建筑工程技术专业毕业设计：混凝土配合比设计

建筑工程技术专业毕业设计 混凝土配合比建筑工程技术专业毕业设计 混凝土配合比 设计设计 第一章 绪论 随着科学的不断发展 互混凝土其用途也 越来越广泛 已经渗入当今社会的各个领域 且混凝土多应用 于建设工程的重要结构部位 如何能够保证混凝土的质量是我 们的一项重要工作 我们对混凝土配合比设计中应该注意的几 个问题进行了分析 并提出相应的防治措施 普通混凝土配合 比设计是确定混凝土中各组成材料质量比 混凝土作为土木工 程最重要的结构材料 其质量的优劣将严重影响建筑物或构筑 物的结构安全性 混凝土的质量受到原材料 计量 搅拌 运 输 成型和养护等诸多环节的影响 根据混凝土质量产生波动 的原因 科学合理的控制混凝土生产过程的各个环节 可以使 混凝土的质量波动控制在一定的范围内 以满足工程应用的要 求 近年来 我国混凝土材料与工程技术发生了很大变化 混 凝土工程结构设计在高度 体积和使用环境等方面趋向极端化 这种变化对混凝土性能和质量提出了更高的要求 高效减水剂 和矿物掺和料得到普遍使用 然而 混凝土工程质量问题频发 混凝土供需双方在工程质量方面的纠纷不止 此外 长期存在 的砂石原材料质量问题 有关标准规范落后于混凝土技术进步 的问题等 都对混凝土的配制和质量控制产生了很大影响 因 此想要设计出符合工程质量要求的混凝土就必须充分了解混凝 土最新的施工技术 以及严格筛选混凝土的原材料 严格控制 混凝土施工配合比以及严格按照施工工艺流程才能保证混凝土 工程的质量从而保证整个建筑工程的质量 混凝土质量对工程 质量的影响控制简述混凝土作为土木工程最重要的结构材料 其质量的优劣将严重影响建筑物或构筑物的结构安全性 混凝 土的质量受到原材料 计量 搅拌 运输 成型和养护等诸多 环节的影响 因为强度等重要技术指标不能在短期内能知晓 一旦后期发现质量问题 处理起来将会增加工程投资 拖延工 程进度和降低工程质量 只要根据产生波动的原因 科学合理 的控制混凝土生产过程的各个环节 可以使混凝土的质量波动 控制在一定的范围内 以满足工程应用的要求 这是可以做到 的 作为一名工程技术人员 应懂得影响混凝土质量的主要因 素 只有掌握混凝土质量控制的基本内容和基本方法 才能及 时发现和处理混凝土施工过程中的质隐患和质量问题 混凝土 质量波动的原因 1 材料组成 混凝土是多组分材料混合形成 的 原材料的质量 组成配比等因素都会导致混凝土质量的波 动 2 施工工艺 混凝土的施工方法 如 配料 搅拌 运 输 浇灌 养护等不会完全一样 至然导致质量的波动 3 试 验条件 试件的制作 养护和测试方法等因素会导致性能测试 结构的离散 混凝土质量控制的内容混凝土质量控制主要包 括原材料质量控制和施工过程质量控制 1 原材料质量控制 的内容包括审查原材料生产许可证或使用许可证 产品合格证 质量证明书或质量试验报告单是否满足设计要求 在规定的时 间内 对进场原材料按规定的取样方法和检验方法进行复检 审查混凝土配合比通知单 实地查看原材料质量 试拌几盘混 凝土 称为开盘鉴定 等 2 施工过程质量控制的内容包括审 查计量工具和计量的准确性 确定合适的进料容量和投料顺序 选定合理的搅拌时间 采用正确的方法来运输 浇筑和捣实混 凝土 充分养护混凝土 控制混凝土模板拆除 检查混凝土外 观等 混凝土拌制前 应测定砂 石含水率并依此确定施工配 合比 每工作班检查一次 在拌制和浇筑过程中 应检查组成 材料的称量偏差 每一工作班抽查不应少于一次 坍落度的检 查在浇筑地点进行 每一工作班至少检查两次 在每一工作班 内 如混凝土配合比由于外界影响而有变动时 应及时检查 对混凝土搅拌时间应随时检查 并按要求抽检混凝土强度及其 他性能 混凝土拌合物坍落度捡查是施工现场控制混凝土质量 的一种直观而简单易行的方法 它能在很大程度上综合反映混 凝土拌合物的和易性 同时 可以验证现场拌制的混凝土是否 达到设计配合比的要求 水灰比是决定混凝土强度最主要因素 在混凝土拌合物和易性满足要求的情况下 若混凝土的水灰比 能控制好 混凝土的强度就有了保证 混凝土强度必须抽查 抽查的频次必须符合相关标准或规范的要求 如有特殊要求 还应对混凝土抗渗性和抗冻性等进行检查 混凝土抗压强度试 件制作有机械法和人工法两种 具体操作如下 1 机械法 适合于坍落度 70mm 的混凝土拌合物 根据成型设备 分为 振动台法和振捣棒法 振动台将混凝土拌合物一次装入试模 装料时应用抹刀沿各试模壁插捣 并使混凝土拌合物高出试模 口 振动时试模不得有任何跳动 振动应持续到表面出浆为止 振动完毕后 刮除试模上口多余的混凝土 待混凝土临近初凝 时 用抹刀抹平 2 振捣棒 将混凝土拌合物一次装入试 模 装料时应用抹刀沿各试模壁插捣 并使混凝土拌合物高出 试模口 宜用直径 25 捣棒振捣 捣棒距试模底板 10mm 20mm 且不得触及试模底板 振捣棒拔出时要缓慢 拔 出后不得留有孔洞 振捣应持续到表面出浆为止 振捣时间一 般为 20s 振捣结束后 刮除试模上口多余的混凝土 待混 凝土临近初凝时 用抹刀抹平 3 人工法适合于坍落度 70mm 的混凝土拌合物 将混凝土拌合物分两次装入试模中 每层的装料厚度大致相等 并使混凝土拌合物高出试模口 用 捣棒 可用 16mm 光圆钢筋 按螺旋方向从边缘向中心均匀进 行插捣 捣棒应保持垂直 每层均应插透 每层插捣次数按在 10000mm2 