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1、高强轻骨料混凝土耐久性研究试验方案一 试验材料及其性能研究水泥：42.5普通硅酸盐水泥细骨料：普通中砂粗骨料：粉煤灰陶粒外加剂：高效减水剂水：自来水（一）胶凝材料化学成分及其基本性能1.胶凝材料的化学分析材料化学成分% 烧失量水泥粉煤灰矿渣2.水泥的基本性能稠度%初凝h：min终凝h：min安定性/饼法抗折强度3d 28d抗压强度3d 28d比表面积/密度/（二）粗细集料物理力学性能研究1.取样为检验轻骨料的各项性能，首先必须从每批产品中取出一定量的、有代表性的试样。本项试验所采用的试验原料为湖北宜昌宝珠陶粒开发有限公司生产的高强页岩陶粒。从原料中抽取的试样应不少于10份，其总质量应比试验用料
2、多一倍。将从不同部位抽取的10份试样混拌均匀，然后按试验所需数量抽取。2.颗粒级配1)试验目的试验是为了评定轻集料的品质，并为轻骨料混凝土的配合比设计提供必要的数据。2)仪器设备（1）烘箱：能将试样于105110下烘干至恒量的电热烘箱。（2）台秤：最大称量10kg，感量5g。（3）筛子：用方孔筛，孔径为37.5mm、31.5mm、26.5mm、19.0mm、16.0mm、9.5mm、和4.75mm共7种，并附有筛底和筛盖；筛分细集料的方孔筛孔径为9.50mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、600mm、300mm和150mm共7种，并附有筛底和筛盖。3)试验步骤（1）先称取轻骨料10
3、L，细集料2L，置于烘箱中于1052下烘至恒量。然后取烘干试样分为二等份，分别称取其质量。（2）对称好的试样进行筛分。为此需将筛子按孔径从大到小顺序叠置，并附以筛底。然后将试样放在筛的上层，加盖顺序过筛。称取每号筛的筛余量，计算分计筛余和累计筛余。（3）筛分粗集料，当每号筛上筛余层的厚度大于该试样的最大粒径时，应分两次筛，直至各筛每分钟通过量不超过试样总量的0.1%；超过试样总量的0.1%时，应重新试验。（4）细集料筛分可先将套筛用振动摇筛机过筛10min后，取下，再逐个用手筛直至每分钟通过量不超过试样总量的0.1%时即可，试样在各号筛上的筛余量均不超过0.4L，否则，应将改筛余试样分成两份，
4、再次进行筛分，并以其筛余量之和作为该号筛的筛余量。（5）称取每号筛的筛余量，所有各筛的分计筛余量和筛底中剩余的总和，与筛分前的的试样总量相比，相差不超过1%；超过1%时，应重新试验。（6）计算公式：式中：细度模数，计算精确至0.1；分别为4.75mm、2.36mm、 、150mm孔径筛上的累计筛余百分率。3.表观密度试验1)试验目的测定轻骨料的颗粒表观密度，即包括颗粒内部孔隙的颗粒单位体积的质量，为了评定其品质和计算空隙率为设计混凝土配合比所用。2)仪器设备（1）烘箱。（2）天平：最大称量1kg，感量1g。（3）量筒：容积1000mL。（4）容器。（5）其它辅助器具：取样勺、毛巾等。3)试验步
5、骤（1）取试样4L，用筛孔为5mm的筛子过筛，取筛余物烘至恒量,备用。（2）把干燥后的试样拌匀后，称取300500g放入量筒中浸水1h后取出，将试样放在5mm的筛子上，滤水12min，然后倒在拧干的湿毛巾上，用手抓住毛巾，使毛巾呈槽形。摆动毛巾，使骨料于其上往返滚动四次后，将骨料倒入盘拧干毛巾后再重复上述步骤一次。（3）将制备的试样倒入1000mL的量筒中，再注入500mL清水。如试样漂浮在水上，可用已知体积的圆形金属板将其压入水中，读出量筒的水位V。（4）计算公式：式中：轻粗骨料颗粒表观密度（Kg/m） 烘干试样质量（g） 圆形金属板的体积（mL） 倒入试样和放入金属板后量筒中水的水位（mL
6、）4.堆积密度试验1)试验目的测定轻骨料在自然堆积状态下的单位体积质量，是为了评定轻骨料的品质及等级，并为计算空隙率及混凝土配合比设计提供依据。2)仪器设备（1）地秤：最大称量50kg，感量50g。（2）天平：最大秤量5kg，感量2g。（3）容积筒：直径与高度相等，容积为10L。（4）烘箱。（5）取样勺或铁铲等。3)试验步骤（1）取粗骨料3040L，放入烘箱中于1055下烘至恒量，分成三份备用。（2）称空筒质量（3）用取样勺或小铁铲将试样从离容器口上方50mm处均匀倒入10L容量筒，让试样自然落下。倒试样时不得碰撞筒壁，试样应装满容器，并于上部形成锥体。（4）然后用直尺沿容积筒边缘从中心向两边
