道路建筑材料（第2版）課件 單元四 水泥混凝土與砂漿之模塊六 水泥混凝土性能檢測(cè)

道路建筑材料

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單元四水泥混凝土與建筑砂漿課程思政元素：

“團(tuán)隊(duì)力量”價(jià)值引領(lǐng)：水泥混凝土組分各盡其責(zé)、和諧共處，性能方能完美

團(tuán)隊(duì)成員技藝達(dá)標(biāo)、各顯其能、和衷共濟(jì)、盡心盡力

團(tuán)隊(duì)力量才能彰顯，任務(wù)方能優(yōu)質(zhì)高效知識(shí)目標(biāo)?了解路面水泥混凝土組成設(shè)計(jì)方法、新型混凝土和混凝土常用外加劑?熟悉普通水泥混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)及影響因素?掌握普通水泥混凝土和砂漿的組成設(shè)計(jì)方法能力目標(biāo)?能夠根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》和《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細(xì)則》進(jìn)行普通水泥混凝土的組成設(shè)計(jì)?能夠根據(jù)《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》和《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》分別對(duì)水泥混凝土和建筑砂漿的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，并依照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》對(duì)所測(cè)定的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)定?能夠規(guī)范填寫試驗(yàn)原始記錄，并獨(dú)立出具試驗(yàn)報(bào)告模塊六

