《建筑材料》-项目3 混凝土

项目3混凝土任务3.6混凝土强度任务3.7混凝土的耐久性任务3.8混凝土的质量控制任务3.9普通混凝土配合比设计任务3.10混凝土的外加剂任务3.11其他混凝土上一页返回任务3.1混凝土的基本知识３.１.１混凝土的概念混凝土(简称砼)泛指由胶凝材料、水、集料(粗集料、细集料、轻集料等),必要时掺入外加剂、掺合料按适当配合比拌和,经凝结硬化养护而成的人造石材.普通混凝土是指由水泥、石子(又称粗集料或粗集料)、砂子(又称细集料或细集料)和水混合后的四种材料组成,必要时掺入化学外加剂和矿物质混合材料,按适当配合比拌和,经凝结硬化养护而成的人造石材,干密度为２０００~２８００k-/m３.在凝结前称为混凝土拌合物,又称新拌混凝土.其中,施工中应用最普遍、用量最大的是普通混凝土,本书中若无特别说明,混凝土均为普通混凝土.下一页返回任务3.1混凝土的基本知识３.１.２混凝土的分类(１)按表观密度(均为干密度,干表观密度是指试件在温度为(１０５±５)℃的条件下干燥至恒重后测定,其质量与表观体积之比.表观体积是实体积加闭口孔隙体积,此体积即材料排开水的体积)分类见表３-１.轻混凝土按表观密度分类见表３-２.(２)按胶凝材料分类:无机胶凝材料混凝土(水泥混凝土、石膏混凝土)、有机胶凝材料混凝土(沥青混凝土、聚合物混凝土).(３)按施工工艺、功能及用途分类:喷射混凝土、泵送混凝土、振动灌浆混凝土、结构混凝土、防水混凝土、装饰混凝土、修补混凝土、高强度混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、耐碱混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土和流态混凝土等.上一页下一页返回任务3.1混凝土的基本知识３.１.３混凝土的特点混凝土作为一种重要的建筑材料,被广泛使用,因为它具有以下特点:(１)具有较高的抗压强度及耐久性,而且可以通过改变配合比得到性能不同的混凝土,以满足不同工程的要求.(２)混凝土拌合物有良好的塑性,容易浇筑成各种形状、尺寸的结构或构件.(３)热膨胀系数与钢筋相近,混凝土与钢筋有牢固的粘结力,可以做成钢筋混凝土.(４)表面可做成各种花饰,具有一定的装饰效果.(５)经久耐用,维修费用低.拌制混凝土的砂石材料价格较低,就地取材,比较经济.上一页下一页返回任务3.1混凝土的基本知识(６)可浇筑成整体建筑物以提高抗震性,也可预制成各种构件再进行装配.(７)混凝土的主要缺点是抗拉、抗弯强度较低,自重大、易开裂、脆性大.(８)混凝土工程的施工过程多,影响混凝土质量的因素较多,施工中要严格控制质量.上一页下一页返回任务3.1混凝土的基本知识３.１.４组成材料在混凝土中的作用在混凝土中,集料(粗、细集料)起总的骨架作用,水泥、水组成水泥浆,水泥浆包裹在集料表面并填充其空隙,在硬化前,填充粗集料的空隙、包裹粗集料的表面起到粘结和润滑作用,从而使混凝土拌合物具有流动性和可塑性,即混凝土的和易性(便于施工浇筑成型).混凝土拌合物中的水泥浆使混凝土拌合物具有一定的硬度,在硬化后,水泥浆变成水泥石,则起到了胶结作用,将粗、细集料胶结为一整体,粗、细集料在混凝土中起到了骨架作用,提高混凝土的力学性能(主要是抗压强度)和耐久性,减小混凝土的变形.水泥浆硬化后,则将集料胶结成一个坚实的整体.混凝土结构如图３-１所示.上一页下一页返回任务3.1混凝土的基本知识３.１.５混凝土检测前准备要使混凝土起到本身的作用,就必须对混凝土的质量控制好,应满足以下要求:(１)各组成材料经拌和后形成的拌合物应具有与施工条件相适应的和易性,便于施工.(２)混凝土应在规定龄期内达到设计要求的强度.(３)满足与环境相适应的耐久性.(４)变形值应较小以满足抗裂性等性能的要求.(５)在保证质量的前提下,经济上应合理,即尽可能减少水泥用量.上一页下一页返回任务3.1混凝土的基本知识根据以上要求,应该做以下试验:(１)组成材料(混凝土的原材料):水泥的检测、砂的检测、石子的检测和水的要求.(２)各种材料的配合:配合比设计(技术上可行、经济上合理).(３)拌合物性能:和易性检测(稠度试验)、凝结时间试验、泌水与压力泌水试验、表观密度试验、含气量试验.(４)混凝土的力学性能:抗压强度试验、轴心抗压强度试验、静力受压弹性模量试验、劈裂抗拉强度试验、抗折强度试验.(５)混凝土的耐久性:抗冻试验、弹性模量试验、抗水渗透试验、抗氯离子渗透试验、收缩试验、受压徐变试验等.上一页返回任务３.２水泥和水的要求３.２.１水泥的要求１.水泥品种的选择水泥的品种应根据混凝土工程的特点及所处的环境合理选择.在满足工程要求的前提下,可选用价格较低的水泥品种,以节约造价.配制一般混凝土可以选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等通用水泥.硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰质水泥和粉煤灰水泥是我国生产量最多的通用水泥,其产量占水泥总产量的９０％以上.水泥的选用见表３-３.２.水泥强度等级的选择水泥强度等级应与混凝土的设计强度等级相适应,经验证明,不掺加减水剂和掺合材料的混凝土,一般水泥强度等级２８d抗压强度指标值以混凝土强度等级的１.５~２.０倍为宜.下一页返回任务３.２水泥和水的要求３.２.２混凝土拌合用水的要求１.混凝土拌合用水的选择混凝土拌合用水应符合«混凝土用水标准»(J-J６３—２００６)的规定,凡符合现行国家标准«生活饮用水卫生标准»(-B５７４９—２００６)要求的饮用水,可不经检验作为混凝土用水(拌制和养护).对于设计使用年限为１００年的结构混凝土,氯离子含量不得超过５００m-/L;对使用钢丝或经热处理钢筋的预应力混凝土,氯离子含量不得超过３５０m-/L.未经处理的海水严禁用于钢筋混凝土和预应力混凝土,因其中所含硫酸盐、氯化物对钢筋有腐蚀作用.海水可用于素混凝土,但不宜用于装饰混凝土.上一页下一页返回任务３.２水泥和水的要求含有油类、糖、酸或其他污浊物质的水,会影响水泥的正常凝结与硬化,甚至造成质量事故,均不得使用.混凝土用水的水源有自来水、地表水、地下水、海水及经适当处理后的工业废水.但水质必须符合标准才能使用,否则会影响混凝土的质量.对拌制混凝土用的水质有怀疑时,被检验水样应与饮用水样进行水泥凝结时间和强度对比试验.对比试验的水泥初凝时间差及终凝时间差均不应大于３０min;同时,初凝时间和终凝时间应符合现行国家标准«通用硅酸盐水泥»(-B１７５—２００７)的规定.水泥胶砂强度对比试验,被检验水样配制的水泥胶砂３d和２８d强度不应低于饮用水配制的水泥胶砂３d和２８d强度的９０％.