水泥和水泥混凝土课件

公路工程试验检测人员技能认定培训,道路工程水泥与水泥混凝土主讲人：联系方式：13705008628815892388,第一部分水泥,一、基本知识二、物理性质三、力学性质四、化学性质五、水泥品质,水泥种类及其适应性1、水泥概述水泥是一种人造水硬性胶凝材料，水泥和水混合后，经过一系列的物理化学作用，形成坚固结构体。2、分类水泥技术经过多年发展，已形成众多品种，但路桥工程中涉及的水泥品种主要是通用硅酸盐水泥，这类水泥根据水泥熟料在磨细过程中掺入的混合材料类型和数量，可分为六个品种。,一基本知识,1、硅酸盐水泥：在水泥熟料中掺入0-5%的石灰石或粒化高炉矿渣等混合料以及适量石膏混合磨细制成的水泥。型（代号P）：完全不掺混合料；型（代号P）：混合料掺入量5%。2、普通硅酸盐水泥（代号PO）：在硅酸盐水泥熟料中掺入6%-15%的混合料及适量石膏加工磨细制成的水泥。,一基本知识,3、矿渣硅酸盐水泥：在硅酸盐水泥熟料掺入20%-70%的粒化高炉矿渣和适量石膏加工磨细制成的水泥。A型（代号PSA）：掺量20%且50%；B型（代号PSB）：掺量50%且70%。4、火山灰硅酸盐水泥：（代号PP）：在硅酸盐水泥熟料中掺入20%-50%的火山灰质材料和适量石膏磨细制成的硅酸盐水泥。,一基本知识,5、粉煤灰硅酸盐水泥（代号PF）：在硅酸盐水泥熟料中掺入20%-40%的粉煤灰和适量石膏磨细制成的硅酸盐水泥。6、复合硅酸盐水泥（代号PC）：在硅酸盐水泥熟料中掺入两种以上的活性或非活性混合材料（掺入量占20%-50%）和适量石膏磨细制成的硅酸盐水泥。,一基本知识,一基本知识,六大通用水泥适应性1、硅酸盐水泥特点：早强高，水化放热大，结构密实，干缩小，抗冻好；但耐硫酸盐腐蚀和软水腐蚀差；应用：高强混凝土、预应力混凝土和有早强要求的混凝土工程；受冻融循环的混凝土工程和有耐磨要求的混凝土工程。,一基本知识,2、普通硅酸盐水泥特点：与硅酸盐水泥差不多，只是在成分中有615%的混合材，所以成本小，强度和水化热有所减小。应用：与硅酸盐水泥基本相同。,一基本知识,3矿渣水泥特点:有2070的矿渣替代了熟料。因此早强底，后期强度高；水化放热小，耐热性好，耐腐蚀性好，抗冻性差，干缩大，抗渗差，抗碳化能力差。应用：大体积混凝土工程；有耐热要求的混凝土工程；有耐硫酸盐腐蚀的工程，蒸汽养护的预制构件；一般地上、地下河水中的混凝土和钢筋混凝土工程。,一基本知识,4、火山灰水泥特点：有2050的火山灰替代了熟料。耐热性差，抗渗性好，干缩大，其他性能同矿渣水泥。应用：地下、水中的大体积混凝土工程；蒸汽养护构件；有耐腐蚀性和抗渗要求的混凝土工程；一般的混凝土工程。不适宜用于干燥地区。,一基本知识,5粉煤灰水泥特点：有2050的粉煤灰替代了熟料。耐热性差，干缩小，抗裂好。应用：地下、水中的大体积混凝土工程；蒸汽养护构件；有耐腐蚀性要求的混凝土工程；一般的混凝土工程。6复合水泥因为是混合材相互复合，所以性能可调节。,二物理性质,一、水泥密度试验方法二、稠度测定方法三、凝结时间测定方法四、安定性测定方法五、水泥胶砂流动度试验方法公路工程水泥及水泥混凝土试验规程JTGE30-2005,水泥密度试验方法,（一）仪器设备,李氏瓶：容积为220mL-250mL瓶，颈刻度由0-1mL和18-24mL两段刻度组成，分度值为0.1mL；恒温水槽或其他保持恒温的盛水玻璃容器；天平：量程不小于100g，感量不大于0.01g；温度计：分度值不大于0.1；滤纸。,（二）检测步骤,1.准备工作取出李氏瓶，用滤纸擦干净，将无水煤油注入李氏瓶中，液面至0mL到1mL刻度线内，盖上瓶塞放入恒温水槽内，浸水30min，记下第一次读数；样品应先通过0.9mm方孔筛，再在（1105）下烘干1h,并在干燥器中冷却至室温。,（二）检测步骤,2、检测称取水泥60g，精确至0.01g。将水泥装入李氏瓶中，反复摇动，至没有气泡排出，再次放入恒温水槽内，浸水30min，记下第二次读数。第一次和第二次读数时，恒温水槽的温度差不大于0.2。,（三）结果计算及处理,=1000P/(V2-V1)式中：-水泥密度，单位kg/cm3P-水泥质量，单位gV2-李氏瓶第二次读数，单位cm3V1-李氏瓶第一次读数，单位cm3试验结果取两次测定结果算术平均值，结果精确至10kg/m3，两次测定结果差不大于20kg/m3,稠度、凝结时间、安定性测定方法,T0505-2005水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法,（一）试验所需环境条件,1.温度应保持在（202）；2.相对湿度大于50。,（二）试验设备,水泥净浆搅拌机、标准法维卡仪、代用法维卡仪、沸煮箱；雷氏夹膨胀仪、雷氏夹膨胀值测定仪（最小刻度0.5mm）；湿气养护箱：可控温度(201)、相对湿度大于90%；天平（量程1000g，感量1g）、量水器（分度值0.1mL，精度1%）、秒表（分度值1s）。,标准法维卡仪,代用法维卡仪,雷氏夹膨胀测定仪,（三）稠度测定步骤,一、标准法-标准维卡仪（试杆）法二、代用法-代用维卡仪（试锥）法,湿润,稠度测定标准法-标准维卡仪（试杆）法,倒入水、水泥,低速搅拌、高速搅拌,入模、测定,测量稠度,将拌合水倒入锅内，在5-10s内将500g水泥加入水中,低速搅拌120s，停15s，降下搅拌锅，将叶片和锅壁上水泥刮入锅内，再高速搅拌120s停机,装入已放在玻璃板上的试模内，用小刀插捣，轻轻震动数次，刮去多余的净浆。