水泥混凝土性能檢測(cè)6.1水泥混凝土拌合物稠度試驗(yàn)(坍落度儀法)(JTG3420T0522-2005)6.1

水泥混凝土拌和物稠度試驗(yàn)(坍落度儀法)(一)目的與適用范圍坍落度是表示混凝土拌和物稠度的一種指標(biāo)，本試驗(yàn)適用于坍落度大于10mm，集料公稱最大粒徑不大于31.5mm的水泥混凝土。(二)儀器設(shè)備1.坍落筒，如圖所示，坍落筒為鐵板制成的截頭圓錐筒。2．搗棒：為直徑16mm，長(zhǎng)約600mm并具有半球形端頭的鋼質(zhì)圓棒。3．其他：小鏟、木尺、小鋼尺、鏝刀和鋼平板等。坍落度筒、測(cè)尺和搗棒電子天平鐵鍬、鏝刀(三)試驗(yàn)步驟1)人工拌合1．試驗(yàn)前將坍落筒內(nèi)外洗凈，放在經(jīng)水潤(rùn)濕過(guò)的平板上(平板吸水時(shí)應(yīng)墊以塑料布)，踏緊踏腳板。2．稱量各種材料，先將水泥與細(xì)集料倒在拌和板上，用鐵鍬干拌均勻，加入粗集料，再一起拌和均勻。將拌合物堆成長(zhǎng)堆，中心扒成長(zhǎng)槽,將稱好的水倒入約一半，將其與拌合物仔細(xì)拌勻。再將材料堆成長(zhǎng)堆,中心扒成長(zhǎng)槽，倒入剩余的水，繼續(xù)拌和。來(lái)回拌至少10遍，當(dāng)拌合物體積少于30L時(shí)，從加水完畢時(shí)起，一般拌和4~5min。3.將已潤(rùn)濕的坍落筒放在經(jīng)水潤(rùn)濕過(guò)的平板上(平板吸水時(shí)應(yīng)墊塑料布)，并踏緊踏腳板。筒口放上漏斗，將代表樣分三層裝入筒內(nèi)，每層裝入高度稍大于筒高的1/3，用搗棒在每一層的橫截面上均勻插搗25次。插搗在全部面積上進(jìn)行，沿螺旋線由邊緣至中心，插搗底層時(shí)插至底部，插搗其他兩層時(shí)，應(yīng)插透本層并插入下層約20~30mm，插搗須垂直壓下(邊緣部分除外)，不得沖擊。在插搗頂層時(shí)，裝入的混凝土高出坍落筒，隨插搗過(guò)程隨時(shí)添加拌合物，當(dāng)頂層插搗完畢后，將搗棒用鋸和滾的動(dòng)作，清除多余的混凝土，用抹刀抹平筒口，刮凈筒底周圍的拌合物，而后立即垂直地提起坍落筒，提筒宜控制在3~7s內(nèi)完成，并使混凝土不受橫向及扭力作用。從開(kāi)始裝料到提出坍落筒整個(gè)過(guò)程應(yīng)在150s內(nèi)完成。4．將坍落筒放在錐體混凝土試樣一旁，筒頂平放木尺，用小鋼尺量出木尺底面至試樣頂面最高點(diǎn)的垂直距離，即為該混凝土拌和物的坍落度，精確至1mm。5．當(dāng)混凝土試件的一側(cè)發(fā)生崩坍或一邊剪切破壞，則應(yīng)重新取樣另測(cè)。如果第二次仍發(fā)生上述情況，則表示該混凝土和易性不好，應(yīng)記錄。6．當(dāng)混凝土拌和物的坍落度大于160mm時(shí)，用鋼尺測(cè)量混凝土擴(kuò)展后最終的最大直徑和最小直徑，在這兩個(gè)直徑之差小于50mm的條件下，用其算術(shù)平均值作為坍落擴(kuò)展度值；否則，此次試驗(yàn)無(wú)效。7．坍落度試驗(yàn)同時(shí)，可用目測(cè)方法評(píng)定混凝土拌和物的下列性質(zhì)，并記錄。(1)棍度：按插搗混凝土拌和物時(shí)難易程度評(píng)定，分“上”、“中”、“下”三級(jí)：“上”：表示插搗容易；“中”：表示插搗時(shí)稍有石子阻滯的感覺(jué)；“下”：表示很難插搗。(2)黏聚性：觀測(cè)拌和物各組成成分相互黏聚情況，評(píng)定方法用搗棒在已坍落的混凝土錐體一側(cè)輕打，如錐體在輕打后漸漸下沉，表示黏聚性良好；如錐體突然倒坍，部分崩裂或發(fā)生石子離析現(xiàn)象，即表示黏聚性不好。(3)保水性：保水性指水分從拌合物中析出情況，分“多量”“少量”和“無(wú)”三級(jí)評(píng)定:“多量”:表示提起坍落筒后，有較多水分從底部析出;“少量”:表示提起坍落筒后，有少量水分從底部析出;“無(wú)”:表示提起坍落筒后，沒(méi)有水分從底部析出。2)機(jī)械拌合按規(guī)定稱好原材料，往攪拌機(jī)內(nèi)順序加入粗集料、細(xì)集料、水泥。開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)，將材料拌和均勻，在拌和過(guò)程中將徐徐加水，全部加料時(shí)間不宜超過(guò)2

min。水全部加入后，繼續(xù)拌和約2

min，而后將拌合物倒出在鐵板上，再經(jīng)人工翻拌(1～2)min，務(wù)必使拌合物均勻一致。從試樣制備完畢到開(kāi)始做各項(xiàng)性能試驗(yàn)不宜超過(guò)5min(不包括成型試件)，其他過(guò)程同人工拌合。(四)結(jié)果整理混凝土拌和物坍落度和坍落擴(kuò)展度值以mm為單位，測(cè)量精確至1mm，結(jié)果修約至最接近的5mm。6.2水泥混凝土拌合物稠度試驗(yàn)(維勃儀法)(JTG3420T0523-2005)6.2水泥混凝土拌和物稠度試驗(yàn)(維勃儀法)(一)目的與適用范圍本試驗(yàn)用維勃時(shí)間來(lái)測(cè)定混凝土拌和物的稠度。適用于集料公稱最大粒徑不大于31.5mm的水泥混凝土及維勃時(shí)間在5~30s之間的干稠性水泥混凝土的稠度測(cè)定。(二)儀器設(shè)備1)混凝土攪拌機(jī)：強(qiáng)制式，應(yīng)附有產(chǎn)品品質(zhì)保證文件。2)維勃稠度儀：應(yīng)符合現(xiàn)行《維勃稠度儀》(JG/T250-2009)的規(guī)定。實(shí)物圖如試圖4.4所示，由金屬圓筒、坍落度筒、漏斗、透明塑料圓盤、振動(dòng)臺(tái)等部分組成。振動(dòng)臺(tái)工作頻率(50±3)

