土木工程材料實驗10級

1、實驗 材料基本物理性質(zhì)實驗 實驗目的測定巖石材料在絕對密實狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。巖石的密度（顆粒密度）是選擇建筑材料、研究巖石風化、評價地基基礎(chǔ)工程巖體穩(wěn)定性及確定圍巖壓力等必須的計算指標。依據(jù)公路工程巖石試驗規(guī)程（JTG E41-2005）用潔凈水做試液時，適用于不含水溶性礦物成分的巖石的密度測定，對含水溶性礦物成分的巖石應使用中性液體如煤油做試液。 實驗主要儀器 100mL密度瓶如圖1-1、DHG-9140烘箱如圖1-2、內(nèi)裝氯化鈣或硅膠等干燥劑的干燥器圖1-3、LP203A電子分析天平精度為0.001g如圖1-4、篩子（孔徑0.315mm或0.3mm）、量筒、漏斗、小勺、試樣（巖石粉）

2、、鋁盒、錐形玻璃漏斗和瓷皿、滴管、中骨匙、sc404-2.4 圖1-1 密度瓶 圖1-2 DHG-9140電熱恒溫鼓風干燥箱 圖1-3 干燥器 （a） （b）1-秤盤組件；2-稱重顯示窗；3-計數(shù)鍵；4-校正鍵；5-去-水平調(diào)正腳；9-電源開關(guān)；10-左右移門；11-面蓋板；12-頂面移門；13-電源插座（帶保險絲）；14-R232接口；15-水準器；16-廠牌；17-程序調(diào)用開關(guān)電 空飽和裝置 1-裝試樣的飽和器；2-真空缸；3-橡皮塞；4-二通閥；5-排氣管；6-管夾；7-引水管；8-水；9-接真空泵 試樣制備（1）將試樣研磨，用0.315mm篩子篩分除去篩上物，篩余試樣質(zhì)量不得少于實驗質(zhì)

3、量的兩倍，并放到105110oC的烘箱中，烘至恒重，準確至0.001g，烘干時間一般為612小時。恒重是指在試樣烘干時間間隔不小于3h的情況下，前后質(zhì)量之差不得大于該項實驗所要求的稱量精度。（2）將烘干的巖石粉放入干燥器中冷卻至室溫（202）oC備用。 實驗步驟（1）用四分法取兩份巖石粉，從每份試樣中稱取m1為15g，精確至0.001g，用漏斗灌入潔凈烘干的密度瓶中，并注入試液至密度瓶的一半處，搖動密度瓶使巖石粉分散。（2）當使用潔凈水做試液時，可采用沸煮法或真空抽氣法排除氣體。當使用煤油做液體時，應采用真空抽氣法排除氣體。采用沸煮法排除氣體時，沸煮時間自懸浮沸騰時算起不得少于1h，采用真空抽

4、氣法排除氣體時，真空壓力表讀數(shù)宜為100kPa，抽氣時間維持1（3）將經(jīng)過排除氣體的密度瓶取出擦干，冷卻至室溫，再將密度瓶中注入排除氣體且同溫條件的試液，然后置于DK-S22電熱恒溫水浴鍋（202）oC內(nèi)。待密度瓶內(nèi)溫度穩(wěn)定，上部懸液澄清后，塞好瓶塞，使多余試液溢出。從DK-S22電熱恒溫水浴鍋內(nèi)取出密度瓶，擦干瓶外水分，立即稱其質(zhì)量m3。（4）傾出懸液，洗凈密度瓶，注入經(jīng)排除氣體并與試驗同溫度的試液至密度瓶，再置于DK-S22電熱恒溫水浴鍋內(nèi)。待瓶內(nèi)試液的溫度穩(wěn)定后，塞好瓶塞，將逸出瓶外試液擦干，立即稱其質(zhì)量m2。 結(jié)果計算及評定 按下式計算出密度（精確至0.01 gcm3） （1-1）式中

5、 t巖石粉密度，gcm3；m1巖石粉質(zhì)量，g；m2密度瓶與試液的總質(zhì)量，g；m3密度瓶、試液及巖石粉的總質(zhì)量，g；wt與實驗同溫度試液的密度，不同溫度下純凈水的密度由公路工程巖石試驗規(guī)程（JTG E41-2005）查得或由附錄查得，精確至0.001，煤油的密度按下式計算： （1-2） m 4密度瓶質(zhì)量，g；m5密度瓶與煤油的總質(zhì)量，g；m6密度瓶與經(jīng)排除氣體的潔凈水的總質(zhì)量，g；w經(jīng)排除氣體的潔凈水的密度，由附錄查得。按規(guī)定，密度實驗用兩個試樣平行進行，以其計算結(jié)果的算術(shù)平均值作為最后結(jié)果。但兩次結(jié)果之差不應大于0.02gcm3，否則重做。表1-1 密度實驗記錄格式實驗編號巖石粉質(zhì)量m1g密度

6、瓶與試液的總質(zhì)量m2g石m3g密度瓶質(zhì)量m4g密度瓶、煤油的總質(zhì)量m5g密度瓶與排除氣體的潔凈水的總質(zhì)量m6g潔凈水的密度w（gcm3）試液的密度wt（gcm3）巖石粉密度t（gcm3）12實驗 水泥實驗2.1 水泥實驗的一般規(guī)定水泥取樣方法（GB12573-2008）（202）oC，相對濕度應大于50%。水泥恒溫恒濕標準養(yǎng)護箱溫度為（202）oC，相對濕度應大于90%。2.2 水泥細度實驗mm2g）越大，水化速度越快且較為完全，形成水泥石的強度就越高。水泥細度檢驗方法按水泥細度檢驗方法 篩析法（GB 1345-2005）規(guī)定，有負壓篩法、水篩法和手工篩法，在沒有負壓篩析儀和水篩的情況下，允許

