高強(qiáng)輕骨料混凝土耐久性研究試驗(yàn)方案

1、高強(qiáng)輕骨料混凝土耐久性研究試驗(yàn)方案一 試驗(yàn)材料及其性能研究水泥：42.5普通硅酸鹽水泥細(xì)骨料：普通中砂粗骨料：粉煤灰陶粒外加劑：高效減水劑水：自來(lái)水（一）膠凝材料化學(xué)成分及其基本性能1.膠凝材料的化學(xué)分析材料化學(xué)成分% 燒失量水泥粉煤灰礦渣2.水泥的基本性能稠度%初凝h：min終凝h：min安定性/餅法抗折強(qiáng)度3d 28d抗壓強(qiáng)度3d 28d比表面積/密度/（二）粗細(xì)集料物理力學(xué)性能研究1.取樣為檢驗(yàn)輕骨料的各項(xiàng)性能，首先必須從每批產(chǎn)品中取出一定量的、有代表性的試樣。本項(xiàng)試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)原料為湖北宜昌寶珠陶粒開(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn)的高強(qiáng)頁(yè)巖陶粒。從原料中抽取的試樣應(yīng)不少于10份，其總質(zhì)量應(yīng)比試驗(yàn)用料

2、多一倍。將從不同部位抽取的10份試樣混拌均勻，然后按試驗(yàn)所需數(shù)量抽取。2.顆粒級(jí)配1)試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)是為了評(píng)定輕集料的品質(zhì)，并為輕骨料混凝土的配合比設(shè)計(jì)提供必要的數(shù)據(jù)。2)儀器設(shè)備（1）烘箱：能將試樣于105110下烘干至恒量的電熱烘箱。（2）臺(tái)秤：最大稱量10kg，感量5g。（3）篩子：用方孔篩，孔徑為37.5mm、31.5mm、26.5mm、19.0mm、16.0mm、9.5mm、和4.75mm共7種，并附有篩底和篩蓋；篩分細(xì)集料的方孔篩孔徑為9.50mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、600mm、300mm和150mm共7種，并附有篩底和篩蓋。3)試驗(yàn)步驟（1）先稱取輕骨料10

3、L，細(xì)集料2L，置于烘箱中于105±2下烘至恒量。然后取烘干試樣分為二等份，分別稱取其質(zhì)量。（2）對(duì)稱好的試樣進(jìn)行篩分。為此需將篩子按孔徑從大到小順序疊置，并附以篩底。然后將試樣放在篩的上層，加蓋順序過(guò)篩。稱取每號(hào)篩的篩余量，計(jì)算分計(jì)篩余和累計(jì)篩余。（3）篩分粗集料，當(dāng)每號(hào)篩上篩余層的厚度大于該試樣的最大粒徑時(shí)，應(yīng)分兩次篩，直至各篩每分鐘通過(guò)量不超過(guò)試樣總量的0.1%；超過(guò)試樣總量的0.1%時(shí)，應(yīng)重新試驗(yàn)。（4）細(xì)集料篩分可先將套篩用振動(dòng)搖篩機(jī)過(guò)篩10min后，取下，再逐個(gè)用手篩直至每分鐘通過(guò)量不超過(guò)試樣總量的0.1%時(shí)即可，試樣在各號(hào)篩上的篩余量均不超過(guò)0.4L，否則，應(yīng)將改篩余試

4、樣分成兩份，再次進(jìn)行篩分，并以其篩余量之和作為該號(hào)篩的篩余量。（5）稱取每號(hào)篩的篩余量，所有各篩的分計(jì)篩余量和篩底中剩余的總和，與篩分前的的試樣總量相比，相差不超過(guò)1%；超過(guò)1%時(shí)，應(yīng)重新試驗(yàn)。（6）計(jì)算公式：式中：¾¾細(xì)度模數(shù)，計(jì)算精確至0.1；¾¾分別為4.75mm、2.36mm、··· 、150mm孔徑篩上的累計(jì)篩余百分率。3.表觀密度試驗(yàn)1)試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定輕骨料的顆粒表觀密度，即包括顆粒內(nèi)部孔隙的顆粒單位體積的質(zhì)量，為了評(píng)定其品質(zhì)和計(jì)算空隙率為設(shè)計(jì)混凝土配合比所用。2)儀器設(shè)備（1）烘箱。（2）天平：最大稱量1kg，感