混凝土拌合用水水质要求见表３-４.上一页下一页返回任务３.２水泥和水的要求２.混凝土用水的国家标准检测(１)pH值的检验:应符合现行国家标准«水质pH值的测定玻璃电极法»(-B/T６９２０—１９８６)的要求,并宜在现场测定.(２)不溶物的检验:应符合现行国家标准«水质悬浮物的测定重量法»(-B/T１１９０１—１９８９)的要求.(３)可溶物的检验:应符合现行国家标准«生活饮用水标准检验方法»(-B/T５７５０—２００６)的要求.(４)氯化物的检验:应符合现行国家标准«水质氯化物的测定硝酸银滴定法»(-B/T１１８９６—１９８９)的要求.(５)硫酸盐的检验:应符合现行国家标准«水质硫酸盐的测定重量法»(-B/T１１８９９—１９８９)的要求.上一页下一页返回任务３.２水泥和水的要求(６)碱含量的检验:应符合现行国家标准«水泥化学分析方法»(-B/T１７６—２００８)中关于氧化钾、氧化钠测定的火焰光度计法的要求.(７)水泥凝结时间试验:应符合现行国家标准«水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法»(-B/T１３４６—２０１１)的要求.试验应采用４２.５级硅酸盐水泥,也可采用４２.５级普通硅酸盐水泥,出现争议时,应以４２.５级硅酸盐水泥为准.(８)水泥胶砂强度试验:应符合现行国家标准«水泥胶砂强度检验方法(ISO法)»(-B/T１７６７１—１９９９)的要求.试验应采用４２.５级硅酸盐水泥,也可采用４２.５级普通硅酸盐水泥;出现争议时,应以４２.５级硅酸盐水泥为准.上一页下一页返回任务３.２水泥和水的要求３.混凝土用水的取样检测(１)水质检验水样不应少于５L,用于测定水泥凝结时间和胶砂强度的水样不应少于３L.(２)采集水样的容器应无污染,容器应用待采集水样冲洗三次再灌装,并应密封待用.(３)地表水宜在水域中心部位、距水面１００mm以下采集,并应记载季节、气候、雨量和周边环境的情况.(４)地下水应在放水冲洗管道后接取或直接用容器采集,不得将地下水积存于地表后再从中采集.(５)再生水应在取水管道终端接取.上一页下一页返回任务３.２水泥和水的要求(６)混凝土企业设备洗刷水应沉淀后,在池中距水面１００mm以下采集.(７)水质全部项目检验宜在取样后７d内完成.(８)放射性检验、水泥凝结时间检验和水泥胶砂强度成型宜在取样后１０d内完成.(９)地表水、地下水和再生水的放射性应在使用前检验;当有可靠资料证明无放射性污染时,可不检验.上一页返回任务３.３细集料３.３.１基本知识粒径为０.１６~５mm的集料称为细集料.细集料一般用天然砂,天然砂有河砂、海砂、山砂之分,以洁净的河砂为优,但不包括软质岩、风化岩石的颗粒.海砂经洗去盐分并筛去贝壳等轻物质后,也可使用.山砂风化较强烈,含泥量大,必须经充分论证后方可使用.在天然砂缺乏的条件下,也可采用天然石料粉碎制成的人工砂,人工砂包括机制砂和混合砂.机制砂是由机械破碎、筛分制成的,混合砂是由机制砂和天然砂混合制成的砂.人工砂颗粒粗糙且含一定量的石粉,故拌制的混凝土不仅强度高,而且和易性也容易得到保证.选择砂的品种时一定要因地制宜,以保证优质、经济.下一页返回任务３.３细集料３.３.２技术要求«普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准»(J-J５２—２００６)对砂子的技术要求主要有以下几个方面.１.砂的粗细程度及颗粒级配(１)砂的粗细程度.砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起的平均粗细程度.在混凝土各种材料用量相同的情况下,如砂过粗,砂子颗粒的表面积较小,混凝土的黏聚性、保水性较差;如砂过细,砂子颗粒表面积过大,虽混凝土黏聚性、保水性较好,但由于需要较多的水泥浆来包裹砂粒表面,故用于润滑的水泥浆则较少,混凝土拌合物流动性差,甚至还会影响混凝土的强度.所以,拌制混凝土的砂不宜过细,也不宜过粗.上一页下一页返回任务３.３细集料(２)砂的颗粒级配.砂的颗粒级配是指砂中各种粒径颗粒的砂互相搭配及组合情况.级配良好的砂,大小颗粒搭配适当,一般有较多粗颗粒,并有适当数量的中等颗粒及少量的细颗粒填充其空隙,砂的总表面积及空隙率均较小.使用级配良好的砂,填充空隙用的水泥浆较少,不仅可节省水泥,而且混凝土的和易性好,强度、耐久性及密实度也较高.颗粒均匀的砂是级配不良的砂.砂的级配可用级配曲线表示.对细度模数为３.７~１.６的普通混凝土用砂,按现行«普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准»(J-J５２—２００６)的规定,根据０.６３mm筛孔的累计筛余百分数分成三个级配区(表３-６).混凝土用砂的颗粒级配,应处于表中任何一个级配区以内.砂的实际颗粒级配与表中所列的累计筛余百分数相比,除５mm、０.６３mm筛外,允许稍有超出分区界线,但其总量不应大于５％.上一页下一页返回任务３.３细集料以累计筛余百分数为纵坐标,以公称粒径为横坐标,根据表３-６的规定画出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级配区的筛分曲线,如图３-２所示.砂的筛分曲线应处于任何一个级配区内.配置混凝土时宜优先选用Ⅱ区砂,Ⅰ区的砂较粗,以配制富混凝土和低流动性混凝土为宜.Ⅰ区右下方的砂过粗,不宜用于配制混凝土.Ⅲ区的砂较细,Ⅲ区以左的砂过细,配成的混凝土水泥用量较多,而且强度显著降低,也不宜用于配制混凝土.如果砂的自然级配不符合级配区的要求,可以用人工级配的办法予以改善.可以将粗、细砂按适当比例进行试配,掺合使用.也可将砂筛分,筛去过粗或过细的颗粒,调整砂的级配.配制泵送混凝土宜选用中砂.上一页下一页返回任务３.３细集料２.砂的质量标准砂应质地坚硬、清洁,有害杂质的含量不超过限量.砂中有害杂质主要有黏土、淤泥、黑云母、硫化物、硫酸盐、有机物以及贝壳、煤屑等轻物质.黏土、淤泥、黑云母会影响水泥与集料的胶结,含量多时会使混凝土强度降低.尤其是成团的黏土,对混凝土强度的影响更为严重.硫化物、硫酸盐、有机物对水泥有侵蚀作用.轻物质本身强度较低,会影响混凝土的强度及耐久性.所以,要严格控制砂中的含泥量和泥块含量.天然砂中含泥量见表３-７.砂中泥块含量见表３-８.砂中的有害杂质含量见表３-９.人工砂或混合砂中石粉含量见表３-１０.砂的坚固性应采用硫酸钠溶液检验,试样经５次循环后,其质量损失应符合表３-１１的规定.上一页下一页返回任务３.３细集料由于海砂含盐量大,对钢筋有锈蚀作用,对于钢筋混凝土用砂,其氯离子含量不得大于０.０６％(以干砂的质量百分率计);对于预应力混凝土用砂,其氯离子含量不得大于０.０２％(以干砂的质量百分率计).