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混凝土試驗(yàn)室技術(shù)人員基礎(chǔ)知識
發(fā)布時間:
2023-01-04 16:13
混凝土在凝結(jié)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(zhì)量。和易性是指混凝土拌合物易于操作施工(拌合、運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí)),并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的性能。
和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì),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(jī)械振搗的作用下,能產(chǎn)生流動,并能均勻密實(shí)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(chǎn)生分層和離析現(xiàn)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(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。發(fā)生泌水現(xiàn)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(shí)性,降低質(zhì)量。
在混凝土施工工地和試驗(yàn)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(jīng)驗(yàn)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(nèi)(坍落度桶內(nèi)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(yīng)不間斷的進(jìn)行,并應(yīng)在150s內(nèi)完成,其中,拔起坍落度筒的時間在5~10s內(nèi)完成。
混凝土拌合物由于自重將會產(chǎn)生坍落度現(xiàn)象。由坍落度筒頂?shù)教涞陌韬衔镯敳康木嚯x(mm)就叫坍落度,作為流動性指標(biāo)。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
(1)水泥漿的數(shù)量
混凝土拌合物中水與水泥形成水泥漿,是拌合物產(chǎn)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(nèi)水泥漿愈多,則拌合物的流動性愈好。但當(dāng)水泥漿過多時,將會出現(xiàn)流漿現(xiàn)象,使拌合物的粘聚性變差,同時對混凝土的強(qiáng)度與耐久性也會產(chǎn)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(chǎn)生崩坍現(xiàn)象,粘聚性變差。因此,水泥漿數(shù)量應(yīng)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(dāng)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(dāng)水灰比過小時,水泥漿干稠,會導(dǎo)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(shí)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(chǎn)生流漿、離析現(xiàn)象,并嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)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(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)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(diào)整拌合物的流動性。因?yàn)閱渭冊黾佑盟繒档突炷恋膹?qiáng)度和耐久性。因此,應(yīng)該在保持水灰比不變的條件下用調(diào)整水泥漿數(shù)量的辦法來調(diào)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(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率。試驗(yàn)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(chǎn)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(shù)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(shù)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(diǎn)處砂漿太少,也會降低混凝土拌合物的流動性,而且還會嚴(yán)重影響其粘聚性和保水性,容易造成離析、流漿等現(xiàn)象。因此,應(yīng)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(jì)算的方法得出準(zhǔn)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(xì)度模數(shù)較小時,由于細(xì)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(xiàn)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(dāng)采用加氣劑或塑化劑等外加劑時,可適當(dāng)減少砂率。
(4)水泥品種和骨料的性質(zhì)
水泥顆粒越細(xì),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(shù)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?;蛘哒f在保持流動性及混凝土強(qiáng)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。
(1)調(diào)整混凝土的材料組成。在保證混凝土強(qiáng)度、耐久性和經(jīng)濟(jì)性的前提下,適當(dāng)調(diào)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(qiáng)度、耐久性及節(jié)約水泥。
(4)提高振搗效能。采用機(jī)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。
