公路工程试验检测人员考试复习资料之公路试验检测考试水泥混凝土word文档Word格式.docx

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表示提起坍落度筒后，没有水份从底部析出。

▼

（2）维勃仪法（了解）

按坍落度试验相同的操作方法将拌和物装填到放在维勃稠度仪上的圆锥筒中，提起圆锥筒后，将一透明圆盘扣在混凝土拌和物上。

开启振动台，同时开始计时，当透明圆盘底面被水泥浆布满的瞬间停止计时，并关闭振动台。

以这一过程所需的时间作为维勃试验的结果，以秒计。

维勃时间愈长，混凝土拌和物坍落度就愈小。

维勃仪法适用于集料公称最大粒径不大于31.5mm及维勃时间在5-30s之间的干稠性混凝土。

▊影响混凝土工作性的因素（熟悉）

分为内因和外因两大类。

外因主要是指施工环境条件，包括外界环境、气温、湿度、风力大小以及时间等。

内因包括原材料特性、单位用水量、水灰比和砂率等方面。

1）原材料特性

·

水泥品种和细度将会影响混凝土拌和物的工作性；

粗集料的颗粒形状也能影响混凝土工作性；

使用外加剂会显著改善混凝土工作性。

2）单位用水量

单位用水量的多少决定了混凝土拌和物中水泥浆的数量。

在组成材料一定的情况下，拌和物的流动性随单位用水量的增加而加大。

单位用水量过小→水泥浆偏少→粘聚性较差→离析、崩坍、不易密实

单位用水量过大→粘聚性、保水性变差→流浆、泌水、离析、收缩裂缝、影响耐久性、浪费水泥

3）水灰比

水灰比指水和水泥之比，水灰比大小决定了水泥浆的稀稠程度。

水灰比过小→水泥浆稠度大，流动性小→混凝土不密实。

水灰比过大→水泥浆稠度小→粘聚性、保水性不良→泌水、离析、孔洞→混凝土耐久性差，强度降低。

因此，当混凝土拌和物流动性不足或过大时，不能仅仅采用增加或减少单位用水量的方法来改变混凝土流动性，应在保持原水灰比不变基础上同时增加或减少水和水泥用量。

？

4）砂率

砂率是指混凝土中砂的质量与砂、石总质量的百分率。

由水、水泥、砂组成的水泥砂浆在混凝土起润滑作用，降低粗集料间摩阻力，产生所需流动性。

砂率影响混凝土工作的情况见下图：

水

坍泥

落用

度量

（mm）（kg/m3）

最佳砂率砂率（%）最佳砂率砂率（%）

★水泥混凝土拌和物稠度试验（坍落度仪法）（掌握）

仪器设备

标准坍落度筒：

顶面直径100±

2mm，底面直径200±

2mm，高度300±

2mm。

捣棒：

直径ф16mm，长600mm，具有半球性截头的钢质圆棒。

其它：

小铲、木尺、小钢尺、镘刀和钢平板等。

试验步骤：

（1）将坍落度筒洗净，放在经水润湿不吸水的平板上，踏紧踏脚板。

（2）将拌和物分三层装入筒中，每层装入高度为稍大于筒高的1/3。

用捣棒在每层的横截面上均匀插捣25次。

扦捣沿螺旋线由边缘至中心，扦捣底层时插至底部，扦捣其它二层时，扦透本层并扦入下层约20-30mm，须垂直下压不得冲击，当顶层扦捣完毕后，将捣棒用锯和滚的方式清除多余混凝土，用镘刀抹平筒口，立即垂直提起坍落度筒，提筒在5-10s完成，从开始装料至提起坍落度筒在150s内完成。