必要时应进行淋洗,也可掺入亚硝酸钠(NaNO３)(掺量为水泥质量的０.６％~１.０％),以抑制钢筋锈蚀.海砂中贝壳含量应符合表３-１２的规定.３.３.３砂检测必检:筛分析试验、含泥量、泥块含量.选测:密度、有害杂质含量、坚固性、碱活性检测、含水率.上一页下一页返回任务３.３细集料３.３.３.１取样与缩分１.取样(１)用大型工具运输的,应以４００m３或６００t为一验收批;用小型工具运输的,应以２００m３或３００t为一验收批.不足上述数量的以一批论.(２)在料堆上取样时,取样部位应均匀分布,取样前先将取样部位表层铲除,然后由各部位抽取大致相等的砂共８份,组成一组样品.在皮带上取样时,应在皮带运输机机尾的出料处用接料器定时抽取砂４份,组成各自一组样品.(３)每组样品的取样数量,对每一单项试验,应不少于表３-１３所规定的最少取样质量.须做几项试验时,如确能保证样品经一项试验后不致影响另一项试验的结果,可用同组样品进行几项不同的试验.上一页下一页返回任务３.３细集料(４)每组样品应妥善包装,避免细料散失,防止污染,并附样品卡片,标明样品的编号、取样时间、代表数量、产地、样品量、要求检验项目及取样方式等.２.缩分砂的样品缩分方法有以下两种:(１)用分料器(图３-３)缩分.将样品在潮湿状态拌和均匀,然后将其通过分料器,留下两个接料斗中的一份,并将另一份再次通过分料器.重复上述过程,直至把样品缩分至试验所需量为止.(２)人工四分法缩分.将样品置于平板上,在潮湿状态下拌和均匀,并堆成厚度约为２０mm的“圆饼”,然后沿互相垂直的两条直径把圆饼分成大致相等的四份,取其对角的两份重新拌匀,再堆成圆饼.重复上述过程,直至缩分后的材料量略多于进行试验所必须的量为止.上一页下一页返回任务３.３细集料３.３.３.２砂的筛分析试验１.主要仪器设备(１)试验筛孔径为１０.００mm、５.００mm、２.５０mm、１.２５mm、０.６３mm、０.３１５mm、０.１６０mm的方孔筛以及筛的底盘和盖各一只;筛框直径为３００mm或２００mm.其产品质量要求应符合现行国家标准要求.(２)天平称量１０００-,感量１-.(３)摇筛机.(４)烘箱能使温度控制在(１０５±５)℃.(５)浅盘,硬、软毛刷,容器等.上一页下一页返回任务３.３细集料２.试样制备试样的颗粒公称粒径不应大于１０.０mm.试验前应先通过１０.０mm的方孔筛,并计算筛余.然后,称取每份不少于５５０-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.３.试验步骤(１)准确称取烘干试样５００-(特细砂可称２５０-),置于按筛孔大小顺序排列(大孔在上,小孔在下)的套筛的最上一只筛(５.００mm的方孔筛)上.将套筛装入摇筛机内固紧,筛分时间为１０min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,并和下一个筛中试样一起过筛,按这样的顺序进行,直至每一个筛全部筛过为止.无摇筛机时可改用手筛.当试样含泥量超过５％时,应先将试样水洗,然后烘干至恒重,再进行筛分.上一页下一页返回任务３.３细集料(２)试样在各只筛子上的筛余量均为不得超过计算得出的筛余量,否则应将该筛的筛余试样分成两份或数份,再次进行筛分,并以其筛余量之和作为该筛的筛余量.(３)称取各筛筛余试样的质量(精确至１-),所有各筛的分计筛余量和底盘中剩余量之和与筛分前的试样总量相比,相差不得超过１％.４.筛分试验结果计算(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０.１％.(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和),精确至０.１％.(３)根据各筛两次试验累计筛余的平均值,评定该试样的颗粒级配分布情况,精确至１％.上一页下一页返回任务３.３细集料(４)按下式计算砂的细度模数μf(精确至０.０１)(５)筛分试验应采用两个试样平行试验,细度模数以两次试验结果的算术平均值作为测定值(精确至０.１),如两次试验所得细度模数之差大于０.２０时,应重新取样进行试验.上一页下一页返回任务３.３细集料３.３.３.３砂的含泥量检测砂的含泥量试验(标准方法),适用于测定砂中的含泥量.１.主要仪器设备(１)天平:称量１０００-,感量１-.(２)烘箱:能使温度控制在(１５０±５)℃.(３)试验筛:孔径为８０μm及１.２５mm的方孔筛各一个.(４)洗砂用的容器及烘干用的浅盘等.２.试样制备将样品在潮湿状态下用四分法缩分至约１１００-,置于温度为(１５０±５)℃的烘箱中烘干至恒重,冷却至室温后,立即称取两份各为４００-(m０)的试样备用.上一页下一页返回任务３.３细集料３.试验步骤(１)取烘干的一份试样置于容器中,并注入饮用水,使水面高出砂面约１５０mm并充分拌混均匀后,浸泡２h.然后,用手在水中淘洗试样,使尘屑、淤泥和黏土与砂粒分离,并使之悬浮或溶于水中.缓缓地将浑浊液倒入１.２５mm及８０μm的套筛(１.２５mm筛放置上面)上,滤去小于８０μm的颗粒.试验前,筛子的两面应先用水润湿,在整个试验过程中应注意避免砂粒丢失.(２)再次加水于筒中,重复上述过程,直到筒内洗出的水清澈为止.(３)用水冲洗余留在筛上的细粒.并将８０μm筛放在水中(使水面略高出筛中砂粒的上表面)来回摇动,以充分洗除小于８０μm的颗粒.然后,将两只筛上剩余的颗粒和筒中已经洗净的试样一并装入浅盘,置于温度为(１５０±５)℃的烘箱中烘干至恒重.取出来冷却至室温后,称试样的重量(m１).上一页下一页返回任务３.３细集料４.结果计算砂的含泥量应按下式计算(精确至０.１％):３.３.３.４砂的泥块含量检测砂的泥块含量试验,适用于测定砂中泥块含量.１.主要仪器设备(１)天平:称量１０００-,感量１-.(２)烘箱:能使温度控制在(１０５±５)℃.(３)试验筛:孔径为６３０μm及１.２５mm各一个.(４)洗砂用的容器及烘干用的浅盘等.上一页下一页返回任务３.３细集料２.试样制备将样品在潮湿状态下用四分法缩分至约５０００-,置于温度为(１０５±５)℃的烘箱中烘干至恒重.冷却至室温后,用１.２５mm的方孔筛筛分,取筛上的砂４００-分为两份备用.３.试验步骤(１)称取试样２００-(m１)置于容器中,并注入饮用水,使水面高出砂面约１５０mm.充分拌混均匀后,浸泡２４h,然后用手在水中碾碎泥块,再把试样放在６３０μm筛上,用水淘洗,直至水清澈为止.(２)保留下来的试样应小心地从筛里取出,装入浅盘后,置于温度为(１０５±５)℃的烘箱中烘干至恒重,冷却后称重(m２).上一页下一页返回任务３.３细集料４.结果计算砂中泥块含量应按下式计算(精确至０.１％):上一页返回任务３.