7、用手工干篩法測定。礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)圖2-1。篩座及負壓篩見圖2-2篩網(wǎng)符合（GBT 6005 -2008）R203 80m的要求，由圓形篩框和篩網(wǎng)組成，篩網(wǎng)孔邊長為80m。分負壓篩和水 （a） （b）（a）篩座;（b）負壓篩負壓篩用過10次后需清洗，不可用弱酸浸泡。0.08mm篩上篩余結(jié)果數(shù)據(jù)表2-1 水泥細度實驗記錄表實驗編號水泥試樣質(zhì)量g0.08mm篩上篩余質(zhì)量篩余百分數(shù)F%實驗方法1實驗報告中“實驗原始數(shù)據(jù)”部分要有水泥細度測定過程數(shù)據(jù)記錄，“實驗數(shù)據(jù)整理”部分要有水泥細度實驗的水泥試樣百分數(shù)的計算過程及結(jié)果。2.3 水泥標準稠度用水量實驗本實驗方法適用于硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水

8、泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥以及指定采用本方法的水泥。（水泥示，符合JCT 729的要求。（新標準水泥標準稠度及凝結(jié)時間測定儀新標準水泥標準稠度及凝結(jié)時間測定儀如圖2-4（a）所示，標準稠度測定用試桿如圖2-4（b）有效長度為（501）mm，由直徑為（100.05） mm的圓柱形耐腐蝕金屬制成?；瑒硬糠值目傎|(zhì)量為（3001）g。與試桿、試針聯(lián)結(jié)的滑動桿表面應光滑，能靠重力自由下落，不得有緊澀和搖動現(xiàn)象。合新標準新標準（a） （b） （c）圖2-5 DT12K 電子天平（a）實物圖;（b）正面結(jié)構(gòu)圖;（c）背面結(jié)構(gòu)圖1開機鍵；2功能鍵N；3去皮鍵T；4校準鍵C；5量值轉(zhuǎn)

9、換鍵；6秤盤；7電源開關(guān)；8廠牌；9電源插頭表2-2 水泥標準稠度用水量實驗記錄表實驗編號水泥用量g拌合用水量g沉入深度處距底板距離mm水泥標準稠度用水量P%1234實驗報告的“實驗原始數(shù)據(jù)”部分要有以表格的形式記錄實驗過程中每次的用水量及試桿沉入深度處距底板距離及標準稠度用水量時的試桿沉入深度距底板的距離，“實驗數(shù)據(jù)整理”部分要有標準稠度用水量的結(jié)果及計算過程。2.5 水泥安定性實驗實驗方法可用雷氏法（標準法）和試餅法（代用法）兩種方法進行，兩者有爭議時以雷氏法為準。雷氏法是通過測定水泥凈漿在雷氏夾中沸煮后的膨脹值來判定水泥是否合格，膨脹值通過雷氏夾膨脹值測定儀測定；試餅法則是通過觀察水泥凈

10、漿試餅沸煮后的外形變化來檢驗水泥的安定性。沸煮法不合格的水泥按照廢品處理。由氧化鎂引起的安定性不良，需用壓蒸法才能檢測，由于不便于快速檢測，因此按照國標規(guī)定，水泥中的氧化鎂含量不得超過5%，當壓蒸實驗合格時可放寬到6%。本實驗采用試餅法（代用法）測定。如圖2-8， -圖2-9 雷氏夾構(gòu)造示意圖 圖2-10 雷氏夾校正示意圖1-環(huán)模；2-玻璃板；3-指針 （a） （b）圖2-11 雷氏夾膨脹值測定儀 （a）結(jié)構(gòu)圖;（b）實物圖1-底座；2-模子座；3-測彈性值標尺；4-立柱；5-測膨脹值標尺；6-懸臂；7-懸絲標準養(yǎng)護箱內(nèi)（202）oC，濕度不低于90%。沸煮。（GBT 1346-2001）、雷

11、氏夾試件判定：測定雷氏夾指針尖端的距離，準確至0.5mm，當兩個試件煮后增加距離的平均值不大于5mm，即認為水泥安定性合格；當兩個試件煮后增加距離相差超過4mm，應用同一樣品立即重做一次實驗，再如此，則判定水泥為安定性不合格。表2-4 水泥安定性實驗記錄格式。 表2-4 水泥安定性實驗記錄格式實驗編號標準稠度用水量%安定性觀察情況描述12實驗報告的“實驗原始數(shù)據(jù)”部分要寫出水泥安定性實驗結(jié)果的現(xiàn)象描述，“實驗數(shù)據(jù)整理”部分要有水泥安定性結(jié)果現(xiàn)象描述及安定性結(jié)論。T 17671-1999硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥各齡期強度要求應符合通用硅酸鹽

