混凝土用骨料實驗

混凝土用骨料實驗一、實驗?zāi)康?掌握骨料孔隙、空隙的概念.學(xué)會砂篩分析和石子搗實密度的試驗方法.了解骨料的（1）石子的針片狀含量、壓碎指標(biāo)、松堆密度（2）輕骨料的桶壓強度二、實驗內(nèi)容1、石子搗實密度試驗2、砂篩分析試驗3、砂表觀密度測定4、石子的針片狀含量、壓碎指標(biāo)、松堆密度（演示）5、輕骨料的桶壓強度（演示）6、砂的含泥量（演示）三、實驗具體內(nèi)容1、石子搗實密度試驗（1）實驗說明a)通過對兩種單粒級石子不同比例的搭配,觀察其搗實密度的變化,畫出石子比例和搗實密度的曲線,并進(jìn)行分析；b)實驗使用的石子是石灰?guī)r碎石,粒徑分別為5—10mm,10-20mm單粒級；c)所用容積升體積為10L；d)石子的稱量總質(zhì)量為20Kg。（2）實驗儀器臺秤(量程：50kg，精度50g)；容量筒：容積為10升（3）實驗步驟以“骨料粒徑5~10mm：骨料粒徑10~20mm=3：7”為例進(jìn)行說明：(1)稱取容量筒自身的質(zhì)量m1(2)分別稱量6Kg粒徑為5~10mm的骨料，及14Kg粒徑為10~20mm的骨料。(3)將兩種骨料放入大體積容器，進(jìn)行攪拌，盡量將其攪拌均勻。(4)取攪拌均勻的骨料混合物，加入容量筒（10L）。用木槌敲打容量筒，將石子搗實。最后除去高處桶口表面的顆粒，使桶口平面凹陷與凸起面積基本相等。(5)將容積升置于電子稱上，讀出電子稱示數(shù)m2.(6)由容量筒中試樣的質(zhì)量(m2-m1)和容量筒的體積(V)計算搗實密度。（4）實驗結(jié)果及分析數(shù)據(jù)表格如下細(xì)骨料5-10mm03456710粗骨料10-20mm10765430搗實密度（Kg/m3）1605172017951745168017451610細(xì)度模數(shù)。實驗中用到篩孔徑（單位：mm）分別為5.00、2.50、1.25、0.630、0.315、0.16。按下式計算細(xì)度模數(shù)：式中，A1、A2……A6分別為5.00、2.50……0.160mm孔篩上的累計篩余百分率。砂按細(xì)度模數(shù)(Mx)分粗、中、細(xì)和特細(xì)四種規(guī)格，由所測細(xì)度模數(shù)按規(guī)定評定該砂樣的粗細(xì)程度。以Mx=3.7~3.1為粗砂，Mx=3.0~2.3為中砂，Mx=2.2~1.6為細(xì)砂，Mx=1.5~0.7為特細(xì)砂來評定該砂的粗細(xì)程度。根據(jù)0.630mm篩所在的區(qū)間判斷砂子屬于哪個區(qū)。畫出砂子所在級配曲線，并畫出所在區(qū)間的上下限．并判斷級配是否合格。砂的級配區(qū)曲線（2）實驗步驟a)稱取砂500g。將篩子按篩孔由大到小疊合起來，附上篩底。將砂樣倒入最上層（孔徑為5mm）篩中。b)用手篩動篩子，篩至每分鐘通過量小于試樣總量的0.1%為止。c)稱取各號篩上上的篩余量。d)計算分計篩余百分率：各號篩上篩余量除以試樣總質(zhì)量（精確至0.1%）。e)計算累計篩余百分率：每號篩上孔徑大于和等于該篩孔徑的各篩上的的分計篩余百分率之和（精確至0.1%），并繪制砂的篩分曲線。（3）實驗結(jié)果及分析數(shù)據(jù)記錄如下篩孔尺寸mm篩余量g分計篩余%累計篩余%5.00142.82.82.50326.49.21.25367.216.40.6308016.032.40.31520841.674.00.169018.092.0篩底428.4100.4計算細(xì)度模數(shù)MxA1=2.8，A2=9.2，A3=16.4，A4=32.4，A5=74.0，A6=92.0。則有由于1.6<2.16<2.2，屬于細(xì)砂。在篩孔尺寸=0.630mm時，測得曲線累計篩余量值為32.4%，落在3區(qū)范圍內(nèi)。其級配曲線為：由級配曲線可以看出該樣本的級配合格.參考資料：（1）砂的粗細(xì)程度對配制混凝土的影響：砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸷蟮钠骄旨?xì)程度。砂子通常分為粗砂、中砂、細(xì)砂和特細(xì)砂等幾種。在配制混凝土?xí)r，當(dāng)相同用砂量條件下，采用細(xì)砂則其表面積較大，而用粗砂其總表面積較小。砂的總表面積愈大，則在混凝土中需要包裹砂粒表面的水泥漿越多，當(dāng)混凝土拌合物和易性要求一定時，顯然用較粗的砂拌制混凝土比用較細(xì)的砂所需的水泥漿量為省。但若砂子過粗，易使混凝土拌合物產(chǎn)生離析、泌水等現(xiàn)象，影響混凝土的工作性。因此，用作配制混凝土的砂，不宜過細(xì)，也不宜過粗。（2）砂的顆粒級配對配制混凝土的影響：砂的顆粒級配是指砂中不同粒徑顆粒的組配情況。如果砂的粒徑相同，則其空隙率很大，在混凝土中填充砂子空隙的水泥漿用量就多；當(dāng)用兩種粒徑的砂搭配起來，空隙就減少了；而用三種粒徑的砂組配，空隙就更小。由此可知，當(dāng)砂中含有較多的顆粒，并以適量的中粗顆粒及少量的細(xì)顆粒填充其空隙，即具有良好的顆粒級配，則可達(dá)到使砂的空隙率和總表面積均較小。這種砂是比較理想的。不僅所需水泥漿量較少，經(jīng)濟(jì)性好，而且還可以提高混凝土的和易性、密實度和強度。