４粗集料３.４.１基本知识集料中粒径大于５mm的颗粒为粗集料,普通混凝土常用卵石或碎石作粗集料.卵石是岩石经自然作用而形成的.卵石颗粒较圆,表面光滑,空隙率及表面积较小,拌制的混凝土和易性好,但与水泥的胶结能力较差.因此,在相同的条件下,卵石混凝土强度低于碎石混凝土.卵石含泥较多,开采后需经筛洗方可使用.碎石由天然岩石或将卵石经人工或机械破碎、筛分而得.碎石有棱角,表面粗糙,空隙率及表面积较大,拌制的混凝土和易性较差,但碎石与水泥的胶结能力较好,在相同的条件下,碎石混凝土的强度高于卵石混凝土.碎石的成本一般较高.下一页返回任务３.４粗集料卵石与碎石各具特点,应根据就地取材的原则选用.在卵石储量大、质量好的地区,应优先考虑使用卵石;在缺少卵石的地区或要求混凝土强度等级较高时,宜采用碎石.１.粗集料的最大粒径及颗粒级配(１)最大粒径(DM).粗集料中公称粒级的上限为该粒级的最大粒径.粗集料的最大粒径较大时,集料的总表面积较小,这样可以节省水泥浆的用量,也使混凝土的发热量降低.所以,在条件许可时应尽量选择较大的最大粒径.同时试验证明,在水泥用量较少的混凝土中(水泥用量≤１７０k-/m３),采用大集料是有利的;在普通配合比的混凝土中,集料粒径大于４０mm并没有好处.(２)颗粒级配.粗集料级配的好坏,对保证混凝土和易性、强度及耐久性更具重要的意义.要求大小石子搭配适当,集料的空隙率及总表面积均较小,使混凝土的水泥用量少、质量好.上一页下一页返回任务３.４粗集料石子的级配也通过筛分试验确定,石子的标准筛(方孔筛)有孔径为２.５０mm、５.０mm、１０.０mm、１６.０mm、２０.０mm、２５.０mm、３１.５mm、４０.０mm、５０.０mm、６３.０mm、８０.０mm及１００mm１２个.按现行«普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准»(J-J５２—２００６)的规定,普通混凝土用碎石或卵石的级配应符合表３-１４的规定.石子的级配有天然级配和人工级配两种.天然级配是开采的卵石或破碎的碎石,只要各种粒径石子所含的比例符合表３-１４中对连续粒级石子的要求,可不经筛分直接使用,以取得较好的经济效果.人工级配是先将卵石或碎石按颗粒大小筛分成若干粒径级(单粒级),再按一定比例配合成连续粒级使用.混凝土用石应采用连续粒级.上一页下一页返回任务３.４粗集料２.粗集料的质量要求(１)含泥量及有害杂质.粗集料中的有害杂质主要有黏土、细屑、硫化物、硫酸盐及有机物等.其危害与细集料中的有害杂质相同.粗集料中的有害杂质含量应不超过表３-１５和表３-１６的规定.粗集料中含有风化软弱颗粒时,要进行试验论证.另外,粗、细集料中都可能含有活性氧化硅颗粒(如蛋白石、玉髓、磷石英、流纹岩、安山岩、凝灰岩等).如所用水泥的含碱(K２O、Na２O)量较高(一般折算成Na２O含量大于０.６％)时,活性氧化硅与水泥中的碱分发生化学反应,生成吸水后体积显著膨胀的碱-硅酸凝胶,将硬化的水泥石胀裂,这通常称为碱-集料反应.粗集料中的活性颗粒对混凝土造成的危害比细集料更为严重.如集料中含有活性颗粒,必须进行专门的试验论证,进行碱活性检验.上一页下一页返回任务３.４粗集料(２)颗粒形状.卵石及碎石的形状以接近卵形或立方体为较好.针状颗粒(颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径的２.４倍,平均粒径是指一个粒级下限粒径和上限粒径的平均值)和片状颗粒(厚度小于平均粒径的０.４倍)不仅本身容易折断,而且使空隙率增大,影响混凝土的质量.(３)强度.«普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准»(J-J５２—２００６)中规定,碎石或卵石的强度,可用岩石的抗压强度和压碎值指标两种方法表示.岩石的抗压强度应比所配置混凝土的强度至少高２０％.当混凝土强度等级≥C６０时,应进行岩石的抗压强度.上一页下一页返回任务３.４粗集料抗压强度用ϕ５０mm×５０mm的圆柱体试件或边长为５０mm的立方体试件在水中浸泡４８h,使试件达到水饱和状态后进行测定.要求抗压强度≥４５MPa.同时,极限抗压强度与所采用的混凝土强度等级之比不应小于１.５.用压碎指标表示粗集料的强度时,是将一定质量气干状态下的１０~２０mm的石子装入一定规格的圆筒内,在压力机上施加荷载至２００kN,卸荷后称取试样质量(m),用孔径为２.５mm的筛筛除被压碎的细粒后称取试样的筛余量(m１).压碎指标表示石子抵抗压碎的能力,以间接推测其相应的强度.压碎指标应符合«普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准»(J-J５２—２００６)的规定,见表３-１７和表３-１８.上一页下一页返回任务３.４粗集料(４)坚固性.有抗冻要求的混凝土所用的粗集料,要求测定其坚固性.坚固性用硫酸钠溶液法检验,石料试样经５次循环后,其质量损失应不超过«普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准»(J-J５２—２００６)的规定,见表３-１９.３.集料的饱和面干吸水率集料的含水状态如图３-４所示.在１００℃~１０５℃的条件下烘干至恒重时,称为全干状态;长期放在一定湿度的空气中,会使集料吸收或散失水分而达到稳定的含水状态,称为气干状态;当集料的颗粒表面干燥,而颗粒内部的孔隙含水饱和时,称为饱和面干状态;当集料不仅内部孔隙含水饱和,而且表面还吸附水分时,称为湿润状态.上一页下一页返回任务３.４粗集料当拌制混凝土时,由于集料含水量不同,将影响混凝土的用水量和集料用量.集料在饱和面干状态时的含水率,称为饱和面干吸水率.计算混凝土中各项材料配合比时,一般以干燥集料为基准,而水利工程常以饱和面干集料为准.３.４.２粗集料检测必检:筛分析试验、含泥量、泥块含量,针、片状颗粒含量,压碎指标.选测:密度、有害杂质含量、坚固性、碱活性检测、含水率.上一页下一页返回任务３.４粗集料３.４.２.１取样与缩分１.取样(１)用大型工具运输时,应以４００m３或６００t为一验收批;用小型工具运输时,应以２００m３或３００t为一验收批.不足上述数量的以一批论.(２)在料堆上取样时,取样部位应均匀分布,取样前先将取样部位表层铲除,然后由各部位抽取大致相等的石子共１６份,组成一组样品.在皮带上取样时,应在皮带运输机机尾的出料处用接料器定时抽取石子８份,组成各自一组样品.(３)每组样品的取样数量,对每一单项试验,应不少于表３-２０所规定的最少取样数量.须做几项试验时,如能保证样品经一项试验后不致影响另一项试验的结果,可用同组样品进行几项不同的试验.上一页下一页返回任务３.