12、水泥（GB 175-2007）的規(guī)定如表2-5、2-6?？煊补杷猁}水泥各齡期的強度應符合白色硅酸鹽水泥（GBT 2015-2005）的規(guī)定，如表2-7。2-12由2-13（150.3）mm，振動頻率表2-5 硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥各齡期強度要求（GB175-2007） 水泥品種強度等級抗壓強度MPa抗折強度MPa3d28d3d28d硅酸鹽水泥42.542.5R52.552.5R17.022.023.027.042.542.552.552.53.54.04.05.06.56.57.07.062.562.5R28.032.062.562.55.05.58.08.0普通硅酸鹽水泥42.542.5

13、R52.552.5R16.021.022.026.042.542.552.552.53.54.04.05.06.56.57.07.0表2-6 火山灰質(zhì)、粉煤灰、礦渣硅酸鹽、復合硅酸鹽水泥水泥各齡期強度要求 （GB175-2007）強度等級抗壓強度MPa抗折強度MPa3d 28d3d28d32.532.5R42.542.5R52.552.5R10.015.015.019.021.023.032.532.542.542.552.552.52.53.53.54.04.04.55.55.56.56.57.07.0表2-7 快硬硅酸鹽水泥各齡期強度要求（GBT 2015-2005）標號抗壓強度MPa抗折

14、強度MPa3d28d3d28d32.542.552.512.017.022.032.542.552.53.03.54.06.06.57.02-142-15 圖2-13 圖2-14 T 17671水養(yǎng)護箱圖2-15 ACE-201（精巧型）全自動水泥強度試驗機oC脫模器（a） （b）圖 SBY-32B型水泥恒溫水養(yǎng)護箱（分池式） （a）正視圖;（b）后視圖（202）o、。JJ-5水泥膠砂攪拌機ZS-15型水泥膠砂o-1999）中規(guī)定實驗室溫度為（202）oC，相對濕度50%，試體帶模養(yǎng)護的標準養(yǎng)護箱溫度（201）oC，相對濕度90%，試體養(yǎng)護池水溫度（201）oC。脫模SBY-32B型水泥恒溫水

15、養(yǎng)護箱（分池式）24h15min、48h30min、72h45min、7d2h、28d8h。ACE-201（精巧型）全自動水泥強度試驗機（以下簡稱試驗機）2400200L兩支撐圓柱之間的距離，為100mm；Pa水泥膠砂強度實驗記錄格式如表2-8。表2-8水泥膠砂強度實驗記錄格式養(yǎng)護條件實驗編號試件齡期（dh）抗折實驗抗壓實驗試件尺寸mm折斷面與支點距離mm破壞荷載N抗折強度MPa受壓面積mm2破壞荷載N抗壓強度MPa寬高單個值平均值單個值平均值123水泥強度等級評定2.6.5 （2）實驗報告的 “實驗原始數(shù)據(jù)”中水泥膠砂強度的抗折抗壓強度測定數(shù)據(jù)記錄，實驗報告的“實驗數(shù)據(jù)整理”部分水泥膠砂強度

16、測定要有抗折抗壓強度的計算過程及結(jié)論。實驗 集料實驗 實驗目的 測定細集料的顆粒級配、計算細度模數(shù)，以評定細集料的粗細程度。根據(jù)建筑用砂（GBT 14684-2001）細集料是指粒徑在0.154.75mm之間的集料，主要是建筑工程中的各種用砂。按照砂的細度模數(shù)可將砂分為粗、中、細等不同規(guī)格。粗砂的細度模數(shù)為3.73.1，中砂的細度模數(shù)為3.02.3，細砂的細度模數(shù)為2.21.6，特細砂的模數(shù)為1.50.7。如果細度模數(shù)過大即砂過粗，所配制的混凝土或砂漿拌合物和易性就不易控制且內(nèi)摩擦力較大，振搗成型時較困難；如果細度模數(shù)過小即砂過細，所配制的混凝土或砂漿的用水量就要增大，強度就會降低。砂的顆粒級

17、配用級配區(qū)來表示，各級配區(qū)應符合建筑用砂（GBT 14684-2001）的規(guī)定，如表3-4。配制混凝土時應優(yōu)先選用II區(qū)砂。工程應用時，砂的實際顆粒級配與表中所列的數(shù)據(jù)相比，除4.75mm和0.60mm檔外，可略有超出，但超出總量應小于5%。I區(qū)人工砂中0.15mm篩孔的累計篩余可放寬到10085；II區(qū)人工砂中0.15mm篩孔的累計篩余可放寬到10080；III區(qū)人工砂中的0.15mm篩孔的累計篩余可放寬到10075。 實驗儀器（1）標準篩，對水泥混凝土用砂有孔徑為10mm、5mm、2.5mm、1.25mm、0.63mm、0.315mm、0.16mm、0.08的圓孔篩如圖3-1和孔徑為9.5

18、mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、600m、300m、150m、75m的方孔篩如圖3-2滿足GBT 6003.1、GBT 6003.1中方試驗篩的規(guī)定。表3-4 砂的顆粒級配區(qū)（GBT 14684-2001）篩孔尺寸mm累計篩余%I級配區(qū)II級配區(qū)III級配區(qū)9.504.752.361.180.600.300.1501003556535857195801009001002505010704192701009001001502504016855510090（2）DTK12電子天平，稱量12kg，感量1g 。（3）震擊式標準振篩機，型號為ZBSX-92A，如圖3-3。（4）電熱恒溫鼓