強(qiáng)度是混凝土硬化后的主要力學(xué)性能,按照國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GB/T50081-2019)規(guī)定,混凝土強(qiáng)度有:立方體抗壓強(qiáng)度、棱柱體抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度等。
①混凝土立方體抗壓強(qiáng)度:按照國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GB/T50081-20019)規(guī)定,制作邊長為150mm的立方體混凝土試件,在標(biāo)準(zhǔn)條件(溫度20±2℃,相對濕度95%以上)下,養(yǎng)護(hù)至28天齡期,測得的抗壓強(qiáng)度值為混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度(簡稱立方體強(qiáng)度)。
為了說明工程中的混凝土實(shí)際達(dá)到的強(qiáng)度,往往把混凝土立方體試件放在與工程相同的環(huán)境條件下養(yǎng)護(hù),再按所需的齡期進(jìn)行試驗(yàn)測得立方體試件抗壓強(qiáng)度值作為工地混凝土質(zhì)量控制的依據(jù)。又由于標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法試驗(yàn)周期長,施工工期不能等待,既不能及時預(yù)報(bào)施工中的質(zhì)量狀況,也不能據(jù)此及時設(shè)計(jì)和調(diào)整配合比,不利于加強(qiáng)混凝土質(zhì)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(qiáng)度試驗(yàn)方法》,可以根據(jù)早期在不同溫度條件下加速養(yǎng)護(hù)的混凝土試件強(qiáng)度推定標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天(或其他齡期)的強(qiáng)度。
除邊長為150mm的立方體試件外,有時根據(jù)粗骨料的最大粒徑而選用不同的試件尺寸試件,如邊長為100mm、200mm的立方體試件,但需乘換算系數(shù),以得到相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)試件的試驗(yàn)結(jié)果。選用邊長為100mm的立方體試件,換算系數(shù)為0.95;選用邊長為200mm的立方體試件,換算系數(shù)為1.05。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級≥C60時,宜采用標(biāo)準(zhǔn)試件,如用非標(biāo)準(zhǔn)試件時,尺寸換算系數(shù)應(yīng)由試驗(yàn)確定硬化后混凝土的技術(shù)性質(zhì)主要包括:強(qiáng)度、變形和耐久性。
②混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與強(qiáng)度等級。
標(biāo)準(zhǔn)值是指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長為150mm的立方體試件,在28d齡期時,用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的強(qiáng)度總體分布中具有不低于95%保證率(指混凝土強(qiáng)度總體中,≥設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級的概率)的抗壓強(qiáng)度值。
強(qiáng)度等級是混凝土各種力學(xué)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的基礎(chǔ),它是按混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來劃分的,采用符號C與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(以MPa計(jì))表示。普通混凝土劃分為下列強(qiáng)度等級:C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C70、C80等,也是施工中控制工程質(zhì)量和工程驗(yàn)收時的重要依據(jù)。如測得28d的抗壓強(qiáng)度在兩個等級之間,該混凝土應(yīng)定為較低一級。
③混凝土的抗拉強(qiáng)度
混凝土的抗拉強(qiáng)度很低,只有抗壓強(qiáng)度的1/10~1/20,隨著混凝土的強(qiáng)度等級提高,比值有所降低,這是因?yàn)榭估瓘?qiáng)度沒有抗壓強(qiáng)度提高得快?;炷潦芾瓡r呈脆性斷裂,破壞時無明顯殘余變形。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(dān)結(jié)構(gòu)中的拉力。目前國內(nèi)外均采用劈裂法來測定混凝土的抗拉強(qiáng)度,采用邊長為150mm的立方體作為標(biāo)準(zhǔn)試件。
(1)預(yù)拌混凝土運(yùn)到工地后,90分鐘內(nèi)要求用完,時間越長坍落度損失越大,將影響混凝土質(zhì)量。因此,施工單位在使用前必須做好施工準(zhǔn)備工作。
(2)預(yù)拌混凝土攪拌車到達(dá)工地后,嚴(yán)禁往罐車內(nèi)加水。若到達(dá)后時間不長,混凝土坍落度小不符合交貨驗(yàn)收要求,可由攪拌站技術(shù)人員添加外加劑進(jìn)行調(diào)整,攪拌均勻后可繼續(xù)使用。若到達(dá)工地后混凝土坍落度過大超出交貨驗(yàn)收的坍落度要求,施工單位有權(quán)進(jìn)行退貨。雙方對坍落度有爭議時以現(xiàn)場實(shí)測的坍落度值為準(zhǔn)。
(3)預(yù)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(shí),所以在澆搗時不須強(qiáng)力振搗,振搗時間宜在10秒~20秒,否則混凝土表面浮漿較多容易產(chǎn)生收縮裂縫。
(4)預(yù)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(yīng)根據(jù)氣候特點(diǎn)適當(dāng)掌握。氣溫低時混凝土墻、柱邊模的拆模時間應(yīng)適當(dāng)延遲,以免混凝土構(gòu)件發(fā)生脫皮、起殼等外觀質(zhì)量問題。
(5)澆搗梁板混凝土?xí)r,在梁與板交界處,宜先澆搗梁部位混凝土,振搗密實(shí)后再澆搗板面混凝土,這樣可避免或減少發(fā)生在梁板交界處的沉降收縮裂縫。
(6)混凝土澆搗成型后應(yīng)進(jìn)行二次振搗二次抹面。具體的做法是:在混凝土進(jìn)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(fù)振一次。再用木抹子壓實(shí)抹平,可以起到減少表面裂縫的效果。
(7)高溫天氣或者大風(fēng)天氣澆搗混凝土?xí)r,可以采用覆蓋塑料薄模防止混凝土構(gòu)件表面失水過快產(chǎn)生干縮裂縫。
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