４粗集料(４)每组样品应妥善包装,避免细料散失,防止污染并附样品卡片,标明样品的编号、取样时间、代表数量、产地、样品量、要求检验项目及取样方式等.２.缩分与砂相同.３.４.２.２碎石或卵石的筛分析试验１.主要仪器设备(１)试验筛:孔径为１００mm、８０mm、６３mm、５０mm、４０mm、３１.５mm、２５mm、２０mm、１６mm、１０mm、５mm、２.５mm的圆孔筛以及筛的底盘和盖各一只;其规格和质量要求符合现行国家标准,筛框直径为３００mm.上一页下一页返回任务３.４粗集料(２)天平或秤:天平的称量５k-,感量５-;秤的称量２０k-,感量２０-.(３)烘箱:能使温度控制在(１０５±５)℃;(４)浅盘.２.试样制备试验前,用四分法将样品缩分至表３-２１所规定的最少质量,烘干或风干后备用.３.试验步骤(１)按表３-２１的规定称取试样.(２)将试样按筛孔大小顺序过筛,当每号筛上筛余层的厚度大于试样的最大粒径时,应将该号筛上的筛余分成两份,再次进行筛分,直至各筛每分钟的通过量不超过试样总量的０.１％(当筛余颗粒的粒径大于２０mm时,在筛分过程中,允许用手指拨动颗粒).上一页下一页返回任务３.４粗集料(３)称取各筛筛余物的质量,精确至试样总质量的０.１％,在筛上的所有分计筛余量和筛底剩余的总和与筛分前测定的试样总量相比,其相差不得超过１％.４.试验结果计算(１)由各筛上的筛余量除以试样总质量,计算得出该号筛的分计筛余百分率(精确至０.１％).(２)每号筛计算得出的分计筛余百分率与大于该筛号各筛的分计筛余百分率相加,计算得出其累计筛余百分率(精确至l％).(３)根据各筛的累计筛余百分率,评定该试样的颗粒级配.上一页下一页返回任务３.４粗集料３.４.２.３碎石或卵石中含泥量检测１.主要仪器设备(１)秤:称量２０k-,感量２０-.(２)烘箱:能使温度控制在(１０５±５)℃.(３)试验筛:孔径为８０μm及１.２５mm的方孔筛各一个.(４)容积约１０L的瓷盘或金属盒.(５)浅盘.２.试样制备将样品缩分至表３-２２所规定的量(注意防止细粉丢失),置于温度为(１０５±５)℃的烘箱中烘干至恒重,冷却至室温后,立即称取各为４００-(m０)的试样两份备用.上一页下一页返回任务３.４粗集料３.试验步骤(１)秤取试样一份(m０)装入容器中摊平,并注入饮用水,使水面高出石子表面约１５０mm;浸泡２h后,用手在水中淘洗试样,使尘屑、淤泥和黏土与砂粒分离,并使之悬浮或溶于水中.缓缓地将浑浊液倒入１.２５mm及８０μm的方孔套筛(１.２５mm筛放置上面)上,滤去小于８０μm的颗粒.试验前筛子的两面应先用水润湿,在整个试验过程中应注意避免砂粒丢失.(２)再次加水于筒中,重复上述过程,直到筒内洗出的水清澈为止.(３)用水冲洗余留在筛上的细粒.并将８０μm筛放在水中(使水面略高出筛内颗粒的上表面)来回摇动,以充分洗除小于８０μm的颗粒.然后,将两只筛上剩余的颗粒和筒中已经洗净的试样一并装入浅盘,置于温度为(１０５±５)℃的烘箱中烘干至恒重.取出来冷却至室温后,称试样的质量(m１)上一页下一页返回任务３.４粗集料４.结果计算含泥量应按下式计算(精确至０.１％):３.４.２.４碎石或卵石中泥块含量检测１.主要仪器设备(１)秤:称量２０k-,感量２０-.(２)烘箱:能使温度控制在(１０５±５)℃.(３)试验筛:孔径为５mm及２.５mm方孔筛各一个.(４)水筒及浅盘等.上一页下一页返回任务３.４粗集料２.试样制备将样品缩分至略大于表３-２２所示的质量,缩分时应防止所含黏土块被压碎.置于温度为(１０５±５)℃的烘箱中烘干至恒重,冷却至室温后分为两份备用.３.试验步骤(１)筛去公称粒径５.００mm以下的颗粒,称取其质量(m１).(２)将试样在容器中摊平,并注入饮用水,使水面高出试样表面.浸泡２４h把水放出,用手碾压泥块,再把试样放在２.５０mm的方孔筛上,用水淘洗,直至水清澈为止.(３)保留下来的试样应小心地从筛里取出,装入浅盘后,置于温度为(１０５±５)℃烘箱中烘干至恒重,冷却后称重(m２).上一页下一页返回任务３.４粗集料４.结果计算泥块含量应按下式计算(精确至０.１％)：以两个试样试验结果的算术平均值作为测定值.３.４.２.５碎石或卵石中针片和片状颗粒的总含量检测１.主要仪器设备(１)针状规准仪(图３-５)和片状规准仪(图３-６)或游标卡尺.(２)天平和秤:天平的称量２k-,感量２-;秤的称量１０k-,感量１０-.上一页下一页返回任务３.４粗集料(３)试验筛:孔径分别为５.００mm、１０.０mm、２０.０mm、２５.０mm、３１.５mm、４０.０mm、６３.０mm、８０.０mm的方孔筛各一只,根据需要选用.(４)卡尺.２.试样制备试验前,将样品在室内风干至表面干燥,并缩分至表３-２３规定的量,称量(m０),然后筛分成表３-２４所规定的粒级备用.３.试验步骤(１)按表３-２４所规定的粒级用规准仪逐粒对试样进行鉴定.凡颗粒长度大于针状规准仪上相对应间距者,为针状颗粒;厚度小于片状规准仪上相应孔宽者,为片状颗粒.上一页下一页返回任务３.４粗集料(２)公称粒径大于４０mm的碎石或卵石可用卡尺鉴定其针片状颗粒,卡尺卡口的设定宽度应符合表３-２５的规定.(３)称量由各粒级挑出的针状和片状颗粒的总重量(m１).４.结果计算碎石或卵石中针、片状颗粒含量wp应按下式计算(精确至０.１％):上一页下一页返回任务３.４粗集料３.４.２.６碎石或卵石的压碎指标值试验本方法适用于测定碎石或卵石抵抗压碎的能力,以间接地推测其相应的强度.１.主要仪器设备(１)压力试验机,荷载３００kN.(２)压碎值指标测定仪(图３-７).(３)秤:秤的称量５k-,感量５-.(４)试验筛:孔径分别为１０.０mm、２０.０mm的方孔筛各一只.上一页下一页返回任务３.４粗集料２.试样制备(１)标准试样一律采用１０.０~２０.０mm的颗粒,并在风干状态下进行试验.(２)对多种岩石组成的卵石,如粒径大于２０mm颗粒的岩石矿物成分与１０.０~２０.０mm颗粒有显著差异时,应将大于２０mm的颗粒经人工破碎后,筛取１０.０~２０.０mm标准粒级另外进行压碎指标值试验.(３)将缩分后的样品先晒出试样中公称粒径１０mm以下及２０.０mm以上的颗粒,再用针状和片状规准仪分别剔除针状和片状颗粒,然后称取每份３k-的试样三份备用.上一页下一页返回任务３.４粗集料３.试验步骤(１)置圆筒于底盘上,取试样一份,分两层装入筒内.每装完一层试样后,在底盘下面垫放一直径为１０mm的圆钢筋,将筒按住,左右交替颠击地面各２５下.第二层颠实后,试样表面距盘底的高度应控制在１００mm左右.(２)整平筒内试样表面,把加压头装好(注意应使加压头保持平正),放至试验机上在１６０~３００s内均匀地加荷至２００kN,稳定５s,然后卸荷并取出测定筒.