19、風干燥箱，能控溫在（1055）oC。（5）淺盤和硬、軟毛刷等。 實驗步驟按照取樣方法取樣，將取出的試樣通過10mm（圓孔篩）或9.5mm（方孔篩）篩，然后將過篩后的試樣充分拌勻，用四分法縮分直至約1100g，在（1055）oC的烘箱中烘干至恒 圖3-1 圓孔篩 圖3-2 方孔篩 圖3-3 ZBSX-92A震擊式標準振篩機重，恒重是指在相鄰兩次稱量時間間隔不小3h的情況下，前后質(zhì)量之差小于該項實驗所要求的稱量精度。在干燥器中冷卻至室溫后分成兩份備用。（1）稱取烘干冷卻試樣500g（m1），準確至1g。將標準篩按照篩蓋、4.75mm、2.36mm、1.18mm、600m、300m、150m、底蓋的

20、順序從上到下放好，將試樣置于標準篩的最上一只篩（4.75mm篩）上，將套篩裝入ZBSX-92A震擊式標準振篩機（下簡稱振篩機）。裝套篩時先將扭緊螺栓左旋，松開篩蓋固定頂桿，然后往上提到頂后，右旋扭緊螺栓，將標準篩連同篩蓋裝入振篩機，然后將扭緊螺栓左旋，并將篩蓋固定頂桿往下壓，右旋使之緊固，然后均勻緩慢地順時針旋轉(zhuǎn)“設(shè)定時間”按紐使指針指向 10min（若設(shè)定時間小于10，則先使指針緩慢轉(zhuǎn)過10min，再等指針自動轉(zhuǎn)回所需定時位置）然后按下綠色“開”鍵，啟動振篩機開始震擊，當時間指針指向0min時，此時聽到“當”的聲音時震擊停止，然后取出套篩，再按篩孔大小順序，從最大的篩號開始，在清潔的淺盤上逐

21、個進行手篩，篩時需使細集料在篩面上同時有水平方向及上下方向的不停頓的運動，使小于篩孔的直徑通過，直到每分鐘的篩出量不超過篩上剩余量的1%為止，將篩通過的顆粒并入下一號篩和下一號篩中的試樣一起過篩，按這樣順序進行，直到各號篩全部篩完為止。（2）稱量各篩篩余試樣的質(zhì)量，精確至1g。所有各篩的分計篩余量和底盤中剩余量的總量與篩分前的試樣總量相比，其相差不得超過1%，否則需重做。如果砂試樣在各篩上的篩余量超過規(guī)定值（即篩面面積和篩孔尺寸平方根的乘積除以200），應將該篩余試樣分成兩份，再次進行篩分，并以篩余量作為該號篩的篩余量。（3）實驗完畢將標準篩按照篩孔大小順序排列，篩孔大的在上小的在下，篩上篩孔

22、標牌從上到下對齊放好。對于孔徑小于1.18 mm的篩將砂清理干凈，交老師檢查后放回原來的位置。 結(jié)果計算及實驗記錄格式（1）計算級配參數(shù)分計篩余百分率各號篩的分計篩余百分率為各號篩上的篩余量除以試樣總質(zhì)量M的百分率，準確至0.1，分別記為a1，a2，a3，a4，a5，a6： （3-1）式中an即a1，a2，a3，a4，a5，a6分別為篩孔4.75mm、2.36mm、1.18mm、600m 、300m 、150m各號篩的分計篩余百分率，%；mx各號篩的篩余量，g；M試樣總質(zhì)量，g。（2）計算級配參數(shù)累計篩余百分率各號篩的累計篩余百分率為該號篩及大于該號篩分計篩余百分率之和，準確至1%，分別記為A

23、1，A2，A3，A4，A5，A6： A1、A2、A3、A4、A5、A6分別為4.75mm、2.36 mm、1.18 mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm 篩的累計篩余百分率，%。a1，a2，a3，a4，a5，a6分別為4.75 mm、2.36 mm、1.18 mm、600m、300m、150m篩的分計篩余百分率，%。（3）根據(jù)各篩的累計篩余百分率，以篩孔尺寸為橫坐標（從左向右篩孔尺寸從小到大），以累計篩余為縱坐標（從下到上按100%到0）在圖3-4繪制砂的篩分曲線。圖3-4 砂的篩分曲線水泥混凝土用砂，細度模數(shù)按f下式計算，準確至0.01。 （3-3）式中f細度模數(shù)，無單位；A1、A2、

24、A3、A4、A5、A6分別為4.75mm、2.36mm、1.18mm、600m、300m、150m 篩的累計篩余百分率，%。應進行兩次平行實驗，累計篩余百分率取兩次實驗結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至1%。細度模數(shù)取兩次實驗結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至0.1；如兩次實驗所得的細度模數(shù)之差大于0.2，應重新進行實驗。根據(jù)細度模數(shù)的計算值判定被測試樣屬于粗、中、細三級中哪一級。在圖3-4砂的篩分曲線中繪制該試樣級配曲線或根據(jù)計算所得的數(shù)據(jù)與表3-4規(guī)定的砂的粒級配區(qū)進行比較，判定砂試樣屬于I、II、III級配區(qū)中哪一區(qū)？表3-5為細集料篩分實驗記錄格式。表3-5 細集料篩分實驗記錄格式試樣質(zhì)量g篩孔直徑各篩余