将试模移到已校零的维卡仪上，将其中心定于试针下，降低试针直至与净浆表面接触，拧紧螺丝1-2s放松，使试针垂直自由沉入净浆中，在试杆停止沉入或释放30s时读数并记录,用湿布润湿水泥净浆搅拌机的搅拌锅和叶片,以试针距离底板61mm的水泥净浆为标准稠度净浆，该拌合水量为该水泥的标准稠度用水量(P),按水泥质量的百分比计。整个操作应在搅拌后1.5min内完成,（三）稠度测定步骤,二、代用法-代用维卡仪（试锥）法水泥净浆的拌制与标准法相同1、调整水量法根据经验先确定一个初步用水量；水泥浆装入锥模内，插捣振动，刮去多余水泥浆，抹平；试锥自由沉入水泥净浆内；试锥停止下沉或释放试锥30s时，记录下沉深度；整个操作应在搅拌结束后1.5min内完成。当下沉深度为28mm2mm时净浆为标准稠度净浆，此对应的用水量为标准稠度用水量。,（三）稠度测定步骤,2、不变水量法水泥用量仍为500g，拌合水固定用量为142.5ml，按上述方法测定之后，根据试锥下沉深度S（mm）按下列公式计算得标准稠度用水量PP=33.4-0.185SP-水泥净浆标准稠度用水量（%）；S-试验时试锥下沉贯入深度（mm）。,（三）稠度测定步骤,注意事项1、采用代用法时，如果固定用水量法的结果和调整用水量法结果有冲突时，以调整用水量法结果为准。2、当采用不变水量法测定试验时，若试锥下沉深度小于13mm时，应改用调整水量法测定。3、试模放在玻璃板上的时候，事先在玻璃上涂一层黄油等类似材料，防止水泥粘在玻璃上不好清除。4、当水泥全部加入搅拌锅，应记录这一时刻所对应的时间，以备随后凝结时间的测定。,入模、养护、记录起始时间,（四）凝结时间测定步骤,初凝时间的测定,终凝时间的测定,试件养护30min后进行第一次测定。将试模取出放于试针下，降低试针至接触浆体表面。拧紧螺丝1-2s后放开，试针垂直自由沉入浆体，试针停止下沉或者释放30s时指针读数。以试针沉至距离底板41mm为水泥初凝状态。临近初凝时，每隔5min测定一次。达到初凝时，要立即重复测定一次，只有当两次测定结果相同时才能认定达到初凝状态。,立即将试模连同浆体上下翻转放置于养护箱中继续养护。临近终凝时间每隔15min或更短时间测定一次。当试针沉入0.5mm，即环形附件不再在试体上留下痕迹时为水泥的终凝状态。达到终凝时，要立即重复测定一次，只有当两次测定结果相同时才能认定达到终凝状态。,装入圆台形试模，插捣、振实、刮平后立即放入湿气养护箱中，记录净浆搅拌时水泥全部加入水中的时间，作为测定凝结时间的起始时间,采用标准稠度水泥净浆作为测定凝结时间的材料,（四）凝结时间测定步骤,注意事项1、掌握好两种凝结时间可能出现的时刻，在接近初凝或终凝时，要缩短两地测定的时间间隔，以免错过“真实”时刻。2、在最初进行的初凝时间测定时，为防止指针撞弯。要轻轻扶持金属杆，使试针缓慢下降，但最后结果要以自由下落为准。3、每次测定要避免试针落在同一针孔位置，并避开试模内壁至少10mm,测定间隔期间试样需放在养护箱中养护。,（五）安定性检测步骤,一、雷氏夹法（标准法）1）按标准稠度用水量确定的方法和结果，拌合水泥净浆。每个试样需成型两个试件，每个雷氏夹需要配备边长或直径约为80mm，厚度约4-5mm的玻璃板，将玻璃板和雷氏夹稍涂上一层油。将净浆一次性装满雷氏夹，用宽约25mm直边刀与浆体表面插捣3次后抹平，盖上玻璃板并置于养护箱养护（242）h。,（五）安定性检测步骤,（2）沸煮前调整好沸煮箱内水位，要求整个沸煮过程中箱内水始终能没过样品，不可中途补水。从养护箱中取出雷氏夹，测定指针尖端间距（记作A，精确至0.5mm），随后将试件放入沸煮箱中试验，指针朝上，要求水在30min内沸腾，并恒沸180min5min。,（3）沸煮结束后，放掉箱内水，待试件冷却至室温，取出，再次测量指针间距（记为C）。当两个雷氏夹试件煮沸后指针尖端增加的间距（C-A）平均值不大于5.0mm时，则认定该水泥安定性合格。当两个试件（C-A）值相差超4.0mm时，则应再做一次实验，再如此则不合格。,（五）安定性检测步骤,二、试饼法（代用法）（1）相同的两份，使水泥浆形成一个直径70-80mm，中心厚度约为10mm而且边缘薄且表面光滑的圆形试饼，按上述方法养护242h。（2）从玻璃板上取下试饼，先观察试饼外观有无缺陷，放在沸煮箱试样架上沸煮。（3）冷却至室温，取出试饼进行观察判断，当目测试饼为发现裂缝，没有弯曲，则安定性合格；反之为不合格。当两个试饼判别结果有矛盾时，该水泥安定性不合格。,例1、进行水泥标准稠度用水量及凝结时间测定时，要求实验室环境条件为：（）A、温度（202），相对湿度50%；B、温度（202），相对湿度50%；C、温度（201），相对湿度50%；D、温度（201），相对湿度50%。,例2、采用雷氏夹法进行水泥安定性试验，结果为两个试件煮后增加距离（C-A）分别为2.0mm、7.0mm，则以下对该组水泥安定性试验结果判定正确的是。（）A、合格；B、不合格；C、无法判断。D、应用同一样品立即重做一次试验后再定,例3、T0505-2005水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法测定水泥标准稠度用水量，要求整个试验在搅拌后（）内完成。