倒出筒中的试样并称其质量(m０),用孔径为２.５０mm的筛筛除被压碎的细粒,称量余留在筛上的试样质量(m１).４.结果计算碎石或卵石的压碎指标值δa,应按下式计算(精确至０.１％):上一页返回任务３.５混凝土稠度的测定３.５.１混凝土拌合物的和易性新拌混凝土(混凝土拌合物)是将水泥、砂及粗集料用水拌和而成的尚未凝固的混合物,是混凝土生产过程中的一种过渡状态.新拌混凝土的性质既影响浇筑施工质量,又影响混凝土性质的发展,因此,它必须具有良好的工作性和合适的凝结时间,以便于施工,确保获得良好的浇筑质量.混凝土凝结硬化以后,应该具有足够的强度,以保证建筑物能安全地承受设计荷载,并应具有必要的耐久性.新拌混凝土的重要性质包括工作性、凝结时间、离析和泌水等.下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定１.和易性混凝土配合比设计应使硬化混凝土具有所需的物理性能和力学性能,并且能经受其暴露环境的侵蚀.同时,还应使新拌混凝土具有适宜的和易性,以使混凝土易于搅拌、输送、浇筑、密实及最后加工处理.因此,硬化混凝土的性能不仅取决于组成配合比,与新拌混凝土的和易性也有一定的关系.和易性是指在一定的施工条件下,混凝土拌合物易于施工操作,并获得均匀密实混凝土的性质.和易性包括流动性、黏聚性和保水性三方面的含义.(１)流动性是指混凝土拌合物在自重或施工机械的作用下产生流动,并获得均匀密实混凝土的性能.流动性反映了混凝土的稀稠程度.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定(２)黏聚性是指混凝土拌合物具有一定的黏聚力,在运输及浇捣过程中,不致发生分层离析,使混凝土保持整体均匀的性能.黏聚性差的混凝土拌合物,在施工过程中的振动、冲击下及转运、卸料时,砂浆与石子易分离,振捣后出现蜂窝、空洞等缺陷,影响工程质量.(３)保水性是指混凝土拌合物有一定的保水能力,在施工过程中不致产生严重泌水现象.若保水性差,混凝土拌合物在振动下,水分泌出并上升至表面,使水分经过之处形成毛细通道.水分浮于表面后,在上、下层混凝土之间形成疏松的夹层.另外,有些水分上升时,由于粗集料的阻挡而聚集于粗集料之下,严重影响水泥浆与集料的胶结.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定２.和易性的测定目前,尚没有能够全面反映混凝土的和易性并被广泛接受的测定方法.通常是测定混凝土拌合物的流动性,再辅以其他方法或结合观察经验来综合评定混凝土拌合物的和易性.测定流动性的方法目前有数十种,最常用的有坍落度测定和维勃稠度测定等试验方法.由于混凝土拌合物的和易性包括上述三方面的含义,所以,其很难用一个指标来表示.对于流动性较大的混凝土拌合物,通常通过坍落度试验来测定其和易性.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定进行坍落度试验时,将混凝土拌合物用小铲分三层均匀装入截头圆锥坍落度筒内,使捣实后每层高度均为筒高的１/３左右.每层用振捣棒沿螺旋方向由外向中心插捣２５次.顶层插捣完毕后,刮去多余的混凝土,抹平,将筒垂直提起,提离过程测定在５~１０s内完成,从装料到提离应在１５０s内完成.提起坍落度筒后,测定拌合物下坍的高度,即坍落度,以mm表示,如图３-８所示.坍落度的大小反映了混凝土拌合物的流动性,根据坍落度的大小,可将混凝土拌合物分为四级,见表３-２６.３.影响混凝土拌合物和易性的主要因素(１)混凝土拌合物单位用水量.混凝土拌合物单位用水量增大,其流动性随之增大,但用水量过大,会使拌合物的黏聚性和均匀性变差,产生严重泌水、分层或流浆,并有可能使混凝土强度和耐久性严重降低.混凝土拌合物的单位用水量需要根据集料品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度而确定.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定(２)水泥浆用量.在混凝土拌合物中,水泥浆除填充集料的空隙外,还须有一定的富余以包裹集料颗粒,形成润滑层.所以,当水胶比不变时,单位体积混凝土拌合物的水泥浆用量大,富余的用于润滑的水泥浆就多,混凝土的流动性好.若水泥浆过多,会出现流浆现象,混凝土拌合物的黏聚性、保水性就变差,还会使水泥用量增加;若水泥浆过少,则集料之间缺少粘结物质,易使拌合物发生离析和崩坍.所以,水泥浆的用量应满足流动性要求.(３)水胶比.水泥浆的稀稠取决于水胶比的大小,水胶比是混凝土拌合物中用水量与水泥用量之比.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定(４)砂率.砂率是拌合物中,砂的质量占砂石总质量的百分数.砂率越大,砂子的相对用量越多,砂石的总表面积及空隙率越大.若水泥浆用量一定,水泥浆除填充砂石空隙外,用以包裹砂石并对砂石进行润滑的水泥浆量相对较少,拌合物显得干涩,流动性差.若砂率过小,砂浆量太少,不足以包裹石子表面,并不能填满石子之间的空隙,不仅流动性差,黏聚性、保水性也会很差.当水胶比及水泥浆用量一定,拌合物的黏聚性、保水性符合要求,获得最大流动性时的砂率;或当流动性及水胶比一定,黏聚性、保水性符合要求,水泥用量最少时的砂率称为最优砂率,如图３-９、图３-１０所示.为了使混凝土拌合物的和易性符合要求,又能节约水泥和混凝土,应尽量采用最优砂率.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定(５)组成材料的选择.１)水泥:水泥对拌合料和易性的影响主要反映在水泥的需水性上.不同品种的水泥、不同水泥的细度、不同水泥的矿物组成及混合料,其需水性不同.需水性大的水泥较需水性小的水泥配制的拌合物,在其他条件一定的情况下流动性更小,但其黏聚性和保水性较好.水泥中的碱含量和硫含量都会对新拌混凝土的坍落度及其损失有影响.２)集料:由于集料在混凝土中占据的体积最大,因此,它的特性对拌合物和易性的影响也较大.这些特性包括集料级配、颗粒形状、表面状态及最大粒径.一般来讲,级配好的集料,其拌合物流动性较大,黏聚性与保水性较好;扁平和针状集料较少而球形集料较多,其拌合物流动性较大;表面光滑的集料,如河砂、卵石,其拌合物流动性较大;集料的最大粒径增大,由于其表面积减小,故其拌合物流动性较大.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定(６)外加剂.外加剂对拌合物的和易性有较大影响.如加入减水剂可大幅度提高拌合物的流动性,改善黏聚性,降低泌水性.(７)温度和时间.