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1、混凝土化学分析试验作业指导书混凝土化学分析试验作业指导书第一节 混凝土配合比设计混凝土配合比设计就是根据原材料的技术性能及施工要求，确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量。混凝土配合比设计应满足以下四个方面要求：满足结构设计和施工进度要求的混凝土强度等级；保证混凝土拌合物具有良好的工作性，以满足施工条件的要求；保证混凝土既具有良好的耐久性，满足抗冻、抗渗、抗腐蚀的要求，从而使混凝土达到经久耐用的使用目的；在保证上述质量和施工方便的前提下，尽量节约水泥，合理使用原材料，从而降低工程成本，取得良好的经济效益。 一、普通混凝土配合比设计1计算初步配合比（1）确定试配强度（fcu，o

2、）fcu,ofcu,k+1.645式中：:fcu,o混凝土试配强度（MPa）； fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）； 混凝土强度标准差（MPa）。可根据本单位近期同一品种混凝土强度试件实测数据统计确定；当无统计资料时，采用：C10C20，=4.0MPa；C25C30，=5.0MPa；C35C60，=6.0 MPa。（2） 确定水灰比（W/C）W/C=afce/（fcu,o+abfce）式中：a、b回归系数。根据试验确定；当不具备试验统计资料时，采用碎石，a0.46，b0.07 ；卵石，a0.48，b0.33； fce水泥28d抗压强度实测值（MPa）。无水泥28d抗压强度实测值时，

3、按下式计算：fcecfce,g式中：c水泥强度等级富余系数，可按实际统计资料确定； fce,g水泥强度等级值（MPa）为保证混凝土的耐久性，上式计算出的水灰比不得大于现行国家标准普通混凝土配合比设计规程（JGJ 55-2000）规定的最大水灰比值。（3） 选取1m3混凝土的用水量（mwo）（4） 计算1m3混凝土的水泥用量（mco）mco=mwo/（W/C）上式计算出的水泥用量还应符合现行国家标准普通混凝土配合比设计规程（JGJ 55-2000）规定的最小水泥用量的要求，以便同时保证混凝土强度及耐久性要求。（5）选择砂率（s）砂率一般可根据本单位对所用材料的试验选用合理数值。（6） 计算粗、细

4、骨料的用量（mgo、mso）mco+mso+mgo+mwo=mcps=mso/（mso+mgo）100%式中：mco、mso、mgo、mwo1m3混凝土中水泥、细骨料、粗骨料和水的用量（kg）； s砂率（%）； mcp1m3混凝土拌合物的假定质量，其值可取23502450（kg）。2试拌调整，提出基准配合比（1）按初步配合比，称取实际工程中使用的原材料进行试拌。（2）当试拌出的拌合物和易性不能满足要求时，应在保证水灰比不变的条件下，相应调整水泥浆用量或砂率，直到符合要求为止。此时应测定混凝土拌合物实际表观密度c,p，然后提出基准配合比，即：mca=mc拌/（mc拌+ms拌+mg拌+mw拌）cp

5、msa=ms拌/（mc拌+ms拌+mg拌+mw拌）cpmga=mg拌/（mc拌+ms拌+mg拌+mw拌）cpmwa=mw拌/（mc拌+ms拌+mg拌+mw拌）cp式中：mc拌、ms拌、mg拌、mw拌调整后拌合物中各种材料的实际用量（kg）。3检验强度，确定试验室配合比（1）检验强度强度检验时应至少采用三个不同的配合比，其一为基准配合比，另外两个配合比的水灰比，宜较基准配合比分别增加和减少0.05，而其用水量与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。每种配合比至少做一组（3块）试件，标准养护到28d时试压。制作混凝土试件时，应检验混凝土的和易性及测定表观密度，并以此结果作为代表相应配合比的混凝