截面积内不得少于 12 次 按此折算 标准试件至少 27 次 层 之后用抹子的平面沿试模四壁插入摇动数下 最 后用橡皮锤轻轻敲击试模四周 直至插捣棒留下的空洞消失为 止 刮除试模上口多余的混凝土 待混凝土临近初凝时 用抹 刀抹平 混凝土工程施工中 经常需要尽快掌握已成型混凝土 强度资料 以便决策 此时可以采用快速评定混凝土强度的方 法来控制混凝土的质量 随着城市建设的快速发展 越来 越多的高楼拔地而起 因其直接关系到人民生命及财产的安全 所以高楼的施工质量成为政府及个人关心的对象 而关系到其 质量的材料当中的 混凝土 成为重要因素 我作为建筑材料检 测员 通过日常检测试验过程 对混凝土的质量因素有了一定 的了解 为了提高自身和与同行交流对混凝土配合比设计的几 点注意事项作了以下论述 混凝土配合比设计它牵涉到很 多问题主要有 一 保证混凝土的强度和耐久性和所要求的其 他性能 二 满足施工工艺易于操作而又要具有施工要求的工 作性 三 在符合上述两项要求下选用合适的材料和计算各种 材料用量 四 针对上述设计的结果进行试配 调整使之达到 工程的要求 五 达到上述要求的同时降低成本 为了保 证以上问题的的正确解决 进行混凝土配合比设计工作时应做 到 1 混凝土配合比设计前应做好准备工作 1 1 熟悉掌握设 计图纸对混凝土结构的全部要求 主要是各种强度和耐久性要 求 及各构件的截面尺寸 钢筋的布臵 以采用水泥品种及石 子粒径的大小等参数 1 2 熟练掌握标准规范 我国现行标 准规范有 普通混凝土配合比设计规程 jgj55 普通混凝土用砂质量标准及检验方法 jgj52 92 普 通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法 jgj55 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 gb t50080 普通混凝土力学性能试验方法标准 gb t50081 混凝土长期性能和耐久性能试验方法 gbj82 85 我们的混凝土配合比设计人员还应掌握混凝土的施工规范 特 种集料的技术规定 这样能保证混凝土配合比设计的技术性及 准确性 1 3 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小 了解施工工艺 比如运输 浇注的措施 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 掌握了以上这些资料 我们才能合理的选用适当的设计参数进行配合比设计 2 掌 握并检验各种材料的特性及指标 原材料的质量控制及其波 动 对混凝土质量及施工工艺有很大影响 如水泥强度的波动 如水泥强度的波动 将直接影响混凝土的强度 各级石子粒径 颗粒含量的变化 导致混凝土级配的改变 并将影响新拌混凝 土的和易性 骨料含水量的变化 对混凝土的水灰比影响极大 为了保证混凝土的质量 在生产过程中 一定要对混凝土的原 材料进行质量检验 全部符合技术性能指标方可应用 骨料中 含有害物质 超过规范规定的范围内 则会妨碍水泥水化 降 低混凝土的强度 削弱骨料与水泥的粘结 能与水泥的水化产 物进行化学反应 并产生有害的膨胀的物质 如果粘土 淤泥 在砂中超过 3 碎石 卵石中超过 2 则这些极细粒材料在 集料表面形成包裹层 妨碍集料与水泥的粘结 它们或者以松 散的颗粒出现 大大的增加了需水量 如使用有机杂质的沼泽 水 海水等拌制混凝土 则会在混凝土表面形成盐霜 对混凝 土集料来说 影响配合比组成变异而导致混凝土强度过大波动 的主要原因是含水率 含泥量的变化和石子含粉量的影响 在 混凝土生产过程中 对原材料的质量控制 除经常性的检测外 还要求质量控制人员随时掌握其含量的变化规律 并拟订相应 的对策措施 如砂石的含泥量超出标准要求时 及时反馈给生 产部门 及时筛选并采取能保证混凝土的其它有效措施 砂子 含水率 通过干炒法 及时根据测定的含水率来调整混凝土配 合比中的实际用量和集料用量 对于相同标号之间水泥活性的 变异 是通过胶砂强度试验的快速测定 根据水泥活性结果予 以调整混凝土的配合比 水泥 砂 石子各性能指标必需达到 规范要求 2 1 检验水泥的技术指标 掌握不同种水泥的特 性 水泥的质量对混凝土的质量起决定性作用 水泥是混凝土 的胶凝材料 混凝土的强度 长期性 耐久性是水泥遇水硬化 后完成的 所以混凝土配合比设计时应坚持检验水泥的各项技 术指标 对于水泥出厂超过三个月的水泥 早强型出厂超过一 个月的水泥 立窑水泥必须进行使用前检验 对不同种水 泥的特性 混凝土配合比设计人员应充分了解 如硅酸盐水泥 水化热大 早期强度高 矿渣水泥水化热小 早期强度低 抢 工期工程应用硅酸盐水泥 大体积混凝土应用矿渣水泥 火山 灰水泥抗渗性好 而矿渣水泥抗渗性不好 防水混凝土应用火 山灰水泥 2 2 检验混凝土使用的粗细骨料 砂石骨料约占 混凝土总体积的 70 是混凝土中的主要材料 砂石骨料含泥 量对混凝土强度影响很大 若含泥量增加 在骨料比表面积增 加及泥土吸水作用的影响下 含泥量每增加 2 塌落度约减 少 1 厘米 混凝土的用水量 水泥用量及砂率都要根据石子的 最大粒径 砂的细度模数进行调整 尽可能的选用连续级配或 人工级配的砂石 以求得小空隙率最大容中的粗细骨料 3 混凝土配合比设计时的调整和施工中的控制 3 1 试验室所确 