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试验室技术人员基础知识

发布日期:2020-03-02 浏览:172

普通混凝土是指由水泥、粗细骨料(碎石或卵石及硅质砂)、矿物掺合料、外加剂加水拌合经水化硬化而成人造石。混凝土因其具有原料丰富、造价低廉、制作简单、坚固耐用、耐火、抗震等许多优异性能,使它成为世界上用量最多的人造材料。目前现有的混凝土按类别分为普通混凝土、专用混凝土和特性混凝土,其中专用混凝土有:道路混凝土、大坝混凝土、海水混凝土、装饰混凝土、聚合物混凝土、纤维增强混凝土、流态混凝土;特性混凝土有:高强混凝土、膨胀混凝土、防水混凝土、耐侵蚀混凝土、轻质混凝土、耐火混凝土、防护混凝土、高性能混凝土。

(一)普通混凝土拌合物的和易性

混凝土在凝结硬化以前,称为混凝土拌合物或新拌混凝土它必须具备良好的和易性,便于施工,以保证获得良好的浇灌质量。和易性是指混凝土拌合物易于操作施工(拌合、运输、浇灌、捣实),并能获得质量均匀、成型密实的性能。

和易性是以项综合的技术性质,包括有流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。流动性是指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下,能产生流动,并能均匀密实的填满模板的性能。粘聚性是指混凝土拌合物在施工过程中组成材料之间有一定粘聚力,不致产生分层和离析现象。保水性是指混凝土拌合物在施工过程中,具有一定的保水能力,不致产生严重的泌水现象。发生泌水现象的拌合物,由于水分泌出来会形成容易透水的孔隙,从而影响混凝土的密实性,降低质量。

在混凝土施工工地和试验室,通常是用坍落度测定方法来测定混凝土拌合物的流动性,并辅以直观经验评定粘聚性和保水性。

测定方法如下:将混凝土拌合物用小铲分三层均匀地装入坍落度筒内(坍落度桶内部尺寸为:底部直径200±2mm;顶部直径100±2mm;高度300±2mm)每次插捣25次,顶层插捣完后,刮去多余的混凝土并用抹刀抹平,双手均匀用力将筒拨起。从开始装料到拔起坍落度筒的整个过程应不间断的进行,并应在150s内完成,其中,拔起坍落度筒的时间在510s内完成。

混凝土拌合物由于自重将会产生坍落度现象。由坍落度筒顶到坍落的拌合物顶部的距离(mm)就叫坍落度,作为流动性指标。坍落度愈大表示拌合物的流动性愈大。同时观察拌合物的粘聚性、保水性及含砂情况

影响混凝土拌合物和易性的主要因素 

1水泥浆的数量

混凝土拌合物中水与水泥形成水泥浆,是拌合物产生流动性的主要因素。在水灰比不变的情况下,单位体积拌合物内水泥浆愈多,则拌合物的流动性愈好。但当水泥浆过多时,将会出现流浆现象,使拌合物的粘聚性变差,同时对混凝土的强度与耐久性也会产生一定影响,而且水泥用量也大,混凝土成本高。水泥浆过少,甚至不能填满骨料空隙或不能完全包裹骨料表面时,混凝土拌合物就会产生崩坍现象,粘聚性变差。因此,水泥浆数量应以满足拌合物流动性要求为度,不宜过多或过少。

2水泥浆的稠度

水泥浆的稠度取决于水灰比。在混凝土拌合物中,当水泥用量不变时,水灰比越小则水泥浆越稠密,拌合物的流动性越小。当水灰比过小时,水泥浆干稠,会导致混凝土拌合物流动性很低,难以施工操作,更不能保证混凝土的密实性。提高水灰比会加大拌合物的流动性,但如果水灰比过大,又会造成拌合物的粘聚性和保水性不良,产生流浆、离析现象,并严重影响混凝土的强度。所以水灰比既不能过大,也不能过小。合理的水灰比一般应根据混凝土强度和耐久性要求来选择。不能用单纯改变用水量的办法来调整拌合物的流动性。因为单纯增加用水量会降低混凝土的强度和耐久性。因此,应该在保持水灰比不变的条件下用调整水泥浆数量的办法来调整拌合物的流动性。