（3）補充：配制混凝土?xí)r宜優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)砂。當(dāng)采用Ⅰ區(qū)砂時，應(yīng)適當(dāng)提高砂率，并保證足夠的水泥用量，以滿足混凝土的和易性；當(dāng)采用Ⅲ區(qū)砂時，宜適當(dāng)降低砂率，以保證混凝土強度?；炷劣蒙皯?yīng)貫徹就地取材的原則，若某些地區(qū)的砂料出現(xiàn)過細(xì)、過粗或自然級配不良時，可采用人工級配，即將粗、細(xì)兩種砂摻配使用，以調(diào)整其粗細(xì)程度和改善顆粒級配，直到復(fù)合要求為止。3、砂表觀密度測定（1）實驗原理表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。不含開口孔隙的表觀密度稱為視密度，以排水法測定其體積。（2）實驗內(nèi)容a)稱取烘干試樣300g(m0)，將砂子裝入預(yù)先裝有少量水的500mL容量餅中，加水到與刻度線平齊，稱其質(zhì)量m1g。b)倒出瓶中的水和砂，清洗瓶內(nèi)外，再裝水至瓶頸500mL刻度線。稱其質(zhì)量m2g：c)按下式計算砂的表觀密度ρ0（精確至0.01g/cm3）（3）實驗結(jié)果及分析測得數(shù)據(jù)：m0=300g，m1=837g，m2=651g。由公式計算得，砂的表觀密度ρ0=2.63g/cm根據(jù)建筑用砂國家標(biāo)準(zhǔn)5.5條規(guī)定，建筑用砂的表觀密度應(yīng)大于2500kg/m3，即2.50g/cm3。故試驗砂樣表觀密度達(dá)到國家建筑用砂標(biāo)準(zhǔn)。4、演示實驗（查找資料）（1）石子的針片狀含量、壓碎指標(biāo)、松堆密度；（2）輕骨料的桶壓強度；（3）砂的含泥量<1>石子針片狀顆粒含量的測定（1）實驗儀器：針狀規(guī)準(zhǔn)儀和片狀規(guī)準(zhǔn)儀（2）實驗步驟:--依據(jù)石子的最大粒徑，按下表進(jìn)行有代表性取樣并篩分；--用規(guī)準(zhǔn)儀按下表對試樣逐粒進(jìn)行檢驗，凡顆粒長度大于針狀規(guī)準(zhǔn)儀者為針狀顆粒；厚度小于片狀規(guī)準(zhǔn)儀上相應(yīng)孔寬者為片狀顆粒；<2>石子壓碎指標(biāo)測定（1）實驗儀器：壓碎指標(biāo)測定儀；壓力試驗機；2.5mm篩子；電子秤。（2）試樣制備：標(biāo)準(zhǔn)試樣應(yīng)采用10-20mm的顆粒,并在氣干狀態(tài)下進(jìn)行試驗。試驗前，先將試樣篩去10mm、以下及20mm以上的顆粒,再用針狀和片狀規(guī)準(zhǔn)儀剔除其針狀和片狀顆粒,然后稱取每份3Kg的試樣3份備用。（3）實驗步驟:--置圓筒于底盤上，取試樣一份，分二層裝入筒內(nèi)。每裝完一層試樣后，在底盤下面墊放一直徑為10mm的圓鋼筋，將筒按住，左右交替顛擊地面各25下。第二層顛實后，試樣表面距底的高度應(yīng)控制為100mm左右；--整平試樣表面，把加壓頭裝好（注意應(yīng)使加壓頭保持平正），放到試驗機上在160-300s內(nèi)均勻地加荷到200KN，穩(wěn)定5s，然后卸載，取出測定筒。倒出筒中的試樣并秤其質(zhì)量（M0),用孔徑為2.5mm的篩篩除被壓碎的細(xì)粒,秤量剩留在篩上的試樣重量（M1)。（4）壓碎指標(biāo)值試驗結(jié)果計算：壓碎指標(biāo)值δa=（M0-M1）/M0×100%M0試樣重量（g）；M1壓碎試驗后篩余的試樣重量（g）<3>輕集料筒壓強度試驗（1）實驗步驟:--篩取10-20mm粒級(粉煤灰陶粒允許10-15mm的粒徑)的試樣5L,其中10-15mm的粒徑的體積含量應(yīng)占50%-70%；--用承壓筒裝試樣，分別測定3次松散料重，取其算術(shù)平均值。對天然的輕集料，取測得的平均松散料重，乘以1.15的填充系數(shù)作為試樣量,對其他的輕集料,則乘以1.10的填充系數(shù)作為試樣量；--按上述試樣量稱取試樣，裝入承呀壓筒，先用木錘沿筒壁四周輕敲數(shù)次，然后裝上到導(dǎo)向筒和沖壓模，檢查沖壓模的下刻線是否與導(dǎo)向筒上緣重合為止。把承壓筒放在壓力試驗機的下壓板上，以每秒約300-500N的速度加荷。當(dāng)沖壓模壓入深度為20mm時，記下壓力值。（2）輕粗集料筒壓強度計算：Ra=F/ARa：筒壓強度（MPa）；F：壓入深度為20mm時的壓力值（N）；A：受壓面積（mm2）<4>砂的含泥量沙的含泥量是指沙中粒徑小于0．080mm的顆粒含量。石子的含泥量是指粒徑小于0．080mm的顆粒含量。沙、石的含泥量會降低混凝土拌合物的流動性，或增加用水量，同時由于它們對骨料的包裹，大大降低了骨料與水泥石之間的界面粘結(jié)強度，從而使混凝土的強度和耐久性降低，變形增大。故對于含泥量高的沙石在使前應(yīng)用水沖洗或淋洗。實驗步驟：濾洗：將一份試樣置于容器中，注入飲用水，水面約高出沙面150mm。充分拌勻后，浸泡2h。然后用手在水中淘洗沙樣，使塵屑、淤泥和粘土與沙粒分離并使之懸浮或溶于水中。將篩子用水濕潤，1．25mm的篩套在0．080mm的篩子上，將渾濁液緩緩倒入套篩，濾去小于0．080