（3）将坍落度筒放在锥体混凝土试样旁，筒顶平放木尺，用小钢尺量出木尺底面至试样顶面最高点的垂直距离，精确至1mm，即为该拌和物的坍落度。

（4）当混凝土试件一侧发生崩坍或一边剪切破坏时，应重新取样另测，如第二次发生同样状况，则表示该拌和物和易性不好。

（5）当混凝土拌和物坍落度大于220mm时，用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径。

在这二个直径之差小于50mm时，取平均值为坍落扩展度值。

否则，此次试验无效。

（6）坍落度试验同时，目测评定拌和物的棍度、含砂情况、粘聚性和保水性。

混凝土拌和物坍落度和坍落扩展度测量精确至1mm，结果修约至5mm。

▼混凝土拌和物凝结时间（了解）

混凝土拌和物凝结时间试验方法：

贯入阻力仪法

混凝土拌和物在20±

2℃或尽可能与现场相同的环境中，用贯入阻力仪测定拌和物在不同时间段单位面积贯入阻力，以单位面积贯入阻力（MPa）为纵坐标，测试时间（min）为横坐标，建立关系曲线，单位面积贯入阻力为3.5Mpa和28MPa时所对应的时间分别为混凝土的初凝和终凝时间。

注意事项

（1）每次测定时，测针应距试模边缘至少25mm，每次测针的检测点之间净距离至少为测针直径的2倍。

（2）如混凝土进行湿筛不好操作，可按混凝土中水泥砂浆的配合比，直接称料拌和成砂浆进行试验，但注意应按粗集料的吸水率修正加水量。

▼硬化混凝土的力学强度

▼混凝土强度等级确定思路（了解）

根据混凝土立方体抗压强度标准来确定强度等级，如C30表示混凝土立方体抗压强度标准值不小于30MPa。

我国现行规范划分为12个强度等级：

C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60。

影响混凝土力学强度的因素（了解）

水泥强度和水灰比、集料特性、浆集比、养护条件、试验条件。

▊混凝土试件制作及养护方法（熟悉）

试件尺寸（见下表）

试样名称

标准尺寸（mm）

非标准尺寸（mm）

立方体抗压强度试件

150×

150（31.5）

100×

100（26.5）

200×

200（53）

抗弯拉强度试件

600（31.5）

550（31.5）

400（26.5）

注：

括号中为集料公称最大粒径mm，标准试件的最短尺寸大于公称最大粒径的4倍。

非圆柱体试件成型（抗压及抗弯拉试件）

（1）成型前在试模内壁涂一层矿物油

（2）取1、2倍以上的所需量的拌和物，在5min内进行坍落度或维勃试验。

（3）当坍落度小于25mm时，用扦入式振捣棒成型，将拌和物一次装入试模，振捣时振捣棒距试模底板10-20mm而不接触底板，振捣至表面出浆为止。

应避免过振造成离析，在临近初凝时，用抹刀抹平。

（4）当坍落度大于25mm且小于70mm时，用标准振动台成型。

将装填好拌和物的试模固定在振动台上，开启振动台至混凝土表面出现乳状水泥浆为止，振动时间一般不超过90s，用镘刀将表面初次抹平，试件收浆后，再用镘刀将试件仔细抹平。

（5）当坍落度大于70mm时，用人工成型。

将拌和物分二层装入试模中，用捣棒以螺旋形从边缘向中心均匀扦捣，底面扦捣至模底，上层扦捣应贯穿上层扦入下层20-30mm处，每层扦捣次数为100cm2截面积内不少于12次，用镘刀将试件表面抹平。

