混凝土用骨料實驗

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上一、實驗目的:1、 掌握骨料孔隙、空隙的概念.2、 學會砂篩分析和石子搗實密度的試驗方法.3、 了解骨料的（1）石子的針片狀含量、壓碎指標、松堆密度 （2）輕骨料的桶壓強度二、實驗內容 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、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 ,并進行分析；b)實驗使用的石子是石灰?guī)r碎石,粒徑分別為510mm,10-20mm單粒級

2、；c)所用容積升體積為10L；d)石子的稱量總質量為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510mm：骨料粒徑1020mm=3：7”為例進行說明：(1) 稱取容量筒自身的質量m1(2) 分別稱量6Kg粒徑為510mm的骨料，及14Kg粒徑為1020mm的骨料。(3) 將兩種骨料放入大體積容器，進行攪拌，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

3、) 由容量筒中試樣的質量(m2-m1)和容量筒的體積(V)計算搗實密度。 （4）實驗結果及分析數(shù)據(jù)表格如下細骨料5-10mm03456710粗骨料10-20mm10765430搗實密度（Kg/m3）1605172017951745168017451610曲線圖如下結果分析：（一）觀察圖像 由圖像可知，細骨料510mm、粗骨料1020mm兩種骨料混合后，隨著細骨料510mm所占比例的增大，搗實密度總體上呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。細骨料質量占40%時，搗實密度達到最大值峰值接近1800 Kg/m3，在細骨料質量比例60%時，曲線出現(xiàn)波動。（二）相關現(xiàn)象的解釋 (1)對混合石子搗實密度先增后減的理解和

4、解釋：  由單個粒徑的石子組成的石子之間空隙比較大，通常我們以均勻球體進行假設，則不難想到，如果由粒徑較小的石子填充到粒徑較大的石子的空隙中時，在石子的表觀體積不變的前提下，石子的質量會有所增加，這就直接導致石子的搗實密度的增加。當較小粒徑石子過多時，多出來的較小粒徑石子自己堆積，堆積密度小于2種碎石摻合的堆積密度。當較大粒徑石子過多時，較小粒徑石子不能完全填充較大粒徑石子孔隙，搗實密度也會降低。  在我們的實驗中石子有兩種粒徑的石子組成，根據(jù)上述原理，單粒徑時搗實密度最小，混合粒徑時搗實密度有所增加，和實驗結果相符。  理論上混合石

5、子搗實密度應隨著細石的含量變化連續(xù)變化，此函數(shù)關系為一個單峰上凸函數(shù)，存在唯一的最大值點，但是由于實驗中的實驗數(shù)據(jù)較少，而且實驗人員的稱量手段不同等原因，實驗的曲線體現(xiàn)出一定的不規(guī)律性，但是不影響我們對實驗結論的驗證。 在理論分析的基礎上我們對實驗數(shù)據(jù)進行適當?shù)娜∩?，可以明顯看出，60%這一組數(shù)據(jù)為異常點，舍去60%一組數(shù)據(jù)，那么實驗結果將如下圖所示。我們可以較清晰的看到單峰性質。當然這也不能完全準確的反映搗實密度和細石含量的關系，具體實際的工程中還要通過具體實驗和經驗進行控制。(2) 根據(jù)混合石子理論猜想決定最佳細石含量的因素： 首先，假定較細的石子粒徑足夠小，則該小粒徑的石子可以將大粒徑的

6、空隙填滿，這樣，孔隙率減小，填充率高，就使得混合石子的搗實密度大大增加，如果小粒徑的石子不足夠小，則不能將較大粒徑的石子的空隙填滿，搗實密度的增加程度就不如小粒徑石子。所以大小粒徑的粒徑比例可能是一個影響因子。 其次，由于實際石子中并非我們假定的均勻球體，而是呈現(xiàn)不規(guī)則的形狀，可以想見如果石子的形狀比較規(guī)則可以重復排列，則很有可能使得在一定的振搗條件下達到較大的搗實密度，即達到較小的孔隙率，較大的填充率，因此可以想見，石子的形狀也是一個影響因子。 再次，大小石子的密度不同也可能影響混合石子的搗實密度。 (3) 對實驗誤差的思考與分析 通過對上述的實驗進行分析，本實驗中存在著較大誤差，