（A）、1.5min；（B）、2min；（C）、2.5min；（D）、5min。,水泥胶砂流动度试验方法,T0507-2005水泥胶砂流动度测定方法,（一）试验所需环境条件,1.温度应保持在（202）；2.相对湿度应大于50。,（二）、仪器设备,1.水泥胶砂流动度测定仪2.水泥胶砂搅拌机3.试模4.捣棒：直径20mm+5mm，长度约200mm5.天平：量程不小于1000g,分度值不大于1g6.卡尺：量程不小于300mm,分度值不大于0.5mm7.小刀：刀口平直，长度大于80mm,水泥胶砂流动度测定仪,（三）胶砂流动度检测步骤,1、试验前准备工作：a.如跳桌在24h内未被使用，先空跳一个周期25次；b、在制备胶砂的同时，用潮湿棉布擦拭跳桌台面、试模内壁、捣棒以及与胶砂接触的用具，将试模放在跳桌台面中央并用潮湿棉布覆盖。,胶砂制备,胶砂流动度检测步骤,第一层入模,第二层入模,开动跳桌,测量计算,装至截锥圆模高度约三分之二处，用小刀在相互垂直两个方向各划5次，用捣棒由边缘至中心均匀捣压15次，捣压深度至胶砂高度的二分之一,装至高出截锥圆模约20mm，用小刀划5次，捣压10次，捣压深度不超过已捣实底层表面。胶砂应略高于试模。取下模套，将小刀倾斜，从中间向边缘分两次以近水平的角度抹去高出截锥圆模的胶砂。,将截锥圆模垂直向上轻轻提起。立即开动跳桌，以每秒钟一次的频率，在25s1s内完成25次跳动。从胶砂加水开始到测量扩散直径结束，应在6min内完成。,按GB/T17671规定拌制好胶砂，分两层迅速装入试模,用卡尺测量胶砂底面互相垂直的两个方向直径，计算平均值，精确至1毫米,例1：T0507-2005水泥胶砂流动度测定方法水泥胶砂流动度试验，从胶砂拌合开始到测量扩散直径结束，须在4min内完成。（错误）,三力学性质,水泥胶砂强度试验及结果处理方法,T0506-2005泥胶砂强度检验方法（ISO法）,（一）试验所需环境条件,1.试体成型试验室的温度应保持在（202），相对湿度大于50；2.试体带模养护的养护箱或雾室温度保持在（201），相对湿度应不低于90；3.试体养护池水温度应在（201）范围内。,（二）仪器设备,1.胶砂搅拌机2.试模:40mm*40mm*160mm3.胶砂振实台4.抗折强度试验机5.抗压强度试验机6.抗压强度试验机用夹具7.天平、量筒、试验筛,振实台,胶砂搅拌机,恒温水养护箱,水泥养护水池,（三）试验步骤,1、胶砂制备（1）配料：水泥:标准砂:水=450g:1350g:225ml；（2）搅拌:事先将搅拌锅和搅拌叶片用湿抹布擦拭，再将所需水倒入搅拌锅内，随后加入水泥。立即开动机器，先低速搅拌30s，在第二个30s开始的同时将砂子加入锅中，再高速搅拌30s,停拌90s后再高速搅拌60s，注意最后一分钟搅拌时，要将锅壁上粘的胶砂刮入锅内。,（三）试验步骤,2、成型：先将空试模和模套固定在振实台上，用小勺子装入第一层胶砂，每个槽约300g，用大播料器播平，随后振实60次。再装入第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60次。从振实台上卸下试模，用金属直尺刮平。,（三）试验步骤,3、养护：对试模进行标记，带模放置在养护室中养护，直至规定的脱模时间（大多为24h）。脱模时先在试件上进行编号，注意进行两个龄期以上试验时，要将一个试模第三根试件分别编在二个以上龄期内。随后将试件水平放置在（201）水中，彼此保持一定间隔，养护期间保证水面超过试件5mm，及时补充水量，不允许期间全部换水。,（三）试验步骤,4、抗折强度的测定(1)抗折试验加荷速度为（5010）N/s；(2)抗折强度计算：Rf=1.5FfL/b3式中：Ff-折断时施加于棱柱体中部的荷载，NL-支撑圆柱间的距离，取100mm；b-棱柱体正方形截面的边长，取40mm；（3）结果精确至0.1MPa。,（三）试验步骤,5、抗压强度的测定(1)抗压试验加荷速度为2400N/s200N/s；(2)抗压强度计算：Rc=Fc/A式中：Rc抗压强度，MPaFc破坏时的最大荷载，NA受压部分面积，mm2（40mm*40mm=1600mm2）（3）结果精确至0.1MPa。,（四）试验结果处理,（1）抗折强度：以一组三个结果的平均值作为试验结果。当三个强度值中有超出平均值的10时，应剔除后再取平均作为抗折强度试验结果。（2）抗压强度：以一组六个结果的平均值作为试验结果。六个测定值中有一个超出六个平均值10%，就应剔除这个结果，而以剩下五个的平均数为结果。如果五个测定值中再有超过它们平均数10%的，则此组结果作废。,例：T0506-2005水泥胶砂强度检验方法（ISO法）测得水泥胶砂强度值为48.6MPa、45.6MPa、49.8MPa、52.7MPa、43.8MPa、41.1MPa，则该水泥胶砂强度代表值为Mpa。（）A46.9；B47.0；C47.1；D结果无效。,四化学性质,烧失量试验方法GB/T176-2008水泥化学分析方法,（一）仪器设备,天平（感量为0.0001g）瓷坩埚高温炉干燥器,（二）试验步骤,称取约1g试样（m1），精确至0.0001g，放入已灼烧恒量的瓷坩埚中，将盖斜置于坩埚上，放在高温炉内，从低温逐渐升高温度，在（95025）下灼烧15min-20min，取出坩埚置于干燥器内，冷却至室温，称量。反复灼烧，直至恒量（m2）。