工程材料试验.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2022年4月2日 Saturday,#,单击此处编辑母版标题样式,第,1,章 建筑材料的基本性质,材料内部被空气占据的空间称为孔隙。孔隙分为开口孔隙和闭口孔隙，开口孔隙分为：开口贯通和开口不贯通。,另外，孔隙按尺寸大小分为三种：,微细孔隙孔径,0.01mm,毛细孔隙,0.01mm,孔径,1.0mm,闭口气孔,开口气孔,1.1,密度,材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为,密度,，（,绝对密实体积指不包括材料孔隙在内的体积,）,。,用,表示。,密度,，,kg/m,3,；,m,材料在干燥状态下的质量,，,kg,；,V,干燥材料的绝对密实体积,，,m,3,。,钢材、玻璃等少数密实材料可根据外形尺寸求得体积。,大多数有孔隙的材料，在测定材料的密度时，应把材料磨成细粉，干燥后用李氏瓶测定其体积（,排液法,）。材料磨的越细，测得的密度数值就越精确。砖、石等材料的密度即用此法测得。,图,1-1,李氏瓶,(,单位：,mm),1.2,表观密度,材料在自然状态下单位体积的质量成为,表观密度,，用,0,表示。,0,表观密度,，,kg/m,3,；,m,材料的质量,，,kg,；,V,0,材料在自然状态下的体积,，,m,3,。,自然状态下的体积指包含材料内部孔隙的体积。,1.3,堆积,密度,散粒或粉状材料，如砂、石子、水泥等，在自然堆积状态下单位体积的质量成为,堆积密度,，用,0,表示。,0,堆积密度,，,kg/m,3,；,m,材料的质量,，,kg,；,V,0,材料的自然堆积体积（包括材料颗粒体积和颗粒之间空隙的体积）,，,m,3,。,测定散粒材料的堆积密度时，按一定的方法将散粒材料装入一定的容器中，则堆积体积为容器的容积。,1,、孔隙率,P,指材料的自然体积内，孔隙体积占自然体积的百分率。,开口孔隙率：,闭口孔隙率：,孔隙率与密实度的关系：,P+D=1,1.4,孔隙率与空隙率,2,、空隙率,P,散粒材料自然堆积体积中颗粒之间的空隙所占的比例称为散粒材料的空隙率，其计算公式为：,空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。,空隙,课堂练习：,1,、有一卵石试样，洗净烘干后质量为,1000g,，将其浸水饱和，用布擦干表面称重为,1005g,，再装入盛满水后重为,1840g,的广口瓶内，然后称重为,2475g,，试求试样的,表观密度,。,解,：已知,m=1000g,，,V,0,=V,排开水,=,2,、一块标准尺寸的黏土砖,(,240mm115mm53mm,),，干燥状态质量为,2420g,，吸水饱和后为,2640g,，将其烘干磨细后称取,50g,，用排水法测得体积为,19.2cm,3,，试求,P,k,和,P,b,解,：开口孔隙率,P,b,=P-P,k,=36.5%-13.7%=22.8%,0,=m/V,0,=2420/(2411.55.3)=1.65g/cm,3,=m/V=50/19.2=2.60g/cm,3,闭口孔隙率,P,b,=P-P,k,1.5,材料的吸水率,材料浸入水中吸收水的能力称为材料的,吸水性,，常用质量吸水率来表示。,吸水率包括质量吸水率,(W,质,),和体积吸水率（,W,体,）两种。,W,w,材料的质量吸水率,，,；,m,干,材料干燥状态下的质量,，,g,；,m,饱,材料吸水饱和状态下的质量,，,g,。,1,、质量吸水率,W,v,材料的体积吸水率,，,；,V,0,材料干燥状态下的体积,，,cm,3,；,V,水,材料吸水饱和状态下的体积,，,cm,3,。,2,、体积吸水率,W,v,与,W,w,之间的关系：,W,v,=W,w,0,。,0,为材料在干燥状态下的表观密度。,课堂练习：,3,、一质量为,8.1Kg,的干混凝土试块，体积为,150mm,150mm150mm,，质量吸水率为,4,，试求混凝土试块的表观密度及体积吸水率。,解,：,已知条件：,m,干,8100g,；,V,0,(,自然状态下的体积,),15cm15cm15cm,3375cm,3,；,W,w,4,；求：,0,、,W,v,（,V,0,自然状态下的体积,),W,v,=W,w,0,=4%2.4=9.6%,4,、红砖干燥时表观密度为,1900Kg/m,3,，密度为,2.5 g/cm,3,，质量吸水率为,10,，试求该砖的孔隙率和体积吸水率。