7、表現(xiàn)在以下幾個方面：  曲線并非單峰函數(shù)，且去掉一個顯然錯誤的結果后仍然有誤差過大的嫌疑。  實驗數(shù)據(jù)過少，測得的點不足以描畫一個較清晰曲線。 分析原因如下：  整體上，不同小組對實驗的要求和理解不同，導致測得的搗實密度具有不可避免的類似于“起點不同”的系統(tǒng)誤差。這可能是實驗誤差產生的最主要原因。  鑒于時間原因和實驗條件所限，各小組進行實驗的過程中都有不同程度的混合不均勻的情況，這使得實驗的各組在進行自己組的測量的時候不能保證準確測量。各組測出的數(shù)據(jù)其可比較性本身較低。參考資料：（1）骨料在混凝土中，骨

8、料占其總重量的80以上。骨料所占的體積越多，水泥的用量就越少，混凝土的經濟性也就越好。骨料的質量好壞，在很大程度上影響到混凝土的性能。砂石骨料有粗、細之分。一般把石子叫做粗骨料，砂子叫做細骨料。細骨料的粒徑范圍為0.55mm，大于5mm的叫粗骨料。 為了組成良好的級配，減少轉運、攪拌、澆筑時分離，粗骨料要分成幾個粒徑級。在1505mm的粒徑范圍內，習慣上把骨料分成四個粒徑級，即15080、8040、4020和205mm。為了簡化稱呼，分別把這四級骨料叫做大石、中石、小石和細石。（2）粗骨料的級配粗骨料的級配原理和細骨料基本相同，即要求大小石子組配適當，以使粗骨料的空隙率和總表面積比較小，這樣拌

9、制的混凝土水泥用量少，密實度也較好，有利于改善混凝土拌合物的和易性，不易產生分層離析和泌水現(xiàn)象，還能提高混凝土強度。尤其對于高強混凝土，粗骨料的級配尤為重要。反之，級配不合理，不僅增大了水泥用量，而且拌和物中的各種骨料在重力作用下，分層離析，影響混凝土的強度或是造成管道的堵塞。粗骨料的級配有兩種，一種是連續(xù)級配，一種是間斷級配。連續(xù)級配是石子由小到大各粒級相連的級配，適合配制各種流動性混凝土。間斷級配是指石子用小顆粒的粒級直接和大顆粒的粒級相配，中間為不連續(xù)的級配，這時大顆粒的空隙直接由比它小得多的顆粒去填充。這種級配可以獲得更小的空隙率，從而可以節(jié)約水泥，但混凝土拌合物易產生離析現(xiàn)象，增加施

10、工困難，故在工程中應用較少。（3）骨料搗實密度骨料搗實密度的大小在一定程度上可以反映其級配是否合理。搗實密度越大，說明其空隙率越小，可以更好的發(fā)揮集料的附加作用而減少水泥用量和用水了，有利于改善混凝土拌和物的工作性，提高混凝土強度，耐久性，見效混凝土變形。2、砂篩分析試驗 （1）實驗原理砂中含有不同粒徑的顆粒，將砂通過不同孔徑的篩，可將砂按照不同顆粒范圍分離開來。通過篩分析，可計算砂子的大小搭配狀況，判斷砂子的級配和細度模數(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。按下式計算細度模數(shù)： 式中， A1、A2A6分別為5.00、2.500

11、.160 mm孔篩上的累計篩余百分率。砂按細度模數(shù)(Mx)分粗、中、細和特細四種規(guī)格，由所測細度模數(shù)按規(guī)定評定該砂樣的粗細程度。以Mx=3.73.1為粗砂， Mx=3.02.3為中砂， Mx=2.21.6為細砂， Mx=1.50.7為特細砂來評定該砂的粗細程度。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

12、算分計篩余百分率：各號篩上篩余量除以試樣總質量（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計算細度模數(shù)Mx A1=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<