7、刮平，表面凹陷处用粒径较小的骨料填平后，然后称量m。（5）计算公式：式中：轻粗骨料颗粒堆积密度（Kg/m） 容积筒和试样质量（Kg） 容积筒的质量（Kg） 容积量筒的体积（L）5.空隙率试验1)试验目的测定轻骨料在自然堆积状态下的颗粒间空隙率，主要为了评定其品质和为混凝土配合比设计提供依据。2)计算方法在确定了轻骨料堆积密度和颗粒表观密度的基础上，其空隙率下式计算：式中： 轻骨料的孔隙率（%）轻粗骨料颗粒堆积密度（Kg/m） 轻粗骨料颗粒表观密度（Kg/m） 6.吸水率试验1)试验目的测定轻骨料的吸水率是为了评定其品质和确定混凝土拌和物的附加水量。2)仪器设备（1）天平：最大称量1kg，感量1
8、g。（2）烘箱。（3）筛子：筛孔尺寸5mm的圆孔筛。（4）其它辅助器具：容器、毛巾等。3)试验步骤（1）取试样4L，用筛孔为5mm的筛子过筛，取筛余物烘至恒量,备用。（2）把烘干试样拌和均匀，分成三份，称取每份质量m。（3）将称量试样放入盛水的容器中浸泡，如有颗粒漂浮于水上，则应设法将其压入水中。（4）分别在浸水15min、30min、1h时，取出后按表观密度试验的步骤制备试样，然后称量。（5）计算公式：式中： 粗骨料吸水率（%）浸水试样质量（g） 烘干试样质量（g）7.筒压强度试验1)试验目的用承压筒法或称圆筒压碎法测定轻骨料颗粒平均相对强度指标，主要是为了评定轻骨料的品质。2)仪器设备（1
9、）承压筒由圆柱形筒体(另带筒底)、冲压模、导向筒组成。筒体可用无缝钢管制作，以保证其有足够的刚度。筒体内表面和冲压模底面经渗碳处理。筒体为可拆卸的，并装有把手。冲压模外表面有刻度线，以控制装料高度和压入深度。导向筒用以导向，防止偏心。（2）压力机根据预估的筒压强度大小，选择吨位合适的压力机，以保证测定值位于所选压力机表盘读数的20%80%范围内。（3）天平：最大称量5kg，感量2g。（4）烘箱。（5）木棰、装料铲等。3)试验步骤（1）筛取1020mm粒径的试样5L，其中1015mm粒径的体积含量应占50%70%。（2）将承压筒装好筒底，然后向筒中装满轻骨料，分别测定3次松散料质量，取其算术平均
10、值，再乘以填充系数1.10作为试样量。（3）按上述试样量称取试样，装入承压筒内，先用木棰沿筒壁四周轻敲数次，然后装上导向筒和冲压模，并检查冲压模的下刻度线是否与导向筒的上缘重合。如不重合，需要敲筒壁四周，直至完全重合。（4）把装好试样、导向筒、冲压模的承压筒放在压力机的下压板上，以每秒0.30.5KN的速度匀速加荷，当冲压模压入深度为20mm时，记下压力值。（5）计算公式：式中： 粗骨料的筒压强度（MPa）压入深度为20mm时的压力值（N） 承压面积（即冲压模面积F=10000二 配合比设计轻骨料混凝土配合比设计采用松散体积法。松散体积法是以给定每立方米混凝土粗细集料松散总体积为基础进行设计。
11、（一）拟配制LC50的轻骨料混凝土，根据轻骨料混凝土技术规程，配合比设计步骤如下：1.确定适配强度，根据轻骨料混凝土技术规程5.1.2条确定适配强2.确定水泥用量480Kg3.确定净水用量200Kg4.确定砂率40%按松散体积法进行配合比设计： 试件净水用量水泥用量细骨料轻骨料水灰比体积砂率减水剂预吸水11604806607120.3340 %4.81h21684806607120.3540%4.81h31544806607120.3240%4.81h41604807436530.3345%4.81h51604805787720.3335%4.81h62394806607120.3340%4.
12、80h72614806607120.3340%4.8424h81604806607330.3340%4.81h轻骨料混凝土配合比设计采用松散体积法。松散体积法是以给定每立方米混凝土粗细集料松散总体积为基础进行设计。（二）拟配制LC60的轻骨料混凝土，根据轻骨料混凝土技术规程，配合比设计步骤如下：1.确定适配强度，根据轻骨料混凝土技术规程5.1.2条确定适配强2.确定水泥用量520Kg3.确定净水用量220Kg4.确定砂率40%按松散体积法进行配合比设计： 试件净水用量水泥用量细骨料轻骨料水灰比体积砂率减水剂预吸水11765106607120.3540 %5.11h21895106607120.