25、量g分計篩余%累計篩余%細度模數(shù)試樣1試樣2試樣1試樣2試樣1試樣2平均124.75mm2.36mm1.18mm600m300m150m級配評定細度評定 實驗報告填寫要求 （1）實驗報告中“實驗數(shù)據(jù)整理”部分要填寫“細集料篩分實驗記錄表”中的各篩余量、分計篩余和累計篩余及通過率，并至少寫出表中一類實驗數(shù)據(jù)的計算過程中的一個，并根據(jù)計算結(jié)果繪制篩分曲線，評定顆粒級配。（2）實驗報告中“實驗原始記錄”部分要填寫“細集料篩分實驗記錄表”中各篩余量。實驗 普通混凝土實驗 混凝土配合比設(shè)計步驟（1）初步配合比計算當設(shè)計要求的混凝土強度等級已知，混凝土的配制強度則可按下式確定： （4-1）式中fcu，0混

26、凝土的配制強度，MPa；fcu，k混凝土立方體抗壓強度標準值，MPa；t概率度，混凝土強度的保證率為95%，對應的t=-1.645；混凝土強度標準差，MPa，當施工單位不具有近期的同一品種混凝土強度資料時，其混凝土強度標準差按表4-1取用。 表4-1 混凝土強度標準差值混凝土強度等級C354.05.06.0當遇到下列條件時應適當提高混凝土的配置強度：現(xiàn)場條件和實驗條件有顯著差異時；重要工程和對混凝土有特殊要求時；C30級及其以上強度等級的混凝土，工程驗收可能采用非統(tǒng)計方法評定時。（2）確定初步水灰比值根據(jù)已測定的水泥實際強度fce（或選用的水泥強度等級）、粗骨料種類和所要求的混凝土配置強度（f

27、cu,0），按混凝土強度公式計算出所要求的水灰比值（適用于混凝土強度等級小于C60）： （4-2） （4-3）式中W每立方米混凝土中的用水量，kg；C每立方米混凝土中的用水泥量，kg；fce水泥28d抗壓強度實測值，MPa；c水泥強度等級值的富余系數(shù)，可按實際統(tǒng)計資料確定，無單位，無統(tǒng)計資料時可取1.13試算；fce，k水泥抗壓強度標準值，MPa。A、B回歸系數(shù)，與骨料的品種、水泥品種等因素有關(guān)，其數(shù)值通過實驗求得，無實驗統(tǒng)計資料時按普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程（JGJ 55-2000）提供的經(jīng)驗系數(shù)取值。對于碎石A=0.46、B=0.07；采用卵石A=0.48、B=0.33。為了保證混凝土必要的

28、耐久性，水灰比還應滿足表4-2 規(guī)定的數(shù)值 ，如計算所得的水灰比值大于普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程（JGJ 55-2000）規(guī)定的水灰比值如表4-2，應取規(guī)定的最大水灰比值。表4-2 普通混凝土的最大水灰比和最小水泥用量（JGJ55-2000）環(huán)境條件結(jié)構(gòu)物類別最大水灰比最小水泥用量kg素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土素混凝土鋼筋混凝土預應力混凝土干燥環(huán)境住、辦公不作規(guī)定0.650.60200260300潮濕環(huán)境無凍害0.70.600.60225280300有凍害0.550.550.55250280300有凍害和除冰劑潮濕環(huán)境室內(nèi)、外部件0.500.500.50300300300（3）選取每1m3混

29、凝土的用水量用水量的多少，根據(jù)所要求的混凝土坍落度值及所用骨料的種類、規(guī)格來選擇，首先定出適宜的坍落度值，再參考表4-3定出每1m3的用水量。另外單位用水量也可根據(jù)下式來大致估算： （4-3）式中 W0每1m3混凝土的用水量，kg；T混凝土拌合物的坍落度，cm；K系數(shù)，取決于粗骨料種類與最大粒徑，可參考表4-4取用。表4-3 干硬性和塑性混凝土的用水量（JGJ55-2000）拌合物稠度卵石最大粒徑mm碎石最大粒徑mm項目指標102031.540162031.540維勃稠度s1620175160145180170155111518016515018517516051018517015519018

30、0165坍落度mm1030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195表4-4 混凝土單位用水量計算公式中的K值【6】系數(shù)碎石最大粒徑mm卵石最大粒徑mm1020408010204080K57.553.048.544.054.550.045.541.0（4）計算1m3混凝土水泥用量。根據(jù)已選定的每1m3用水量和得出的灰水比CW值，可求出水泥用量C0： （4-4）為了保證混凝土的耐久性，由上式計算得出的水泥用量還要滿足表4-2

31、的規(guī)定的最小水泥用量的要求。如果算得的水泥用量少于規(guī)定的最小水泥用量，則應取規(guī)定的最小水泥用量值。（5）選取合理的砂率值（Sp）合理的砂率值主要應根據(jù)混凝土拌合物的坍落度、粘聚性及保水性等特征來確定。一般應通過實驗找出合理砂率值。如無使用經(jīng)驗，則可按集料種類、規(guī)格及混凝土的水灰比參考表4-5選用合理砂率。表4-5 混凝土砂率（%）（JGJ55-2000）水灰比（WC）卵石最大粒徑mm碎石最大粒徑mm1020401620400.42632253124303035293427320.53035293428333338323730350.63338323731363641354033380.7364