13、2.2，屬于細砂。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。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）砂的粗細程度對配制混凝土的影響：砂的粗細程度是指不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸷蟮钠骄旨毘潭?。砂子通常分為粗砂、中砂、細砂和特細砂等幾種。在配制混凝土時，當相同用砂量條件下，采用細砂則其表面積較大，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生離析、泌水等現(xiàn)象，影響混凝土的工作性

14、。因此，用作配制混凝土的砂，不宜過細，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，當砂中含有較多的顆粒，并以適量的中粗顆粒及少量的細顆粒填充其空隙，即具有良好的顆粒級配，則可達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，經濟性好，而且還可以提高混凝土的和易性、密實度和強度。（3）補充：配制混凝土時宜優(yōu)先選用區(qū)砂。當采用區(qū)砂時，應適當提高砂率，并保證足夠的水泥用

15、量，以滿足混凝土的和易性；當采用區(qū)砂時，宜適當降低砂率，以保證混凝土強度?；炷劣蒙皯瀼鼐偷厝〔牡脑瓌t，若某些地區(qū)的砂料出現(xiàn)過細、過粗或自然級配不良時，可采用人工級配，即將粗、細兩種砂摻配使用，以調整其粗細程度和改善顆粒級配，直到復合要求為止。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）實驗內容a)稱取烘干試樣300g(m0) ，將砂子裝入預先裝有少量水的500mL容量餅中，加水到與刻度線平齊，稱其質量m1g。b)倒出瓶中的水和砂，清洗瓶內外，再裝水至瓶頸500mL刻度線。稱其質量m2g：c)按下式計

16、算砂的表觀密度0 （精確至0.01g/cm3）（3）實驗結果及分析測得數(shù)據(jù)：m0=300g，m1=837g，m2=651g。由公式 計算得，砂的表觀密度0=2.63g/cm3。根據(jù)建筑用砂國家標準5.5條規(guī)定，建筑用砂的表觀密度應大于2500kg/m3，即2.50g/cm3。故試驗砂樣表觀密度達到國家建筑用砂標準。4、演示實驗（查找資料）（1）石子的針片狀含量、壓碎指標、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)準儀和片狀規(guī)準儀（2）實驗步驟: -依據(jù)石子的最大粒徑，按下表進行有代表性取樣并篩分；-用規(guī)準儀按下表對試樣逐粒

17、進行檢驗，凡顆粒長度大于針狀規(guī)準儀者為針狀顆粒；厚度小于片狀規(guī)準儀上相應孔寬者為片狀顆粒；<2>石子壓碎指標測定（1）實驗儀器：壓碎指標測定儀；壓力試驗機；2.5mm篩子；電子秤。（2）試樣制備：標準試樣應采用10-20mm的顆粒,并在氣干狀態(tài)下進行試驗。 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。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控制為

18、100mm左右；-整平試樣表面，把加壓頭裝好（注意應使加壓頭保持平正），放到試驗機上在160-300s內均勻地加荷到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量（M0),用孔徑為2.5mm的篩篩除被壓碎的細粒,秤量剩留在篩上的試樣重量（M1)。（4）壓碎指標值試驗結果計算：壓碎指標值a=（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占50%-70%；

19、-用承壓筒裝試樣，分別測定3次松散料重，取其算術平均值。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，然后裝上到導向筒和沖壓模，檢查沖壓模的下刻線是否與導向筒上緣重合為止。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/A Ra：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

20、泥量是指沙中粒徑小于0080mm的顆粒含量。石子的含泥量是指粒徑小于0080mm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用水沖洗或淋洗。 實驗步驟：(1) 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，125mm的篩套在0080mm的篩子上，將渾濁液緩緩倒入套篩，濾去小于0080 mm的顆粒

21、。在整個過程中嚴防沙粒丟失。再次向筒中加水，重復淘洗過濾，直到筒內洗出的水清澈為止。    (2)  烘干稱量：用水沖洗留在篩上的細粒，將0080 mm的篩放在水中，使水面高出沙粒表面，來回搖動，以充分洗除小于0.080 mm的顆粒。仔細取下篩余的顆粒，與筒內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，稱其質量(1m)。     (3) 結果評定      沙的含泥量ws，按下式計算(精確至01)。  參考資料我國標準規(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%。配制高性能混凝土時