试件抹面与试模边缘高低差不得超过0.5mm。

扦入式振捣棒成型不适用于用水量非常低的混凝土，也不适用于高度不大于100mm的试件。

人工成型时，扦捣时应用力将捣棒垂直压下，不得冲击。

试件养护

成型好的试模上覆盖湿布（或其它保湿办法），在室温20±

5℃、相对湿度大于50%的环境中，静放1-2d，然后拆模，进行检查、编号，并对局部缺陷进行加工修补。

将完好试件移至标准养护室的架子上，彼此间距至少10-20mm，养护条件为温度20±

2℃、相对湿度95%以上；

或将试件放入温度20±

2℃的不流动的Ca（0H）2饱和溶液中，养护至规定龄期。

应避免用水直接淋试件。

标准养护龄期为28d（以搅拌加水开始），非标准龄期为1d、3d、7d、60d、90d、180d。

▊混凝土强度质量评定方法（熟悉）

水泥混凝土抗压强度评定

评定水泥混凝土抗压强度，以标准养生28d龄期的试件为准，试件为边长150mm立方体，试件3个为1组，制取组数应符合下列规定：

1）不同强度等级及不同配合比的混凝土应在浇筑地点或拌和地点分别随机制取试件；

2）浇筑一般体积的结构物（如基础、墩台等）时，每一单位结构物应制取2组试件；

3）连续浇筑大体积结构物时，每80-120m3或每一工作班制取2组试件；

4）上部结构，16m以下制取1组，16-30m制取3组，31-50m制取3组，50m以上不少于5组，小型构件每批工作班至少制取2组。

5）每根钻孔灌注桩至少制取2组，桩长20m以上不少于3组，桩径大，浇筑时间很长时，不少于4组，如换工作班时，每工作班应制取2组。

6）构筑物每座、每处或每工作班不少于2组，当原材料和配合比相同并由同一拌和场拌制时，可几座或几处合并制取2组。

7）应根据工作需要，另制取几组与结构物同条件养护的试件，作为拆模、吊装、张拉预应力、承受荷载等施工阶段的强度依据。

水泥混凝土抗压强度合格标准

1）试件大于等于10组，应以数理统计方法评定：

Rn-K1Sn≥0.9R

Rmin≥K2R

Sn=

n：

同批混凝土试件组数

Sn：

同批n组试件强度的标准差（MPa），当Sn<

0.06R时，取Sn=0.06R

Rn：

同批n组试件强度的平均值（MPa）

R：

混凝土设计强度

Ri：

第i组混凝土抗压强度（MPa）

Rmin：

n组试件中强度最低1组的值（MPa）

K1、K2：

合格判定系数，见下页

N

10-14

15-24

≥25

K1

1.70

1.65

1.60

K2

0.9

0.85

2）试件小于10组时，可用非统计方法按下述条件进行评定

Rn≥1.15R

Rmin≥0.95R

实测项目中，水泥混凝土抗压强度评定为不合格时，相应分项工程为不合格。

水泥混凝土弯拉强度评定（公路工程质量检验评定标准JTGF80/1-2004，第147页）

水泥混凝土立方体抗压强度试验方法

本方法可用于确定混凝土的强度等级，作为评定水泥混凝土品质的主要指标，适用于各类水泥混凝土立方体试件的极限抗压强度试验。

压力试验机或万能试验机：

精度±

1%，试件破坏荷载在所选量程的20-80%，有加荷速度指示或控制装置、球座及金属直尺。

步骤

1）取出试件，检查测量试件形状及外观尺寸，相对两面应平行，量出棱边长度，精确至1mm，在破坏前，保持试件原有湿度，在试验时擦干试件。

2）以成型时的侧面作为受压面，试件中心与压力试验机几何对中。

3）强度等级小于C30时，加荷速度取0.3-0.5MPa/s，强度等级大于等于C30小于C60时，加荷速度取0.5-0.8MPa/s；

强度等级大于等于C60时,加荷速度取0.8-1.0MPa/s，均匀加荷，当试件接近破坏而开始迅速变形时，应停止调整油门，直至试件破坏，记录破坏时极限荷载F（N）

4）计算

fcu=F/A

fcu：

混凝土立方体抗压强度（MPa）

F：

极限荷载（N）

A：