13、3740%5.11h31685106607120.3340%5.11h41795107436530.3545%5.11h51795105787720.3535%5.11h61965106607120.3540%5.10h72015106607120.3540%5.124h81765106607330.3540%5.11h三 力学性能研究（一）试件制备力学性能试验项目测试龄期试件尺寸（mm）试件数量（个）立方体抗压强度7d、28d150*150*1506轴心抗压强度28d150*150*3003劈裂抗拉强度28d150*150*1503弯曲抗折轻度强度28d150*150*5503（二）测试方法
14、1.立方体抗压强度和轴心抗压强度采用YEJ-2000型液压式压力试验机。将试件安放在试验机的下压板上，试件的承压面与成型时的顶面垂直。试件的中心(轴心抗压时为试件的轴心)与试验机下压板中心对准。连续均匀加荷，加荷速度为每秒钟0.50.8MPa。当试件接近破坏而开始迅速变形时，停止调整试验机油门，直至试件破坏。2.劈裂抗拉强度采用YEJ-2000型液压式压力试验机。将试件放在试验机下压板的中心位置，在上、下压板与试件之间垫以圆弧形垫条及垫层各一条，垫条与成型时的顶面垂直。开动试验机，当上压板与试件接近时，调整球座，使接触均衡。加荷速度每秒钟0.050.08MPa。试件接近破坏时，停止调整试验机油
15、门，直至试件破坏。3.弯曲抗折强度采用WEW-1000型电液式万能压力机。将试件在试验机的支座上放稳对中，承压面选择试件成型时的侧面。开动试验机，当加压头与试件快接近时，调整加压头及支座，使接触均衡。加荷速度每秒钟0.050.08MPa。试件接近破坏时，停止调整试验机油门，直至试件破坏。四 耐久性研究（一）抗氯离子渗透性能试验研究抗氯离子渗透试验按ASTM C1202-97试验方法进行。首先制作100mm50mm的圆柱体试件，分别在28d和60d龄期时将试件置于氯离子渗透仪it）mm件，标准养护至规定龄期时后取芯制成测量电池中，试件两侧水槽分别装满3.0%NaCl(负极)和0.3%MNaOH(
16、正极)溶液，在60V的外加稳定电场下，持续测定试件6h的总导电量（Q）。1.陶粒预湿程度对抗氯离子渗透性能的影响测试28d、60d导电量；f10050mm试件48块；28d抗压强度150mm150mm150mm试件24块系列编号试验配比陶粒预湿h净水灰比流动性（mm）塌落度 扩展度28d抗压强度LC50L10L20.5L31L424LC60L50L60.5L71L824注：L代表试件编号2.粗集料种类对抗氯离子渗透性能的影响测试28d导电量；f10050mm试件12块；28d抗压强度150mm150mm150mm试件12块。编号净水胶比水泥陶粒碎石砂流动性28d抗压强度LC50LC60C50C
17、603.矿物掺合料对抗氯离子渗透性能的影响试验采用干燥陶粒配制混凝土，基准轻集料混凝土（编号L0）设计强度等级为LC50，粉煤灰掺量分别为15、20、25和30；矿渣掺量为15%、20、25、30。测试28d、60d导电量；f10050mm试件54块；28d抗压强度150mm150mm150mm试件27块。编号净水胶比水泥粉煤灰矿渣硅灰陶粒砂流动性（mm）塌落度 扩展度28d抗压强度L0F1F2F3F4K1K2K3K4注：L代表基准轻骨料混凝土;F代表掺不同量粉煤灰的混凝土；K代表掺不同量矿渣混凝土4.龄期对对抗氯离子渗透性能的影响测试28d、60d导电量；f10050mm试件24块。编号净水
18、胶比水泥陶粒碎石砂流动性28d抗压强度LC50LC60C50C60（二）抗渗试验混凝土强度拟采用LC50，选取三种掺合料：粉煤灰、矿渣。粉煤灰等量取代水泥掺量分别为：15%、20%、25%、30%，矿渣等量取代水泥的掺量分别为15%、20%、25%、30%。最终确定9组。1.试验仪器及设备1）混凝土渗透仪及配套试模2）螺旋加压器3）钢丝刷、烘箱、钢尺、记号笔4）配置好的密封材料2.试验步骤1）试件按规范浇注成型，每个配合比6块，9组共计54块。2）试件成型24小时后拆模，并用钢丝刷刷净上下端面水泥膜，使混凝土内骨料清晰可见，然后放入标准养护室养护。3）养护龄期不少于28d，本试验60d龄期，待