Hz，空載振幅(0.5±0.1)

mm，上有固定容器的螺栓。3)磅秤：稱量100

kg，感量50

g。4)秒表：分度值為0.5

s。5)其他：拌和用鐵板、鐵鍬、搗棒、饅刀、小鏟、量筒1000

mL和200

mL各一個(gè)。維勃稠度儀(三)試驗(yàn)步驟(機(jī)械拌合)1．使用拌和機(jī)前，應(yīng)先用少量砂漿進(jìn)行涮膛，其水灰比及砂灰比與正式混凝土配合比相同。2．按規(guī)定稱好各種原材料，往拌和機(jī)內(nèi)順序加入粗集料、細(xì)集料、水泥，加料時(shí)間不宜超過(guò)2min，開(kāi)動(dòng)機(jī)器將材料拌和均勻，將水徐徐加入，水全部加入后，繼續(xù)拌和約2min。將拌合物傾出倒在鐵板上，再經(jīng)人工翻拌1~2min，務(wù)必使拌合物均勻一致。3．將擦凈的容量筒固定在振動(dòng)臺(tái)上，擰緊螺母，放入潤(rùn)濕的坍落筒。把漏斗轉(zhuǎn)到坍落筒上口，擰緊螺栓，使漏斗對(duì)在坍落筒口上方。按坍落度試驗(yàn)步驟,分三層經(jīng)漏斗裝拌合物，每裝一層用搗棒從周邊向中心螺旋形均勻插搗25次，插搗底層時(shí)搗棒應(yīng)貫穿整個(gè)深度，插搗第二層時(shí)，搗棒應(yīng)插透本層至下一層的表面，搗畢第三層混凝土后，擰松螺栓,把漏斗轉(zhuǎn)回到原先的位置，并將筒模頂上的混凝土刮平,然后輕輕提起筒模。擰緊定位螺栓使圓盤可定向向下滑動(dòng)，仔細(xì)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤到混凝土上方，并輕輕與混凝土接觸,檢查圓盤是否可以順利滑向容器。開(kāi)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)并計(jì)時(shí)，通過(guò)透明圓盤觀察混凝土的振實(shí)情況，當(dāng)圓盤底面正好被水泥漿布滿時(shí)，立即按停秒表和關(guān)閉振動(dòng)臺(tái),記下秒表所記時(shí)間，即為維勃稠度，精確至1s。4．儀器每測(cè)試一次后，必須將容器、筒模及透明圓盤洗凈擦干，并在滑棒等處涂薄層黃油，以備下次使用。(四)結(jié)果整理秒表所表示時(shí)間即為混凝土拌和物稠度的維勃時(shí)間，精確到1s，以兩次試驗(yàn)結(jié)果平均值作為混凝土拌合物稠度的維勃時(shí)間。6.3水泥混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)(JTG3420T0553-2005)6.3水泥混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)(一)目的與適用范圍本試驗(yàn)規(guī)定了測(cè)定混凝土抗壓極限強(qiáng)度的方法，以確定混凝土的強(qiáng)度等級(jí),作為評(píng)定水泥混凝土品質(zhì)的主要指標(biāo)。本試驗(yàn)適用于各類水泥混凝土的立方體試件的極限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