,解：,已知,条件,：,0,1900Kg/m,3,；,2.5g/cm,3,；,W,w,10,；求：,P,、,W,v,（,V,0,为自然状态下体积，,V,为实际体积,）,W,v,=W,w,0,=10%1.9=19%,第,2,章,水泥,2.1,细度,细度是指,水泥颗粒的粗细程度,，是影响水泥性能的重要指标。,颗粒越细，与水接触面积越大,，水化反应越快，凝结硬化快。但是也不宜过细，过细一方面硬化时收缩大、易产生裂缝；另一方面也会大大增加粉磨的能耗，成本提高。,硅酸盐水泥的细度用,比表面积法,表示：单位质量的水泥粉末缩具有的总表面积，单位是,m,2,/kg,。现行国标规定，,硅酸盐水泥比表面积应不小于,300m,2,/kg,。,对于其它几种通用水泥，常用,筛余百分率,来表示细度。用,80m,或,45m,的方孔筛对水泥试样进行筛分试验，用筛余（）表示。筛余（）越大，说明水泥越细。,筛分法测水泥细度,负压筛法：,用,方孔筛对水泥试样进行筛分试验，用筛余百分数来表示细度。水泥要预先烘干。,国标规定，普通硅酸盐水泥,80,m,的方孔筛的筛余不得大于,10,，,45,m,的方孔筛的筛余不得大于,30,。,水筛法：,水泥细度筛,电烘干箱,2.2,标准稠度用水量,标准稠度用水量：,指水泥拌制达到规定稠度时的用水量,（以占水泥质量的百分率表示），硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般是在,24,30,之间。,标准稠度用水量是检验水泥其它性质，如凝结时间和体积的安定性等的前提,。,2.3,水泥的凝结时间,凝结时间凝结时间分为初凝和终凝。,由加水搅拌到水泥开始失去塑性的时间称为,初凝时间,。由加水拌合到水泥浆体完全失去塑性并开始产生强度的时间称为,终凝时间,。,规定凝结时间的意义：初凝时间不宜过早是为了有足够的时间进行搅拌、运输、浇注和振捣等施工操作；终凝时间不宜过长是为了使混凝土尽快硬化，产生强度，尽快拆去模板，提高模板周转率，以便能连续施工。,GB,规定：硅酸盐水泥的初凝时间不早于,45min,，终凝时间不超过,390min,即,6.5h,，其它几种水泥的终凝时间不得超过,10h,。,水泥净浆搅拌仪,维卡仪,2.4,体积安定性,水泥体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。,当水泥浆体在硬化过程中或硬化后发生不均匀的体积膨胀，会导致水泥石开裂、翘曲等现象，称为体积安定性不良。,引起水泥体积安定性不良的,原因主要有,熟料中含有过量的游离氧化钙,(f-CaO),、游离氧化镁,(f-MgO),或掺入的石膏过多。,熟料中所含有的,f-CaO,或,f-MgO,水化缓慢，往往在水泥硬化后才开始水化，这些氧化物在水化时体积剧烈膨胀使水泥石开裂。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，石膏与水化铝酸钙反应生成钙矾石，使体积膨胀，也会引起水泥石开裂。,GB,规定：硅酸盐水泥的体积安定性用沸煮法（分试饼法和雷氏法）必须合格。熟料中,MgO,的含量不超过,5.0,，三氧化硫（石膏带入）不超过,3.5,。,雷氏夹,沸煮箱,膨胀测定仪,2.5,强度与强度等级,水,泥强度是表示水泥力学性能的一项重要指标。根据,GB/T 175-2007,规定，硅酸盐水泥分为,42.5,、,42.5R,、,52.5,、,52.5R,、,62.5,、,62.5R,等,6,个强度等级（,R,为早强型）。国家标准规定，各强度等级水泥在各龄期的强度值不得低于表中的数值。,强度等级,抗压强度（,MPa,）,抗折强度（,MPa,）,3d,28d,3d,28d,42.5,17.0,42.5,3.5,6.5,42.5R,22.0,42.5,4.0,6.5,52.5,23.0,52.5,4.0,7.0,52.5R,27.0,52.5,5.0,7.0,62.5,28.0,62.5,5.0,8.0,62.5R,32.0,62.5,5.5,8.0,试验步骤：,先把水加入锅里，再加水泥，固定好锅，开机低速搅拌,30s,。,在,30s,60s,内均匀的将砂子加入，快搅,30s,。,停拌,90s,，再继续高速搅拌,60s,。,水泥强度试验采用的是水泥胶砂试验：,水泥,:,砂,:,水,1:3:0.5,，通常一组试验用量为：水泥,450g,，砂,1350g,，水,225g,。