混凝土拌合物的和易性随环境温度或随混凝土自身温度的升高而降低,如图３-１１所示.这是由于温度升高可加速水泥的水化,增加水分的蒸发.所以,夏季施工时,为了保持一定的和易性应适当提高拌合物的用水量.干硬性混凝土混合料的坍落度损失一般不受温度的影响,因为水分的变化对干硬性混凝土的性质影响不大.新拌混凝土会随着时间的推移而变稠,这是由于拌合物中的一些水分被集料所吸收,一些水分被蒸发,水泥水化反应也使一些水分迁移变成水化产物结合水.如图３-１２所示为拌合物坍落度随时间变化的一个例子.由于拌合物流动性会随时间而变化,因此,浇筑时的和易性更具有实际意义,所以,在施工中测定和易性的时间,应以搅拌完成后１５min为宜.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定３.５.２混凝土拌合物的检测必检:稠度试验.选测:凝结时间、泌水与压力泌水试验、表观密度试验、含气量试验.３.５.２.１取样与试样制备１.取样(１)同一组混凝土拌合物的取样应从同一盘混凝土或同一车混凝土中取样.取样量应多于试验所需量的１.５倍,且不宜小于２０L.(２)混凝土拌合物的取样应具有代表性,宜采用多次采样的方法.一般在同一盘混凝土或同一车混凝土中约１/４处、１/７处和３/４处分别取样,从第一次取样到最后一次取样不宜超过１５min,然后人工搅拌均匀.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定(３)从取样完毕到开始做各项性能试验不宜超过５min.(４)取样记录包括:取样日期和时间;工程名称、结构部位,混凝土强度等级,取样方法,试样编号,试样数量,环境温度及取样的混凝土温度(在试验室制备混凝土拌合物时,除应记录以上内容外,还应记录下列内容:试验室温度,各种原材料品种、规格、产地及性能指标,混凝土配合比和每盘混凝土的材料用量).２.试样制备(１)在试验室制备混凝土拌合物时,拌和时试验室的温度应保持在(２０±５)℃,所用材料的温度应与试验室温度保持一致;需要模拟施工条件下所用的混凝土时,所用原材料的温度应与施工现场保持一致.(２)拌制混凝土的材料以质量计.称量的精度:集料为±１％,水、水泥、掺合料、外加剂均为±０.５％.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定(３)混凝土拌合物的制备应符合«普通混凝土配合比设计规程»(J-J５５—２０１１)中的有关规定.(４)从试样制备完毕到开始做各项性能试验不宜超过５min.３.５.２.２坍落度与坍落扩展度法坍落度与坍落扩展度法适用于集料最大粒径不大于４０mm、坍落度不小于１０mm的混凝土拌合物稠度测定.１.主要仪器设备(１)坍落度筒(图３-１３).坍落度筒是由薄钢板或其他金属制成的圆台形筒.其内壁应光滑,无凹凸部位,底面和顶面应互相平行并与锥体的轴线垂直.在坍落度筒外２/３高度处安两个手把,下端应焊脚踏板.筒的内部尺寸为:上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定底部直径:(２００±２)mm;顶部直径:(１００±２)mm;高度:(３００±２)mm;筒壁厚度:不小于１.５mm.(２)捣棒.直径１６mm、长６００mm的钢棒,端部应磨圆.２.拌合方法(１)人工拌和法.１)人工拌和在拌和钢板上进行,拌和前将拌和钢板及铁铲清洗干净,并保持表面湿润.２)将称好的砂倒在拌和钢板上,然后加入水泥,用铲自拌和钢板一端翻拌至另一端,如此反复,直至充分混合、颜色均匀,再加上石子,翻拌至混合均匀为止.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定３)将拌好的干混合料堆成堆,中间扒开－凹坑,加入一半拌合用水(外加剂一般随水一同加入),仔细拌和并徐徐加入剩余的水继续拌和,至少拌和６遍.每翻拌一次,应用铁铲将混凝土铲切一遍,直至拌和均匀.４)拌和时间从加水时算起,应符合下列规定:①拌合物体积为３０L以下时,拌和时间为４~５min;②拌合物体积为３０~５０L时,拌和时间为５~９min;③拌合物体积为５１~７５L时,拌和时间为９~１２min.５)拌好后,根据试验要求,立即做坍落度测定或试件成型.从加水时算起,全部操作必须在３０min内完成.(２)机械搅拌法(见３.５.２.１取样).上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定３.试验步骤(１)湿润坍落度筒及底板,在坍落度筒内壁和底板上应无明水.底板应放置在坚实的水平面上,并把筒放在底板中心,然后用脚踩住两边的脚踏板,坍落度筒在装料时应保持固定的位置.(２)把按要求取得的混凝土试样用小铲分三层均匀地装入筒内,使捣实后每层高度均为筒高的１/３左右.每层用捣棒插捣２５次.插捣应沿螺旋方向由外向中心进行,各次插捣应在截面上均匀分布.插捣筒边混凝土时,捣棒可以稍稍倾斜.插捣底层时,捣棒应贯穿整个深度,插捣第二层和顶层时,捣棒应插透本层至下一层的表面;浇灌顶层时,混凝土应灌到高出筒口.插捣过程中,如混凝土沉落以至低于筒口,应随时添加.顶层插捣完毕后,刮去多余的混凝土,并用抹刀抹平.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定(３)清除筒边底板上的混凝土后,垂直平稳地提起坍落度筒.坍落度筒的提离过程应在５~１０s内完成;从开始装料到提起坍落度筒的整个过程应不间断地进行,并应在１５０s内完成.(４)提起坍落度筒后,测量筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差,即为该混凝土拌合物的坍落度值;坍落度筒提离后,如混凝土发生崩坍或一边剪坏现象,则应重新取样另行测定;如第二次试验仍出现上述现象,则表示该混凝土的和易性不好,应予记录备查.４.试验结果计算(１)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.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定(２)混凝土拌合物坍落度和坍落扩展度值以毫米为单位,测量精确至１mm,结果表达修约至５mm.３.５.２.３维勃稠度法本方法适用于集料最大粒径不大于４０mm,维勃稠度为５~３０s的混凝土拌合物稠度测定.坍落度不大于５０mm或干硬性混凝土和维勃稠度大于３０s的特干硬性混凝土拌合物的稠度可采用增实因数法来测定.１.主要仪器设备(１)维勃稠度仪(图３-１４).由以下部分组成:１)振动台.台面长３８０mm,宽２６０mm,支承在四个减振器上.