,w=（m1-m2）/m1式中w烧失量的质量分数，%；m1试料质量，g；m2灼烧后试料质量，g；,（三）结果计算,五水泥品质,水泥品质：1、物理指标（凝结时间、安定性、细度）2、化学指标（不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子）3、力学指标（抗压强度、抗折强度）一、水泥强度等级判定方法二、合格品与不合格品的判定,按照不同品种水泥3天及28天抗压强度和抗折强度判定水泥强度等级,合格品与不合格品的判定,根据通用硅酸盐水泥（GB175-2007）中的规定，当化学指标、凝结时间、安定性和力学指标均符合标准要求时为合格品，当其中任一项不满足要求时，则该水泥判定为不合格品。,例1、GB175-2007通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥的物理性指标主要包括。（）A、凝结时间；B、安定性；C、强度；D、细度；E、烧失量。,例2、当水泥的凝结时间检验结果不符合GB175-2007通用硅酸盐水泥的技术要求时，该水泥为废品。（错误）,第二部分水泥混凝土,一、基本知识二、新拌混凝土性质三、硬化混凝土的性质四、水泥混凝土配合比设计,一基本知识,影响混凝土性能的基本参数混凝土性能：工作性能、力学性能、耐久性能1、工作性能流动性、可塑性、稳定性、易密性2、力学性能抗压强度、抗折强度、劈拉强度等3、耐久性能抗渗等级、抗冻融等级、体积变化（收缩率、膨胀率等）、抗碳化性能、抗腐蚀性能（氯离子渗透、硫酸盐侵蚀）,影响混凝土工作性的因素,1、原材料特性：水泥的品种和细度、粗集料的颗粒形状和表面特征、外加剂；2、单位用水量：单位用水量的多少决定了混凝土拌合物中水泥浆的数量。在组成材料一定的情况下，拌合物流动性随单位用水量的增加而加大。当水泥浆数量偏少，混凝土拌合物黏聚性较差，易发生离析和崩塌现象，不易密实。单位用水量过大，会产生流浆、泌水、离析现象。,影响混凝土工作性的因素,3、水灰比（水胶比）：水灰比的大小决定了水泥浆的稀稠程度。水灰比小，水泥浆稠度大，混凝土拌合物流动性小。当水灰比过小时，在一定施工方式下有可能难以保证混凝土密实成型。水灰比过大，水泥浆稠度较小，混凝土拌合物流动性相比有一定的增加，可能引起混凝土拌合物黏聚性和保水性变差。当水灰比超过一定限度时，混凝土拌合物将产生严重的泌水、离析现象。,影响混凝土工作性的因素,4、砂率：砂率低时流态混凝土保水性差，容易产生泌水、离析。在一定范围内，混凝土拌合物流动性会随砂率提高所产生的润滑作用的增强而加大。当砂率超过一定的限度后，又会削弱由水泥浆所产生的润滑作用，反而导致混凝土拌合物流动性降低。,影响混凝土强度的因素,1、水泥强度和水灰（胶）比：水泥强度的高低是影响混凝土强度的最直接因素。水泥强度越高，水化反应后形成的水泥石强度越高，配制的混凝土强度也越高。当水泥的强度确定时，混凝土的强度主要取决于水灰（胶）比。,影响混凝土强度的因素,2、集料特性：粗集料种类、粗集料中针片状含量、粗集料最大粒径3、浆集比：混凝土中水泥浆体积和集料体积之比称为浆集比。4、养护条件：养护温度、湿度和龄期。5、试验条件：试件尺寸、试件湿度、支承状况和加载方式等。,二新拌混凝土性质,一、混凝土坍落度试验方法二、混凝土工作性调整方法三、混凝土凝结时间对工程施工的影响四、混凝土含气量测定方法公路工程水泥及水泥混凝土试验规程JTGE30-2005,混凝土坍落度试验方法,T0522-2005水泥混凝土拌合物稠度试验方法（坍落度仪法）适用于坍落度大于10mm，集料公称最大粒径不大于31.5mm的水泥混凝上的坍落度测定。,（一）仪器设备,（1）坍落筒；（2）捣棒：为直径16mm，长约600mm并具有半球形端头的钢质圆棒；（3）其它：小铲、木尺、小钢尺、镘刀和钢平板等。,湿润坍落度筒及底板,（二）试验步骤,试样用小铲分三层均匀地装入筒内并插捣,抹平、清理底板,提起坍落度筒,测量坍落度,每层装入高度稍大于筒高的1/3，用捣棒在每一层的横截面上均匀插捣25次。插捣在全部面积上进行，沿螺旋线由边缘至中心，插捣底层时插至底部，插捣其它两层时，应插透本层并插入下层约20mm30mm，插捣须垂直压下(边缘部分除外)，不得冲击。,当顶层插捣完毕后，将捣棒用锯和滚的动作，清除掉多余的混凝土，用镘刀抹平筒口，刮净筒底周围的拌合物。,垂直平稳地提起坍落度筒。坍落度筒的提离过程应在510s内完成；从开始装料到提坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并应在150s内完成；,将坍落筒放在锥体混凝土试样一旁，筒顶平放木尺，用小钢尺量出木尺底面至试样顶面最高点的垂直距离。,试验前将坍落筒内外洗净，放在经水润湿过的平板上(平板吸水时应垫以塑料布)，踏紧踏脚板。,（二）试验步骤,当混凝土拌合物的坍落度大于220mm时，用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在这两个直径之差小于50mm的条件下，用其算术平均值作为坍落扩展度值；否则，此次试验无效。,混凝土拌合物坍落度和坍落扩展度值以mm为单位，测量精确至1mm，结果表达修约至5mm。,（三）结果及处理,混凝土工作性调整方法,1、使用掺合料、外加剂等改善混凝土工作性；2、调整砂率来改善混凝土的和易性和黏聚性；3、在水灰（胶）比保持不变的情况下，调整用水量和胶凝材料的用量来改善混凝土的和易性和黏聚性。