5、量1g。（3）量筒：容積1000mL。（4）容器。（5）其它輔助器具：取樣勺、毛巾等。3)試驗(yàn)步驟（1）取試樣4L，用篩孔為5mm的篩子過(guò)篩，取篩余物烘至恒量,備用。（2）把干燥后的試樣拌勻后，稱取300500g放入量筒中浸水1h后取出，將試樣放在5mm的篩子上，濾水12min，然后倒在擰干的濕毛巾上，用手抓住毛巾，使毛巾呈槽形。擺動(dòng)毛巾，使骨料于其上往返滾動(dòng)四次后，將骨料倒入盤擰干毛巾后再重復(fù)上述步驟一次。（3）將制備的試樣倒入1000mL的量筒中，再注入500mL清水。如試樣漂浮在水上，可用已知體積的圓形金屬板將其壓入水中，讀出量筒的水位V。（4）計(jì)算公式：式中：¾¾輕

6、粗骨料顆粒表觀密度（Kg/m³） ¾¾烘干試樣質(zhì)量（g） ¾¾圓形金屬板的體積（mL） ¾¾倒入試樣和放入金屬板后量筒中水的水位（mL）4.堆積密度試驗(yàn)1)試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定輕骨料在自然堆積狀態(tài)下的單位體積質(zhì)量，是為了評(píng)定輕骨料的品質(zhì)及等級(jí)，并為計(jì)算空隙率及混凝土配合比設(shè)計(jì)提供依據(jù)。2)儀器設(shè)備（1）地秤：最大稱量50kg，感量50g。（2）天平：最大秤量5kg，感量2g。（3）容積筒：直徑與高度相等，容積為10L。（4）烘箱。（5）取樣勺或鐵鏟等。3)試驗(yàn)步驟（1）取粗骨料3040L，放入烘箱中于105±5下烘至恒量，

7、分成三份備用。（2）稱空筒質(zhì)量（3）用取樣勺或小鐵鏟將試樣從離容器口上方50mm處均勻倒入10L容量筒，讓試樣自然落下。倒試樣時(shí)不得碰撞筒壁，試樣應(yīng)裝滿容器，并于上部形成錐體。（4）然后用直尺沿容積筒邊緣從中心向兩邊刮平，表面凹陷處用粒徑較小的骨料填平后，然后稱量m。（5）計(jì)算公式：式中：¾¾輕粗骨料顆粒堆積密度（Kg/m³） ¾¾容積筒和試樣質(zhì)量（Kg） ¾¾容積筒的質(zhì)量（Kg） ¾¾容積量筒的體積（L）5.空隙率試驗(yàn)1)試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定輕骨料在自然堆積狀態(tài)下的顆粒間空隙率，主要為了評(píng)定其品質(zhì)和為混凝土配合

8、比設(shè)計(jì)提供依據(jù)。2)計(jì)算方法在確定了輕骨料堆積密度和顆粒表觀密度的基礎(chǔ)上，其空隙率下式計(jì)算：式中： ¾¾輕骨料的孔隙率（%）¾¾輕粗骨料顆粒堆積密度（Kg/m³） ¾¾輕粗骨料顆粒表觀密度（Kg/m³） 6.吸水率試驗(yàn)1)試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定輕骨料的吸水率是為了評(píng)定其品質(zhì)和確定混凝土拌和物的附加水量。2)儀器設(shè)備（1）天平：最大稱量1kg，感量1g。（2）烘箱。（3）篩子：篩孔尺寸5mm的圓孔篩。（4）其它輔助器具：容器、毛巾等。3)試驗(yàn)步驟（1）取試樣4L，用篩孔為5mm的篩子過(guò)篩，取篩余物烘至恒量,備用。（2）把烘干試

9、樣拌和均勻，分成三份，稱取每份質(zhì)量m。（3）將稱量試樣放入盛水的容器中浸泡，如有顆粒漂浮于水上，則應(yīng)設(shè)法將其壓入水中。（4）分別在浸水15min、30min、1h時(shí)，取出后按表觀密度試驗(yàn)的步驟制備試樣，然后稱量。（5）計(jì)算公式：式中： ¾¾粗骨料吸水率（%）¾¾浸水試樣質(zhì)量（g） ¾¾烘干試樣質(zhì)量（g）7.筒壓強(qiáng)度試驗(yàn)1)試驗(yàn)?zāi)康挠贸袎和卜ɑ蚍Q圓筒壓碎法測(cè)定輕骨料顆粒平均相對(duì)強(qiáng)度指標(biāo)，主要是為了評(píng)定輕骨料的品質(zhì)。2)儀器設(shè)備（1）承壓筒由圓柱形筒體(另帶筒底)、沖壓模、導(dǎo)向筒組成。筒體可用無(wú)縫鋼管制作，以保證其有足夠的剛度。筒體內(nèi)表面

