第三节砂浆混凝土试验检测

第三节砂浆、混凝土试验检测一、水泥砂浆砂浆按其用途不同可分为砌筑砂浆和抹面砂浆二类；砌筑砂浆应能把块体材料（砖、石、砌块）粘结为整体结构，因此结构的强度不仅取决于砌体的强度；而且也取决于砂浆的强度。抹面砂浆主要是用于结构表面的装饰；因此）抹面砂浆对强度要求不是太高，对保水性和粘附性要求比较高。砌筑砂浆在桥涵工程中主要用于砌筑如拱桥的拱圈。中小桥涵的墩台、基础、锥坡和挡土墙等，因此本节主要介绍砌筑砂浆的性能及检验内容。1．砌筑砂浆的组成材料①水泥常用水泥均可作为砂浆的结合料。②细集料细集料为砂浆的集料，其最大粒径不应超过灰缝的1／4~1／5，并不大于5mm，为了保证砂浆的质量，砂子技术指标应符合现行标准，并应按规定检验。③拌和砂浆用水应符合混凝土拌和用水的标准。另外，为提高砂浆的和易性，砂浆中还可掺加一定的掺和料（如石灰、粉煤灰）和外掺剂（如松香热聚性的微沫剂）等，以保证质量，降低成本。2.砌筑砂浆的技术性质及检验方法（JGJ70—90）（1）砂浆流动性砂浆的流动性是指其在自重或外力作用下流动的性能。砂浆的流动性用“稠度”来表示，稠度采用稠度仪测定。测定方法是将砂浆拌和物一次装入稠度仪的容器中，使砂浆表面低于容器口10mm左右、用捣棒插捣25次，然后轻轻将容器摇动或敲击5～6下，使砂浆表面平整,将容器置于稠度仪上，使试锥与砂浆表面接触，旋紧制动螺丝，使指针对准零点。拧开制动螺丝，同时计时间，到（10s后立即固定螺丝，从刻度盘读出试锥下沉深度（精确至1mm）即为砂浆的稠度。（2）砂浆保水性的检验方法砂浆的保水性采用“分层度”表示，分层度用分层度仪测定。其方法是将已测定稠度的砂浆，一次装人分层度筒内，待装满后，用木锤在容器周围距离大致相等的四个不同地方轻轻敲击1～2下，如砂浆沉落到低于筒口，则应随时添加，然后刮去多余的砂浆并抹平。静置30min后，去掉上节2oomm砂浆，剩余的砂浆，倒出放在拌和锅中拌2min，测定其稠度。前后测得的稠度之差即为该砂浆的分层度（以cm计）。良好保水性的砂浆，其分层度应不大于2cm。分层度大于2cm的砂浆容易离析，不便施工；但分层度小于1cm时，硬化后易产生干缩裂缝。（3）砂浆强度砂浆抗压强度等级是以70.7mmx70.7mmx70.7mm的立方体试件，在标准温度和规定湿度（水结混合砂浆相对湿度为60％~80％，水泥砂浆和微沫砂浆相对湿度为90％以上）的条件下，养护28d龄期的平均极限抗压强度而确定的。以六个试件测定值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。当最大值与最小值与平均值之差超过20％时，以中间四个试件的平均值作为抗压强度值。（4）砂浆凝结时间砂浆凝结时间的测定适用于测定砌筑砂浆和抹面砂浆以贯人阻力表示的凝结时间。试验时用截面为30mm的试针与砂浆表面接触，测定在10s内贯人深度为25mm时的静压力，计算贯人阻力：砂浆凝结时间的确定：分别记录时间和相应的贯人阻力值，根据试验所得各阶段的贯人阻力与时间关系绘图，由图求出贯人阻力达到0.5MPa所需的时间，即为砂浆的凝结时间测定值。二、水泥混凝土水泥混凝土是以通用水泥为胶结材料，用普通砂石为集料，并以普通水为原材料，按专门设计的配合比，经搅拌、成型、养护而得到的复合材料。现代水泥混凝土中）为了调节和改善其工艺性能和力学性能，还加人各种化学外加剂和磨细矿质掺合料。水泥混凝土是所有建筑材料中用量最大、用途最广的材料之一。普通水结混凝土主要技术性质包括新拌混凝土拌和物的工作性，硬化混凝土的强度、变形和耐久性。1.优质经济水泥混凝土的基本要求与条件混凝土必须同时满足必要的强度：、耐久性、工作性和经济性四个方面的基本要求。获得优质经济混凝土的三个基本条件是：①选择适宜的原材料，原材料主要包括水泥、混合材、外加剂（和砂石集料等。选择材料时既要考虑就地取材，便利易得，又要考虑质地优良，适宜工程要求。②选择适宜的混凝土配合比。