6、土拌合物的性能。（2）确定试验室配合比由试验得出的混凝土强度与其相对应的灰水比（C/W）关系，用作图或计算求出与混凝土配制强度（fcu，o）相对应的灰水比。并按下列原则确定1m3混凝土的材料用量：A 用水量（mwb）：取基准配合比中的用水量，并根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行适当调整；B 水泥用量（mcb）：以用水量乘以选定的灰水比；C 粗、细骨料用量（mgb和msb）：取基准配合比中的粗、细骨料用量，并按选定的灰水比进行适当调整。 混凝土表观密度的校正。经试配确定配合比后，还应按下列步骤进行校正：A 计算混凝土表观密度计算值（c，c）c,c=mc+ms+mg+mwB 计算混凝土配

7、合比校正系数（）式中：c,t混凝土表观密度实测值（kg/m3）; c,c混凝土表观密度计算值（kg/m3）。 二、掺外加剂与矿物外掺料的混凝土配合比设计掺外加剂与矿物外掺料的混凝土配合比与普通混凝土配合比虽然存在一定的差异，但共同的实质问题仍然是确定四项原材料间的三个对比关系，即水与胶凝材料之间、砂与石之间以及浆体与骨料之间的对比关系，从而最终确定胶凝材料、集料、水与外加剂的单位体积用量。1 掺减水剂混凝土配合比设计掺减水剂的混凝土配合比设计可在不掺外加剂混凝土配合比的基础上加以调整，减水剂的质量和体积可忽略不计。（1） 掺减水剂混凝土配合比设计步骤 先计算不掺外加剂普通混凝土的水胶比并根据原

8、材料、施工工艺参数确定不掺外加剂混凝土配合的用水量mw0,则掺减水剂混凝土配合比的用水量mw为：其中wR为所掺减水剂的减水率。水泥用量保持与不掺减水剂普通混凝土相同； 砂率减小1%3%,计算砂、石用量； 按照计算结果，对配合比进行试拌与调整，如坍落度过大，则可适当减少用水量，在强度和耐久性满足设计要求的前提下，则可减少减水剂的用量。2掺粉煤灰混凝土配合比设计粉煤灰用在混凝土能改善混凝土性能、提高工程质量、节约水泥、降低混凝土成本、节约资源等。在混凝土中掺加的粉煤灰应满足有关标准的要求。粉煤灰混凝土的设计强度等级、强度保证率、标准差及离异系数等指标，应于基准混凝土相同。在混凝土中掺入粉煤灰时，一

9、般情况下可采用等量取代法、超量取代法和外加法。当混凝土超强较多或配置大体积混凝土时，可采用等量取代法；当主要为改善混凝土和易性时，可采用外加法。粉煤灰混凝土配合比设计，应按绝对体积法计算。粉煤灰采用超量取代法时，超量取代系数可按下表5-1选用：表5-1 粉煤灰的超量取代系数粉煤灰等级超量系数1.11.41.31.71.52.0配制高性能混凝土时，粉煤灰的含水率不大于1%；对于普通混凝土，当粉煤灰含水率大于1%时，应从粉煤灰混凝土配合比用水量中扣除；粉煤灰混凝土中掺入引气剂时，其增加的空气体积应在混凝土体积中扣除。粉煤灰混凝土配合比计算方法：按照普通混凝土配合比设计计算基准混凝土配合比试配强度、

10、水胶比并确定用水量、水泥用量和砂率。（1）等量取代法配合比计算 选定与基准混凝土相同的或稍低的水胶比； 根据确定的粉煤灰等量取代水泥率（f%）和基准混凝土水泥用量（C0），计算粉煤灰用量（F）和粉煤灰混凝土中的水泥用量（C）：F=C0（f%）C=C0-F确定粉煤灰混凝土的用水量（W）：计算水泥和粉煤灰浆体体积（Vp） (C：水泥密度 F:粉煤灰密度) 计算砂石料的总体积（VA）VA=1000(1-a)-VP用于基准混凝土配合比相同或稍低的砂率（Qs），计算砂（S）和石（G）的用量S=VAQssG=VA(1-Qs)g其中：s为砂子表观密度，g为石子表观密度。（2） 超量取代法配合比计算方法 根据

