江苏省建筑行业试验员培训混凝土和易性_混凝土试验员培训

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江苏省建筑行业试验员培训

试验检测基础（混凝土）

主讲：高峰

盐城市建设工程质量检测中心

2010年8月

第二讲

混凝土的主要技术性质（掌握）2.1混凝土拌合物的和易性 2.2 混凝土强度 2.3 混凝土变形 2.4 混凝土耐久性 p50

混凝土的主要技术性质

混凝土的性质包括混凝土拌合物的和易性，混凝土强度、变形及耐久性等。

混凝土各组成材料按一定比例搅拌后尚未凝结硬化的材料称为混凝土拌合物。

(1)流动性

是指拌合物在自重或施工机械振捣作用下，能产生流动并均匀密实地填充整个模型的性能。流动性好的混凝土拌合物操作方便、易于捣实和成型。(2)粘聚性

是指拌合物在施工过程中，各组成材料互相之间有一定的粘聚力，不出现分层离析，保持整体均匀的性能。

(3)保水性

是指拌合物保持水分，不致产生严重泌水的性质。

混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性三者既互相联系，又互相矛盾。

施工时应兼顾三者，使拌合物既满足要求的流动性，又保证良好的粘聚性和保水性。

坍落度的调整

① 按初步配合比计算好试样拌材料的同时，另外还须备好两份为调整坍落度用的水泥和水。备用水泥和水的比例符合原定水灰比，其用量可为原计算用量的5%和10%。(水泥浆滑)

② 测得的坍落度小于规定要求时，可掺入备用的水泥或水，掺量可根据坍落度相差的大小确定；当坍落度过大，粘聚性和保水性较差时，可

保持砂率一定，适当增加砂和石子的用量。如保水性较差，可适当增大砂率，即其他材料不变，适当增加砂的用量。根据坍落度大小，可将混凝土拌合物分成4级，见表2.1。

混凝土拌合物的坍落度应在一个适宜的范围内。其值可根据工程结构种类、钢筋疏密程度及振捣方法按表2.2选用。对于干硬性混凝土，和易性测定常采用维勃稠度试验。

(2)维勃稠度试验(熟悉）p53

维勃稠度试验需用维勃稠度测定仪(见图2.2)。透明圆盘的底面被水泥浆布满所需要的震动时间(以秒计)，称为该混凝土拌合物的维勃稠度。

维勃稠度值越大，说明混凝土拌合物越干硬。混凝土拌合物根据维勃稠度大小分为4级，见表2.3。如果小于5s或大于30s则超出仪器范围

(2)水泥浆的稠度

水泥浆的稠度主要取决于水灰比(1m3混凝土中水与水泥用量的比值)大小。水灰比过大，水泥浆太稀，产生严重离析及泌水现象；过小，因流动性差而难于施工，通常水灰比在0.40~0.75之间，并尽量选用小的水灰比。

(3)砂率(βS)

砂率是指混凝土内砂的质量占砂、石总量的百分比。选择砂率应该是在用水量及水泥用量一定的条件下，使混凝土拌合物获得最大的流动性，并保持良好的粘聚性和保水性；或在保证良好和易性的同时，水泥用量最少。此时的砂率值称为合理砂率(如图2.2、图2.4)。

合理砂率一般通过试验确定，在不具备试验的条件下，可参考表2.4选取。

(4)原材料的性质

①水泥品种

在其他条件相同时，硅酸盐水泥和普通水泥较矿渣水泥拌制的混凝土拌合物的和易性好。

②骨料

如其他条件相同，卵石混凝土比碎石混凝土流动性大，级配好的比级配差的流动性大。

(5)其他因素

①外加剂

拌制混凝土时，掺入少量外加剂，有利于改善和易性

②温度

混凝土拌合物的流动性随温度的升高而降低。

③时间

随着时间的延长，拌和后的混凝土坍落度逐渐减小。

当采用非标准尺寸的试件时，应换算成标准试件的强度。换算方法是将所测得的强度乘以相应的换算系数(见表2.5)。

混凝土强度等级采用符号C与立方体抗压强度标准值表示。普通混凝土通常划分为C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55等10个强度等级(C60及以上的混凝土称为高强混凝土C60、C65、C70、C75、C80)。共15个

2.2.3混凝土的抗拉强度ftk

强度也越大；在一定范围内，水灰比越小，混凝土强度也越高。

试验证明，混凝土强度与水灰比呈曲线关系，而与灰水比呈直线关系(见图2.5)。其强度计算公式是：

(2)粗骨料的颗粒形状和表面特征

粗骨料对混凝土强度的影响主要表现在颗粒形状和表面特征上。

当粗骨料中含有大量针片状颗粒及风化的岩石时，会降低混凝土强度。碎石表面粗糙、多棱角，与水泥石粘结力较强，而卵石表面光滑，与水泥石粘结力较弱。

因此，水泥强度等级和水灰比相同时，碎石混凝土强度比卵石混凝土的高些。

(3)养护条件

试验表明，保持足够湿度时，温度升高，水泥水化速度加快，强度增长也快。

《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2002)规定，在混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖并保湿养护。