3砂率

砂率又称含砂率,是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。试验表明,砂率的变动会使骨料的空隙率和总表面积有显著改变,因而对混凝土拌合物的和易性产生显著影响。

砂率过大时,骨料的总表面积及空隙率都会增大,在水泥浆含量不变的情况下,用于包裹骨料表面和填充骨料空隙的水泥浆数量显然不够,使砂浆干涩,润滑作用降低,从而降低混凝土拌合物的流动性。如砂率过小,砂浆数量则不足以填满粗骨料的空隙体积,此种情况下粗骨料接触点处砂浆太少,也会降低混凝土拌合物的流动性,而且还会严重影响其粘聚性和保水性,容易造成离析、流浆等现象因此,应该寻求最佳砂率:在用水量和水泥用量一定的情况下,能使混凝土拌合物获得最大的流动性且保持良好的粘聚性和保水性的砂率。 影响最佳砂率的因素很多,因此不可能用计算的方法得出准确的最佳砂率。可概括为:

a. 石子最大粒径较大、级配较好、表面较光滑时,石子间的空隙率较小,可采用较小的砂率。

b. 砂子的细度模数较小时,由于细颗粒的砂子较多,混凝土拌合物的粘聚性容易得到保证,而且砂子在粗骨料中的拨开作用较小,可采用较小的砂率。

c. 水灰比较小,水泥浆较稠时,由于混凝土拌合物的粘聚性较好,可采用较小的砂率。

d. 施工要求混凝土拌合物的流动性较大时,粗骨料容易出现离析,为保持混凝土拌合物的粘聚性,需采用较大的砂率。

e. 当采用加气剂或塑化剂等外加剂时,可适当减少砂率。

4水泥品种和骨料的性质

水泥颗粒越细,所拌制的混凝土拌合物流动性越小。颗粒较大、形状较圆、表面较光滑、棱角少及级配好的骨料,所拌制的拌合物的流动性较大。因此,在水泥浆数量一定时,用卵石拌制的拌合物流动性好于碎石拌合物;用河砂比用山砂拌制的拌合物流动性好。

5外加剂

掺入少量外加剂能使混凝土拌合物在不增加水泥用量的条件下,获得很好的和易性,增大流动性和改善粘聚性、降低泌水性。或者说在保持流动性及混凝土强度不变的条件下,降低水泥用量。

6时间温度:

拌合物的流动性随时间的延长和温度的升高而减小。

(三)改善混凝土拌合物和易性的措施

1调整混凝土的材料组成。在保证混凝土强度、耐久性和经济性的前提下,适当调整混凝土的组成配合比例以提高和易性。如降低砂率、采用最佳砂率、增加水泥浆用量等。

2改善砂、石的级配,尽量采用较粗且级配良好的砂、石。

3掺加各种外加剂。如减水剂能提高混凝土拌合物的和易性,并能提高混凝土强度、耐久性及节约水泥。

4提高振捣效能。采用机械振捣,提高振捣效能,可降低施工条件对混凝土拌合物和易性的要求。

(四)硬化后混凝土的强度

强度是混凝土硬化后的主要力学性能,按照国家标准《普通混凝土物理力学性能试验方法》(GB/T50081-2019)规定,混凝土强度有:立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、剪切强度和粘结强度等。

混凝土立方体抗压强度:按照国家标准《普通混凝土物理力学性能试验方法》(GB/T50081-20019)规定,制作边长为150mm的立方体混凝土试件,在标准条件(温度20±2℃,相对湿度95%以上)下,养护至28天龄期,测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度(简称立方体强度)。

