列水泥生产量最大、应用最为广泛。2.1.2粗骨料粗骨料是指粒径大于5.0mm的岩石颗粒。人工破碎而形成的石子成为碎石。天然形成的石子称为卵石。施工中一般采用碎石，粒径5-20mm，含泥量不大于1%.选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温。混凝土用的粗骨料，其最大粒径不得超过构件截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4。2.1.3细骨料细骨料是指粒径小于5.0mm的岩石颗粒，通常称为砂。施工中一般采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于1%，选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。2.1.4粉煤灰由于混凝土的塌落度要求大，为了改善混凝土的和易性便于施工，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%.粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。2.1.5混凝土外加剂混凝土外加剂可分为四类：改善混凝土拌合物流变性的外加剂。如减水剂、引气剂；调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。如缓凝剂；改善混凝土耐久性的外加剂。如引气剂；改善混凝土其它性能的外加剂。如膨胀剂。3配合比设计过程混凝土配合比设计不是简单的计算确定各参数，应该通过前期的方案试配，在试配成果的基础上，对设计方案进行调整，最终确定合理、经济且符合实际的混凝土配合比。3.1配合比设计的基本要求（1）要满足混凝土结构设计及施工要求的强度等级fcu.o和混凝土配制强feu.。（2）要使混凝土拌合物具有足够的坍落度、良好的和易性、可塑性、不易产生离析现象。（3）要满足工程使用环境及气候条件所要求的抗渗、抗冻、耐腐蚀等耐久性。（4）在保证工程质量的前提下，能尽量节约水泥，合理使用材料，降低工程成本。3.2配合比设计前的准备工作（1）掌握设计图纸对混凝土结构的全部要求。重点是各种强度和耐久性要求及结构件截面的大小、钢筋布置的疏密，以考虑采用水泥品种及石子粒径的大小等参数。（2）了解是否有特殊性能要求，便于决定所用水泥的品种和粗骨料粒径的大。（3）了解施工工艺，如输送、浇筑的措施，使用机械化的程度，主要是对工作性和凝结时间的要求，便于选用外加剂及其掺量。（4）了解所能采购到的材料品种、质量和供应能力。3.3配合比设计的基本步骤3.3.1.确定混凝土的配置强度混凝土的配置强度应根据设计要求的混凝土强度等级及施工单位质量管理水平。3.3.2.计算水灰比（1）按混凝土要求强度等级计算水灰比和水泥实际强度。（2）按耐久性校核水灰比。计算所得的水灰比系按强度要求计算得到的结果。在确定采用水灰比时，还应根据混凝土所处环境条件，耐久性要求的允许最大水灰比进行校核。如按强度计算的水灰比大于耐久性要求的最大水灰比，应采用允许的最大水灰比。3.3.3.选定单位用水量（mwo）根据粗集料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度值选择每立方米混凝土拌合物的用水量，一般可根据施工单位的经验选定。3.3.4.计算单位水泥用水量（mco）（1）按强度要求计算单位用灰量。每立方米混凝土拌合物的用水量（mwo）选定后，即可根据强度或耐久性要求已求得的水灰比（w/c）值计算水泥单位用量。（2）按耐久性要求校核单位用灰量。3.3.5.选定砂率（βs）根据粗骨料品种、最大粒径和混凝土拌合物的水灰比确定砂率一般可根据施工单位所用材料的使用经验选定。3.3.6.计算粗、细集料单位用量（mGo、mso）粗、细集料的单位用量，可用质量法或体积法求得。（1）质量法。质量法又称假定表观密度法该法是假定混凝土拌合物的表观密度为一固定值，混凝土拌合物各种组成材料的单位用量之和即为其表观密度。在砂率已知的条件下，可求得粗、细骨料的单位用量。（2）体积法。体积法又称绝对体积法。该法是假定混凝土拌合物的体积等于备组成材料绝对体积和混凝土拌合物中所含空气体积之总和。在砂率值为已知的条件下，计算粗、细集料的单位用量。对于以上两种确定粗、细集料单位用量的方法，一般有认为，质量法比较简单，不需要各种组成材料的密度料，如施工单位已积累有当地常用材料所组成的混凝土湿表观密度资料，亦可得到准确的结果。体积法由于是根据各种组成材料的实测值的密度来进行计算的，所以可获得较为精确的结果。3.4试拌调整提出基准配合比3.4.1.试拌（1）试拌材料要求试拌混凝土所用的各种原材料，要与实际工程使用的材料相同，粗、细集料的称量均以干燥状态为基准。如不是用干燥集料配制，称料时应在用水量中扣除集料中超过的含水量值，集料称量也应相应增加。但在以后试配调整时配合比仍应取原计算值，不计该项增减值。（2）搅拌方法和拌合物数量。混凝土搅拌方法，应尽量与生产时使用的方法相同。试拌时，每盘混凝土的数量一般不应少于标5-21的建议值。如需进行抗折强度试验，则应根据实际需要计算用量。采用机械搅拌时，拌量应不小于搅拌机额定搅拌量的1/4。3.4.2.校核工作性，调整配合比按计算出的初步配合比进行试拌，以校核混凝土拌合物的工作性。如试拌得出的拌合物的坍落度不能满足要求，或粘聚性和保水性能不好时，则应在保证水灰比不变的条件下，相应调整用水量或砂率，直到符合要求为止，然后提出混凝土强度校核用的基准配合比。3.5检查强度、确定试验室配合比3.5.1.制作试件，检验强度为校核混凝土的强度，至少拟定三个不同的配合比，其中一个为按上述得出的基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加、减少0.05（或0.10）其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可增加、减少1%。制作检验混凝土强度的试件时，尚应检验拌合物的坍落度、粘聚性、保水性及测定混凝土的表观密度，并以此结果表征该配合比的混凝土拌合物性能。检验混凝土的强度，每种配合比至少制作一组试件，在28d标准养护条件下进行抗压强度测试。有条件的单位可同时制备几组试件，供快速检验或较早龄期（3d，7d等）时抗压强度测试，以便尽早提出混凝土配合比供施工使用。但必须以标准养护28d强度的检验结果为依据调整配合比。3.5.2.确定试验室配合比根据强度检验结果和湿表观密度测定结果，进一步修正配合比，即可得到试验室配合比设计值。（1）根据强度检验结果修正配合比①确定用水量（mwb）：取基准配合比中的用水量（mwa），并根据制作强度检验试件时测得的坍落度值加以适当调整。②确定水泥用量（mcb）：取用水量乘以由“强度-灰水比”关系定出的为达到试配强度（fcu，0）所必须的灰水比值。③确定粗、细集料用量（msb和mGb）：取基准配合比中的砂、石用量，并按定出的水灰比作适当调整。（2）根据实测拌合物湿表观密度修正配合比①根据强度检验结果修正后定出的混凝土配合比，计算出混凝土的计算湿表观密度（ρ’cp）。②根据混凝土的实测表观密度值得出校正系数β。③将混凝土配合比中各项材料用量乘以校正系数β，即得最终确定的试验室配合比设计值。3.6施工配合比换算试验室最后确定的配合比，是按集料绝干状态计算的。而施工现场砂、石料为露天堆放，都有一定的含水率。因为，施工现场应根据现场砂、石的实际含水率的变化，将试验室配合比换算为施工配合比。设施工现场实测砂、石含水率分别为a%、b%。计算施工配合比的各种材料单位用量。根据确定的混凝土施工配合比，计算每盘混凝土材料称量值。3.7生产配合比施工中的控制（1）严格控制混凝土施工时的用水量；（2）砂、石材料应准确计量（3）调整配