19、达到龄期后取出，擦干表面，把密封材料涂于试件侧面，涂抹过程中要使密封材料厚度均匀、致密，之后用螺旋加压器压入试模中，使试件底面和试模底平齐。4）将仪器蓄水罐灌满水，将系统内的空气排净。5）把封好的试件的试模可靠地安装固定在仪器上，打开电源，设定好仪表数据，同时开始记录时间（精确值min）待48小时后停止试验，取出试件。6）将渗透后的试件放在压力机上，沿纵断面将试件劈裂成两半，放置阳关下待看清水痕后，用记号笔描出水痕即为渗水轮廓。7）在试件劈裂面上，沿底面每隔1cm定出一侧点，用钢尺测量出个点的渗水高度（精确至1mm）。8）以各测点处渗水高度的算术平均值作为该试件的渗水高度，然后计算6个试件的渗
20、水高度算术平均值作为该组试件的平均渗水高度。（三）冻融试验1.对9组不同配合比混凝土试件进行抗冻性试验，试验设备（1）混凝土快速冻融试验设备（2）动弹性模量测定仪，频率测量范围100Hz-20KHz（3）台秤（4）试件盒2.试验步骤1）在到达龄期的前4d，将试件在20士2的饱和石灰水中浸泡，水面至少高出试件20mm。浸泡4d后进行冻融试验。2）试验开始前，将已浸水的试件擦去表面水后，称初始质量，测量初始自振频率，作为评定抗冻性的起始值。3）随后将试件装入试件盒中，加入淡水，水面应浸没试件顶面约lmm一3mm。将装有试件的试件盒放入冻融试验箱的试件架中，开始冻融前应检查箱内防冻液是否足量和中心试
21、块是否放置妥当。4）经过25次冻融循环对试件检测一次，测试时，小心将试件从盒中取出，冲洗干净，擦去表面水分，称重和测定自振频率，并做必要的外观描述。每次测试完毕后，将试件调头重新装入试件盒中，注入淡水，继续试验。在测试过程中应防止试件失水，待测试件须用湿布覆盖。(四)碳化试验1.本试验仪器和设备(l)混凝土碳化试验箱(2)二氧化碳供气装置，包括钢瓶、压力表。(3)压力试验机、喷壶、钢板尺。2.试验步骤1）本试验采用100mmx100mmxl00mm立方体试块，每个配合比浇筑15块，共计135块。2）试件成型后，移至标准养护室养护。试件一般采用28d龄期，本试验由于配合比中加有不同的矿物掺合料，
22、为使其水化充分，性能达到稳定，养护龄期采用90d。在达到养护龄期(也即开始试验)的前两天，将试件从标准养护室取出，在60的烘箱中烘干48h。3）把烘干处理后的试件保留成型时的两侧面，其余各面均用石蜡密封(密封方法可采用电炉加热放有石蜡的蜡锅，使石蜡溶化后，把需要密封的一面没入蜡锅浸蘸，拿出后待石蜡凝固后用小铲处理表面，密封完毕，在需碳化的两侧面上用红蓝铅笔以10mm间距画出平行线，以便作为劈开后测定碳化深度的测量点。4）将处理好的试件轻轻放入碳化箱的铁架上并使试件经受碳化的表面之间的间距不少于50mm。开启碳化箱前，应使加湿器容器内水分加满(为保证试验精确及机器寿命使用蒸馏水)。开机后，调节钢
23、瓶出日气压及流量计使其正常作，并调整各参数，使箱内浓度保持在20士3%，温度控制在20士3%，相对湿度保持在70土5%。5）试验过程中，应经常查看钢瓶气压、加湿器水量及箱内温度、湿度、浓度情况。如钢瓶内气压降低，气体耗尽前应及时换气;加湿器内及时补充水分等，保持试验能够准确、连续、正常进行。6）本试验采用5个碳化龄期(3d，7d，14d，28d，35d)，到达各龄期时，取出试件(每个配合比取出3块)。在压力试验机上劈开后，用毛刷刷去断面上残余粉末，喷上己配置好的1%的酚酞酒精溶液指示剂。待其反应变色清晰后(约30s一60s)，按原先划出的每10mm一个测点用钢板尺分别量出各点的碳化深度，数据精确至1mm。每个配合比按三个试件的碳化深度平均值作为该龄期的碳化深度。7）立方体试件只做一次试验，劈开测量后不再放入碳化箱内。待下个龄期到达时，每个配合比再重新取出3块试件测定，重复步骤(6)，直至最后一个龄期到达，试件全部测完，关闭钢瓶及碳化试验箱，拔掉电源，试验结束。10 / 10文档可自由编辑打印