为了说明工程中的混凝土实际达到的强度,往往把混凝土立方体试件放在与工程相同的环境条件下养护,再按所需的龄期进行试验测得立方体试件抗压强度值作为工地混凝土质量控制的依据。又由于标准试验方法试验周期长,施工工期不能等待,既不能及时预报施工中的质量状况,也不能据此及时设计和调整配合比,不利于加强混凝土质量管理和充分利用水泥活性。我国已制定颁布了《早期推定混凝土强度试验方法》,可以根据早期在不同温度条件下加速养护的混凝土试件强度推定标准养护28天(或其他龄期)的强度。

除边长为150mm的立方体试件外,有时根据粗骨料的最大粒径而选用不同的试件尺寸试件,如边长为100mm200mm的立方体试件,但需乘换算系数,以得到相当于标准试件的试验结果。选用边长为100mm的立方体试件,换算系数为0.95;选用边长为200mm的立方体试件,换算系数为1.05。当混凝土强度等级≥C60时,宜采用标准试件,如用非标准试件时,尺寸换算系数应由试验确定硬化后混凝土的技术性质主要包括:强度、变形和耐久性。

混凝土立方体抗压强度标准值与强度等级。

标准值是指按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件,在28d龄期时,用标准试验方法测得的强度总体分布中具有不低于95%保证率(指混凝土强度总体中,设计强度等级的概率)的抗压强度值。

强度等级是混凝土各种力学强度标准值的基础,它是按混凝土立方体抗压强度标准值来划分的,采用符号C与立方体抗压强度标准值(以MPa计)表示。普通混凝土划分为下列强度等级:C10C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C70C80等,也是施工中控制工程质量和工程验收时的重要依据。如测得28d的抗压强度在两个等级之间,该混凝土应定为较低一级。

混凝土的抗拉强度

混凝土的抗拉强度很低,只有抗压强度的1/101/20,随着混凝土的强度等级提高,比值有所降低,这是因为抗拉强度没有抗压强度提高得快。混凝土受拉时呈脆性断裂,破坏时无明显残余变形。在钢筋混凝土结构设计中不考虑混凝土承受拉力,而是在混凝土中配以钢筋,由钢筋来承担结构中的拉力。目前国内外均采用劈裂法来测定混凝土的抗拉强度,采用边长为150mm的立方体作为标准试件。

(五)预拌混凝土使用要点是什么?

1预拌混凝土运到工地后,90分钟内要求用完,时间越长坍落度损失越大,将影响混凝土质量。因此施工单位在使用前必须做好施工准备工作。

2预拌混凝土搅拌车到达工地后,严禁往罐车内加水。若到达后时间不长,混凝土坍落度小不符合交货验收要求,可由搅拌站技术人员添加外加剂进行调整,搅拌均匀后可继续使用。若到达工地后混凝土坍落度过大超出交货验收的坍落度要求,施工单位有权进行退货。双方对坍落度有争议时以现场实测的坍落度值为准。

3)预拌混凝土胶凝材料多、砂率较高、坍落度较大、特别是泵送混凝土坍落度均在180mm以上,混凝土流动性好容易密实,所以在浇捣时不须强力振捣,振捣时间宜在1020秒,否则混凝土表面浮浆较多容易产生收缩裂缝。

4预拌混凝土由于掺加了外加剂等成分,混凝土的初终凝时间较长。一般初凝时间为5小时~8小时,气温高时为4小时~6小时,终凝为8小时~14小时。因此混凝土提浆抹面时间应根据气候特点适当掌握。气温低时混凝土墙、柱边模的拆模时间应适当延迟,以免混凝土构件发生脱皮、起壳等外观质量问题。

5浇捣梁板混凝土时,在梁与板交界处,宜先浇捣梁部位混凝土,振捣密实后再浇捣板面混凝土,这样可避免或减少发生在梁板交界处的沉降收缩裂缝。

6混凝土浇捣成型后应进行二次振捣二次抹面。具体的做法是:在混凝土进入初凝前(用手轻按混凝土板面能留下指痕),用平板振动器快速复振一次。再用木抹子压实抹平,可以起到减少表面裂缝的效果。

7高温天气或者大风天气浇捣混凝土时,可以采用覆盖塑料薄模防止混凝土构件表面失水过快产生干缩裂缝

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