受压面积（mm2）

5）结果评定

以3个试件测值的算术平均值作为测定值，精确至0.1MPa。

3个测值中最大值或最小值中如有一个与中间值之差超过中间值的15%，则取中间值为测定值；

如最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的15%，由该组试件试验结果无效。

水泥混凝土抗弯拉强度试验方法

提供设计参数，检查水泥混凝土施工品质和确定抗弯拉弹性模量试验加荷标准，适用于各类水泥混凝土棱柱体试件。

仪器：

万能试验机或其它带抗弯拉试验装置的抗折机，精度±

1%，试件破坏荷载在所选量程的20-80%，有加荷速度指示或控制装置、金属直尺

步骤：

1）试件取出后，用湿毛巾覆盖并及时进行试验。

在试件中部量出其宽度和高度，精确至1mm。

在试件长向中部1/3区段内表面不得有直径超过5mm、深度超过2mm的孔洞。

2）将试件安放在支座上，试件成型时的侧面朝上，几何对中。

3）加荷时，应保持均匀、连续，当混凝土强度等级小于C30时，加荷速度取0.02-0.05MPa/s，强度等级大于等于C30小于C60时，加荷速度取0.05-0.08MPa/s；

强度等级大于等于C60时,加荷速度取0.08-0.10MPa/s，均匀加荷，当试件接近破坏而开始迅速变形时，应停止调整油门，直至试件破坏。

4）记录破坏时极限荷载和试件下边缘断裂的位置注。

5）计算

当断面发生在两个加荷点之间时：

ff=

ff：

抗弯拉强度（MPa）；

L：

支座间距（mm）；

b：

试件宽度（mm）；

h：

试件高度（mm）

6）结果评定

a）以3个试件测值的平均值为测定值，3个试件最大值最小值有1个与中间值之差超过中间值的15%，则把最大值与最小值舍去，以中间值作为试件的抗弯拉强度；

如最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的15%，则该组试件试验结果无效。

b）3个试件中如有一个断裂面位于加荷点外侧，则混凝土抗弯拉强度按另两个试验结果计算。

如果这两个测值的差值不大于这两个测值中最小值的15%，则取这两个测值的平均值，否则结果无效。

如有两个试件均出现断裂面位于加荷点外侧，则该组结果无效。

断面位置在试件断块短边一侧的底面中轴线量得。

c）抗弯拉强度计算至0.01MPa。

d）采用100×

400mm非标准试件时，试验方法同前，但强度值乘以换算系数0.85。

当混凝土强度等级大于等于C60时，应采用标准试件。

混凝土配合比设计

▼配合比设计满足要求（了解）

1）满足结构物设计强度的要求

2）满足施工工作性要求

3）满足耐久性

4）满足经济性要求

▼配合比设计步骤（了解）

1）计算初步配合比

2）提出基准配合比

3）确定实验室配合比

4）换算工地配合比

▊组成水泥混凝土材料性能要求（熟悉）

水泥

1）水泥品种

五种常见水泥品种都可以配制水泥混凝土，但应根据工程性质和气候环境及施工条件进行合理选择。

2）水泥强度等级

应合理选择水泥强度等级，使水泥的强度等级与配制的混凝土强度等级相匹配。

粗集料

选择碎石和卵石，是混凝土中用量最多的组成材料，对混凝土强度形成起着重要作用。

1）力学性质

粗集料在混凝土中起骨架作用，必须具备足够的承载能力，即具有良好的强度和坚固性，以石料的立方体抗压强度或压碎值表示：

混凝土强度等级

≥C60

C30-C60

<

C30

粗集料技术等级

I级

Ⅱ级

Ⅲ级

2）粒径、颗粒形状及级配

a）集料的最大粒径将会对混凝土的强度产生一定的影响，因而对粗集料的最大粒径给出一定的限定，即粗集料最大粒径应不大于结构截面最小尺寸的1/4，且不超过钢筋最小净距的3/4，对于实心混凝土板，最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过37.5mm。