定的混凝土配合比 其和易性不一定能与实际施工条件完全适 合 或当施工设备 运输方法或运输距离 施工气候等条件发 生变化时 所要求的混凝土塌落度也随之改变 为保证混凝土 和易性符合施工要求 需将混凝土含水率及用量做适当调整 保持水灰比不变 1 严格控制混凝土施工时的用水量 在 实际生产中 操作者为方便施工 往往追求较大的塌落度 擅 自增加用水量而不管强度是否能达到要求 再加上现场质检人 员的管理不到位 对水灰比缺少严格的控制等原因 均使混凝 土实际用水量大于理论用水量 从而导致混凝土强度的降低 防治措施 加大质检抽查力度 控制操作者不得随意增加用水 量 若发现混凝土工作性能较差 操作者应及时向试验员反馈 实际情况 经试验员现场查找原因 分析情况后采取相应对策 并按试验员的指令调整配合比 现场质检人员也应按规范要求 经常检查混凝土的质量动态信息 及时进行调整 确保混凝土 按要求进行施工 3 2 配合比生产调整时 应准确测量生产现 场砂 石的实际含水量 经到现场检查和了解 有部分试验人 员没有按规定要求准确测量 而是采用目测法来估计砂 石的 实际含水量 这样做会导致生产配合比不准确 防治措施 砂 石中若含泥量超标 应在混凝土浇注前三天冲洗完毕 并 应在施工前按规定要求取样并准备测量砂 石的实际含水量 调整施工配合比以从用水量中扣除水量 补回砂 石量 严禁 边冲洗边拌制混凝土 3 3 砂 石材料应准确计量 不少施工 单位在生产时 第一车砂 石用磅秤一下 随后就采用在小推 车上画线的办法来控制重量 从而导致了砂 石材料的用量偏 差 防治措施 有条件的单位尽量采用混凝土拌和楼 利 用电脑准确计量 若实在没有 应不怕麻烦 坚持每车过磅 以控制材料用量 3 4 水泥用量既不宜过多也不能过少 有些 配合比设计人员为了保证混凝土的质量而单纯提高水泥用量 无疑是一种浪费 在满足混凝土的流动性 强度要求的前提下 节约水泥 降低成本是混凝土配合比设计的一项基本原则 同 时混凝土中水泥用量过多不但不经济而且在水泥水化时胶凝量 过多 在混凝土硬化过程中增大体积收缩会造成混凝土开裂 给混凝土结构带来危害 还有些配合比设计人员认为节约水泥 就是混凝土用量越少越好 这显然也是不恰当的 每立方米混 凝土的水泥用量都是通过公式计算并经过了试配而得来的 但 为什么还有每立方米混凝土不少于一定数量的规定呢 这主要 是为了保证混凝土的耐久性提出的 因为混凝土一般都要使用 几十年甚至上百年 在长期的使用过程中要经过各种荷载 风 雨侵蚀冻融作用 化学腐蚀和机械机械磨损等 没有足够的水 泥用量就抗御不了这些外力的作用 影响耐久性 第二章 原 始材料检测 2 1 水泥密度试验 1 定义水泥密度 表示水泥单 位体积的质量 水泥密度的单位是 g cm3 2 方法原理将水泥 倒入装有一定量液体介质的李氏瓶内 并使液体介质充分地浸 透水泥颗粒 根据阿基米德定律 水泥的体积等于它所排开的 液体体积 从而算出水泥单位体积的质量即为密度 为使测定 的水泥不产生水化反应 液体介质采用无水煤油 3 仪器 1 李氏瓶 2 无水煤油符合 gb253 的标准 3 恒温水 槽 4 测定步骤 1 将无水煤油注入李氏瓶中至 0 1ml 刻度 线后 盖上瓶塞放入恒温水槽内 使刻度部分浸入水中 恒温 30min 记下初始读数 2 从恒温水槽中取出李氏瓶 用滤 纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分仔细擦干净 3 水泥 试样应先通过 0 90mm 筛 在 110 5 温度下干燥 1h 并在干 燥器内冷却至室温 秤取水泥 60g 称准至 0 01g 4 用小 匙水泥样品一点点的装入李氏瓶中 反复摇动 至没有气泡排 出 再次将李氏瓶静置于恒温水槽中 恒温 30min 记下第二 次读数 5 第一次读数和第二次读数时 恒温水槽的温度 差不大于 0 2 5 结果计算水泥体积应为第二次读数减去初 始读数 即水泥所排开的无水煤油的体积 水泥密度按下式计 算 水泥密度 水泥质量 排开的体积结果计算到小 数第三位 且取整数到 0 01g cm3 试验结果取两次测定结果 的算术平均值 测定结果之差不得超过 0 02g cm3 2 2 水泥胶 砂强度及富余系数试验本标准规定了水泥胶砂强度检验基准方 法的仪器 材料 胶砂组成 试验条件 操作步骤和结果计算 等 其抗压强度测定结果与 iso 679 结果等同 同时也列入可 代用的标准砂和振实台 当代用后结果有异议时以基准方法为 准 本标准适用于硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐 水泥 粉煤灰硅酸泥 复合硅酸盐水泥 石灰石硅酸盐水泥的 抗折与抗压强度的检验 其他水泥采用本标准时必须研究本标 准规定的适用性 下列标准所包含的条文 通过在本标准中引 用而构成为本标准的条文 本标准出版时 所示版本均为有效 所有标准都会被修订 使用本标准的各方应探讨使用下列标准 最新版本的可能性 gb t 6003 1985 试验筛 jc t 681 1997 行星式水泥胶砂搅拌机 jc t 682 1997 水泥胶砂试体成型振 实台 jc t 683 1997 40mm 40mm 水泥抗压夹具 jc t 723 1982 1996 水泥物理检验仪器胶砂振动台 jc t 724 1982 1996 水泥物理检验仪器电动抗折试验机 jc