32、135403439394438433641（6）計算粗、細集料的用量（G0）及（S0）粗細集料的用量可用體積法或假定表觀密度法。體積法可使用前面實驗1、2、3的實驗結(jié)果數(shù)據(jù)。此處介紹體積法，體積法是假定混凝土拌合物的體積等于各組成材料絕對體積和混凝土拌合物中所含空氣體積之和。因此在計算1m3混凝土拌合物的各材料用量時，可列出下式： （4-5）又根據(jù)已知的砂率可列出下式： （4-6）式中G0每1m3混凝土的粗集料用量，kg；S0每1m3混凝土的細集料用量，kg；C0每1m3混凝土的水泥用量，kg；W0每1m3混凝土的水用量，kg；c水泥密度，根據(jù)材料基本物理性質(zhì)實驗測得的水泥密度來取用，無實驗數(shù)

33、據(jù)時可取2.903.10gcm3；ag粗集料的表觀密度，可取實驗3中粗集料碎石或卵石表觀密度實驗結(jié)果，gcm3；as細集料的表觀密度，可取實驗3中細集料表觀密度實驗結(jié)果來取用，gcm3；w潔凈水的密度，無實驗數(shù)據(jù)時可取1.00gcm3，也可從附錄中查得；混凝土含氣量百分數(shù)（%），在不使用引氣型外加劑時，可取為1；Sp砂率，%； 由以上兩個關(guān)系可求出粗、細集料的用量。 通過以上6個步驟便可求出水、水泥、砂、石子的全部用量，得出初步配合比，供試配用。 混凝土的試配、調(diào)整與確定（1）混凝土的試配、調(diào)整。以上求出的各材料用量，是借助于一些經(jīng)驗公式和數(shù)據(jù)計算出來，因而不一定能夠符合實際情況。通過試拌調(diào)整

34、，直到混凝土拌合物的和易性符合要求為止，然后提出檢驗混凝土強度用的基準配合比。 按初步配合比稱取材料進行試拌。混凝土拌合物攪拌均勻后應測定坍落度，并檢查粘聚性和保水性的好壞。若坍落度低于設(shè)計要求，可保持水灰比不變，增加適量水泥漿。若坍落度太大，可保持砂率不變增加骨料。如出現(xiàn)含砂不足，粘聚性和保水性不良時，可適當增大砂率，反之應減小砂率。每次調(diào)整后再試拌，直到符合要求為止。當試拌工作完成后應測出混凝土拌合物的表觀密度。和易性調(diào)整實驗得出混凝土的基準配合比，其水灰比值不一定選用恰當，其結(jié)果是強度不一定符合要求。一般采用三個不同的配合比，其中一個為基準配合比，另外兩個為調(diào)整配合比，水灰比值應較基準配

35、合比分別增加及減小0.05，其用水量應與基準配合比相同，砂率可分別增加或減少1%。（2）施工配合比。設(shè)計配合比是以干燥材料為基準的，而工地存放的砂、石材料都含有一定的水分。所以現(xiàn)場材料的實際稱量應按工地砂、石的含水情況進行修正，修正后的配合比，叫做施工配合比。假定工地測出砂的含水率為Ws、石子的含水率Wg，則將上述設(shè)計配合比換算為施工配合比，其材料的稱量應為： （4-6） （4-7） （4-8） （4-9）式中C按施工配合比計算的1m3的水泥用量，kg；C 按基準配合比計算的1m3的水泥用量，kg；G按施工配合比計算的1m3的粗集料用量，kg；G 按基準配合比計算的1m3的粗集料用量，kg；W

36、g現(xiàn)場測定的粗集料的含水率，%；S按施工配合比計算的1m3的細集料用量，kg；S按基準配合比計算的1m3的細集料用量，kg；Ws現(xiàn)場測定的細集料的含水率，%；W按施工配合比計算的1m3的水用量，kg；W按施工配合比計算的1m3的水用量，kg。4.2 混凝土配合比設(shè)計任務書 設(shè)計題目 在環(huán)境條件為潮濕無凍害情況下設(shè)計某橋空心板鋼筋混凝土的配合比。 設(shè)計資料 （1）設(shè)計強度等級為C30，坍落度要求為3050 mm。（2）原材料 水泥: 普通硅酸鹽水泥42.5，密度c =3.10gcm3，強度富余系數(shù)為1.06；砂：干燥中砂，表觀密度as = 2.650gcm3；干燥碎石：規(guī)格為540mm， 表觀密

37、度ag=2.70gcm3；水：自來水。 設(shè)計任務計算水泥混凝土初步配合比；通過實驗確定基準配合比和調(diào)整配合比。 實驗記錄表格與計算表4-6普通混凝土配合比設(shè)計實驗記錄表格。 注意事項（1）做實驗備注：由于實驗課時有限，多個小組配合起來做實驗，從實驗中找出基準配合比。每個小組在計算后做相同過程的混凝土拌合物稠度實驗，后一個小組所做實驗的數(shù)據(jù)是在前一個小組的實驗基礎(chǔ)上調(diào)整后來做，根據(jù)情況進行調(diào)整。直到找出坍落度符合要求、和易性好的基準配合比，混凝土拌合物稠度實驗中的的棍度性質(zhì)每次都由每個小組的中的同一個人來操作。（2）調(diào)整配合比計算自己小組實驗數(shù)據(jù)，并做實驗。（3）實驗數(shù)據(jù)記錄在原始數(shù)據(jù)頁面上自己