混凝土强度与保持潮湿日期的关系见图2.6，温度对混凝土强度的影响见图2.7。

(5)试验条件

① 试件尺寸

相同的混凝土，试件尺寸越小测得的强度越高。

② 试件的形状 当试件受压面积(a×a)相同，而高度(h)不同时，高宽比(h/a)越大，抗压强度越小。见图2.8

③ 表面状态

④ 加荷速度

2.3.3.3 混凝土抗压强度检测（掌握）

1、试验目的通过试验测定混凝土立方体抗压强度，作为评定混凝土质量的主要依据。

2、主要仪器设备

① 压力试验机：精度不低于±1%,试验时依据试件最大荷载选择压力机量程，使试件破坏时的荷载位于全量程的20%~80%范围内；

② 振动台：频率(50±3)Hz,空载振幅约为0.5㎜；

③ 其他设备：搅拌机、试模、捣棒、抹刀等。３、试件制作与养护

(1)试件制作

① 混凝土立方体抗压强度测定，以三个试件为一组。每一组试件所用的拌合物应从同一盘或同一车运送的混凝土中取出，或在试验室用机械或人工单独拌制。

② 混凝土试件的尺寸按骨料最大粒径选定

表2-13

粗骨料最大粒径/㎜

试件尺寸/㎜

换算系数

100×100×100

0.95

150×150×150

1.00

200×200×200

1.05

③ 制作试件前,应将试模擦干净并在试模内表面涂一层脱模剂，再将混凝土拌合物装入试模成型。

④ 对于坍落度不大于70㎜的混凝土拌合物，将其一次装入试模并高出试模表面，将试件移至

振动台上，开动振动台振至混凝土表面出现水泥浆并无气泡向上冒时为止。振动时应防止试模在振动台上跳动。刮去多余的混凝土，用抹刀抹平。记录振动时间

对于坍落度大于70㎜的混凝土拌合物，将其分两层装入试模,每层厚度大约相等。用捣棒按螺旋方向从边缘向中心均匀插捣，次数一般每100cm²应不少于12次。用抹刀沿试模内壁插入数次，最后刮去多余混凝土并抹平。2)试件养护

养护按照试验目的不同，试件可采用标准养护或与构件同条件养护。采用标准养护的试件成型后表面应用不透水的薄膜覆盖，以防止水分蒸发,并在(20±5)℃的条件下静臵1~2昼夜，然后编号拆模。拆模后的试件立即放入温度为(20±2)℃,湿度为95%以上的标准养护室进行养护，直至试验龄期28d。在标准养护室内

试件应搁放在架上,彼此间隔为10~20㎜,避免用水直接冲淋试件。当无标准养护室时，混凝土试件可在温度为(20±3)℃的不流动的水中养护，水pH值不应小于7。４、抗压强度检测试验步骤

① 试件从养护室取出后应尽快试验。将试件擦拭干净,测量其尺寸(精确到1㎜)，据此计算出试件的受压面积。如实测尺寸与公称尺寸之差不超过1㎜，则按公称尺寸计算。

② 将试件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。开动试验机,当上压板与试件接近时，调整球座,使其接触均匀。

③ 加荷时应连续而均匀，加荷速度为:当混凝土强度等级低于C30时，取0.3~0.5MPa/s；高于或等于C30且小于C60时,取0.5~0.8MPa/s；高于或等于C60时，取0.8~1.0MPa/s。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，记录破坏荷载P(N)。

（４）结果评定

① 混凝土立方体抗压强度fcu按下式计算，精确至0.1MPa：

fcu=P/A 式中

fcu——混凝土立方体试件抗压强度MPa；

P——破坏荷载，N；

A——试件受压面积，㎜²。

② 以标准试件150㎜×150㎜×150㎜的抗压强度值为标准，对于非标准试件100㎜×100㎜×100㎜和200㎜×200

㎜×200㎜的试件，须将计算结果乘以相应的换算系数换算为标准强度。

③ 以三个试件强度值的算术平均值作为该组试件的抗压强度代表值(精确至0.1MPa)。三个测值中的最大值或最小值与中间之差超过中间值的15%时，取中间值作为该组试件的抗压强度代表值；如最大值和最小值与中间值之差均超过中间的15%时，则该组试件的试验结果无效。