t 726 1997 水泥胶砂试模方法本方法为 40 mm 40 mm l60mm 棱柱 试体的水泥抗压强度和抗折强度测定 试体是由按质量计的一 份水泥 三份中国 iso 标准砂 用 0 5 的水灰比拌制的组塑性 胶砂制成 中国 iso 标准砂的水泥抗压强度结果必须与 iso 基 准砂的相一致 胶砂用行星搅拌机搅拌 在振实台上成型 也 可使用频率 2800 3000 次 min 振幅 0 75mm 振动台成型 试 体连模一起在湿气中养护 24h 然后脱模在水中养护至强度试 验 到试验龄期时将试体从水中取出 先进行抗折强度试验 折断后每截再进行抗压强度试验 1 主要仪器设备 1 1 行星 式胶砂搅拌机 iso679 由胶砂搅拌锅和搅拌叶片相应的机构 组成 搅拌叶片呈扇形 工作时搅拌叶片既绕自身轴线自转又 沿搅拌锅周边公转 并且具有高低两种速度 自转低速时为 140 5 r min 高速时为 285 10 r min 公转低速时为 62 5 r min 高速时为 125 10 r min 叶片与锅底 锅壁的工作间隙为 3 1 mm 1 2 胶砂试件成型振实台 iso679 由可以跳动的台盘和使其跳动的凸轮等组成 振实 台振幅 15 0 3 mm 振动频率 60 次 60s 2s 1 3 胶砂振动台 可作为振实台的代用设备 其振幅为 0 75 0 02mm 频率为 2800 3000 次 min 台面装有卡具 1 4 试模可装拆的三联模 模内腔尺寸为 40mm 40mm 160mm 1 5 下料漏斗 下料口宽为 4 5mm 二个播料器和一个刮平直尺 1 6 水泥电动抗折试验机加荷 速度 50n s 10ns 1 7 水泥电动抗压试验机 抗压强度试验 机 在较大的五分之四量程范围内使用时记录的荷载应有 1 精度 并具有按 2400n s 200n s 速率的加荷能力 应有一个 能指示试件破坏时荷载并把它保持到试验机卸荷以后的指示器 可以用表盘里的峰值指针或显示器来达到 人工操纵的试验机 应配有一个速度动态装置以便于控制荷载增加 压力机的活塞 竖向轴应与压力机的竖向轴重合 在加荷时也不例外 而且活 塞作用的合力要通过试件中心 压力机的下压板表面应与该机 的轴线垂直并在加荷过程中一直保持不变 压力机上压板 球座中心应在该机竖向轴线与上压板下表面相交点上 其公差 为 1 mm 上压板在与试体接触时能自动调整 但在加荷期间 上下压板的位置应固定不变 试验机压板应由维氏硬度不 低于 hv 600 硬质钢制成 最好为碳化钨 厚度不小于 10 mm 宽为 40mm 0 1 mm 长不小于 40mm 压板和试件接触的 表面平面度公差应为 0 01 mm 表面粗糙度 ra 应在 0 1 0 8 之间 当试验机没有球座 或球座已不灵活或直 径大于 120mm 时 应采用规定的夹具 1 试验机的最大荷载以 200 300kn 为佳 可以有二个以上的荷载范围 其中最低荷 载范围的最高值大致为最高范围里的最大值的五分之一 2 采 用具有加荷速度自动调节方法和具有记录结果装置的压力机是 合适的 3 可以润滑球座以便使其与试件接触更好 但在加荷 期间不致因此而发生压板的位移 在高压下有效的润滑剂不适 宜使用 以免导致压板的移动 4 竖向 上 下 等术语 是对传统的试验机而言 此外 轴线不呈竖向的压力机也可以 使用 只要按规定和其他要求接受为代用试验方法时 2 胶砂 制备与试件成型 各国生产的 iso 标准砂都可以用来按本标准 测定水泥强度 中国 iso 标准砂符合 iso 679 中 5 1 3 要求 中国 iso 标准砂的质量控制按本标准第 11 章进行 标准砂作 全面地和确地规定是困难的 因此在鉴定和质量控制时使砂子 与 iso 基准砂比对标准化是必要的 iso 基准砂在以下叙述 iso 基准砂 iso 基准砂 reference sand 是由德国标准砂公司 制备的 sio2 含量不低于 98 的天然的圆形硅质砂组成 其颗 粒分布在表规定的范围内 砂的筛析试验应用有代表性的 样品来进行 每个筛子的筛析试验应进行至每分钟通过量小于 0 5g 为止 砂的湿含量是在 105 110 下用代表性砂样烘 2h 的质量损失来测定 以干基的质量百分数表示 应小于 0 2 2 1 将试模擦净 模板四周与底座的接触面上应涂黄 油 紧密装配 防止漏浆 内壁均匀刷一薄层机油 2 2 标 准砂应符合 gb t17671 1999 中国 iso 标准砂的质量要求 试 验采用灰砂比为 1 3 水灰比 0 50 2 3 每成型 3 条试件需称 量 水泥 450g 标准砂 1350g 水 225ml 2 4 胶砂搅拌 用 iso 胶砂搅拌机进行 先把水加入锅内 再加入水泥 把锅 放在固定器上 上升至固定位置然后立即开动机器 低速搅拌 30s 后 在第二个 30s 开始的同时均匀地将砂子加入 一般是 先粗后细 再高速搅拌 30s 后 停拌 90s 在第一个 15s 内 用一胶皮刮具将叶片和锅壁上和胶砂刮入锅中间 在调整下继 续搅拌 60s 各个搅拌阶段 时间误差应在 1s 以内 2 5 试件用振实台成型时 将空试模和套模固定在振实台上 用勺 子直接从搅拌锅内将胶砂分二层装模 装第一层时 每个槽里 先放入 300g 胶砂 并用大播料器刮平 接着振动 60 次 再装 入第二层胶砂 用小播料器刮平 再振动 60s 移走套模 从 振实台上取下试模 用一金属尺近似 