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試驗室技術人員基礎知識

發布日期:2019-03-02 瀏覽:85

普通混凝土是指由水泥、粗細骨料(碎石或卵石及硅質砂)、礦物摻合料、外加劑加水拌合經水化硬化而成人造石。混凝土因其具有原料豐富、造價低廉、制作簡單、堅固耐用、耐火、抗震等許多優異性能,使它成為世界上用量最多的人造材料。目前現有的混凝土按類別分為普通混凝土、專用混凝土和特性混凝土,其中專用混凝土有:道路混凝土、大壩混凝土、海水混凝土、裝飾混凝土、聚合物混凝土、纖維增強混凝土、流態混凝土;特性混凝土有:高強混凝土、膨脹混凝土、防水混凝土、耐侵蝕混凝土、輕質混凝土、耐火混凝土、防護混凝土、高性能混凝土。

(一)普通混凝土拌合物的和易性

混凝土在凝結硬化以前,稱為混凝土拌合物或新拌混凝土它必須具備良好的和易性,便于施工,以保證獲得良好的澆灌質量。和易性是指混凝土拌合物易于操作施工(拌合、運輸、澆灌、搗實),并能獲得質量均勻、成型密實的性能。

和易性是以項綜合的技術性質,包括有流動性、粘聚性和保水性等三方面的含義。流動性是指混凝土拌合物在本身自重或施工機械振搗的作用下,能產生流動,并能均勻密實的填滿模板的性能。粘聚性是指混凝土拌合物在施工過程中組成材料之間有一定粘聚力,不致產生分層和離析現象。保水性是指混凝土拌合物在施工過程中,具有一定的保水能力,不致產生嚴重的泌水現象。發生泌水現象的拌合物,由于水分泌出來會形成容易透水的孔隙,從而影響混凝土的密實性,降低質量。

在混凝土施工工地和試驗室,通常是用坍落度測定方法來測定混凝土拌合物的流動性,并輔以直觀經驗評定粘聚性和保水性。

測定方法如下:將混凝土拌合物用小鏟分三層均勻地裝入坍落度筒內(坍落度桶內部尺寸為:底部直徑200±2mm;頂部直徑100±2mm;高度300±2mm)每次插搗25次,頂層插搗完后,刮去多余的混凝土并用抹刀抹平,雙手均勻用力將筒撥起。從開始裝料到拔起坍落度筒的整個過程應不間斷的進行,并應在150s內完成,其中,拔起坍落度筒的時間在510s內完成。

混凝土拌合物由于自重將會產生坍落度現象。由坍落度筒頂到坍落的拌合物頂部的距離(mm)就叫坍落度,作為流動性指標。坍落度愈大表示拌合物的流動性愈大。同時觀察拌合物的粘聚性、保水性及含砂情況

影響混凝土拌合物和易性的主要因素 

1水泥漿的數量

混凝土拌合物中水與水泥形成水泥漿,是拌合物產生流動性的主要因素。在水灰比不變的情況下,單位體積拌合物內水泥漿愈多,則拌合物的流動性愈好。但當水泥漿過多時,將會出現流漿現象,使拌合物的粘聚性變差,同時對混凝土的強度與耐久性也會產生一定影響,而且水泥用量也大,混凝土成本高。水泥漿過少,甚至不能填滿骨料空隙或不能完全包裹骨料表面時,混凝土拌合物就會產生崩坍現象,粘聚性變差。因此,水泥漿數量應以滿足拌合物流動性要求為度,不宜過多或過少。

2水泥漿的稠度

水泥漿的稠度取決于水灰比。在混凝土拌合物中,當水泥用量不變時,水灰比越小則水泥漿越稠密,拌合物的流動性越小。當水灰比過小時,水泥漿干稠,會導致混凝土拌合物流動性很低,難以施工操作,更不能保證混凝土的密實性。提高水灰比會加大拌合物的流動性,但如果水灰比過大,又會造成拌合物的粘聚性和保水性不良,產生流漿、離析現象,并嚴重影響混凝土的強度。所以水灰比既不能過大,也不能過小。合理的水灰比一般應根據混凝土強度和耐久性要求來選擇。不能用單純改變用水量的辦法來調整拌合物的流動性。因為單純增加用水量會降低混凝土的強度和耐久性。因此,應該在保持水灰比不變的條件下用調整水泥漿數量的辦法來調整拌合物的流動性。