,将搅拌好的砂浆填到试模中，一组试验要求装一个模具，成型三块试件。,成型好的试件,试件尺寸：,4040160mm,试件振实以后刮平表面，放入养护室养护，,1,天后脱模，将试件放入,20,的水中养护至规定龄期，测试强度。一般要求,3d,、,7d,、,28d,。,抗折与抗压试验,练习：,硅酸盐水泥的强度等级测定，在抗折试验机和压力试验机上的试验结果读数如下表，试评定其强度等级。,抗折破坏荷载（,N,）,抗压破坏荷载（,KN,）,龄期,3d,28d,3d,28d,试验读数,结果,1400,3100,55,、,58,110,、,130,1900,3300,60,、,70,137,、,140,1800,3200,58,、,62,136,、,137,平均值,(MPa),4.3,7.5,36.7,85.0,解：,3 d,抗折：,=0.00234F=0.002341400=3.3MPa,f=0.00234F,0.002341900,4.4 MPa,f,4.2 MPa,三值平均,4.0 MPa,二值平均,4.3 MPa,28d,抗折：,f=7.3 MPa,，,f,7.7 MPa,，,f=7.5 MPa,三值平均,7.5 MPa,（舍去）,3d,抗压：,f=34.4 MPa,，,f=36.3 MPa,，,f=37.5 MPa,f=43.8 MPa,f36.3 MPa,f=38.8 MPa,六值平均,37.9 MPa,五值平均,36.7 MPa,28d,抗压：,f=68.8MPa,f=81.3MPa,f=85.6MPa,f=87.5MPa,f=85.0MPa,f=85.6MPa,六值平均,82.3 MPa,五值平均,85.0 MPa,硅酸盐水泥的强度等级为：,52.5,(,舍去,),(,舍去,),第,3,章 混凝土骨料试验,细骨料砂,混凝土的骨料按其颗粒大小不同分为细骨料和粗骨料。粒径为,0.15mm,4.75mm,的岩石颗粒称为细骨料，粒径大于,4.75mm,的称为粗骨料。,普通混凝土的细骨料主要采用,天然砂,和,人工砂,。,表观密度大于,2500Kg/m,3,，松散堆积密度大于,1350 Kg/m,3,，空隙率小于,47,。,天然砂是由,自然风化、水流搬运,和,分选、堆积,形成的岩石颗粒。按产源不同，天然砂分为,河砂、湖砂、山砂、江砂和海砂,。,除山砂外，表面光滑、洁净、颗粒多为球状，拌制的混凝土拌和物流动性好，但与水泥之间的粘结力较差；其中,河砂的品质最好，应用最多,。山砂表面粗糙，颗粒多棱角，与水泥间有很好的粘接，但拌制的混凝土拌和物流动性较差。当缺乏天然砂时，可采用人工砂。,人工砂,是经除土处理的机制砂和混合砂的统称。,机制砂由机械破碎、筛分制成的，表面粗糙，颗粒多棱角，经过除土处理后较清洁，但成本较高。,混合砂是由机制砂和天然砂混合制成的。,GB/T14684,2011,建设用砂,规定，砂的技术要求包括：有害杂质含量的限值、细度和颗粒级配及物理性质的要求等。根据技术要求从高到底，把砂分为,I,类、,II,类、,III,类三种类别：,I,类宜用于高强混凝土（,C60,）,II,类宜用于,C30,C60,的混凝土和抗冻、抗渗及其它要求的混凝土。,III,类宜用于,C30,的混凝土和建筑砂浆。,1,、,砂的筛分,(1),砂的粗细程度,是指不同粒径的砂粒混合在一起的总体粗细程度,，常用细度模数（,Mx,）表示。细度模数越大，表示砂越粗，细度模数越小，表示砂越细。,(2),砂的颗粒级配,指不同粒径砂粒的分布情况,用级配区或级配曲线来表示。骨料级配合理，可获得较小的空隙率和比表面积。这样不仅可节约水泥，而且可改善混凝土的和易性，提高混凝土的强度和耐久性。,同样粒径的砂粒堆积,两种粒径的砂粒堆积,三种粒径的砂粒堆积,砂的粗细程度和颗粒级配，常用筛分析方法进行评定。,称取试样,500g,（过,9.5mm,的筛），将试样倒入按孔径大小从上到下组合的套筛,(,孔径依次为,4.75mm,、,2.36mm,、,1.18mm,、,0.6mm,、,0.3mm,、,0.15mm),上进行筛分。,(3),砂的筛分试验,然后称取各筛上的筛余量，计算各筛的,分计筛余百分率,a,1,、,a,2,、,a,3,、,a,4,、,a,5,、,a,6,及,累计筛余百分率,A,1,、,A,2,、,A,3,、,A,4,、,A,5,、,A,6,。