,混凝土凝结时间对工程施工的影响,初凝时间过短，使混凝土在运输或浇筑过程中就失去其塑性；终凝时间过长，会影响混凝土工程的施工进度。,凝结时间测定（略）,例：T05272005水泥混凝土拌合物凝结时间试验方法水泥混凝土拌合物凝结时间试样制备时，对于塌落度()mm的拌合物，宜使用振动台振实砂浆，振动至表面出浆为止，应避免过振。对于塌落度（）mm的混凝土用振捣棒人工捣实。（A）、小于等于70，大于70；（B）、小于70，大于等于70；（C）、小于70，大于70；（D）、大于等于70，小于70。,混凝土含气量测定方法,T0526-2005水泥混凝土拌合物含气量试验方法（混合式气压法）,（一）仪器设备,（3）压力表：量程为0.25MPa；分度值为0.01MPa。（4）台秤：量程为50kg，感量为50g。（5）橡皮锤：应带有质量约为250g的橡皮锤头。（6）振动台。,（1）混合式气压法含气量测定仪：包括量钵和量钵盖，钵体与钵盖之间有密封圈，如图所示。（2）测定仪附件：校正管、100mL量筒、注水器、水平尺、插捣棒,（二）试验步骤,1、标定仪器（简略）1.1量钵容积的标定1.2含气量0%点的标定1.3含气量：110的标定2、混凝土拌合物含气量测定3、集料含气量C测定,先称量含气量测定仪量钵和玻璃板总重，然后将量钵加满水，用玻璃板沿量钵顶面平推，使量钵内盛满水且玻璃板下无气泡。擦干钵体外表面后连同玻璃板一起称重。两次质量的差值除以该温度下水的密度即为量钵的容积V。,1.1量钵容积的标定,1.2含气量0%点的标定,把量钵加满水，将校正管（2）接在钵盖下面小龙头的端部。将钵盖轻放在量钵上，用夹子夹紧使其气密性良好并用水平仪检查仪器的水平。打开小龙头，松开排气阀，用注水器从小龙头处加水，直至排气阀出水口冒水为止。然后拧紧小龙头和排气阀，此时钵盖和钵体之间的空隙被水充满。用手泵向气室充气，使表压稍大于0.1MPa，然后用微调阀调整表压至0.1MPa。按下阀门杆12次，使气室的压力气体进入量钵内，读压力表读数，此时指针所示压力相当于含气量0%。,1.3含气量：110的标定,含气量0%标定后，将校正管（1）接在钵盖小龙头的上端，然后按一下阀门杆，慢慢打开小龙头，量钵中的水就通过校正管（1）流到量筒中。当量筒中的水为量钵容积的1时，关闭小龙头。打开排气阀，使量钵内压力与大气压平衡，然后重新用手泵加压，并用微调阀准确地调到0.1MPa。按12次阀门杆，此时测得的压力表读值相当于含气量l，同样方法可测得含气量2、310的压力表读值。以压力表读值为横坐标，含气量为纵坐标，绘制含气量与压力表读值关系曲线。,拌合物含气量试验程序装料,擦净容器内外表面，装入试样,装料,插捣,试样一次装入试模,振捣时间15s30s,坍振动台振实,人工捣棒捣实,应将混凝土拌合物分3层装入，每层捣实后高度约为1/3容器高度；,每层均匀地插捣25次，插捣上层时捣棒应插入下层10mm20mm。,刮平、填平抹光，表面无气泡,擦净容器、安装、密封,注水找平,打开小龙头和排气阀，用注水器从小龙头处往量钵中注水，直至水从排气阀出水口流出，再关紧小龙头和排气阀。,调整气室压力至0.1MPa,关好所有的阀门，用手泵打气加压，使表压稍大于0.1MPa，用微调阀准确地将表压调到0.1MPa。,测试P01和P02,按下阀门杆12次，待表压指针稳定后,测得压力表读数P01。开启排气阀，压力表应归零，对容器中试样再测定一次压力值P02。,计算A1,拌合物含气量试验程序测试,如果P01和P02的相对误差小于0.2%，以两次测值的算术平均值，按压力与含气量关系曲线查得所测混凝土样品的测定含气量A1值（精确至0.1%）作为试验结果。,如果不满足，则应进行第三次试验，测得压力值P03。当P03与P01、P02中较接近一个值的相对误差不大于0.2%时，则取两值的算术平均值，按压力与含气量关系曲线查得所测混凝土样品的仪器测定含气量A1值（精确至0.1%）作为试验结果。当仍大于0.2%时，需重做试验。,集料含气量C测定,在容器中注入1/3高度的水,称好粗、细骨料倒入容器,排气、擦净容器、安装、密封,水面每升高25mm左右，就应轻轻插捣10次，并略予搅动，以排除夹杂进去的空气加料过程中应始终保持水面高出集料的顶面,骨料全部加入后，应浸泡约5min，再用橡皮锤轻敲容器外壁，排净气泡，除去水面泡沫，加水至满，擦净容器上口边缘；装好密封圈，加盖拧紧螺栓；,注气，调整气室压力至0.1MPa,关闭操作阀和排气阀，开启进气阀，用气泵向气室内注入空气，打开操作阀，使气室内的压力略大于0.1MP；待压力表显示值稳定后，打开排气阀，并用操作阀调整压力至0.1MP，然后关紧所有阀门。,测试Pg1和Pg2,开启操作阀，使气室里的压缩空气进入容器，待压力表显示值稳定后记录示值Pg1,然后开启排气阀，压力仪表示值应归零。重复上述，对容器内的试样再检测一次，记录表值Pg2。,计算C,若Pg1和Pg2的相对误差小于0.2%，以两次测值的平均值，按压力与含气量关系曲线查得集料的含气量C（精确至0.1%）。,当Pg3与Pg1、Pg2中较接近一个值的相对误差不大于0.2%时，则取两值的算术平均值，按压力与含气量关系曲线查得集料含气量C（精确至0.1%）作为试验结果。当仍大于0.2%时，需重做试验。