38、畫好的“普通混凝土配合比設(shè)計實驗記錄格式” 表格上，在寫實驗報告做數(shù)據(jù)整理的時候抄錄其余小組的數(shù)據(jù)，從中確定基準配合比表4-6 普通混凝土配合比設(shè)計實驗記錄格式設(shè)計強度等級坍落度值配合比 水泥：水：砂：石混凝土 L 各材料用量kg備注配合比調(diào)整建議水泥水砂石初定調(diào)整低于坍落度要求值水灰比不變，增加原總水泥漿質(zhì)量的10%調(diào)整高于要求值砂率不變，原集料質(zhì)量增加10% 基準配合比調(diào)整坍落度滿足時調(diào)整水灰比值增加0.05，用水量不變，砂率增加1%調(diào)整坍落度滿足時調(diào)整水灰比值增加0.05，用水量不變，砂率減小1%調(diào)整坍落度滿足時調(diào)整水灰比值減小0.05，用水量不變，砂率增加1%調(diào)整坍落度滿足時調(diào)整水灰比

39、值減小0.05，用水量不變，砂率減小1%4.3 混凝土拌合物實驗取樣及拌制 拌合物取樣（1）拌合物取樣按照普通混凝土拌合物性能試驗方法標準（GBT 50080-2002）進行。同一組混凝土拌合物取樣應從同一攪拌盤或同一車混凝土中取出，取樣量應多于實驗所需量的1.5倍，且宜不小于20L，也可在實驗室用機械或人工單獨拌制。（2）混凝土拌合物取樣應具有代表性且宜采用多次采樣的方法。一般在同一盤混凝土或同一車混凝土中的約14、17和34處之間分別取樣，從第一次取樣到最后一次取樣不宜超過15min，然后人工攪拌均勻。（3）從取樣完畢到各項性能實驗開始不宜超過5min。（4）在實驗室拌制混凝土拌合物進行實

40、驗時，拌合時實驗室內(nèi)的溫度應保持在（205）oC，所用材料的溫度應與實驗室溫度保持一致。需要模擬施工條件下的所用的混凝土時，所用原材料的溫度宜與施工現(xiàn)場保持一致。（5）實驗室拌合混凝土時，材料用量以質(zhì)量計，稱量的精確度骨料為1%；水泥、水為0.5%。（6）從試樣制備完畢到開始做各項混凝土拌合物性能實驗不宜超過5min，測試強度實驗用的混凝土應在拌制后盡可能短的時間內(nèi)成型，一般不超過15min。（7）普通混凝土力學性能實驗應以三個試件為一組，每組試件所用的拌合物應從同一盤混凝土或同一車混凝土中取樣。 實驗主要設(shè)備HJW-60單臥軸強制式混凝土攪拌機，容量60L、轉(zhuǎn)速為1822rmin，如圖TGT

41、-50臺秤，稱量50kg、感量20g；量筒，1000m；拌板，1.5m2m，厚3mm的金屬板；鐵鏟；盛盤，裝水泥和其他集料用；水泥小鏟；抹布、塑料薄膜等。 實驗步驟（1） 混凝土拌合物拌制的人工拌合步驟按所定配合比備料，質(zhì)量準備按至少 滿足一組3個150mm標準立方體試模的體積即31.51.51.5=10.125 L來計算，同時滿足按照普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程（JGJ 55-2000）規(guī)定的混凝土試配的最小攪拌量，即每盤混凝土的最小攪拌量對骨料最大粒徑在31.5mm及以下時為15L，對骨料最大粒徑在40mm時為25L，對于采用機械攪拌時不應小于攪拌機額定攪拌量的14。 圖4-1 HJW-60單

42、臥軸強制式混凝土攪拌機 將鐵鏟和拌板用濕布潤濕后，將砂、水泥倒在拌板上，用鐵鏟自拌板的一端翻拌至另一端，如此重復至顏色均勻，再加上石子，翻拌（至少來回6遍）至均勻為止。 將干混合料堆成細長、橢圓型的堆，在中間作一凹坑，倒入計算所需拌合水質(zhì)量的一半，然后仔細翻拌，不使水流失，逐漸加入全部用水，繼續(xù)翻拌至均勻。 拌合時間從加水時算起，應大致符合下列規(guī)定：拌合物體積為30L以下時，45min；拌合物體積為3050L時，59min；拌合物體積為5175L時，912min。拌好后，立即做坍落度測定或試件成型。從開始加水時計算起，全部操作須在30min內(nèi)完成。（2）混凝土拌合機械攪拌步驟按所定配合比備料。

43、預拌一次，即用按配合比的水泥、砂和水組成的砂漿及少量石子，在HJW-60單臥軸強制式混凝土攪拌機中進行涮膛。然后倒出并刮去多余的砂漿，其目的是使水泥砂漿粘附滿攪拌機的筒壁，以免正式拌合時影響拌合物的配合比。開動HJW-60單臥軸強制式混凝土攪拌機，向攪拌機內(nèi)依次加入石子、砂和水泥，干拌均勻，再將水徐徐加入，全部加料時間不超過2min，水全部加入后，繼續(xù)拌合2min。將拌合物自攪拌機卸出，傾倒在拌板上，再經(jīng)人工拌合12min，即可做坍落度測定或試件成型。從開始加水時算起，全部操全部操作須在30min內(nèi)完成。4.4 混凝土拌合物稠度實驗 實驗目的測定混凝土拌合物的坍落度值，掌握用坍落度法測定普通混