mm的顆粒。在整個過程中嚴(yán)防沙粒丟失。再次向筒中加水，重復(fù)淘洗過濾，直到筒內(nèi)洗出的水清澈為止。

烘干稱量：用水沖洗留在篩上的細(xì)粒，將0．080

mm的篩放在水中，使水面高出沙粒表面，來回?fù)u動，以充分洗除小于0.080

mm的顆粒。仔細(xì)取下篩余的顆粒，與筒內(nèi)已洗凈的試樣一并裝入淺盤。置于溫度為105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重。冷卻至室溫后，稱其質(zhì)量(1m)。

結(jié)果評定

沙的含泥量ws，按下式計算(精確至0．1％)。

參考資料我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：凡顆粒的長度大于該顆粒所屬粒級的平均粒徑2.4倍者為針狀顆粒；厚度小于平均粒徑0.4倍者為片狀顆粒?；炷翉姸鹊燃壌笥诨虻扔贑30，針片狀顆粒含量按重量計小于或等于15%；混凝土強度等級小于C30，針片狀含量小于或等于25%，等于及小于C10的混凝土，其針片狀顆粒含量可放寬到40%。配制高性能混凝土?xí)r，針狀顆粒對高性能混凝土的初始坍落度及其損失影響不明顯，原因是片狀骨料表面積大，吸水速度快，使混凝土流動性變小，粘聚性變差；而針狀骨料由于其表面積較小，吸水速度較慢，對高性能混凝土拌合物的坍落度及其損失并無顯著影響。高性能混凝土強度隨著片狀顆粒含量的增加而減小，而針狀骨料對高性能混凝土的早期強度無明顯影響，但隨著針狀骨料含量的增加，卻影響其后期強度。原因是片狀骨料在混凝土中水平排列時，截面積增大，阻礙了氣泡上浮，且在骨料的下方易形成水囊，形成了界面裂縫；針狀骨料對高性能混凝土強度的影響比片狀骨料小，原因是水平排列的針狀骨料截面積小，阻礙氣泡的能力變小。另外，針狀骨料較長，在混凝土中起到筋材加強的作用。四、實驗小結(jié)本次實驗從實驗原理和實驗操作方面來看都比較簡單，其主要目的在于使我們初步了解混凝土調(diào)配過程中需要的砂石知識，加深對砂石各種性質(zhì)的理解。為下一步的混凝土配合比設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。在兩個密度試驗（石子搗實密度、砂表觀密度）中，通過對比，我對不同的密度（體積密度、表觀密度、堆積密度等等）的特性及其測量方法