台面底部安有频率为(５０±３)Hz的振动器.装有空容器时台面的振幅应为(０.５±０.１)mm.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定２)容器.由钢板制成,内径为(２４０±５)mm,高为(２００±２)mm,筒底厚为７.５mm.３)坍落度筒.其内部尺寸为:底部直径:(２００±２)mm;顶部直径:(１００±２)mm;高度:(３００±２)mm.４)旋转架.与测杆及喂料斗相连.测杆下面安装有透明且水平的圆盘,并用测杆螺丝把测杆固定在套管中.旋转架安装在支柱上,通过十字凹槽来固定方向,并用定位螺丝来固定其位置.就位后,测杆或喂料斗的轴线均应与容器的轴线重合.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定５)透明圆盘.直径为(２３０±２)mm,厚度为(１０±２)mm.荷重块直接固定在圆盘上.由测杆、圆盘、荷重块组成的滑动部分质量应为(２７５０±５０)-.(２)捣棒.直径为１６mm、长为６００mm的钢棒,端部应磨圆.２.试验步骤(１)把维勃稠度仪放置在坚实水平的地面上,用湿布把容器、坍落度筒、喂料斗内壁及其他用具湿润.(２)将喂料斗提到坍落度筒上方扣紧,校正容器位置,使其中心与喂料斗中心重合,然后拧紧固定螺丝.(３)把按要求取得的混凝土试样用小铲分三层经喂料斗均匀装入筒内,装料及插捣的方法与坍落度法相同.上一页下一页返回任务３.５混凝土稠度的测定(４)把喂料斗转离,垂直地提起坍落度筒,此时应注意不使混凝土试体产生横向的扭动.(５)把透明圆盘转到混凝土圆台体顶面,放松测杆螺丝,降下圆盘,使其轻轻地接触到混凝土顶面.(６)拧紧定位螺丝,并检查测杆螺丝是否完全放松.(７)在开启振动台的同时用秒表计时,当振动到透明圆盘的底面被水泥砂浆布满的瞬间停表计时,关闭振动台.３.试验结果由秒表读出的时间(s)即为该混凝土拌合物的维勃稠度值,精确至１s.上一页返回任务３.６混凝土强度３.６.１基本知识混凝土强度是混凝土硬化后的主要力学性能.混凝土强度有立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度以及与钢筋的粘结强度等.其中,以抗压强度最大,抗拉强度最小.因此,结构工程中的混凝土主要用于承受压力.１.混凝土的抗压强度(１)混凝土立方体抗压强度(fcu).根据国家标准«普通混凝土力学性能试验方法标准»(-B/T５００８１—２００２)的规定,将混凝土拌合物制成边长为１５０mm的立方体试件,在标准条件[温度(２０±２)℃,相对湿度９５％以上]下养护或在温度为(２０±２)℃的不流动的Ca(OH)２饱和溶液中养护至２８d,测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度(即立方体抗压强度).下一页返回任务３.６混凝土强度根据粗集料的最大粒径,按表３-２７选择立方体试件的尺寸.若为非标准试件时,测得的抗压强度应乘以换算系数,以换算成等同于标准试件的试验结果.选用边长为１００mm的立方体试件时,换算系数为０.９５;选用边长为２００mm的立方体试件时,换算系数为１.０５.(２)混凝土立方体抗压标准强度(fcu,k).混凝土立方体抗压标准强度(或称为立方体抗压强度标准值),是具有９５％保证率的立方体试件抗压强度.抗压标准强度是用数理统计的方法计算得到的达到规定保证率的某一强度数值,并非实测的立方体试件的抗压强度.上一页下一页返回任务３.６混凝土强度(３)混凝土的强度等级.混凝土的强度等级是按混凝土立方体抗压标准强度来确定的.我国现行«混凝土结构设计规范»(-B５００１０—２０１０)规定,普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为C１５、C２０、C２５、C３０、C３５、C４０、C４５、C５０、C５５、C６０、C６５、C７０、C７５和C８０共１４个强度等级,其数字表示该等级混凝土的立方体抗压强度标准值(MPa).２.混凝土的轴心抗压强度确定混凝土的强度等级是采用立方体试件,但在实际工程中,钢筋混凝土构件大部分是棱柱体或圆柱体.为了符合实际情况,在结构设计中,混凝土受压构件的计算采用混凝土的轴心抗压强度.上一页下一页返回任务３.６混凝土强度３.混凝土的抗拉强度ft混凝土的抗拉强度很低,一般为抗压强度的１/１０~１/２０,混凝土强度等级越高,此比值越小.所以,混凝土的抗拉强度一般不予考虑利用.但是,混凝土的抗拉强度对抗裂有重要的意义.有抗裂要求的结构,除需对混凝土提出抗压强度的要求外,还需对抗拉强度提出要求.测定混凝土抗拉强度的方法,有轴心抗拉试验及劈裂抗拉试验两种.前者用８形试件或棱柱形试件,由于试验时试件的轴线很难与力的作用线一致,而稍有偏心将影响试验结果的准确性,而且夹具附近混凝土很容易产生局部破坏,也影响试验的结果.按«普通混凝土力学性能试验方法标准»(-B/T５００８１—２００２)标准规定,我国测定混凝土的抗拉强度,是采用劈裂法间接测定.劈裂抗拉试验方法详见混凝土试验部分.上一页下一页返回任务３.６混凝土强度４.影响混凝土强度的因素除施工方法及施工质量影响混凝土强度外,水泥强度及水胶比、集料种类及级配、养护条件及龄期对混凝土强度的影响较大.(１)水泥强度及水胶比.观察由于受力而破坏的混凝土时,可以发现破坏主要发生于水泥石与集料的界面及水泥石本身,很少见到集料破坏而导致混凝土破坏的现象.进一步观察发现,混凝土在受力前,由于水泥凝结硬化时产生的收缩受到集料的约束,水泥石产生拉应力,在水泥石与集料的界面上或水泥石本身就已经存在微细的裂缝.同时,由于水泥泌水,在振捣过程中上升的水分受到集料阻止后,会在集料底部形成水隙或裂缝.混凝土受力后,这些微细裂缝逐渐开展、延长并连通,最后使混凝土失去连续性而破坏,如图３-１５所示.由此得出结论:混凝土的强度主要取决于水泥石的强度及水泥石与集料的胶结强度.上一页下一页返回任务３.６混凝土强度水泥的强度反映水泥胶结能力的大小,所以,水泥石及水泥石与集料的胶结强度与水泥强度有关.水泥强度越高,混凝土的强度也越高.当水泥强度等级相同时,随着水胶比的增大,混凝土强度会有规律地降低.试验证明,在其他条件相同的情况下,混凝土拌合物能被充分振捣密实时,混凝土的强度随水胶比的增大而有规律地降低;而胶水比(水胶比的倒数)增大时,强度也随之提高,二者呈直线关系,如图３-１６所示.但若水胶比过小,水泥浆过于干稠,在一定的振捣条件下,混凝土无法振实,强度反而降低,如图３-１６(a)中虚线所示.上一页下一页返回任务３.６混凝土强度(２)集料种类及级配.碎石表面粗糙,有棱角,与水泥的胶结力较强,而且相互之间有嵌固作用,所以,在其他条件相同时,