,（三）结果计算,A=A1-CA混凝土拌合物含气量（%）；A1仪器测定含气量（%）；C集料含气量（%）。结果精确至0.1%。,三硬化混凝土的性质,一、混凝土抗压强度试验二、混凝土抗弯拉强度试验,混凝土抗压强度试验,T0553-2005水泥混凝土立方体抗压强度试验方法,（一）仪器设备,（1）压力机或万能试验机；（2）球座；（3）混凝土强度等级大于等于C60时，试验机上、下压板之间应各垫一钢垫板，平面尺寸应不小于试件的承压面，其厚度至少为25mm。钢垫板应机械加工，其平面度允许偏差0.04mm；表面硬度大于等于55HRC；硬化层厚度约5mm。试件周围应设置防崩裂网罩。,（二）试验步骤,1、至试验龄期时，自养护室取出试件（标准尺寸150mm150mm150mm）尽快试验，避免其湿度变化。2、检查其尺寸及形状，相对两面应平行。量出棱边长度，精确至1mm。试件受力截面积按其与压力机上下接触面的平均值计算。在破型前，保持试件原有湿度，在试验时擦干试件。3、以成型时侧面为上下受压面，试件中心应与压力机几何对中。,（二）试验步骤,4、加荷强度等级小于C30的混凝土取0.3MPa/s0.5MPa/s的加荷速度；强度等级大于C30小于C60时，则取0.5MPa/s0.8MPa/s的加荷速度；强度等级大于C60的混凝土取0.8MPa/s1.0MPa/s的加荷速度。当试件接近破坏而开始迅速变形时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，记下破坏极限荷载F(N)。,（三）结果计算及处理,混凝土立方体试件抗压强度按下式计算：fcu=F/A式中：fcu混凝土立方体抗压强度(MPa)；F极限荷载(N)；A受压面积(mm2)。,（三）结果计算及处理,以3个试件测值的算术平均值为测定值，计算精确至0.1MPa。三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值之差超过中间值的15%，则取中间值为测定值；如最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的15%，则该组试验结果无效。,（三）结果计算及处理,尺寸换算混凝土强度等级小于C60时，非标准试件的抗压强度应乘以尺寸换算系数，并应在报告中注明。混凝土强度等级大于等于C60时，宜用标准试件，使用非标准试件时，换算系数由试验确定。,混凝土抗弯拉强度试验,T0558-2005水泥混凝土抗弯拉强度试验方法,（一）仪器设备,（1）压力机或万能试验机；（2）抗弯拉试验装置(即三分点处双点加荷和三点自由支承式混凝上抗弯拉强度与抗弯拉弹性模量试验装置)。,（二）试验步骤,1、试件（标准尺寸150mm150mm600mm/550mm）取出后，用湿毛巾覆盖并及时进行试验，保持试件干湿状态不变。在试件中部量出其宽度和高度，精确至1mm。2、调整两个可移动支座，将试件安放在支座上，试件成型时的侧面朝上，几何对中后，务必使支座及承压面与活动船形垫块的接触面平稳、均匀，否则应垫平。,（二）试验步骤,3、混凝土的强度等级小于C30时，加荷速度为0.02MPa/s0.05MPa/s；混凝土的强度等级大于等于C30且小于C60时，加荷速度为0.05MPa/s0.08MPa/s；混凝土的强度等级大于等于C60时，加荷速度为0.08MPa/s0.10MPa/s。当试件接近破坏而开始迅速变形时，不得调整试验机油门，直至试件破坏，记下破坏极限荷载F(N)。4、记录试件下边缘断裂的位置。断面位置在试件断块短边一侧底面中轴线量得。,（三）结果计算及处理,当断面发生在两个加荷点之间时，抗弯拉强度ff按下式计算：Ff=FL/（bh2）式中：ff抗弯拉强度(MPa)；F极限荷载(N)；L支座间距离(mm)；b试件宽度(mm)；h试件高度(mm)。,（三）结果计算及处理,以3个试件测值的算术平均值为测定值。3个试件中最大值或最小值中如有一个与中间值之差超过中间值的15%，则把最大值和最小值舍去，以中间值作为试件的抗弯拉强度；如最大值和最小值与中间值之差值均超过中间值15%，则该组试验结果无效。,（三）结果计算及处理,3个试件中如有一个断裂面位于加荷点外侧，则混凝土抗弯拉强度按另外两个试件的试验结果计算。如果这两个测值的差值不大于这两个测值中较小值的15%，则以两个测值的平均值为测试结果，否则结果无效。如果有两根试件均出现断裂面位于加荷点外侧，则该组结果无效。抗弯拉强度计算精确到0.01MPa。,（三）结果计算及处理,采用100mm100mm400mm非标准试件时，在三分点加荷的试验方法同前，但所取得的抗弯拉强度值应乘以尺寸换算系数0.85。当混凝土强度等级大于等于C60时，应采用标准试件。,四水泥混凝土配合比设计,一）普通水泥混凝土配合比设计：以抗压强度为设计指标普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2011二）面层水泥混凝土配合比设计：普通面层混凝土（素混凝土），以28天弯拉强度均值为设计指标公路水泥混凝土路面施工技术细则JTG/TF30-2014,普通砼配合比设计规程,JGJ55-2011,配合比设计的要求,四项基本要求：1、满足砼结构设计的强度要求；2、砼拌和物具有适应施工的流动性和良好的和易性；3、耐久性的要求；4、经济、节约的要求。