11、基准混凝土配合比计算出的各种材料用量（C0、G0、S0、W0）选取粉煤灰取代水泥率（f%）和超量系数（K），对各种材料进行调整。计算粉煤灰取代水泥量（F）、总掺量（Ft）及超量部分重量（Fe）F=C0f%Ft=KFFe=(k-1) F (k超量取代系数)计算水泥的重量C=C0-F粉煤灰超量部分的体积在砂子中扣除相同体积的砂重并重新计算调整后的砂率（Se）确定粉煤灰超量取代的各种原材料用量C、Ft、W0、Se、G0。（3） 外加法配合比计算方法根据基准混凝土计算出的各种材料用量（C0、G0、S0、W0）选定外加粉煤灰掺入率（fm%），对各种材料进行计算调整。计算外加粉煤灰的重量（Fm）Fm=C0

12、fm(%)外加粉煤灰的体积，在在砂子中扣除相同体积的砂重并重新计算调整后的砂率（Sm）外加粉煤灰混凝土的各种材料用量为：C0、Fm、Sm、W0、G0。（4） 掺粉煤灰混凝土注意事项选择适合的使用部位和掺量粉煤灰最适宜在大体积混凝土中，对钢筋混凝土、寒冷地区有抗冻融要求的混凝土应采取相应的技术措施后才可使用。粉煤灰掺量主要决定于原材料质量、使用部位、环境条件等因素，具体掺量要根据设计要求，通过试验后确定。避免过振对粉煤灰混凝土应注意掌握振捣时间，这是因为一方面粉煤灰混凝土易于振捣，另一方面粉煤灰相对密度轻，特别是粉煤灰中的碳粒更轻，在振捣过程中很容易上浮到浇筑层表面，如粉煤灰、碳粒和水过于集中在

13、浇筑层表面，混凝土层面之间就会形成薄弱环节，影响浇筑层面之间混凝土的强度。所以一般粉煤灰混凝土坍落度应设计小些，并应避免过振，掌握振捣时间以浇筑层表面开始翻浆为止。加强养护粉煤灰在混凝土中发挥作用是在二次水化反应之后，经二次水化后粉煤灰中的活性成分才生成具有一定强度的、稳定的水化产物。二次水化反应的充分条件是要保证一定的温度、湿度，只有在这种条件下，粉煤灰的二次水化反应才能进行并反应完全。因此，应加强粉煤灰混凝土的养护。第二节 混凝土性能指标检测 一、拌合物性能混凝土拌合物是指有胶凝材料、骨料、水和外加剂等拌制而成的未凝固的混合料，即指硬化以前的混凝土，也称新拌混凝土。为控制混凝土工程质量，检

14、测混凝土拌合物的各项性能及其质量和流动性特征，要求统一遵循混凝土拌合物性能试验方法，从而对各种建筑结构所使用的普通混凝土拌合物的基本性能进行检验。混凝土拌合物试验主要包括：和易性、凝结时间、泌水与压力泌水、表观密度、含气量、水胶比分析等。1凝结时间试验混凝土凝结时间分为初凝时间和终凝时间。当混凝土刚开始失去塑性叫做初凝，当混凝土完全失去塑性就叫做终凝；。混凝土凝结时间采用贯入阻力法。适用于从拌合物中筛出的砂浆用贯入阻力法来确定坍落度值不为零的混凝土拌合物凝结时间的测定。（1） 试验步骤从拌制好的混凝土拌合物试样中，用5mm的标准筛筛出砂浆，然后将其拌合均匀。将砂浆一次分别装入三个试样桶中，做三