90 的角度架在试模模 顶的一端 沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动 一次将超过试模部分的胶砂刮去 并用同一直尺以近乎水平的 情况下将试件表面抹平 3 试件养护 3 1 将成型好的试件 连模放入标准养护箱 室 内养护 在温度为 20 1 相对湿度不低于 90 的条件下养护 20 24h 之间脱模 对于龄 期为 24h 的应在破型试验前 20min 内脱模 3 2 将试件从 养护箱 室 中取出 用墨笔编号 编号时应将每只模中三条 试件编在两龄期内 同时编上成型与测试日期 然后脱模 脱 模时应防止损伤试件 硬化较慢的水泥允许 24h 以后脱模 但 须记录脱模时间 3 3 试件脱模后立即水平或竖直放入水槽 中养护 养护水温为 20 1 水平放置时刮平面应朝上 试件之间留有间隙 水面至少高出试件 5mm 最后用自来水装 满水池 并随时加水以保持恒定水位 4 水泥抗折强度试验 4 1 各龄期的试件 必须在规定的时间 24 15 min 48 30 min 72 45 min 7d 2h 28d 8h 内 进行强度测试 于试验前 15min 从水中取出三条试件 4 2 测试前须先擦去试件表面的水分和砂粒 清除夹具上圆柱表面 粘着的杂物 然后将试件安放到抗折夹具内 应使试件侧面与 圆柱接触 4 3 调节抗折仪零点与平衡 开动电机以 50 10 n s 速度加荷 直到试件折断 记录抗折破坏荷载 ff n 4 4 按下式计算抗折强度 rf 精确至 0 1mpa 式中 l 抗折支撑圆柱中心距 l 100mm b 棱柱 体正方形截面的边长 mm 4 5 抗折强度结果取三块试件 的平均值 当三块试件中有一块超过平均值的 10 时 应予 剔除 取其余两块的平均值作为抗折强度试验结果 5 水 泥抗压强度试验 5 1 抗折试验后的六个断块试件应保持潮湿 状态 并立即进行抗压试验 抗压试验须用抗压夹具进行 清 除试件受压面与加压板间的砂粒杂物 以试件侧面作受压面 并将夹具置于压力机承压板中央 5 2 开动试验机以 2 4 0 2 kn s 的速度进行加荷 直至试件破坏 记录最 大抗压破坏荷载 fc n 5 3 按下式计算抗压强度 rc 精 确至 0 1mpa 式中 a 为试件的受压面积 即 40mm 40mm 1600mm2 5 4 六个抗压强度试验结果中 有 一个超过六个算术平均值的 10 时 剔除最大超过值 以其 余五个的算术平均值作为抗压强度试验结果 如五个测定值中 再有超过它们平均数 10 时 则此组结果作废 胶砂抗折强 度胶砂抗压强度 2 3 砂的筛分析试验实验目的 测定砂的颗 粒级配 计算砂的细度模数 以评定砂的粗细程度 为混凝土 配合比设计提供依据 主要仪器与设备 方孔筛一套 包括孔 径为 10mm 5mm 2 5mm 1 25mm 0 625 0 315mm 0 016mm 的方孔筛 以及筛的底盘和盖各一个 电子天平 称量 200g 感量 0 01g 托盘天平 称量 1kg 感量 1g 烘箱 托盘和毛刷等 试样制备 取回试样 然后将砂样通过 10mm 筛 并算出筛余百分率 然后称取每份不少于 550g 的试样两 份 分别倒入两个浅盘中 在 105 5 的温度下烘干到恒重 冷却至室温备用 实验步骤 1 准确称取烘干试样 500g 置于按筛孔大小顺序排列的套筛的最上一只筛 即 5mm 筛孔筛 上 盖上盖后 用手摇动套筛 筛分时间为 5min 左右 然后 取出套筛 再按筛孔大小顺序 在清洁的浅盘上逐个进行手筛 直至每分钟的筛出量不超过试样总量的 0 1 时为止 通过的 颗粒并入下一个筛中 并和下一个筛中试样一起过筛 按这样 顺序过筛 直至每个筛全部筛完为止 2 仲裁时 试样在 各号筛上的筛余量均不得超过下式的量 式中 mr 在一个筛上的剩余量 d 筛孔尺寸 mm a 筛的面积 mm2 否则应将该筛余试样分成两份 再次进行 筛分 并以其筛余量之和作为该筛余量 3 分别称取各筛 筛余量 精确至 1g 所有各筛的分计筛余量和底盘中剩余 量之和与筛分前砂样总量相比 其差值不得超过 1 实验结 果 1 计算分计筛余百分率 各筛上的筛余量除以试样总 量的百分率 精确至 1 0 2 计算累计筛余百分率 该筛上的分计筛余百分率与大于该筛的各筛上的分计筛余百分 率之总和 精确至 1 0 3 根据各筛的累计筛余百分率 评定该试样的颗粒级配 4 按下式计算砂样的细度模数 mx 精确至 0 01 式中 a1 a2 a3 a4 a5 a6 分别为 5mm 2 5mm 1 25mm 0 625mm 0 315mm 0 16mm 各筛上的 累计筛余百分率 5 筛分实验应采用两组砂样平行实验 细度模数以两次实验结果的算术平均值为测定值 精确至 0 1 如两次实验所得的细度模数之差大于 0 20 时 应重新 取样进行实验 2 4 砂的表观密度试验仪器设备 1 鼓风 干燥箱 2 天平 3 容量瓶 4 干燥器 搪瓷盘 滴管 毛刷 温度计等 试验步骤 1 按规定取样 并将试样缩 分至约 660g 放在干燥箱中于 105 5 下烘干至恒量 待冷 却至室温后 分为大致相等的两份备用 2 秤取试样 300g 精确至 0 1g 将试样装入容量瓶 注入冷开水至接近 500ml 的刻度处 用手旋转摇动容量瓶 使砂样充分摇动 排 除气泡 塞紧瓶塞 静置 24h 然后用滴管小心加水至容量瓶 