10、和沖壓模底面經(jīng)滲碳處理。筒體為可拆卸的，并裝有把手。沖壓模外表面有刻度線，以控制裝料高度和壓入深度。導(dǎo)向筒用以導(dǎo)向，防止偏心。（2）壓力機(jī)根據(jù)預(yù)估的筒壓強(qiáng)度大小，選擇噸位合適的壓力機(jī)，以保證測(cè)定值位于所選壓力機(jī)表盤讀數(shù)的20%80%范圍內(nèi)。（3）天平：最大稱量5kg，感量2g。（4）烘箱。（5）木棰、裝料鏟等。3)試驗(yàn)步驟（1）篩取1020mm粒徑的試樣5L，其中1015mm粒徑的體積含量應(yīng)占50%70%。（2）將承壓筒裝好筒底，然后向筒中裝滿輕骨料，分別測(cè)定3次松散料質(zhì)量，取其算術(shù)平均值，再乘以填充系數(shù)1.10作為試樣量。（3）按上述試樣量稱取試樣，裝入承壓筒內(nèi)，先用木棰沿筒壁四周輕敲數(shù)次，

11、然后裝上導(dǎo)向筒和沖壓模，并檢查沖壓模的下刻度線是否與導(dǎo)向筒的上緣重合。如不重合，需要敲筒壁四周，直至完全重合。（4）把裝好試樣、導(dǎo)向筒、沖壓模的承壓筒放在壓力機(jī)的下壓板上，以每秒0.30.5KN的速度勻速加荷，當(dāng)沖壓模壓入深度為20mm時(shí)，記下壓力值。（5）計(jì)算公式：式中： ¾¾粗骨料的筒壓強(qiáng)度（MPa）¾¾壓入深度為20mm時(shí)的壓力值（N） ¾¾承壓面積（即沖壓模面積F=10000二 配合比設(shè)計(jì)輕骨料混凝土配合比設(shè)計(jì)采用松散體積法。松散體積法是以給定每立方米混凝土粗細(xì)集料松散總體積為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。（一）擬配制LC50的輕骨料混凝土，

12、根據(jù)輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程，配合比設(shè)計(jì)步驟如下：1.確定適配強(qiáng)度，根據(jù)輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程5.1.2條確定適配強(qiáng)2.確定水泥用量480Kg3.確定凈水用量200Kg4.確定砂率40%按松散體積法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)： 試件凈水用量水泥用量細(xì)骨料輕骨料水灰比體積砂率減水劑預(yù)吸水11604806607120.3340 %4.81h21684806607120.3540%4.81h31544806607120.3240%4.81h41604807436530.3345%4.81h51604805787720.3335%4.81h62394806607120.3340%4.80h72614806607120.

13、3340%4.8424h81604806607330.3340%4.81h輕骨料混凝土配合比設(shè)計(jì)采用松散體積法。松散體積法是以給定每立方米混凝土粗細(xì)集料松散總體積為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。（二）擬配制LC60的輕骨料混凝土，根據(jù)輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程，配合比設(shè)計(jì)步驟如下：1.確定適配強(qiáng)度，根據(jù)輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程5.1.2條確定適配強(qiáng)2.確定水泥用量520Kg3.確定凈水用量220Kg4.確定砂率40%按松散體積法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)： 試件凈水用量水泥用量細(xì)骨料輕骨料水灰比體積砂率減水劑預(yù)吸水11765106607120.3540 %5.11h21895106607120.3740%5.11h31685106

14、607120.3340%5.11h41795107436530.3545%5.11h51795105787720.3535%5.11h61965106607120.3540%5.10h72015106607120.3540%5.124h81765106607330.3540%5.11h三 力學(xué)性能研究（一）試件制備力學(xué)性能試驗(yàn)項(xiàng)目測(cè)試齡期試件尺寸（mm）試件數(shù)量（個(gè)）立方體抗壓強(qiáng)度7d、28d150*150*1506軸心抗壓強(qiáng)度28d150*150*3003劈裂抗拉強(qiáng)度28d150*150*1503彎曲抗折輕度強(qiáng)度28d150*150*5503（二）測(cè)試方法1.立方體抗壓強(qiáng)度和軸心抗壓強(qiáng)度采用