2.3.3.4 混凝土抗折强度检测（熟悉）试验目的通过试验测定混凝土抗折强度，作为评定混凝土质量的主要依据。主要仪器设备

抗折试验机：试验机应能施加均匀、连续、速度可控的荷载，并带有能使二个相等荷载同时作用在试件跨度3分点处的抗折试验装臵。试验步骤

① 试件从养护地取出后应及时进行试验，将试件表面擦干净。

② 在抗折试验机上装臵试件，安装尺寸偏差不得大于1㎜。试件的承压面应为试件成型时的侧面。支承及承压面与圆柱的接触面应平稳、均匀，否则应垫平。

③ 施加荷载应保持均匀、连续。当混凝土强度等级

当混凝土强度等级≧C30且

④ 记录试件破坏荷载的试验机示值及下边缘断裂位臵。

结果评定

① 若试件下边缘断裂位臵处于二个集中荷载作用线之间，则试件的抗折强度ff(MPa)按下式计算(计算结果精确到0.1MPa)：

ff=FL/bh۶ 式中

ff——混凝土抗折强度(MPa)；

F——试件破坏荷载(N)；

L——支座跨度(㎜)；

h——试件截面高度(㎜)；

b——试件截面宽度(㎜)。

② 强度值的确定应符合下列规定：

三个试件值的算术平均值作为该组试件的强度值(精确到0.1MPa)；三个测值中的最大值或最小值如有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值；如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%，则该组试件的试验结果无效。

③ 三个试件中若有一个折断面位于两个集中荷载之外，则混凝土抗折强度值按另两个试件的试验结果计算。若这两个测值的差值不大于这两个测值的较小值的15%时，则该组试件的抗折强度值按这两个测值的平均值计算，否则该组试件的试验无效。若有两个试件的下边缘断裂位臵位于两个集中荷载作用线之外，则该组试件试验无效。

④ 试件为150㎜×150㎜×600㎜的棱柱体标准试件，当试件尺寸为100㎜×100㎜×400㎜非标准试件时，应乘以尺寸换算系数0.85。

例2-3: 计算下列四组混凝土试块每组的抗压强度值。

组别试件尺寸(㎜)破坏荷载值(kN)A、150×150×150

425，456，472 B、150×150×150

472，336，490 C、100×100×100

312，225，463 D、100×100×100

465，363，490 解:(1)计算A组抗压强度值

f1=F1/A=425×10³/150×150=18.9MPa

f2=F2/A=456×10³/150×150=20.3MPa

f3=F3/A=472×10³/150×150=21.0MPa

(21.0-20.3)/20.3×100%=3.4%

(20.3-18.9)/20.3×100%=6.9%

所以取三个试件强度值的算术平均值作为该组试件抗压强度代表值，即取fcu=(18.9+20.3+21.0)/3=20.1MPa。

(2)计算B组抗压强度值 f1=472×10³/150×150=21.0MPa f2=336×10³/150×150=14.9MPa f3=490×10³/150×150=21.8MPa(21.8-21.0)/21.0×100%=3.8%15% 由于其最小值与中间值之差超过中间值的15%，因此取中间值为该组试件的抗压强度代表值,即取Fcu=21.0MPa。

(3)计算C组抗压强度值

f1=312×10³/100×100×0.95=29.6MPa f2=225×10³/100×100×0.95=21.4MPa f3=463×10³/100×100×0.95=44.0MPa(44.0-29.6)/29.6×100%=48.6%>15%(29.6-21.4)/29.6×100%=27.7%>15% 该组试件的试验结果无效。

(4)计算D组抗压强度值

f1=465×10³/100×100×0.95=44.2MPa f2=363×10³/100×100×0.95=34.5MPa f3=490×10³/100×100×0.95=46.6MPa(46.6-44.2)/44.2×100%=5.4%15% 所以取fcu=44.2MPa。

例2-4: 混凝土抗折试验：釆用100㎜×100㎜×400㎜试件,3个试件中有一个试件其折断面位于两集中荷载之外,抗折荷重为7.95KN,另两个试件抗荷重分别为8.47KN,8.18KN试计算该组试件的抗折强度。

解:

7.95KN的抗折荷载其试件折断面位于两集中荷载之外,因此7.95KN数据不作为计算数据。

ff1=F1L/bh²=(8.47×10³×3×100/100×100²)×0.85=2.2MPa ff2=F2L/bh²=(8.18×10³×3×100/100×100²)×0.85=2.1MPa(2.2-2.1)/2.1×100%=4.8%

混凝土轴心抗压强度和受压弹性模量的检测

标准试件：边长为150mm×150mm×300mm的棱柱体试件是测试混凝土静力受压弹性模量（轴心抗压强度）的标准试件。试件数量：6个，3个用来测强度，3个用来测弹模