500ml 刻度处 塞紧瓶塞 擦干瓶外水分 称出其质量 精确 至 1g 3 倒出瓶内水和试样 洗净容量瓶 再向容量瓶内 注水至 500ml 刻度处塞紧瓶塞 擦干瓶外水分 称出其质量 精确至 1g 注意事项 砂表观密度试验时 1 加砂后应将粘 在容器瓶颈内壁洗进容量瓶 2 水 砂 瓶和水加砂两次称量 注意瓶塞 3 赶气泡时间尽量延长 5min 以上结果计算与评 定 砂的表观密度按下式计算 砂的表观密度 g cm3 w 纯水 4 时的密度 1g cm3m0 试样的烘干质量 gm1 试样 水 容量瓶的总质量 g m2 水 容量瓶的总质量 g2 5 石子的筛分析试验 1 试验目的 通过筛分试验测定碎石 或卵石的颗粒级配 以便于选择优质粗集料 达到节约水泥和 改善混凝土性能的目的 掌握 gb t14685 建筑用碎 石 卵石 的测试方法 正确使用所用仪器与设备 并熟悉其 性能 2 主要仪器设备 1 方孔筛 孔径为 2 36mm 4 75 mm 9 50 mm 16 0 mm 19 0 mm 26 5 mm 31 5 mm 37 5 mm 53 0 mm 63 0 mm 75 0 mm 及 90 0 mm 的筛各一个 并附有筛底和筛盖 2 鼓风烘箱 能使温度控制在 105 5 3 摇筛机 台称 浅盘 烘箱等 3 试样制备 按规定取样 用四分法缩取不少于表 2 的试样数量 经烘干或风干后备用 表 2 粗集 料筛分试验取样规定 4 试验步骤 1 称取按表 11 2 的规定 质量的试样一份 精确到 1g 将试样倒入按孔径大小从上到 下组合的套筛上 2 将套筛放在摇筛机上 摇 10min 取 下套筛 按筛孔大小顺序再逐个进行手筛 筛至每分钟通过量 小于试样总量的 0 1 为止 通过的颗粒并入下一个筛 并和 下一号筛中的试样一起过筛 直至各号筛全部筛完 当筛余颗 粒的粒径大于 19 0mm 在筛分过程中允许用手指拨动颗粒 3 称出各号筛的筛余量 精确至 1g 筛分后 如所有筛余 量与筛底的试样之和与原试样总量相差超过 1 则须重新试 验 5 试验结果计算与评定 1 计算分计筛余百分率 各 筛上的筛余量占试样总量的百分率 精确至 0 1 2 计算各号筛上的累计筛余百分率 该号筛的分计筛余百分率与 该号筛以上各分计筛余百分率之和 精确至 0 1 3 根据各号筛的累计筛余百分率 评定该试样的颗粒级配 粗集 料各号筛上的累计筛余根据各筛的累计筛余百分率评定该试样 的颗粒级配的范围要求 粗集料各号筛上的累计筛余百分率应 符合国家规范规定的粗集料颗粒级配的要求 石子颗粒级配 4 根据各筛的累计筛余百分率评定该试样 的颗粒级配 2 6 石子的表观密度试验广口瓶法仪器设备 1 鼓风干燥箱 2 天平 3 广口瓶 4 方孔筛 5 玻 璃片 温度计 搪瓷盘 毛巾等 试验步骤 1 筛除小于 4 75mm 的颗粒 然后洗刷净 分为大至相等的两份备用 表观密度试验所需试样数量 2 试样浸泡水饱和然后装入广 口瓶中 装试样时 广口瓶应倾斜放臵 注入饮用水玻璃片覆 盖瓶口 以上下左右摇晃的方法排除气泡 3 气泡排尽后 向瓶中添加饮用水 直至水面凸出瓶口边缘 然后用玻璃片沿 瓶口讯速滑行 使其紧贴瓶口水面 擦干瓶外水分后 称出试 样 水 瓶和玻璃片总质量 g1 精确至 1g 4 装瓶中试样 倒入浅盘 放在烘箱中于 105 5 下烘干至恒量 待冷却 至室温后 称出其质量 g0 精确至 1g 5 将瓶洗净并重新注 入饮用水 用玻璃片紧贴瓶口水面 擦干瓶外水分后称出水 瓶 和玻璃片总质量 g2 精确至 1 g 结果计算 式中 0 表观密度 kg m3 g0 烘干后试样的质量 g g1 试样 水 瓶和玻璃片的总质量 g g2 水 瓶和玻璃片的总质量 g 水 1000kg m3 表 观密度取两次试验结果之差大于 20kg m3 须重新试验 对颗 粒村质不均匀的试样 如两次试验结果之差超过 20kg m3 可 取 4 次试验结果的算术平均值 液比重天平法仪器设备 a 鼓 风干燥箱 b 天平 称量 5kg 感量 5gc 吊篮 直径和高度 均为 150mm d 方孔筛 孔径为 4 75mm 的筛一只 e 盛水 容器 f 温度计 搪瓷盘 毛巾等 试验步骤 1 按规定 取样 并缩分至略大于规定的数量 风干后筛除小于 4 75mm 的颗粒 然后洗刷干净 分为大致相等的两份备用 2 取 试样一份装入吊篮 并浸入盛水的容器中 水面至少高出试样 50mm 浸泡 24h 后 移放到称量用的盛水容器中 并用上下升 降吊篮的方法排除气泡 吊篮每升降一次约 1s 升降高度为 30mm 50mm 3 测定水温后 准确称出吊篮及试样在水中的 质量 精确至 5g 称量时盛水容器中水面的高度由容器的溢 流孔控制 4 提起吊篮 将试样倒入浅盘 放在干燥箱中 于 105 5 下烘干至恒量 待冷却至室温后称出其质量 精 确至 5g 5 称出吊篮在同样水温中的质量 精确至 5g 称 量时盛水容器的水面高度仍由溢流孔控制 结果计算 表观 密度 g0 g0 g2 g1 水温对表观密度的修正系数 水的密 度 g0 烘干后试样的质量 单位为 g g1 吊篮及试样在水 中的质量 单位为 g g2 吊篮在水中的质量 单位为 g 表 观密度取两次试验结果的算术平均值 两次试验结果之差大于 20kg m3 应重新试验 对颗粒材质不均匀的试样 如两次试验 结果之差超过 20kg m3 可取 4 