15、YEJ-2000型液壓式壓力試驗(yàn)機(jī)。將試件安放在試驗(yàn)機(jī)的下壓板上，試件的承壓面與成型時(shí)的頂面垂直。試件的中心(軸心抗壓時(shí)為試件的軸心)與試驗(yàn)機(jī)下壓板中心對(duì)準(zhǔn)。連續(xù)均勻加荷，加荷速度為每秒鐘0.50.8MPa。當(dāng)試件接近破壞而開(kāi)始迅速變形時(shí)，停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門，直至試件破壞。2.劈裂抗拉強(qiáng)度采用YEJ-2000型液壓式壓力試驗(yàn)機(jī)。將試件放在試驗(yàn)機(jī)下壓板的中心位置，在上、下壓板與試件之間墊以圓弧形墊條及墊層各一條，墊條與成型時(shí)的頂面垂直。開(kāi)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，當(dāng)上壓板與試件接近時(shí)，調(diào)整球座，使接觸均衡。加荷速度每秒鐘0.050.08MPa。試件接近破壞時(shí)，停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門，直至試件破壞。3.彎曲抗折強(qiáng)度采

16、用WEW-1000型電液式萬(wàn)能壓力機(jī)。將試件在試驗(yàn)機(jī)的支座上放穩(wěn)對(duì)中，承壓面選擇試件成型時(shí)的側(cè)面。開(kāi)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，當(dāng)加壓頭與試件快接近時(shí)，調(diào)整加壓頭及支座，使接觸均衡。加荷速度每秒鐘0.050.08MPa。試件接近破壞時(shí)，停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門，直至試件破壞。四 耐久性研究（一）抗氯離子滲透性能試驗(yàn)研究抗氯離子滲透試驗(yàn)按ASTM C1202-97試驗(yàn)方法進(jìn)行。首先制作100mm×50mm的圓柱體試件，分別在28d和60d齡期時(shí)將試件置于氯離子滲透儀it）mm件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期時(shí)后取芯制成測(cè)量電池中，試件兩側(cè)水槽分別裝滿3.0%NaCl(負(fù)極)和0.3%MNaOH(正極)溶液，在60V的外

17、加穩(wěn)定電場(chǎng)下，持續(xù)測(cè)定試件6h的總導(dǎo)電量（Q）。1.陶粒預(yù)濕程度對(duì)抗氯離子滲透性能的影響測(cè)試28d、60d導(dǎo)電量；f100×50mm試件48塊；28d抗壓強(qiáng)度150mm×150mm×150mm試件24塊系列編號(hào)試驗(yàn)配比陶粒預(yù)濕h凈水灰比流動(dòng)性（mm）塌落度 擴(kuò)展度28d抗壓強(qiáng)度LC50L10L20.5L31L424LC60L50L60.5L71L824注：L代表試件編號(hào)2.粗集料種類對(duì)抗氯離子滲透性能的影響測(cè)試28d導(dǎo)電量；f100×50mm試件12塊；28d抗壓強(qiáng)度150mm×150mm×150mm試件12塊。編號(hào)凈水膠比水泥陶粒碎

18、石砂流動(dòng)性28d抗壓強(qiáng)度LC50LC60C50C603.礦物摻合料對(duì)抗氯離子滲透性能的影響試驗(yàn)采用干燥陶粒配制混凝土，基準(zhǔn)輕集料混凝土（編號(hào)L0）設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為L(zhǎng)C50，粉煤灰摻量分別為15、20、25和30；礦渣摻量為15%、20、25、30。測(cè)試28d、60d導(dǎo)電量；f100×50mm試件54塊；28d抗壓強(qiáng)度150mm×150mm×150mm試件27塊。編號(hào)凈水膠比水泥粉煤灰礦渣硅灰陶粒砂流動(dòng)性（mm）塌落度 擴(kuò)展度28d抗壓強(qiáng)度L0F1F2F3F4K1K2K3K4注：L代表基準(zhǔn)輕骨料混凝土;F代表?yè)讲煌糠勖夯业幕炷?；K代表?yè)讲煌康V渣混凝土4.齡期對(duì)對(duì)