(三)試驗(yàn)步驟

1．將拌和鐵板、鐵鍬用濕布擦凈，稱量各種材料的用量，先將水泥和細(xì)集料拌和均勻攤成一薄片。倒入粗集料，干拌均勻，將拌合物堆成一堆，中心扒槽，將拌和水倒入約一半，仔細(xì)拌勻。再堆成堆，中心扒槽，倒入剩余水，繼續(xù)拌和，防止水分流失。來(lái)回至少翻拌10遍。2．成型前試模內(nèi)壁涂一薄層礦物油。3．取拌合物的總量至少應(yīng)比所需量多20%以上，并取出少量混凝土拌合物代表樣，在5min內(nèi)進(jìn)行坍落度或維勃試驗(yàn)，認(rèn)為品質(zhì)合格后，應(yīng)在15min內(nèi)開(kāi)始制件或做其他試驗(yàn)。4．成型試件

（1）當(dāng)坍落度小于25mm時(shí)，可采用?25mm的插入式振搗棒成型。將混凝土拌合物一次裝入試模，裝料時(shí)應(yīng)用抹刀沿各試模壁插搗，并使混凝土拌合物高出試模口；振搗時(shí)搗棒距底板10~20mm，且不要接觸底板。振動(dòng)直到表面出漿為止，且應(yīng)避免過(guò)振，以防止混凝土離析，一般振搗時(shí)間為20s。振搗棒拔出時(shí)要緩慢，拔出后不得留有孔洞。用刮刀刮去多余的混凝土，在臨近初凝時(shí)，用抹刀抹平。試件抹面與試模邊緣高低差不得超過(guò)0.5mm。

（2）當(dāng)坍落度大于25mm且小于90mm時(shí)，用標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)成型。將試模放在振動(dòng)臺(tái)上夾牢，防止試模自由跳動(dòng)，將拌合物一次裝滿試模并稍有富余，開(kāi)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)至混凝土表面出現(xiàn)乳狀水泥漿時(shí)為止，振動(dòng)過(guò)程中隨時(shí)添加混凝土使試模常滿，記錄振動(dòng)時(shí)間（約為維勃秒數(shù)的2~3倍,一般不超過(guò)90s）。振動(dòng)結(jié)束后，用金屬直尺沿試模邊緣刮去多余混凝土，用抹刀將表面初次抹平，待試件收漿后，再次用抹刀將試件仔細(xì)抹平，試件表面與試模邊緣的高低差不得超過(guò)0.5mm。

（3）當(dāng)坍落度大于90mm時(shí)，用人工成型。拌合物分厚度大致相等的兩層裝入試模。搗固時(shí)按螺旋方向從邊緣到中心均勻地進(jìn)行。插搗底層混凝土?xí)r，搗棒應(yīng)到達(dá)模底；插搗上層時(shí)，搗棒應(yīng)貫穿上層后插入下層20~30mm處。插搗時(shí)應(yīng)用力將搗棒壓下，保持搗棒垂直，不得沖擊，搗完一層后，用橡皮錘輕輕擊打試模外端面10~15下，以填平插搗過(guò)程中留下的孔洞。每層插搗次數(shù)在100cm2面積內(nèi)不少于12次。試件抹面與試模邊緣高低差不得超過(guò)0.5mm。（4）當(dāng)試樣為自密實(shí)混凝土?xí)r，在新拌混凝土不離析的狀態(tài)下，將自密實(shí)混凝土攪拌均勻后直接倒入試模內(nèi)，不得使用振動(dòng)臺(tái)和插搗方式成型，但可以采用橡皮錘輔助振動(dòng)。試樣一次填滿試模后，可用橡皮錘沿著試模中線位置輕輕敲擊6次/側(cè)面。用抹刀將試件仔細(xì)抹平，使表面略低于試模邊緣1~2mm。5．試件成型后,用濕布覆蓋表面(或其他保持濕度的辦法)，在室溫20℃±5℃、相對(duì)濕度大于50%的情況下，靜放一個(gè)到兩個(gè)晝夜，然后拆模并做第一次外觀檢查、編號(hào)。對(duì)有缺陷的試件應(yīng)除去，或加工補(bǔ)平。將完好試件放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù),標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫度為20℃±2℃，相對(duì)濕度在95%以上，試件宜放在鐵架或木架上，間距至少10~20mm。試件表面應(yīng)保持一層水膜，并避免用水直接沖淋。當(dāng)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室時(shí)，將試件放入溫度20℃±2℃的飽和氫氧化鈣溶液中養(yǎng)護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期為28d(以攪拌加水開(kāi)始)，非標(biāo)準(zhǔn)的齡期為1d、3d、7d、60d、90d、180d。6．至試驗(yàn)齡期時(shí)，自養(yǎng)護(hù)室取出試件，應(yīng)盡快試驗(yàn)，避免其濕度變化。取出試件，檢查其尺寸及形狀，相對(duì)兩面應(yīng)平行。量出棱邊長(zhǎng)度，精確至1mm。試件受力截面面積按其與壓力機(jī)上下接觸面的平均值計(jì)算。在破型前，保持試件原有濕度，在試驗(yàn)時(shí)擦干試件。7．以成型時(shí)的側(cè)面為上下受壓面，試件中心應(yīng)與壓力機(jī)幾何對(duì)中，開(kāi)動(dòng)壓力機(jī)施加荷載。圓柱體應(yīng)對(duì)端面進(jìn)行處理，確保端面的平行度。強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土取0.3~0.5MPa/s的加荷速度；強(qiáng)度等級(jí)大于或等于C30小于C60時(shí)則取0.5~0.8MPa/s的加荷速度；強(qiáng)度等級(jí)大于或等于C60時(shí)則取0.8~1.0MPa/s的加荷速度。當(dāng)試件接近破壞而開(kāi)始迅速變形時(shí)，應(yīng)停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門，直至試件破壞，記錄破壞極限荷載F(N)。(四)結(jié)果整理1．混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度按下式計(jì)算：