3砂率

砂率又稱含砂率,是指混凝土中砂的質量占砂、石總質量的百分率。試驗表明,砂率的變動會使骨料的空隙率和總表面積有顯著改變,因而對混凝土拌合物的和易性產生顯著影響。

砂率過大時,骨料的總表面積及空隙率都會增大,在水泥漿含量不變的情況下,用于包裹骨料表面和填充骨料空隙的水泥漿數量顯然不夠,使砂漿干澀,潤滑作用降低,從而降低混凝土拌合物的流動性。如砂率過小,砂漿數量則不足以填滿粗骨料的空隙體積,此種情況下粗骨料接觸點處砂漿太少,也會降低混凝土拌合物的流動性,而且還會嚴重影響其粘聚性和保水性,容易造成離析、流漿等現象因此,應該尋求最佳砂率:在用水量和水泥用量一定的情況下,能使混凝土拌合物獲得最大的流動性且保持良好的粘聚性和保水性的砂率。 影響最佳砂率的因素很多,因此不可能用計算的方法得出準確的最佳砂率。可概括為:

a. 石子最大粒徑較大、級配較好、表面較光滑時,石子間的空隙率較小,可采用較小的砂率。

b. 砂子的細度模數較小時,由于細顆粒的砂子較多,混凝土拌合物的粘聚性容易得到保證,而且砂子在粗骨料中的撥開作用較小,可采用較小的砂率。

c. 水灰比較小,水泥漿較稠時,由于混凝土拌合物的粘聚性較好,可采用較小的砂率。

d. 施工要求混凝土拌合物的流動性較大時,粗骨料容易出現離析,為保持混凝土拌合物的粘聚性,需采用較大的砂率。

e. 當采用加氣劑或塑化劑等外加劑時,可適當減少砂率。

4水泥品種和骨料的性質

水泥顆粒越細,所拌制的混凝土拌合物流動性越小。顆粒較大、形狀較圓、表面較光滑、棱角少及級配好的骨料,所拌制的拌合物的流動性較大。因此,在水泥漿數量一定時,用卵石拌制的拌合物流動性好于碎石拌合物;用河砂比用山砂拌制的拌合物流動性好。

5外加劑

摻入少量外加劑能使混凝土拌合物在不增加水泥用量的條件下,獲得很好的和易性,增大流動性和改善粘聚性、降低泌水性。或者說在保持流動性及混凝土強度不變的條件下,降低水泥用量。

6時間溫度:

拌合物的流動性隨時間的延長和溫度的升高而減小。

(三)改善混凝土拌合物和易性的措施

1調整混凝土的材料組成。在保證混凝土強度、耐久性和經濟性的前提下,適當調整混凝土的組成配合比例以提高和易性。如降低砂率、采用最佳砂率、增加水泥漿用量等。

2改善砂、石的級配,盡量采用較粗且級配良好的砂、石。

3摻加各種外加劑。如減水劑能提高混凝土拌合物的和易性,并能提高混凝土強度、耐久性及節約水泥。

4提高振搗效能。采用機械振搗,提高振搗效能,可降低施工條件對混凝土拌合物和易性的要求。

(四)硬化后混凝土的強度

強度是混凝土硬化后的主要力學性能,按照國家標準《普通混凝土物理力學性能試驗方法》(GB/T50081-2019)規定,混凝土強度有:立方體抗壓強度、棱柱體抗壓強度、劈裂抗拉強度、抗折強度、剪切強度和粘結強度等。

混凝土立方體抗壓強度:按照國家標準《普通混凝土物理力學性能試驗方法》(GB/T50081-20019)規定,制作邊長為150mm的立方體混凝土試件,在標準條件(溫度20±2℃,相對濕度95%以上)下,養護至28天齡期,測得的抗壓強度值為混凝土立方體試件抗壓強度(簡稱立方體強度)。