,筛孔尺寸,/mm,分计筛余,/%,累计筛余,/%,4.75,a,1,A,1,=a,1,2.36,a,2,A,2,=a,1,+a,2,1.18,a,3,A,3,=a,1,+a,2,+a,3,0.60,a,4,A,4,=a,1,+a,2,+a,3,+a,4,0.30,a,5,A,5,=a,1,+a,2,+a,3,+a,4,+a,5,0.15,a,6,A,6,=a,1,+a,2,+a,3,+a,4,+a,5,+a,6,建筑用砂按细度模数分为粗、中、细三种规格，其细度模数分别为：,粗砂：,3.73.1,；中砂：,3.0,2.3,；细砂：,2.2,1.6,。,并根据累计筛余计算细度模数,Mx,砂的颗粒级配用,级配区,或,级配曲线（,筛分曲线,）,来表示。一般情况下级配良好的砂各级配的累计筛余百分数应落在同一区间内。,筛孔尺寸,累计筛余百分率,(,%,),区（粗砂区）,区（中砂区）,区（细砂区）,9.50mm,0,0,0,4.75mm,100,100,100,2.36mm,355,250,150,1.18mm,6535,5010,250,0.60mm,8571,7041,4016,0.30mm,9580,9270,8555,0.15mm,10090,10090,10090,筛孔尺寸,累计筛余百分率,(,%,),区（粗砂区）,区（中砂区）,区（细砂区）,9.50mm,0,0,0,4.75mm,100,100,100,2.36mm,355,250,150,1.18mm,6535,5010,250,0.60mm,8571,7041,4016,0.30mm,9580,9270,8555,0.15mm,10090,10090,10090,先以,A,4,（,0.60mm,筛的累计筛余百分率）定出级配区，如果其它累计筛余率均在此级配区的级配范围之内，说明该砂的级配合格。,若有误差（,除,A1,、,A4,外,），允许误差总和不得超过,5,，也属于级配合格，否则级配不合格。,2,、,表观密度砂的表观密度是砂颗粒单位体积（包括内封闭孔隙）的质量。通常情况下，砂的表观密度不小于,2500kg/m,3,。,图,3-4 500mL,容量瓶,3,、,堆积密度,砂粒在堆积状态下的质量除以其堆积体积,(,既含颗粒内部的孔隙，又含颗粒之间空隙在内的总体积,),，称堆积密度。砂的堆积密度分为松散堆积密度和紧密堆积密度。,取试样一份，用漏斗或料勺将试样从容量筒中心上方,50mm,处徐徐倒入，让试样以自由落体落下，当容量筒上部试样呈锥体，且容量筒四周溢满时，即停止加料。然后用直尺沿筒口中心线向两边刮平,(,试验过程应防止振动容量筒,),，称出试样和容量筒总质量，精确至,1g,。,4,、,含泥量和泥块含量,混凝土用砂应颗粒坚实、清洁、不含杂质。砂中的有害杂质主要有：,泥、泥块,、硫化物、硫酸盐和氯盐、有机物,(,塑料,),、轻物质,(,草根、树叶、树枝,),、云母及活性二氧化硅等。,泥、泥块、云母（,层状结构、质轻、强度较低、易风化,）粘附在砂的表面，使水泥石与砂的粘接力下降，降低混凝土强度、耐久性。同时，泥、泥块会使混凝土变得干稠，从而增加拌和用水量，使混凝土的干燥收缩变大。,砂中的含泥量是,指粒径小于,0.075mm,的粘土、淤泥、石屑的总量,；泥块含量是,指砂中大于,1.18mm,，经水洗、手捏后变成小于,0.6mm,的块状粘土,。,称取试样,500g,，精确至,0.1g,。将试样倒入淘洗容器中，注入清水，使水面高于试样面约,150mm,，充分搅拌均匀后，浸泡,2h,，然后用手在水中淘洗试样，使尘屑、淤泥和粘土与砂粒分离，并使之悬浮或溶于水中。缓缓地将浑浊液倒入,1.18mm,及,0.075mm,的套筛（,1.18mm,筛放置上面）上，滤去小于,0.075mm,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。,再次加水于容器中，重复上述过程，直到容器内洗出的水目测清澈为止。,用水淋剩留在筛上的细粒。并将,0.075mm,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,0.075mm,的颗粒。然后将两只筛上剩留的颗粒和容器中已经洗净的试样一并装入搪瓷盘，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，称试样的重量。,课堂练习：,（,1,）某砂样经筛分试验，各筛的筛余量如下表所示。试计算其细度模数并判定其级配情况。