式中：fcu—混凝土立方體抗壓強(qiáng)度，MPa；F—極限荷載，N；A—受壓面積，mm2。2．以3個(gè)試件測(cè)值的算術(shù)平均值為測(cè)定值，計(jì)算精確至0.1MPa。三個(gè)測(cè)值中的最大值或最小值中如有一個(gè)與中間值之差超過(guò)中間值的15%時(shí)，則取中間值為結(jié)果；如最大值和最小值與中間值之差均超過(guò)中間值的15%，則該組試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。立方體抗壓強(qiáng)度尺寸換算系數(shù)表試件尺寸(mm)尺寸換算系數(shù)100×100×1000.95200×200×2001.053、混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于C60時(shí)，非標(biāo)準(zhǔn)試件的抗壓強(qiáng)度應(yīng)乘以尺寸換算系數(shù)(見(jiàn)下表)，并應(yīng)在報(bào)告中注明。當(dāng)混凝土強(qiáng)度大于等于C60時(shí)，宜用標(biāo)準(zhǔn)試件；使用非標(biāo)準(zhǔn)試件，換算系數(shù)由試驗(yàn)確定。計(jì)算結(jié)果精確至0.1MPa。6.4水泥混凝土抗彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)(JTG3420T0558-2005)6.4水泥混凝土抗彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)(一)目的與適用范圍本方法規(guī)定了測(cè)定水泥混凝土抗彎拉極限強(qiáng)度的方法，以提供設(shè)計(jì)參數(shù)，檢查水泥混凝土施工品質(zhì)和確定抗彎拉彈性模量試驗(yàn)加荷標(biāo)準(zhǔn)。本方法適用于各類水泥混凝土棱柱體試件。(二)儀器設(shè)備1、壓力機(jī)或萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)：應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)定2、抗彎拉試驗(yàn)裝置(即三分點(diǎn)處雙點(diǎn)加荷和三點(diǎn)自由支承式混凝土抗彎拉強(qiáng)度與抗彎拉彈性模量試驗(yàn)裝置)，如下圖所示。水泥混凝土抗彎拉強(qiáng)度和抗彎拉模量試驗(yàn)裝置抗彎拉強(qiáng)度試件尺寸集料公稱最大粒徑(mm)試件尺寸(mm)備注31.5150×150×550標(biāo)準(zhǔn)尺寸150×150×600標(biāo)準(zhǔn)尺寸26.5100×100×400非標(biāo)準(zhǔn)尺寸(三)試驗(yàn)準(zhǔn)備