15、个试验。取样混凝土坍落度不大于70mm的混凝土宜采用振动台振实砂浆；取样混凝土坍落度大于70mm的宜采用捣棒人工捣实。用振动台振实砂浆时，振动应持续到表面出浆为止不得过振；用捣捧人工捣实时，应沿螺旋方向由外向中心均匀插捣25次，然后用橡皮锤轻轻敲打简壁，直至插捣孔消失为止。振实或插捣后，砂浆表面应低于砂浆试样筒口约10mm；砂浆试样筒应立即加盖。砂浆试样制备完毕编号后应置于温度为202的环境中或现场同条件下待试，并在以后的整个测试过程中，环境温度应始终保持202。现场同条件侧试时，应与现场条件保持一致。在整个测试过程中，除在吸取泌水或进行贯入试验外，试样筒应始终加盖。凝结时间测定从水泥与水接触

16、开始计时。根据混凝土拌合物的性能，确定指针试验时间，以后每隔0.5h测定一次，在临近初、终凝时可增加测定次数。在每次测试前2min，将一片20mm厚的垫块垫入筒底一侧使其倾斜，用吸管吸去表面的泌水，吸水后平稳的复原。测试时将砂浆试样筒置于贯入阻力仪上，测针端部于砂浆表面接触，然后再202s内均匀地使测针贯入砂浆252mm深度，记录贯入压力，精确至10N，记录测试时间，精确至1min。各测点的间距应大于测针直径2倍且不小于15mm，测点与筒壁的距离应不小于25mm。贯入阻力测试在0.228MPa之间应至少进行6次，直至贯入阻力大于28MPa为止。在测试过程中，根据砂浆凝结情况，适时更换测针，测针

17、选用原则参照下表5-2：表5-2 测针选用规定表贯入阻力（MPa）0.23.53.5202028测针面积（mm2）1005020（2） 试验结果处理贯入阻力测结果计算以及初凝时间和终凝时间的确定按一下方式进行：贯入阻力计算按下式进行，计算应精确至0.1MPa。式中：fPR贯入阻力（MPa）； P贯入压力（N）； A测针面积（mm2）。凝结时间通过线性回归法确定。将贯入阻力fPR和时间t分别取自认对数ln（fPR）和ln（t），并分别作为自变量和因变量做线性回归得到回归方程式：Ln（t）=A+Bln（fPR）式中：t时间（min）； fPR贯入阻力（MPa）；A、B线性回归系数。根据线性回归方程

18、求的当贯入阻力为3.5MPa时对应的时间ts为初凝时间，贯入阻力为28MPa时对应的时间te为初凝时间，凝结时间一h:min表示，并修约至5min： 凝结时间测试采用三个试验结果的算术平均值作为试验结果。如果三个测值的最大值或最小值中有一个与中间值之差超过中间值的10%，则以中间值作为试验结果；如果最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的10%，则试验无效。2压力泌水率试验压力泌水试验适用于骨料粒径不大于40mm的混凝土拌合物。（1） 试验步骤试验时，将混凝土拌合物分两层装入压力泌水仪缸体中，每层插捣20次，插捣方式与坍落度试验相同。每层插捣完成后用橡皮锤轻轻沿容器外壁敲打510次，直至拌合物

19、表面插捣孔消失并不见大气泡为止，使拌合物表面低于容器口以下30min处，用抹刀将表面抹平。将容器口外表擦拭干净，压力泌水仪安装完毕后给混凝土施加3.2MPa的压力，打开泌水阀门同时开始计时，保持恒压，泌出的水接入量筒内，加压至10s时读取泌水量V10，加压至140s时读取泌水量V140。（2） 试验结果处理混凝土的压力泌水率按下式计算：式中：BP压力泌水率，%； V10加压10S时的泌水量，ml； V140加压140S时的泌水量，ml；混凝土压力泌水试验结果以三次试验的平均值表示，精确至0.1%。对于外加剂的压力泌水率比，则采用基准混凝土与掺外加剂混凝土的压力泌水率之比进行计算，计算结果精确到