要正确处理保证工程质量与节约水泥的关系，使混凝土具有适宜的工作性、强度和耐久性等性能，充分满足工程设计和施工中提出的要求，同时还要通过试验优化设计，达到较优的经济效果。③加强施工控制，保证施工质量。优质经济的混凝土能否在工程中充分实现，在很大程度上取决于施工中原材料的质量，拌和物生产质量，施工现场浇筑和振捣质量及施工养护等方面。许多工程事故往往由于施工不良造成的，因此，必须高度重视施工质量，加强施工监控与管理。2．新拌混凝上的工作性水泥混凝土在尚未凝结硬化以前，称为新拌混凝土或称混凝土拌和物。新拌水泥混凝上是不同粒径的矿质集料粒子分散在水泥浆体的分散介质中的一种复杂分散系，它具有弹一粘一塑性质，许多研究者应用流变学的理论，假设各种模型来进行新拌混凝土“流变特性”的研究。但是这些研究至今还未达到生产应用的成熟程度。目前在生产实践上，对新拌混凝土的性质，主要用工作性或称和易性来表征。工作性（或称和易性）这一术语的含意，虽然目前仍有争议，但通常认为它包含：流动性、可塑性、稳定性和易密性这四个方面的含义。优质的新拌混凝土应该具有：满足运送和浇捣要求的流动性；不为外力作用产生脆断的可塑性：不产生分层、泌水的稳定性和易于浇捣密致的密实性。（1）工作性的测定方法目前国内外还没有一种能够全面表征新拌水泥混凝土工作性的测定方法，按我国国家标准《普通混凝土拌和物的试验方法》（GBJ80-85）规定，混凝土拌和物的稠度试验方法有坍落度试验和维勃稠度试验两种方法。①坍落度试验这一方法是由美国查普曼（Champman）首先提出的，目前己为世界各国广泛采用。这一方法适用于测定集料最大粒径不大于40mm的混凝土拌和物坍落度。我国现行试验法（GBJ80-85和JTJ053-94）规定，坍落度试验是用标准坍落度圆锥筒测定，该筒为钢皮制成，高度H=300mm，上口径d＝l00mm，下口直径D＝200mm，试验时；将圆锥置于平板上，然后将混凝土拌和物分三层装人标准圆锥筒内（使捣实后每层高度约为总高度的1／3左右），每层用弹头棒均匀地捣插25次。多余试样用馒刀刮平，然后垂直提取圆锥筒，将圆锥筒与混合料并排置于平板上、测量筒高与坍落后的混凝土试体最高点之间的高差，既为新拌混凝土拌和物的坍落度，以mm为单位（精确至5mm）。进行坍落度试验时，应观察混凝土拌和物的粘聚性、保水性和含砂情况等，以便全面地评价混凝土拌和物的和易性。②维勃稠度试验这一方法是瑞典V.皮纳（Bahrner)首先提山的，因而用他名字首母V-B命名（读为Ve-be）。本方法适用于坍落度小于10mm的新拌混凝土，可采用维勃稠度仪。我国现行试验法（GNJ80-85和JTJ053-94）规定：维勃稠度试验是将坍落度筒放在直径为240mm、高为200mm的圆筒中，圆筒安装在专用的振动台上。试验开始时将新拌混凝土装人坍落度筒内后再拔去坍落度筒，并在新拌混凝土顶上置一透明圆盘。开动振动台并记录时间，从开始振动至透明圆盘底面被水泥浆布满瞬间止，所经历的时间，以秒计（精确至1s），即为新拌混凝土的维勃稠度值。（2）影响新拌混凝土工作性的因素影响新拌混凝土工作性的因素主要有：内因-组成材料的质量及其用量；外因一环境条件(如温度、湿度和风速）以及时间等两个方面。组成材料质量及其用量的影响有以下儿方面：①水泥特性的影响。水泥的品种、细度、矿物组成以及混合材料的掺量等会影响需水量。由于不同品种的水泥达到标准稠度的需水量不同，所以不同品种水泥配制的混凝土拌和物具有不同的工作性。通常普通水泥的混凝土拌和物比矿渣和外，水泥细度对混凝土拌和物的工作性亦有影响，适当提高水泥的细度可改善混凝土拌和物的粘聚性和保水性，减少泌水、离析现象。②集料特性的影响。集料的特性包括集料最大粒径、形状、表面纹理（卵石或碎石）、级配和吸水性等，这些特性将不同程度地影响新拌混凝土的工作性。其中最明显的是，卵石拌制的混凝土和易性较碎石的好。集料的最大粒径增大，可使集料的总表面积减少，拌和物的工作性也随之改善。此外，具有优良级配的混凝土拌和物具有较好的工作性。③集浆比的影响。