b）连续级配矿料配制的混凝土较为密实，具有优良的工作性，不易产生离析，是经常采用的级配形式，与间断级配相比，配制相同强度的混凝土，所要求的水泥消耗量较高，但间断级配混凝土拌和物易产生离析。

c）有害杂质

主要以粘土、泥块、硫化物、硫酸盐、有机质等形式存在，影响到水泥和集料的粘附性，对水泥的水化效果产生消极作用。

粗集料中的一些活性成分，如活性氧化硅、活性碳酸盐等，与水泥中碱性成分发生反应，引起混凝土膨胀、开裂、破坏→碱集料反应。

对上述有害物质应加以限制。

（见P155表5-10）

细集料

混凝土用细集料应采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂或海砂，相应技术指标符合P155表5-11要求。

1）混凝土用细集料应具备一定的强度和坚固性，不同强度等级的混凝土应选用不同技术等级的细集料。

细集料技术等级

2）级配与细度模数（略）

3）有害杂质，同粗集料

拌和用水

凡可饮用的水都可拌制混凝土，海水不得拌制钢筋混凝土或预应力混凝土；

非饮用水符合质量要求指标时（P259表7-18），也可使用。

▊初步配合比设计

1）计算混凝土试配强度

fcu，o≥fcu，k+1.645σ

fcu，o：

混凝土试配强度（MPa）；

fcu1k：

设计强度（MPa）；

1.645：

混凝土强度达到95%保证率时保证率系数；

σ：

强度标准差（MPa）；

可根据施工单位同类混凝土统计资料确定。

计算时试件组数不少于25组，对C20-C25等级混凝土，强度标准差计算值低于2.5MPa，计算时取不小于2.5MPa，对C30及以上等级，如标准差计算值小于3.0MPa，计算时取不小于3.0MPa。

无统计资料时，按下表取值：

〈C20

C20-C35

〉C35

强度标准差取值（MPa）

3.0

5.0

6.0

2）计算水灰比（W/C）

W/C=aa*fce/（fcu,o+aa*ab*fce）

Fcu，0：

混凝土试配强度（MPa）

aa，ab：

回归系数

回归系数

集料品种

aa

ab

碎石

0.46

0.07

卵石

0.48

0.33

fce：

水泥28天抗压强度实测值，MPa，实测值时也可按下式确定：

fcu=γe*fce,g

γe：

水泥强度等级值的富余系数，由统计资料确定；

fce,g：

水泥强度等级，MPa

3）单位用水量确定

水灰比确定后，单位用水量的大小就决定了混凝土中水泥浆数量的多少，也就决定了水泥浆和集料质量的比例关系。

该用水量取决于集料的特性及混凝土拌和物施工工作性的要求，采用查表的方式进行。

（P262表7-22）

用水量选用表适用于水灰比在0.4-0.8之间的塑性和干硬性混凝土，表中的结果是采用中砂时的平均取值，当采用细砂或粗砂时，用水量可相应增加或减少5-10kg/m3。