,筛孔尺（,mm,）,4.75,2.36,1.18,0.60,0.30,0.15,0.15,筛量（,g,）,20,80,100,100,75,85,40,分计筛余率,(%),累计筛余率,(%),4 16 20 20 15 17 8,4 20 40 60 75 92 100,细度模数：,对照砂细度模数的范围，,Mx,2.8,在,2.3,3.0,之间，可知该砂属于中砂。,根据,A,4,60,知道砂属于,II,区砂，其它各筛的累计筛余率均未超出,II,区砂的规定范围，因此该砂样级配合格。,粗骨料石子,普通混凝土常用的粗骨料分,卵石,和,碎石,两类。,卵石是由,自然风化,、,崩裂,、,水流搬运,和,分选、堆积,形成的，粒径大于,4.75mm,的岩石颗粒。按其产源不同可分为,河卵石、海卵石、山卵石,等。,碎石是天然岩石或卵石经,机械破碎,、筛分制成的，粒径大于,4.75mm,的岩石颗粒。,天然的卵石,表面光滑、多为球形,，与水泥的粘结力较差，用卵石拌制的混凝土拌和物和易性好，但混凝土硬化后强度较低；且卵石堆积的空隙率和表面积小，拌制混凝土时水泥浆用量较少。,碎石,表面粗糙、多棱角,，与水泥有很好的粘接，用碎石拌制的混凝土拌和物流动性较差，但混凝土硬化后强度较高。,常用粗骨料表观密度约为,2600Kg/m,3,2700Kg/m,3,，碎石的松散堆积密度约为,1300Kg/m,3,1400Kg/m,3,，空隙率约为,45,左右。卵石的松散堆积密度约为,1400Kg/m,3,1600Kg/m,3,，空隙率约为,35%45,。,根据,GB/T14685,2001,建筑用卵石、碎石,，按卵石、碎石的技术要求从高到底，可将其分为,I,类、,II,类、,III,类三种类别：,I,类宜用于高强混凝土（,C60,）,II,类宜用于中强（,C30,C60,）的混凝土和抗冻、抗渗及其它要求的混凝土III,类宜用于低强（,C30,）的混凝土。,1,、,含泥量和泥块含量,含泥量：指粒经小于,0.075,mm,的颗粒含量；,泥块含量：指粒经大于,4.75mm,经水洗、手捏后小于,2.36mm,的颗粒含量。,根据试样的最大粒径，称取试样一份，精确至,1g,。将试样倒入淘洗容器中，注入清水，使水面高于试样面约,150mm,，充分搅拌均匀后，浸泡,2h,，然后用手在水中淘洗试样，使尘屑、淤泥和粘土与石子分离。缓缓地将浑浊液倒入,1.18mm,及,0.075mm,的套筛上（,1.18mm,筛放置上面），滤去小于,0.075mm,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大颗粒流失。,再次加水于容器中，重复上述过程，直到容器内洗出的水清澈为止。,用水冲洗剩留在筛上的细粒。并将,0.075mm,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,0.075mm,的颗粒。然后将两只筛上剩留的颗粒和容器中已经洗净的试样一并装入搪瓷盘，置于温度为,1055,的烘箱中烘干至恒重。取出来冷却至室温后，称试样的重量，精确至,1g,。,2,、,针、片状 颗粒含量,针、片状 颗粒含量：卵石、碎石颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级平均粒径,2.4,倍的细针状颗粒；厚度小于平均粒径,0.4,倍的为片状颗粒,。,针片状颗粒易折断，相互堆积的孔隙大，其含量多时，可使混凝土拌和物的流动性和强度降低。,分别用规准仪逐粒检验，凡颗粒长度大于针状规准仪上相应间距者，为针状颗粒；颗粒厚度小于片状规准仪上相应孔宽者，为片状颗粒。称量试样的质量，精确至,1g,。,规准仪,3,、,筛分试验,(1),最大粒径,：粗骨料公称粒级的上限，用,D,M,表示。,粗骨料的最大粒径增大，,空隙率及表面积都减小,，包裹粗骨料所需的水泥浆量就减少，可,节约水泥,，有助于提高混凝土的密实性、减少混凝土的发热和收缩，对大体积混凝土有利。,但骨料最大粒径也不宜过大，建筑行业中混凝土骨料的最大粒径不宜超过,40mm,，水工混凝土的最大粒径可达,120mm150mm,。此外还受结构尺寸、钢筋疏密及施工条件的影响。,(2),颗粒级配,大小不一的粗骨料相互组合搭配的比例关系叫做颗粒级配。级配良好的石子其空隙率和总表面积均较小，可获得较大的堆积密度。石子的级配好坏对混凝土强度等性能的影响比砂更明显。,石子的颗粒级配同样采用筛分法测定。常用方孔筛筛孔尺寸为,4.75,、,9.5,、,16,、,19,、,26.5,、,31.5,、,37.5,等，根据需要可选用更大尺寸的筛。