,设计方法和步骤,（一）确定混凝土配制强度；（二）理论配合比（计算配合比）；（三）试拌，提出满足混凝土工作性能的试拌配合比；（四）试配与调整，提出满足混凝土工作性、力学性、耐久性、经济性要求的试验室配合比；（五）生产或施工配合比。,理论配合比的设计步骤,1、混凝土配制强度的确定；2、计算水胶比；3、确定每立方米混凝土用水量；4、计算每立方米混凝土胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量；5、确定每立方米混凝土外加剂用量；6、确定混凝土砂率；7、计算粗骨料和细骨料用量。,混凝土配制强度的确定,当混凝土设计强度等级小于C60时fcu.0fcu.k+1.645fcu.k混凝土立方体抗压强度标准值1.645强度保证率为95%混凝土强度标准差,的取值,1、有近13个月同品种、同等级混凝土资料时(30组数据)按式4.0.2统计计算C303.0MPaC30且C604.0MPa2、无统计资料时,按表4.0.2取值C20C25C45C50C554.0MPa5.0MPa6.0MPa,计算水胶比W/B,当混凝土强度等级小于C60时W/B=（afb）/（fcu.0abfb）砼强度与胶水比成正比（fcu=AB/WC），大等于C60时由于胶凝材料的水化程度不同，强度与胶水比的关系不能再延伸,即线性关系较差，分散性较大，故该公式仅适用于强度等级小于C60的混凝土。,1、fb为胶凝材料28天胶砂抗压强度实测值或按式5.1.3计算fb=fsfcef、s分别为粉煤灰和矿渣粉影响系数，按表选用,2、fce为水泥28天抗压强度实测值或富余系数乘以水泥抗压强度标准值，富余系数按表5.1.4选用。fce=cfceg,3、回归系数a、b可通过试验建立水胶比与混凝土强度关系式确定，当无统计资料时可按表5.1.2选取,水胶比限值,根据混凝土使用时所处的环境条件，考虑其满足耐久性要求所必要的水胶比，在进行混凝土配合比设计时混凝土的最大水胶比应符合混凝土结构设计规范GB50010的规定。,素混凝土的水胶比可适当放松。,确定每立方米混凝土用水量mw,1、混凝土水胶比在0.400.80范围时，根据砼的坍落度（维勃稠度）、粗骨料品种及最大粒径查本标准表5.2.1-1和5.2.1-2；2、数值修正1）根据砂的细度修正细砂+（510kg）粗砂（510kg）,2）根据坍落度值修正以表中坍落度90mm的用水量为基础，坍落度每增加20mm，用水量增加5kg。坍落度大于等180mm以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少。3）根据外加剂和掺和料修正mw=mw（1）外加剂减水率应经试验确定mw未掺外加剂时每立方米混凝土用水量,确定每立方米混凝土用水量mw,计算每立方米混凝土胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量,1、胶凝材料用量mb=mw/（W/B）考虑混凝土满足耐久性要求所必要的最小胶凝材料用量，除C15及其以下等级外，应符合本标准中表3.0.4的规定。,2、矿物掺合料用量mf=mbff矿物掺合料掺量（%），可按表3.0.5确定3、水泥用量mc=mbmf,确定每立方米砼外加剂用量ma,ma=mbaa外加剂掺量（%），应经试验确定。,确定混凝土砂率S,1、坍落度小于10mm的砼，其砂率应经试验确定；2、坍落度为1060mm的砼,根据粗骨料品种、粒径、水胶比按本标准表5.4.2选取；3、坍落度大于60mm的砼，其砂率可经试验确定，也可在表5.4.2基础上，进行数值修正：,确定混凝土砂率S,1）坍落度每增加20mm，砂率增加1%；2）根据砂的细度修正细砂：砂率减小粗砂：砂率提高3）采用人工砂时，砂率增大；4）骨料级配较差时，砂率增大。,计算粗骨料和细骨料用量,粗骨料用量：mg细骨料用量：ms1、重量法假定容重法2、体积法以1立方米混凝土计算,重量法,1、假定混凝土拌合物容重为23502450kg/m32、则mfmcmgmsmw=mcps=ms/(msmg)100%,体积法,mc/cmf/fmg/gms/smw/w0.01=1s=ms/(msmg)100%c、f：矿物掺合料密度、g、s；w：1000kg/m3；：含气量百分数，使用非引气型外加剂时=1,试配,1、试配时应采用与工程现场相同的原材料和搅拌方法，且每盘最小搅拌量不少于搅拌机额定量的25%；2、按理论配合比试拌，并根据拌合物性能作出调整（保证水胶比不变，调整用水量或砂率），使混凝土拌合物性能符合设计和施工要求，得出强度试验用的试拌配合比；,试配,、应采用三个水胶比进行试配，水胶比在试拌配合比基础上0.05，用水量相同，砂率可相应增减1%；(A)试拌配合比(B)(C)W/B+0.05W/BW/B-0.05wwws+1%ss-1%,试配,、在进行混凝土强度试验时，拌合物性能应符合设计和施工要求；5、每个配比至少制作一组试件，标养至28天或设计规定龄期时抗压。,配合比的调整与确定,1、确定胶水比2、确定每立方米混凝土的材料用量3、校正,确定胶水比,根据得出的各组砼强度结果，绘制强度和胶水比的线性关系图或插值法确定略大于砼配制强度(fcu.0)相对应的胶水比数值。或者选三个（或多个）强度中的一个所对应的胶水比，该强度大等于配制强度。