1．試件尺寸應(yīng)符合試下表的規(guī)定，同時(shí)在試件長(zhǎng)向中部1/3區(qū)段內(nèi)表面不得有直徑超過(guò)5mm、深度超過(guò)2mm孔洞。2．混凝土抗彎拉強(qiáng)度試件應(yīng)取同齡期者為一組，每組3根同條件制作和養(yǎng)護(hù)的試件。(四)試驗(yàn)步驟（機(jī)械拌合）1．使用拌和機(jī)前,應(yīng)先用少量砂漿進(jìn)行涮膛，其水灰比及砂灰比與正式混凝土配合比相同。2．按規(guī)定稱好各種原材料，往拌和機(jī)內(nèi)順序加入粗集料、細(xì)集料、水泥，加料時(shí)間不宜超過(guò)2min，開(kāi)動(dòng)機(jī)器將材料拌和均勻，將水徐徐加入，水全部加入后，繼續(xù)拌和約2min。將拌合物傾出倒在鐵板上,再經(jīng)人工翻拌1~2min,務(wù)必使拌合物均勻一致。3．成型前試模內(nèi)壁涂一薄層礦物油。拌合物分厚度大致相等的兩層裝入試模。搗固時(shí)按螺旋方向從邊緣到中心均勻地進(jìn)行。插搗底層混凝土?xí)r，搗棒應(yīng)到達(dá)模底；插搗上層時(shí)，搗棒應(yīng)貫穿上層后插入下層20~30mm處。插搗時(shí)應(yīng)用力將搗棒壓下，保持搗棒垂直，不得沖擊，搗完一層后,用橡皮錘輕輕擊打試模外端面10~15下，以填平插搗過(guò)程中留下的孔洞。每層插搗次數(shù)在100cm2面積內(nèi)不少于12次。試件抹面與試模邊緣高低差不得超過(guò)0.5mm。同時(shí)在試件長(zhǎng)向中部1/3區(qū)段內(nèi)表面不得有直徑超過(guò)5mm、深度超過(guò)2mm的孔洞。4．將試件放入水槽中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，水溫應(yīng)在17~23℃，若用其他方法養(yǎng)護(hù),須在報(bào)告中說(shuō)明養(yǎng)護(hù)方法?；炷翉澙瓘?qiáng)度試件應(yīng)以同齡期者為一組，每組為3根同條件制作和養(yǎng)護(hù)的試件。5．到達(dá)試驗(yàn)齡期時(shí)，從水槽中取出試件并擦干表面水分，檢查試件，如試件中部有蜂窩，則該試件作廢。用濕毛巾覆蓋并及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，保持試件干濕狀態(tài)不變。在試件中部量出其寬度和高度,精確至1mm。在試件表面畫出支點(diǎn)及加荷位置，距端部分別為50mm、200m、350mm、500mm。6．試件取出后，用濕毛巾覆蓋并及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，保持試件干濕狀態(tài)不變。在試件中部量出其寬度和高度，精確至1mm。調(diào)整兩個(gè)可移動(dòng)支座，將試件安放在支座上，試件成型時(shí)的側(cè)面朝上，幾何對(duì)中后，務(wù)必使支座及承壓面與活動(dòng)船形墊塊的接觸面平穩(wěn)、均勻，否則應(yīng)墊平。7．加荷時(shí)，應(yīng)保持均勻、連續(xù)。當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)小于C30時(shí)，加荷速度為0.02Mpa/s~0.05Mpa/s；當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)大于等于C30且小于C60時(shí)，加荷速度為0.05Mpa/s~0.08Mpa/s；當(dāng)混凝土的