筛分方法和砂的相似，从大到小取各级筛的累计筛余，与相关规范的要求相对照，看是否满足要求。,粗骨料级配有连续级配和间断级配两种。,连续级配是从最大粒径开始，从大到小每一粒级都占有适当的比例,。,连续级配颗粒级差小，配制的混凝土性能良好在工程中被广泛采用。,间断级配是人为剔除某些中间粒级颗粒，大颗粒的空隙由比空隙小的颗粒填充。间断级配颗粒级差较大，空隙率降低明显，可减少水泥用量，但是新拌出来的混凝土容易出现离析。,单粒级是指大部分颗粒粒级集中在某一种或两种粒径上的颗粒，单粒级便于分级储运。通过不同的组合，可以配制不同要求的骨料级配。工程中不宜采用单粒级粗骨料配制混凝土。,4,、,表观密度,石子的表观密度是石子颗粒单位体积（包括内封闭孔隙）的质量。通常情况下，石子的表观密度应大于,2500kg/m,3,。测定石子的表观密度有静水天平法和广口瓶法。,图,3-6,静水天平,取试样一份装入吊篮，并浸人盛水的容器中，液面至少高出试样表面,50mm,。浸水,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,(,试样不得露出水面,),。吊篮每升降一次约,1s,，升降高度为,30mm50mm,。,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。,提起吊篮，将试样倒人浅盘，放在干燥箱中于,1055,下烘干至恒量，待冷却至室温时，称出其质量，精确至,5g,。,称出吊篮在同样温度水中的质量，精确至,5g,。称量时盛水容器的水面高度仍由溢流孔控制。,5,、,强度,石子作为混凝土的“骨架”，对混凝土的强度有着至关重要的影响。,可采用,岩石立方体抗压强度,和,压碎指标,两种方法检验卵石、碎石的强度。能找到母岩的碎石直接测其抗压强度；找不到母岩的碎石和卵石可测其压碎指标。,（,1,）岩石的立方体抗压强度,将碎石的母岩制成直径与高均为,5cm,的圆柱体试件或边长为,5cm,的立方体试件，在吸水饱和状态下，测定其极限抗压强度值。,根据标准规定：岩石立方体抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，不应低于,1.5,。火成岩不小于,80MPa,，变质岩不小于,60MPa,，水成岩不小于,30MPa,。,（,2,）压碎指标,压碎指标表示石子抵抗压碎的能力，以间接地推测其相应的强度，其值越小，说明强度越高。,将一定质量（,3000g,）的气干状态下粒经,9.5,19mm,的石子装入标准圆模内，放在压力机上均匀加荷至,200KN,，保持,5s,。卸荷后称取试样质量,G,1,，然后用孔径为,2.36mm,的筛筛除被压碎的细粒，称出筛余量,G,2,，按下式计算压碎指标值,Q,c,：,压碎指标值越小，表明石子抗压强度越高。,压碎值试验,第,4,章 粉煤灰试验,4.1,含水率,将粉煤灰放入规定温度的烘干箱内烘至恒重，以烘干前和烘干后的质量之差与烘干前的质量之比确定粉煤灰的含水率。,称取粉煤灰试样约,50g,，精确至,0.01g,，倒入蒸发皿中。,将烘干箱温度调整并控制在在,105110,。,将粉煤灰试样放入烘干箱内烘至恒重，取出放在干燥器中冷却至室温后称量，精确至0.01g,。,4.2,细度,同水泥细度相似，粉煤灰的细度也是一项重要的技术指标。一般情况下，粉煤灰粉磨的越细，减水效果越好，活性越高。,将粉煤灰样品置于蒸发皿中，放入烘干箱内烘干至恒重，温度调整并控制在在,105110,。,称取粉煤灰试样约,10g,，精确至,0.01g,，倒入,45m,方孔筛网上，将筛子置于筛座上，盖上筛盖。,接通电源，将定时开关固定在,3min,，开始筛析。负压表的值应稳定在,4000Pa6000Pa,。若负压小于,4000Pa,，则应停机，清理收尘器中的积尘后再进行筛析。筛析过程中应轻轻敲打筛盖，防止吸附。,3min,后筛析自动停止，停机后观察筛余物，如出现颗粒成球、粘筛或有颗粒沉积在筛框边缘，用毛刷将细颗粒轻轻刷开，再筛析,13min,直至筛分彻底为止。将筛网内的筛余物收集并称量，精确至,0.01g,。,4.3,需水量比,粉煤灰的需水量比是指达到相同胶砂流动度,(130mm140mm),时，受检胶砂的需水量与基准胶砂需水量的比。需水量比小，表明粉煤灰的减水效应越好。,试验胶砂配比按表,4-4,确定，称取规定质量的材料。,按,GB/T 17671,水泥胶砂拌制方法拌制胶砂。