為了說明工程中的混凝土實際達到的強度,往往把混凝土立方體試件放在與工程相同的環境條件下養護,再按所需的齡期進行試驗測得立方體試件抗壓強度值作為工地混凝土質量控制的依據。又由于標準試驗方法試驗周期長,施工工期不能等待,既不能及時預報施工中的質量狀況,也不能據此及時設計和調整配合比,不利于加強混凝土質量管理和充分利用水泥活性。我國已制定頒布了《早期推定混凝土強度試驗方法》,可以根據早期在不同溫度條件下加速養護的混凝土試件強度推定標準養護28天(或其他齡期)的強度。

除邊長為150mm的立方體試件外,有時根據粗骨料的最大粒徑而選用不同的試件尺寸試件,如邊長為100mm200mm的立方體試件,但需乘換算系數,以得到相當于標準試件的試驗結果。選用邊長為100mm的立方體試件,換算系數為0.95;選用邊長為200mm的立方體試件,換算系數為1.05。當混凝土強度等級≥C60時,宜采用標準試件,如用非標準試件時,尺寸換算系數應由試驗確定硬化后混凝土的技術性質主要包括:強度、變形和耐久性。

混凝土立方體抗壓強度標準值與強度等級。

標準值是指按標準方法制作和養護的邊長為150mm的立方體試件,在28d齡期時,用標準試驗方法測得的強度總體分布中具有不低于95%保證率(指混凝土強度總體中,設計強度等級的概率)的抗壓強度值。

強度等級是混凝土各種力學強度標準值的基礎,它是按混凝土立方體抗壓強度標準值來劃分的,采用符號C與立方體抗壓強度標準值(以MPa計)表示。普通混凝土劃分為下列強度等級:C10C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C70C80等,也是施工中控制工程質量和工程驗收時的重要依據。如測得28d的抗壓強度在兩個等級之間,該混凝土應定為較低一級。

混凝土的抗拉強度

混凝土的抗拉強度很低,只有抗壓強度的1/101/20,隨著混凝土的強度等級提高,比值有所降低,這是因為抗拉強度沒有抗壓強度提高得快。混凝土受拉時呈脆性斷裂,破壞時無明顯殘余變形。在鋼筋混凝土結構設計中不考慮混凝土承受拉力,而是在混凝土中配以鋼筋,由鋼筋來承擔結構中的拉力。目前國內外均采用劈裂法來測定混凝土的抗拉強度,采用邊長為150mm的立方體作為標準試件。

(五)預拌混凝土使用要點是什么?

1預拌混凝土運到工地后,90分鐘內要求用完,時間越長坍落度損失越大,將影響混凝土質量。因此施工單位在使用前必須做好施工準備工作。

2預拌混凝土攪拌車到達工地后,嚴禁往罐車內加水。若到達后時間不長,混凝土坍落度小不符合交貨驗收要求,可由攪拌站技術人員添加外加劑進行調整,攪拌均勻后可繼續使用。若到達工地后混凝土坍落度過大超出交貨驗收的坍落度要求,施工單位有權進行退貨。雙方對坍落度有爭議時以現場實測的坍落度值為準。

3)預拌混凝土膠凝材料多、砂率較高、坍落度較大、特別是泵送混凝土坍落度均在180mm以上,混凝土流動性好容易密實,所以在澆搗時不須強力振搗,振搗時間宜在1020秒,否則混凝土表面浮漿較多容易產生收縮裂縫。

4預拌混凝土由于摻加了外加劑等成分,混凝土的初終凝時間較長。一般初凝時間為5小時~8小時,氣溫高時為4小時~6小時,終凝為8小時~14小時。因此混凝土提漿抹面時間應根據氣候特點適當掌握。氣溫低時混凝土墻、柱邊模的拆模時間應適當延遲,以免混凝土構件發生脫皮、起殼等外觀質量問題。

5澆搗梁板混凝土時,在梁與板交界處,宜先澆搗梁部位混凝土,振搗密實后再澆搗板面混凝土,這樣可避免或減少發生在梁板交界處的沉降收縮裂縫。

6混凝土澆搗成型后應進行二次振搗二次抹面。具體的做法是:在混凝土進入初凝前(用手輕按混凝土板面能留下指痕),用平板振動器快速復振一次。再用木抹子壓實抹平,可以起到減少表面裂縫的效果。

7高溫天氣或者大風天氣澆搗混凝土時,可以采用覆蓋塑料薄模防止混凝土構件表面失水過快產生干縮裂縫

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