集浆比就是单位混凝土拌和物中，集料绝对体积与水泥浆绝对体积之比。水结浆在混凝土拌和物中，除了填充集料间的空隙外，还包裹集料的表面，以减少集料颗粒问的摩阻力，使混凝土拌和物具有一定的流动性。在单位体积的混凝土拌和物中，如水灰比保持不变，则水泥浆的数量越多，拌和物的流动性愈大。、但若水泥浆数量过多，集料的含量相对减少，达一定限度时，将会出现流浆现象，使混凝土拌和物的粘聚性和保水性变差；同时对混凝土的强度和耐久性也会产生一定的影响。此外水泥浆数量增加，就要增加水泥用量，提高混凝土的单价。相反若水泥浆数量过少，不足以填满集料的空隙和包裹集料表面，则混凝土拌和物粘聚性变差，甚至产生崩坍现象。因此，混凝土拌和物中水泥浆数量应根据具体情况决定，在满足工作性要求的前提下，同时要考虑强度和耐久性要求，尽量采用较大的集浆比（即较少的水泥浆用量），以节约水泥用量。④水灰比的影响。在单位混凝土拌和物中、集浆比确定后，即水泥浆的用量为一固定数值时，水灰比即决定水结浆的稠度。水灰比较小，则水泥浆较稠，混凝土拌和物的流动性亦较小，当水灰比小于某一极限时，在一定施工方法下就不能保证密实成型：反之，水灰比较大，水结浆较稀，混凝土拌和的流动性虽然较大，但粘聚性和保水性却随之变差。当水灰比大于某一极限时，将产生严重的离析、泌水现象。）因此，为了使混凝土拌和物能够密实成型，所采用的水灰比值不能过小；为了保证混凝土拌和物具有良好的粘聚性和保水性，所采用的水灰比值又不能过大。⑤砂率的影响。砂率的指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。砂率表征混凝土拌和物中砂与石对相用量比例的组合。由于砂率变化，可导致集料的空隙率和总表面的变化，因而混凝土拌和物的工作性亦随之产生变化。当砂率过大时集料的空隙率和总表面积增大，在水泥浆用量一定的条件下，混凝土拌和物就显得干稠，流动性小。当砂率过小时，虽然集料的表面积减少，但由于砂浆量不足，不能在粗集料的周围形成足够的砂浆层来起润滑作用，因而使混凝土拌和物的流动性降低。更严重的是影响了混凝土拌和物的粘聚性与保水性，使拌和物显得粗涩、粗集料离析、水泥浆流失，甚至出现溃散等不良现象。因此在不同的砂率中应有一个合理的砂率值。混凝土拌和物的合理砂率是指在用水量和水泥用量一定的情况下，能使混凝土拌和物获得最大的流动性，且能保持粘聚性和保水性能良好的砂率。⑥外加剂的影响。在拌制混凝土拌和物时，加入少量外加剂，可在不增加水泥用量的情况下，改善拌和物的工作性，同时还能提高混凝土的强度和耐久性占详见本章第三节混凝土的外加剂。环境条件及时间的影响有以下二个方面：①引起混凝土拌和物工作性降低的环境因素主要有：温度、湿度和风速。对于给定组成材料性质和配合比例的混凝土拌和物，其工作性的变化，主要受水泥的水化率和水分的蒸发率所支配。因此，混凝土拌和物从搅拌到捣实的这段时间里，温度的升高加速水化率以及水由于蒸发而损失，这些都会导致拌和物坍落度的减少。风速和湿度因素会影响拌和物水化的蒸发率、因而影响坍落度。对于不同环境条件下，要保证拌和物具有一定的工作性，必须采用相应的改善工作性的措施。②混凝土拌和物在搅拌后，其坍落度随时间的增长而逐渐减少，称为坍落度损失根据现代研究认为，拌和物坍落度损失的原因，主要是由于拌和物中自由水随时间而蒸发、集料的吸水和水泥早期水化而损失的结果。混凝土拌和物工作性的损失率，受组成材料的性质（如水结的水化和发热特性、外加剂的特性、集料的空隙率等）以及环境因素影响。（3）改善新拌混凝土工作性的措施改善新拌混凝土的工作性可从下列途径采取必要的技术措施：①调节混凝土的材料组成。在保证混凝土强度、耐久性和经济性的前提下，适当调整混凝土的组成配合比例以提高工作性。②掺加各种外加剂。如减水剂、流化剂等均能提高新拌混凝土的工作性，同时能提高强度、耐久性以及节约水泥。③提高振捣机械的效能。由于振捣效能提高，可降低施工条件对混凝土拌和物工作性的要求，因而保持原有工作性能亦能达到捣实的效果。（4）混凝土拌和物的工作性选择混凝土拌和物