,首先调整对比胶砂的用水量。将拌制好的胶砂分两层迅速装入试模，第一层装至截锥圆模高度约三分之二处，用小抹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，如图,4-4,所示。随后，装二层胶砂，装至高出截锥圆模约,20mm,，用小刀在相互垂直两个方向各划,5,次，再用捣棒由边缘至中心均匀捣压,10,次，如图,4-5,所示。捣压后胶砂应略高于试模。捣压深度，第一层捣至胶砂高度的二人之一，第二层捣实不超过已捣实底层表面。装胶砂和捣压时，用手扶稳试模，不要使其移动。,捣压完毕，取下模套，将小刀倾斜，从中间向边缘分两次以接近水平的角度抹去高出截锥圆模的胶砂，并擦去落在桌面上的胶砂。将截锥圆模垂直向上轻轻提起，立刻开动跳桌，以每秒钟一次的频率，在,25s1s,内完成,25,次跳动。,跳动完毕，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，取整数，单位为,mm该值结尾该水量的胶砂流动度。调整水量，使流动度达到,130mm140mm,时，记录用水量,w1,。,按照相同的方法，调整试验胶砂的用水量，使流动度同样达到,130mm140mm,时，记录用水量,w2,。,4.4,烧失量,烧失量指粉煤灰中未燃尽的碳颗粒所占的比例，粉煤灰中碳含量越大，降低减水效应和活性效应。烧失量对流动性的影响较大，特别是掺入外加剂时。碳粒对外加剂的吸附作用较强，导致外加剂的作用下降，混凝土的流动性收到影响。,称取一定质量的粉煤灰，放入烘箱内在烘干至恒重，温度调整并控制在在,105110,。瓷坩埚在干燥器内干燥至恒重。,称取瓷坩埚的质量，避免用手直接接触。,取烘干后的粉煤灰约1g,，放入干燥的瓷坩埚中，称取试样和瓷坩埚的总质量，精确至,0.0001g,。,将盛有试样的瓷坩埚放入高温炉内，从低温开始逐渐升高温度，在,95025,下灼烧约,1525min,。,取出坩埚置于干燥中，冷却至室温，称取试样和瓷坩埚的总质量，精确至,0.0001g,。,4.5,活性指数,粉煤灰作为混凝土的矿物掺合料取代水泥，是因为它具有一定的潜在胶凝性质，即具有一定的活性。不同品质的粉煤灰的活性差异很大，通过测定活性指数可以定量评价粉煤灰的活性。通过测定试验胶砂和对比胶砂的抗压强度，以二者抗压强度之比确定试验胶砂的活性指数。,试验胶砂配比按表,4-7,确定，称取规定质量的材料。,将对比胶砂和试验胶砂分别按,GB/T 17671,水泥胶砂拌制方法拌制、试件成型和养护。,将试件养护至,28,天，按,GB/T 17671,水泥胶砂试件强度测试方法测定对比胶砂和试验胶砂的抗压强度。,第,5,章 混凝土减水剂试验,5.1,减水率,减水剂的减水率可以通过测定基准混凝土与具有相同坍落度的掺外加混凝土用水量的差来确定，也可以测定水泥胶砂掺加减水剂以后用水量的变化，从而评定胶砂的减水率。二者有争议时，以混凝土减水率为准。,拌制基准混凝土。采用公称容积为,60L,的单卧轴式强制搅拌机,(,如图,5-1,所示,),。每盘拌合量不小于,20L,，不宜大于,45L,。出料后，人工翻版均匀，再进行坍落度的测试。,通过调整用水量的大小，使基准混凝土的坍落度达到规定值，记录此时的用水量。,拌制掺加减水剂的受检混凝土。减水剂为粉状时，将水泥、砂、石、减水剂一次投入搅拌机，干拌均匀，在加入拌合水，一起搅拌,2min,。减水剂为液体时，将水泥、砂、石一次投入搅拌机，干拌均匀，再加入掺有减水剂的拌合水一起搅拌,2min,。出料后，人工翻版均匀，进行坍落度的测试。,通过调整用水量的大小，使受检混凝土的坍落度达到规定值，记录此时的用水量。,5.2,泌水率比,混凝土在浇注后，因固体颗粒下沉，水上升并在混凝土表面析出的现象称为泌水。泌水使混凝土的上层含水量增大，下层含水量减少，水灰比不同，使得混凝土的质量不均匀。（上层强度低，耐磨性差）；导致骨料与水泥、粗骨料与砂浆、钢筋与混凝土之间的粘结力下降；泌水停留在粗骨料下表面并绕过粗骨料上升，形成连通孔，降低了混凝土的密实度。从而降低强度和耐久性；泌水使得表面疏松，产生起皮或粉尘现象，影响混凝土的外观质量。因此泌水率不能过大是混凝土施工质量控制的一个重要内容。,按照,5.1.1,的配备比和方法拌制基准混凝土。通过调整用水量的大小，使基准混凝土的坍落度达到规定值，记录此时的用水量。,用湿布润湿容积筒，将混凝土拌合物一次装入，在振动台上振动,20s,，然后用抹刀轻轻抹平，试样表面应比筒口边低约,20mm,，加盖以防止水分蒸发。