次试验结果的算术平均值 注 意事项 石子表观密度试验时 1 加石时应将广口瓶倾斜 2 水应加到瓶口高出 盖玻璃板应水平推移 3 升降吊篮 排除气泡时 石子不得露出液面 第三章 初步配合比计算 3 1 确定配制强度 1 混凝土配合比的设计基本要求市政工程中所 使用的混凝土须满足以下五项基本要求 1 满足施工规定 所需的和易性要求 2 满足设计的强度要求 3 满足与 使用环境相适应的耐久性要求 4 满足业主或施工单位渴 望的经济性要求 5 满足可持续发展所必需的生态性要求 混凝土配合比设计中的 3 个重要参数组成混凝土的 4 种材料 即水泥 水 砂子 石子用量之间有 3 个对比关系 即 1 水 灰比 用水量与水泥用量之间的对比关系 水灰比是确定混凝 土强度和耐久性的重要参数 也是影响混凝土和易性的重要因 素 2 砂率 砂的用量与石子用量的对比关系 通常以砂用 量占砂 石用量的百分数表示 砂率是影响混凝土和易性的重 要参数 3 单位用水量 混凝土中水泥浆用量与骨料用量之 间的对比关系 可用每立方米混凝土的用水量来表示 用水量 主要影响混凝土和易性 对混凝土的强度也有影响 确定的原 则 1 在满足强度 耐久性要求上 确定混凝土的水灰比 2 在满足和易性的基础上 确定粗骨料 单位体积用水量 砂的用量混凝土配合比就是确定水泥与水 细集料 粗集料等 材料用量之间的比例关系 即水泥与水之间的比例关系 常用 水灰比表示 砂与石子之间的比例关系 常用砂率表示 水泥 浆与骨料之间的比例关系 常用单位用水量反应 水灰比 砂 率 单位用水量是混凝土配合比的 3 个重要参数 混凝土配合 比设计的步骤 首先正确选定原材料品种 检验原材料质量 然后按对混凝土技术要求进行初步计算 得出初步计算配合比 经实验室试拌 调整 得出基准配合比 经强度复核定出实验 室配合比 最后根据现场原材料实际情况修正实验室配合比 得出施工配合比 初步配合比计算 1 计算配制强度 fcu o 根据 普通混凝土配合比设计规程 jgj 55 规定 混凝土配制强度应按下列规定确定 当混凝 土的设计强度小于 c60 时 配制强度应按下式确定 fcu o fcu k 1 645 式中 fcu o 混凝土配制强度 mpa fcu k 混凝土立方体抗压强度标准值 这里取 混凝土的设计强度等级值 mpa 混凝土强度标准 差 mpa 当混凝土的设计强度不小于 c60 时 配制强度应 按下式确定 fcu o 1 15fcu k 混凝土强 度标准差 应根据同类混凝土统计资料计算确定 其计算公 式如下 式中 fcu i 统计周期内同一品种混凝土第 i 组 试件的强度值 mpa mfcu 统计周期内同一品种混凝 土 n 组试件的强度平均值 mpa n 统计周期内同 品种混凝土试件的总组数 当具有近 1 个月 3 个月的同一品 种 同一强度等级混凝土的强度资料 且试件组数不小于 30 时 其混凝土强度标准差 应按上式进行计算 对于强度等 级不大于 c30 的混凝土 当混凝土强度标准差计算值不小于 3 0mpa 时 应按混凝土强度标准差计算公式计算结果取值 当混凝土强度标准差计算值小于 3 0mpa 时 应取 3 0mpa 对 于强度等级大于 c30 且小于 c60 的混凝土 当混凝土强度标准 差计算值不小于 4 0mpa 时 应按混凝土强度标准差计算公式 计算结果取值 当混凝土强度标准差计算值小于 4 0mpa 时 应取 4 0mpa 当没有近期的同一品种 同一强度等级混凝土 强度资料时 其强度标准差 可按表 6 3 取值 混凝土强度标准差 值 表 6 3 例 某工程的钢筋混凝 土梁 混凝土强度等级为 c30 施工要求坍落度为 30 50mm 普 通硅酸盐水泥 强度等级为 52 5 实测 28 天强度为 55 3mpa 密度为 3100kg m3 碎石的表观密度为 2670kg m3 最大粒径为 20mm 设计该混凝土的配合比 并换算为施工配 合比 确定配制强度 fcu o fcu k 1 645 查表可知 当 混凝土强度等级为 c30 时 取 5 0 所以 fcu o fcu k 1 645 30 1 645 5 0 38 2mpa3 2 确定 水灰比及每立方米用水量确定水灰比 w c afce fcu c abfce 碎石 a 0 48 b 0 52 fce 55 3mpaw c 0 48 55 3 38 2 0 48 0 52 55 3 0 51 最大允许水灰比为 0 65 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量 所以 w c 0 51 确定单位用水量查表取 mwo 195kg 计算水泥用量 选取每 1m3 混凝土的用水量 w0 用水量主要根据所要求的坍 落度值及骨料种类 规格来选择 根据施工条件选用适宜的坍 落度 并按表选定每 1 m3 混凝土用水量 为保证混凝土的耐 久性 由上式计算得出的水泥用量 还要满足表 10 3 6 中规 定的最小水泥用量的要求 需注意 高强混凝土的水泥用量不 应大于 550kg m3 水泥和矿物掺合料的总量不应大于 600kg m3 计算单位水泥用量 c0 根据已选定的每 1m3 混凝 土用水量 w0 和得出的水灰比 w c 值 可求出水泥用量 mco mwo c w 195 1 0 51 382kg3 3 确定砂率及砂石 用量确定砂率砂率应根据骨料的技术指标 