44、凝土拌合物稠度的方法。檢驗設(shè)計的初步配合比是否符合施工和易性的要求，以調(diào)整混凝土配合比控制混凝土質(zhì)量。新拌混凝土拌合物，必須具備有一定的流動性、均勻不離析、不泌水、容易抹平的性質(zhì)，以適合運送、灌注、搗實等施工要求。這些性質(zhì)稱之為和易性，通常用稠度來表示。按照普通混凝土拌合物性能試驗方法標準（GBT 50080-2002）測定稠度的方法有坍落度法和維勃稠度法。坍落法適用于集料最大粒徑不大于40mm，坍落度值不小于10mm的混凝土拌合物稠度測定。維勃稠度法適用于最大粒徑不大于40mm、維勃稠度在530s的混凝土拌合物稠度測定。 實驗主要設(shè)備（1）坍落度筒，為鐵板制成的截頭圓錐筒，厚度不小于1.5m

45、m，內(nèi)側(cè)平滑，沒有鉚釘頭之類的突出物，在筒上方約23高度處有兩個把手，接近下端兩側(cè)焊有兩個踏腳板，保證坍落度筒可以穩(wěn)定操作，如圖4-2。（2）搗棒，直徑16mm，長約650mm，并具有半球形端頭的鋼質(zhì)圓棒。（3）其它，小鏟、小鋼尺、抹刀和鋼板等。 實驗步驟（1）混凝土拌和好后立即做混凝土拌合物的稠度實驗。用濕抹布潤濕坍落度筒內(nèi)壁和鋼板，在坍落度筒內(nèi)壁和鋼板上應無明水。鋼板放置在堅實的水平面上，并把坍落度筒放在鋼板中心，然后用腳踩住兩邊的踏腳板，坍落度筒在裝料時保持固定的位置。（2）將拌制的混凝土試樣用小鏟分三層均勻地裝入筒內(nèi)，使搗實后每層高度為筒高的13左右。每層用搗棒插搗25次，插搗應沿螺旋

46、方向由外向中心進行，每次插搗應在截面上均勻分布。插搗筒邊混凝土時，搗棒可以稍稍傾斜。 插搗底層時，搗棒應貫穿整個深度，插搗第二層和頂層時，搗棒應插透本層至下一層約2030mm；澆灌頂層時，混凝土應灌 （a） （b） （c）圖4-2 坍落度筒及搗棒（a）坍落度筒;（b）搗棒;（c）實物圖到高出筒口。插搗過程中，如混凝土沉落到低于筒口，則應隨時添加。頂層插搗完后，將搗棒用鋸和滾的動作清除掉多余的拌合物，并用抹刀抹平。（3）清除筒邊底板上的混凝土后，垂直平穩(wěn)地提起坍落度筒。坍落度筒的提離過程應在510s內(nèi)完成；從開始裝料到提坍落度筒的整個過程應不間斷地進行，并應在150s內(nèi)完成。 （4）提起坍落度筒

47、后，將坍落度筒放在混凝土錐體試樣一旁，將坍落度尺一端放在地上另一端放在試樣中心，測量筒高與坍落后混凝土試體最高點之間的高度差，即為該混凝土拌合物的坍落度值，如圖4-3，以毫米為單位，精確至1mm，結(jié)果表達修約至5mm；坍落度筒提離后，如混凝土發(fā)生崩坍或一邊剪壞現(xiàn)象，則應重新取樣另行測定；如第二次實驗仍出現(xiàn)上述現(xiàn)象，則表示該混凝土和易性不好，應予記錄備查。（5）測定坍落度的同時，可用目測方法評定混凝土拌合物的下列性質(zhì)，見表4-7，并記錄。圖4-3 混凝土拌合物坍落度的測定表4-7 混凝土拌合物目測性質(zhì)評定標準表目測性質(zhì)評定標準分 級棍度按插搗混凝土拌合物時難易程度評定上中下表示插搗容易表示插搗時

48、稍有石子阻滯的感覺表示很難插搗含砂情況按拌合物外觀含砂多少而評定多中少表示用抹刀抹拌合物表面時，一兩次即可使拌合物表面平整無蜂窩。表示抹五、六次才可使表面平整無蜂窩。表示抹面困難，不易抹平，有空隙及石子外露等現(xiàn)象。保水性指水分從拌合物中的析出程度。評定方法：坍落度筒提起后如有較多的稀漿從底部析出，錐體部分的混凝土也因失漿而集料外露，則表明此混凝土拌合物的保水性能不好；如坍落度筒提起后無稀漿或僅有少量稀漿自底部析出，則表示此混凝土拌合物的保水性良好。黏聚性觀測拌合物各組成分相互黏聚情況。評定方法：用搗棒在已坍落的混凝土錐體側(cè)面輕輕敲打，此時如果錐體逐漸下沉，則表示黏聚性良好；如錐體倒塌、部分崩裂或出現(xiàn)離析現(xiàn)象，則表示黏聚性不好。（6）當混凝土拌合物的坍落度大于220mm時，用鋼尺測量混凝土拌合物擴展后最終的最大直徑和最小直徑，在這兩個直徑之差小于50mm的條件下，用其算術(shù)平均值作為坍落擴展度值；否則，此次實驗無效。如發(fā)現(xiàn)粗集料在中央集堆或邊緣有水泥漿析出，表示此混凝土拌和物抗離析性不好，應予記錄。（7）拌和物的坍落度達不到要求或認為粘聚性或保水性不滿意時，可保持水灰比不變，摻入水泥和水進行調(diào)整，摻量為原試樣用量的5%或10%；當坍落度過大時，可按砂率的比例加入砂和石子，并迅速拌和均勻，重做坍落度實驗。 結(jié)果及實驗記錄格式混凝土拌合物坍落度和坍