,自抹面开始计算时间，在前,60min每隔,10min,用吸液管吸出泌水一次，以后每隔,20min,吸水一次，直至连续三次无泌水为止。每次吸水前，应将筒底一侧垫高约,20mm,，使筒倾斜，以便于吸水。吸水后，将筒轻轻放平盖好。将每次吸出的水都注入带塞量筒，最后计算出总的泌水量，精确至,1g,。,按照,5.1.1,的配备比和方法拌制掺加减水剂的受检混凝土。通过调整用水量的大小，使受检混凝土的坍落度达到规定值，记录此时的用水量。,5.3,含气量,混凝土在搅拌过程中会引入一定量的气泡，含气量的表示方法为混凝土的气泡体积与全部混凝土体积之比的百分数。含气量试验方法参见本书第,6,章混凝土含气量试验,5.4,凝结时间差,凝结时间主要用来帮助控制混合和运输的时间，对于混凝土或早强型减水剂来说，凝结时间是一个重要的参数。凝结时间的试验方法参见本书第,6,章混凝土凝结时间试验。,凝结时间差是指掺减水剂的混凝土的凝结时间与基准混凝土凝结时间的差值，根据,GB 8076-2008,，掺外加剂的混凝土凝结时间差应满足表,5-8,的规定。,5.5,抗压强度比,外加剂的掺入可能会对混凝土的强度产生一定的影响，不同类型的减水剂影响的效果也不尽相同。为了保证混凝土的强度能够满足结构构件安全的需要，,GB 8076-2008,规定减水剂的抗压强度比应满足表,5-12,规定。抗压强度的试验方法参见本书第,6,章混凝土强度试验。,第,6,章 混凝土试验,混凝土拌合物制备,(1),试验室拌制,混凝土拌合物在试验室制备的方法依据,GB/T 50080-2002,普通混凝土拌合物性能试验方法标准,。,(1),一般规定,在试验室制备混凝土拌合物时，拌合时试验室的温度应保持在,205,，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，所用原材料的温度宜与施工现场保持一致。,试验室拌制混凝土时，材料用量应以质量计。称量精度：骨料为,1%,；水、水泥、掺合料、外加剂均为,0.5%,。,掺外加剂时，掺入方法应按照相关规定。,拌制混凝土所用的各种工具应预先用水润湿，使用完毕必须及时清洗。,使用机械拌制时，拌合前应预拌适量的砂浆或混凝土进行涮膛,(,用与正式拌合的混凝土配合比相似,),，使搅拌机内壁粘附一层砂浆，以避免正式拌合时水泥砂浆的损失。,从试样制备完毕到开始做各项性能试验不宜超过,5min,。,人工拌和,a.,按所定配合比称取原材料，若骨料含水则应在用水量中扣除，并相应增加其各种材料的用量。,b.,将拌板和拌铲用湿布润湿后，将砂倒在拌板上，然后加入水泥，翻拌直至颜色混合均匀，加入石子，再翻拌至混合均匀为止。,c.,将于混合料堆成堆，在中间作一凹槽，将已称量好的水，倒入一半左右在凹槽中,(,勿使水流出,),，然后仔细翻拌，并徐徐加人剩余的水，继续翻拌，每翻拌一次，用铲在混合料上铲切一次，直到拌和均匀为止。拌和时力求动作敏捷，尽快拌合均匀。,d.,拌好后，根据试验要求，立即做坍落度测定或试件成型。从开始加水时算起，全部操作须在,30min,内完成。,e.,将用过的工具清洗干净，打扫卫生。,机械搅拌,a.,按所定配合比称取原材料，若骨料含水则应在用水量中扣除，并相应增加其各种材料的用量。,b.,用按配合比的水泥、砂和水组成的砂浆及少量石子，在搅拌机中进行涮膛，以免正式拌和时影响拌合物的配合比。,c.,开动搅拌机，向搅拌机内依次加人石子、砂和水泥，干拌均匀，再将水徐徐加入，全部加料时间不超过,2min,，水全部加入后，继续拌和,2min,。,d.,将拌合物自搅拌机卸出，倾倒在拌板上再经人工拌和,1,2min,，即可做坍落度测定或试件成型。从开始加水时算起，全部操作必须在,30min,内完成全部操作。,e.,清洗工具和搅拌机，打扫卫生。,(2),施工现场取样,依据,GB/T 50080-2002,规定，施工现场混凝土的取样应符合下述规定：,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,。,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的约,1/4,处、,1/2,处和,3/4,处之间分别取样，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。,从取样完毕到开始做各项性能试