对于掺加外加剂的混凝土，用水量可根据外加剂减水率通过计算确定。

mw,ad=mwo（1-βad）

mw,ad：

外加剂混凝土的单位用水量，kg/m3

mwo：

未掺外加剂混凝土的单位用水量，kg/m3

βad：

外加剂减水率

当配制大流动性混凝土时，以表中坍落度最大的90mm的用水量为基础，以坍落度增加20mm，，用水量增加5kg/m3的方式计算用水量。

4）单位水泥用量

mco=

5）砂率的确定

当坍落度处于10-60mm之间时，砂率可依据粗集料的品种、最大粒径以及水灰比，通过查表确定（P262表7-23）

表中数据是针对中砂选用，对细砂或粗砂可相应减少或增加砂率。

对于坍落度≥60mm的混凝土，应在表中基础上，按坍落度增加20mm，砂率增大1%予以调整，坍落度＜10mm时或使用外加剂的混凝土，应通过试验确定砂率。

6）计算砂-石用量

a）重量法

mco+mwo+mso+mgo=ρcp

βs=

βs：

砂率，%；

ρcp：

混凝土拌和物假定表观密度，在2350-2450kg/m3间取值。

b）体积法

混凝土拌和物总体积等于水泥、砂、石和水四种材料的绝对体积之和。

ρc、ρw：

水泥和水的密度，kg/m3

ρs、ρg：

砂和石的表观密度，kg/m3

a：

混凝土含气量，在不使用引气型外加剂时，a取1，%。

初步配合比为：

水泥:

水:

砂:

石=mco:

mwo:

mso:

mgo

二种方法相比，体积法所得到的砂、石材料用量较为精确。

▊基准配合比设计

通过实际检验来查看工作性是否满足施工和易性的要求，必要时进行适当调整，提出符合工作性要求的基准配合比。

通过坍落度（或维勃稠度）试验，混凝土的工作性检测结果有以下几种可能：

a）坍落度达到设计要求，粘聚性、保水性良好，得到的基准配合比与初步配合比一致；

b）坍落度不能满足设计要求，粘聚性、保水性较好，保持水灰比不变，调整水泥浆用量，直到工作性满足要求，得到的基准配合比中，砂、石用量不变，水和水泥用量改变。

c）坍落度达到设计要求，粘聚性、保水性差，保持水和水泥用量不变，砂、石总量不变，适当调整砂率，直至坍落度、粘聚性、保水性均满足要求。

此时得到的基准配合比中，水泥和水的用量可能未变（也可能在改变砂率时，需调整水泥浆用量），但砂、石各自的用量肯定改变。

d）坍落度、粘聚性、保水性均不能满足要求，则应保持水灰比、砂、石总量不变，改变用水量和砂率，直至符合要求。

此时提出的基准配合比与初步配合比肯定不同。

基准配合比：

石=mca:

mwa:

msa:

mga

▊试验室配合比设计

按基准配合比调整，进行混凝土立方体抗压强度检测。

a）需至少采用三种不同水灰比，在基准水灰比基础上，分别减少或增加0.05（或0.03），即保持单位用水量不变，增加或减少水泥用量，当不同水灰比混凝土的粘聚性和保水性都较好时，砂率也可保持不变。

b）拌制三种不同水灰比的混凝土，检验各自工作性，当拌和物坍落度与要求值之差超过允许范围时，可调整用水量、砂率，使工作性满足要求，同时测定拌和物表观密度ρt。

c）用标准方法成型、养护和测定混凝土立方体抗压强度，建立强度和灰水比的关系，绘制关系图，选定能够达到混凝土试配强度的灰水比（C/W），再转换成所需的水灰比（W/C），通过计算获得用水量、水泥用量、砂、石用量。

试验室配合比：

石=mcb:

mwb:

msb:

mgb

d）计算表观密度：

ρc=mcb+mwb+msb+mgb

密度修正系数

当ρt与ρc之差绝对值不超过ρc的2%时，试验室配合比即为最终配合比，当二者之差超过2%时，需将试验室配合比各材料用量乘以δ，即为

最终配合比：

石=mˊcb:

mˊwb:

mˊsb:

mˊgb

▊工地配合比设计

考虑工地现场所使用的砂、石材料含有一定水份，并随时间和环境气候不断变化，应对砂、石、水的实际用量进行修正：

施工配合比：

石=mc:

mw:

ms:

mg

★混凝土耐久性的原理（掌握）

混凝土的耐久性主要取决于混凝土的密实程度，而密实度的大小又取决于混凝土的水灰比和水泥用量。

当水灰比偏大或偏小时，都有可能在硬化后的混凝土构件内部留下过多的孔隙，为日后引起混凝土耐久性不良留下隐患。

所以为了保证混凝土的耐久性，要对混