19、抗氯離子滲透性能的影響測(cè)試28d、60d導(dǎo)電量；f100×50mm試件24塊。編號(hào)凈水膠比水泥陶粒碎石砂流動(dòng)性28d抗壓強(qiáng)度LC50LC60C50C60（二）抗?jié)B試驗(yàn)混凝土強(qiáng)度擬采用LC50，選取三種摻合料：粉煤灰、礦渣。粉煤灰等量取代水泥摻量分別為：15%、20%、25%、30%，礦渣等量取代水泥的摻量分別為15%、20%、25%、30%。最終確定9組。1.試驗(yàn)儀器及設(shè)備1）混凝土滲透儀及配套試模2）螺旋加壓器3）鋼絲刷、烘箱、鋼尺、記號(hào)筆4）配置好的密封材料2.試驗(yàn)步驟1）試件按規(guī)范澆注成型，每個(gè)配合比6塊，9組共計(jì)54塊。2）試件成型24小時(shí)后拆模，并用鋼絲刷刷凈上下端面水泥膜

20、，使混凝土內(nèi)骨料清晰可見(jiàn)，然后放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)。3）養(yǎng)護(hù)齡期不少于28d，本試驗(yàn)60d齡期，待達(dá)到齡期后取出，擦干表面，把密封材料涂于試件側(cè)面，涂抹過(guò)程中要使密封材料厚度均勻、致密，之后用螺旋加壓器壓入試模中，使試件底面和試模底平齊。4）將儀器蓄水罐灌滿水，將系統(tǒng)內(nèi)的空氣排凈。5）把封好的試件的試?？煽康匕惭b固定在儀器上，打開(kāi)電源，設(shè)定好儀表數(shù)據(jù)，同時(shí)開(kāi)始記錄時(shí)間（精確值min）待48小時(shí)后停止試驗(yàn)，取出試件。6）將滲透后的試件放在壓力機(jī)上，沿縱斷面將試件劈裂成兩半，放置陽(yáng)關(guān)下待看清水痕后，用記號(hào)筆描出水痕即為滲水輪廓。7）在試件劈裂面上，沿底面每隔1cm定出一側(cè)點(diǎn)，用鋼尺測(cè)量出個(gè)點(diǎn)的滲水高

21、度（精確至1mm）。8）以各測(cè)點(diǎn)處滲水高度的算術(shù)平均值作為該試件的滲水高度，然后計(jì)算6個(gè)試件的滲水高度算術(shù)平均值作為該組試件的平均滲水高度。（三）凍融試驗(yàn)1.對(duì)9組不同配合比混凝土試件進(jìn)行抗凍性試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)備（1）混凝土快速凍融試驗(yàn)設(shè)備（2）動(dòng)彈性模量測(cè)定儀，頻率測(cè)量范圍100Hz-20KHz（3）臺(tái)秤（4）試件盒2.試驗(yàn)步驟1）在到達(dá)齡期的前4d，將試件在20士2的飽和石灰水中浸泡，水面至少高出試件20mm。浸泡4d后進(jìn)行凍融試驗(yàn)。2）試驗(yàn)開(kāi)始前，將已浸水的試件擦去表面水后，稱初始質(zhì)量，測(cè)量初始自振頻率，作為評(píng)定抗凍性的起始值。3）隨后將試件裝入試件盒中，加入淡水，水面應(yīng)浸沒(méi)試件頂面約lmm

22、一3mm。將裝有試件的試件盒放入凍融試驗(yàn)箱的試件架中，開(kāi)始凍融前應(yīng)檢查箱內(nèi)防凍液是否足量和中心試塊是否放置妥當(dāng)。4）經(jīng)過(guò)25次凍融循環(huán)對(duì)試件檢測(cè)一次，測(cè)試時(shí)，小心將試件從盒中取出，沖洗干凈，擦去表面水分，稱重和測(cè)定自振頻率，并做必要的外觀描述。每次測(cè)試完畢后，將試件調(diào)頭重新裝入試件盒中，注入淡水，繼續(xù)試驗(yàn)。在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)防止試件失水，待測(cè)試件須用濕布覆蓋。(四)碳化試驗(yàn)1.本試驗(yàn)儀器和設(shè)備(l)混凝土碳化試驗(yàn)箱(2)二氧化碳供氣裝置，包括鋼瓶、壓力表。(3)壓力試驗(yàn)機(jī)、噴壺、鋼板尺。2.試驗(yàn)步驟1）本試驗(yàn)采用100mmx100mmxl00mm立方體試塊，每個(gè)配合比澆筑15塊，共計(jì)135塊。2）試件成型后，移至標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)。試件一般采用28d齡期，本試驗(yàn)由于配合比中加有不同的礦物摻合