2.2.5混凝土强度的检验评定

1.一般规定

《混凝土强度检验评定标准》GBJ107-87

P65 混凝土构件预制厂、商品混凝土搅拌站应定期对混凝土强度进行统计分析，控制混凝土质量，具体要求体现在检验的标准差和保证率上。

5.2.5混凝土强度检验与评定

5.2.5混凝土强度检验与评定

2.统计评定法

（2）当混凝土的生产条件在较长时间内不能保持一致，且混凝土强度变异性不能保持稳定时,或在前一个检验期内的同一品种混凝土没有足够的数据用以确定验收批混凝土立方体抗压强度的标准差时，应由不少于10组的试件组成一个验收批,其强度应同时满足：

混凝土强度检验与评定

3.非统计评定方法

(1)抗冻性

是指混凝土在饱和水状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，也不严重降低强度的性能，是评定混凝土耐久性的主要指标。

抗冻等级根据混凝土所能承受的反复冻融循环的次数，划分为F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300等9个等级。次数

混凝土的密实度、孔隙的构造特征是影响抗冻性的重要因素

(2)抗渗性

是指混凝土抵抗水、油等液体渗透的能力。抗渗性好坏用抗渗等级来表示。抗渗等级分为P4、P6、P8、P10、P12等5个等级。压力0.4-1.2Mpa

混凝土水灰比对抗渗性起决定性作用。

提高混凝土抗渗性的根本措施在于增强混凝土的密实度。

(3)抗侵蚀性

腐蚀的类型通常有淡水腐蚀、硫酸盐腐蚀、溶解性化学腐蚀、强碱腐蚀等。

混凝土的抗侵蚀性与密实度有关，同时，水泥品种、混凝土内部孔隙特征对抗腐蚀性也有较大影响。

例题

2.1、坍落度小于20mm的新拌混凝土，采用维勃稠度仪测定其工作性。F P191 2.2、影响混凝土流动性的因素有胶凝材料的用量 T 2.3、（）是指混凝土拌合物在自重或机械力作用下，能产生流动，并均匀地填满模板的性能。

A.泌水性 B.粘聚性 C.保水性 D.流动性

2.4、关于水灰比对混凝土拌合物特性的影响，说法不正确的是（）。A.水灰比越大，粘聚性越差

B.水灰比越小，保水性越好

C.水灰比过大会产生离析现象

D.水灰比越大，坍落度越小

2.6、下列关于混凝土用骨料（砂、石）叙述正确的是（）。A.要求骨料空隙率小、总表面积小。

B.配制低于C30的混凝土用砂，其含泥量应不大于3.0% C.压碎指标可用来表示细骨料的强度

D.当粗骨料中夹杂着活性氧化硅时，有可能使混凝土发生碱骨料破坏

2.7、某混凝土，取立方体试件一组，试件尺寸为150mm×150mm×150mm，标准养护28d所测得的抗压破坏荷载分别为801kN、641kN、684kN。计算该组试件标准立方体抗压强度值为（）MPa。A.29.5 B.28.4 C.29.8 D.30.4

2.8、某工地实验室做混凝土抗压强度的所有试块尺寸均为100mm×100mm×100mm，经标准养护28d测其抗压强度值，问如何确定其强度等级（）。

A.必须用标准立方体尺寸150mm×150mm×150mm 重做 B.取其所有小试块中的最大强度值 C.可乘以尺寸换算系数0.95 D.可乘以尺寸换算系数1.05

2.9、采用强度等级32.5的普通硅酸盐水泥、碎石和天然砂配制混凝土，制作尺寸为100mm×100mm×100mm试件3块，标准养护7d，测得破坏荷载分别为140kN、135kN、142kN。该该尺寸混凝土7d立方体抗压强度为（）MPa。

A.13.6

B.13.9

C.13.2

D.14.4

10、立方体抗压强度标准值是混凝土抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值得百分率不超过（）。C A、15%

B、10%

C、5%

D、3% 2-

11、普通混凝土的立方体抗压强度fcu 与轴心抗压强度fcp之间的关系是（）。B

A.fcp>fcu

B.fcp

C.fcp=fcu

D.不一定

2-12、提高混凝土强度的措施有（）。ABCD A.选用高强度水泥

B.掺用改善混凝土性能的外加剂

C.采用机械搅拌和机械振动成型

D.采用蒸汽养护

计算题

1、采用强度等级32.5的普通硅酸盐水泥、碎石和天然砂配制混凝土，制作尺寸为100mm×100mm×100mm试件3块，标准养护7d，测得破坏荷载分别为140kN、135kN、142kN。该尺寸混凝土7d立方体抗压强度为13.9MPa。

2、采用32.5级普通水泥拌制的混凝土，在10°C的条件下养护7d，测得其150mm×150mm×150mm立方体试件的抗压强度为15MPa。估算该混凝土在此温度下28d的强度为25.7 MPa。

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