混凝土拌和物性能 和施工要求 参考有关资料决定 砂率可以根据以砂填充石子 空隙 并稍有富余 以拨开石子的原则来确定 根据此原则可 列出砂率计算公式如下 式中 s 砂率 mso mgo 每立方米混凝土中砂及石子用量 kg v so v go 每立方米混凝土中砂及石子松散体积 so go 砂和石子堆积密度 kg m3 p 石子 空隙率 砂浆剩余系数 一般取 1 1 1 4 查表得 砂率为 33 注 本表数值系中砂的选用砂率 对 细砂或粗砂 可相应地减小或增大砂率 只用一个单 粒级粗骨料配制混凝土时 砂率应适当增大 对薄壁 构件 砂率取偏大值 本表中的砂率系指砂与骨料总 量的重量比 本表适用于坍落度 10mm 60mm 的混凝土 对于坍落度大于 60mm 的混凝土 应在上表的基础上 按坍落度 每增大 20mm 砂率增大 1 的幅度予以调整 坍落度小于 10mm 的混凝土 其砂率应经试验确定 计算砂石用量质量法 假定混凝土表观密度 mcp 2400kg m3 mco mso mgo mwo mcp s mso mso mgo 100 mso mgo 2400 195 382 1823kgmso 0 33 1823 602kgmgo 1823 602 1221kg 式中 mco 每立方米混凝土的水泥用量 kg mgo 每立方米 混凝土的粗集料用量 kg mso 每立方米混凝土的细 集料用量 kg mwo 每立方米混凝土的用水量 kg mcp 每立方米混凝土拌合物的假定质量 其值可取 2350 2450kg s 砂率 混凝土计算配合比 为 mco mwo mso mgo 382 195 602 1221 1 0 51 1 58 3 20 第四章 混凝土配合比的试配 调整配合比的试配 调整 以上求出的各材料用量 是借助于一些经验公式和数据计算出 来的 或是利用经验资料查得的 因而不一定符合实际情况 必须通过试拌调整 直到混凝土拌合物的和易性符合要求为止 然后提出供检验混凝土强度用的基准配合比 4 1 混凝土配合 比的试配试配应采用工程中实际使用的原材料 混凝土配合比 的设计一般经历三个阶段 即设计计算 试配 调整 混凝土 配合比的设计计算在 普通混凝土配合比设计规程 jgj t55 96 中有详细的表述 这里不加阐述 在 普通混 混凝土配合比设计规程 中有关试配 调整的内容表述得较少 而试配又是混凝土配合比设计中最重要的环节 这就要求试配 所用原材料一定要有代表性 为保证试配结果对实际生产的指 导意义 试配所用原材料必须要有代表性 则试配所用原材料 的取样必须要有代表性 混凝土配合比试配前的调整 1 依据 各企业自身的生产试验 统计数据 来提高单方混凝土的水泥 用量 降低水灰比 2 提高砂率使用单粒级混凝土配料 由于 粗集料间的空隙率较大 必须提高砂率 用较多的砂浆来填充 粗集料间空隙 以保证混凝土的密实性和流动性 3 提高砂浆 稠度 由于 16 35mm 单粒级石子 自重较大 容易下沉 必须 提高砂浆稠度 以增加对石子的下沉阻力 防止混凝土离析 泌水 4 控制好混凝土坍落度 混凝土坍落度过大 更易离析 泌水 选择合适的外加剂用量 在外加剂的用量上 必须综合 平衡减水 缓凝 增稠这三项功能 最大限度满足实际工程要 求 用单粒级石子配料时的外加剂用量 要首先满足混凝土工 作性的要求 在满足工作性要求的前提下 考虑最大限度满足 减水要求强度要求 1 和易性调整按初步配合比试拌一定体积 的混凝土 测定混凝土拌合物的和易性 若拌合物不符合设计 要求 调整的方法如下 初步配合比设计确定的是 l m3 混 凝土各材料的用量 在实验室进行试配时 为节约材料 通常 混凝土试拌体积远小于 1 m3 混凝土试拌体积可根据混凝土 试件的计算体积 乘上 1 15 1 2 富余系数来确定 如计划 配制 l 组 3 块 混凝土立方体抗压强度标准试件 计算体积约 为 10l 乘上 1 2 系数后确定试拌体积为 12l 根据 普通混 凝土配合比设计规程 jgj 55 规定 骨料最大粒径 31 5mm 时 拌合物最小拌合体积为 15l 骨料最大粒径 40mm 时 拌合物最小拌合体积为 25l 实测坍落度小于设 计要求 保持水灰比不变 增加水泥浆 每增大 10mm 坍落度 约须增加水泥浆 5 8 实测坍落度大于设计要求 保持 砂率不变 增加骨料 每减少 10mm 坍落度 约增加骨料 5 10 粘聚性 保水性不良 单独加砂 即增大砂率 测定和易性满足设计要求的混凝土拌合物的表观密度 计算 混凝土基准配合比 结果为 1 m3 混凝土各材料用量 kg 以 质量法计算所得配合比为例 试拌 15l 混凝土 其材料用量为 水泥 0 015 382 5 73kg 水 0 015 195 2 93kg 砂 0 015 606 9 09kg 石子 0 015 1221 18 32kg4 2 混凝土配 合比的调整混凝土配合比试配后的调整 1 通过检查试拌混凝 土的坍落度和工作性 确定适宜的用水量 2 通过检查试拌混 凝土的工作性和凝结时间 确定适宜的外加剂用量及砂率 如 保水性不好 凝结时间过长的可适当减少外加剂使用量及适当 提高砂率 如果拌和稠度过大 坍损较高 可适当增加外加剂 用量或适当降低砂率 当然 外加剂用量的调整 必然会影响 到减水效果 必须调整水灰比及用水量 3 以混凝土强度检验 结果 确定混凝土水灰比 并以此为依据 计算各种胶凝材料 用量 强度检验