,胶水比与强度的直线关系式,胶水比1B/W胶水比2胶水比3,B/W,确定每立方米混凝土的材料用量,1、在试拌配合比基础上，用水量和外加剂用量应根据确定的水胶比进行调整；2、胶凝材料用量应以用水量乘以选定的胶水比；3、粗、细骨料用量应根据用水量和胶凝材料用量进行调整。,校正,当容重实测值与计算值之差的绝对值超过计算值2%时，应进行调整，各类材料用量应乘以校正系数。校正系数=c，t/c，c即实测值/计算值,耐久性验证,1、混凝土配合比调整后，应测定拌合物水溶性氯离子含量，测试方法应符合水运工程混凝土试验规程JTJ270中混凝土拌合物中氯离子含量的快速测定方法的规定，试验结果应符合表3.0.6的规定。2、对耐久性有要求的混凝土应进行相关的耐久性试验验证，包括抗渗、抗冻、抗氯离子渗透等试验验证。,计算施工配合比,假定现场砂、石子的含水率分别为a和b%，则施工配合比中1m3混凝土的各组成材料用量分别为：,施工配合比可表示为：,=mc,=ms（1+a）,=mg（1+b）,=mwmsamgb,例题,1、判断：当混凝土强度等级等于或大于C30级，根据统计资料计算强度标准差为2.8MPa，即为计算配制强度用的标准差。（）答案：错误2、混凝土配制强度公式：fcu,0fcu,k+1.645，以下描述中错误的是（）。（A）fcu,0砼配制强度；（B）fcu,k砼立方体抗压强度标准值；（C）混凝土强度标准差；（D）1.645概率系数，其对应的保证率为85%。,3、假设某盘混凝土拌合物25L，用水量为4.5kg，坍落度为90mm，则该混凝土设计坍落度为170mm时（其他材料及用量均保持不变）的每方用水量宜为_kg/m3。（A）190；（B）200；（C）210；（D）220,例题,高强砼,一、对原材料的要求1、水泥：硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；2、粗骨料的粒径、针片状、含泥量、泥块含量，以及细集料的细度、含泥量、泥块含量等指标对高强砼各项性能有显著的影响，因此对骨料提出严格的指标要求；3、外加剂与矿物掺合料是配制高强砼重要的组成材料。,二、混凝土配合比设计1、混凝土配制强度的确定fcu.01.15fcu.k；2、水胶比、胶凝材料用量和砂率按表7.3.2选取，并应经试配确定；,高强砼,3、外加剂和矿物掺合料品种和掺量应通过试配确定，矿物掺合料掺量宜为25%40%，硅灰掺量不宜大于10%；4、水泥用量不宜大于500kg/m3。,高强砼,三、试配及配合比确定1、强度试验用配合比除试拌配合比（依据表7.3.2计算并调整拌合物性能的试拌配合比）外其余水胶比应分别增加和减少0.02；2、配合比确定后，应采用该配合比进行不少于三盘混凝土的重复试验，且每组抗压强度不应低于配制强度；3、宜采用标准尺寸试件测抗压强度，非标尺寸折算系数应经试验确定。,高强砼,配合比计算实例,某工程设计室内潮湿砼等级为C30，采用泵送施工，坍落度要求为160mm，使用的原材料如下：水泥为42.5级，富余系数1.16，碎石0.52cm，中砂、掺减水率为18%的高效减水剂（掺量为胶凝材料的0.5%），粉煤灰为II级灰（掺量为15%，影响系数0.90），假设计算所得基准配合比为最终试验配合比，其试拌测得表观密度为2459kg/m3，测得现场粗骨料含水率为2%，细骨料含水率为4%，试计算该工程的施工混凝土配合比。,配合比计算实例,1、计算试配强度无统计数据时，C30砼=5.0MPafcu.o=fcu.k+1.645=30+1.6455.0=38.2MPa,配合比计算实例,2、计算水胶比W/B=afb/（fcu.o+abfb）=0.530.901.1642.5/（38.2+0.530.200.901.1642.5）=0.54符合室内潮湿混凝土水胶比限值要求。,配合比计算实例,3、查表，当坍落度为90mm时，mw=215kg/m3则坍落度为160mm时，mw=215+20=235kg/m3mw=mw(1)=193kg/m3mb=mw/（W/B）=193/0.54=357kg/m3符合泵送砼最小胶凝材料用量要求。,配合比计算实例,4、粉煤灰及水泥用量mf=mbf=35715%=54kg/m3mc=mb-mf=303kg/m35、外加剂用量ma=mba=3570.5%=1.78kg/m3,配合比计算实例,6、查表坍落度为60mm时砂率为35%（采用线性插入法），则坍落度为160mm时s=35%+5%=40%符合泵送混凝土砂率要求。,7、按重量法计算基准配合比2400=mc+mw+mf+ms+mgs=ms/(ms+mg)=40%解得：ms=740kg/m3mg=1110kg/m38、砼配合比为：mw：mc：ms：mg：mf：ma=193：303：740：1110：54：1.78,配合比计算实例,9、砼配合比校正：实测拌合物表观密度为2459kg/m3，理论拌合物表观密度为2400kg/m3，根据公式算得，2459-2400/2400100%=2.5%,配合比计算实例,依据标准规定，当容重实测值与计算值之差的绝对值超过计算值2%时，应进行调整，各类材料用量应乘以校正系数。校正系数=c，t/c，c=2459/2400=1.02校正后试验室配合比为：mw：mc：ms：mg：mf：ma=197:309:755:1132:55:1.82,配合比计算实例,10、生产配合比应考虑骨料的实际含水率，对单位用水量进行调整。