20、1%。式中：Rb压力泌水率比，% BPO基准混凝土压力泌水率，% BPA受检混凝土压力泌水率，% 二、力学性能试验普通混凝土的主要物理力学性能指标包括抗压强度、抗拉强度、抗折强度、疲劳强度、静力受压弹性模量等。1立方体抗压强度试验混凝土抗压强度是指在外力作用下，单位面积上能够承受的压力，即抵抗压力破坏的能力。（1） 试验步骤试件取出从养护地点取出后应及时进行试验，将试件表面与上下承压板面擦干净。测量试件尺寸并检查其外观，试件的承压面的平面度公差不得超过0.0005d（d为边长）；试件的相邻面间的夹角应为90，其公差不得超过0.5；试件各边长和高的尺寸公差不得超过1mm。将试件安放在试验机的下压

21、板或垫板上，试件的承压面应于成形式的顶面垂直，试件的中心应于试验机下压板中心对准。试验过程中应连续均匀地加荷，混凝土强度等级C30时，加荷速度取每秒0.30.5MPa；混凝土强度等级C30且C60时，加荷速度取每秒0.50.8MPa；混凝土强度等级C60时，加荷速度取每秒0.81.0MPa。试件接近破坏而开始急剧变形时，应停止调整试验机油门，直至破坏。（2） 试验结果计算与处理混凝土立方体抗压强度应按下式计算：式中 _混凝土立方体试件抗压强度（MPa）;F试件破坏荷载（N）;A试件承压面积（mm2）。混凝土立方体抗压抗压强度计算应精确至0.1MPa。强度值得确定应符合以下规定：三个试件测值的算

22、术平均值作为该组试件的强度值（精确至0.1MPa）；三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组的抗压强度值；如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%，则该组试件的试验结果无效。混凝土立方体抗压强度以150mm150mm150mm的试件为标准，当混凝土强度等级C60时，用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数，其值为对200mm200mm200mm试件为1.05；对100mm100mm100mm试件为0.95。当混凝土强度等级C60时，宜采用标准试件，使用非标准试件时，尺寸换算系数应有试验确定。2轴心抗压强度试验（

23、1） 试验步骤试件取出从养护地点取出后应及时进行试验，将试件表面与上下承压板面擦干净。测量试件尺寸并检查其外观，试件的承压面的平面度公差不得超过0.0005d（d为边长）；试件的相邻面间的夹角应为90，其公差不得超过0.5；试件各边长和高的尺寸公差不得超过1mm。将试件安放在试验机的下压板或垫板上，试件的承压面应于成形式的顶面垂直，试件的中心应于试验机下压板中心对准。试验过程中应连续均匀地加荷，不得有冲击。混凝土强度等级C30时，加荷速度取每秒0.30.5MPa；混凝土强度等级C30且C60时，加荷速度取每秒0.50.8MPa；混凝土强度等级C60时，加荷速度取每秒0.81.0MPa。试件接近

24、破坏而开始急剧变形时，应停止调整试验机油门，直至破坏。（2）试验结果计算与处理混凝土立方体抗压强度应按下式计算：式中 _混凝土立方体试件抗压强度（MPa）;F试件破坏荷载（N）;A试件承压面积（mm2）。混凝土立方体抗压抗压强度计算应精确至0.1MPa。强度值得确定应符合以下规定：三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值（精确至0.1MPa）；三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组的抗压强度值；如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%，则该组试件的试验结果无效。混凝土立方体抗压强度以150mm150mm150

25、mm的试件为标准，当混凝土强度等级C60时，用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数，其值为对200mm200mm200mm试件为1.05；对100mm100mm100mm试件为0.95。当混凝土强度等级C60时，宜采用标准试件，使用非标准试件时，尺寸换算系数应有试验确定。3立方体劈裂抗拉强度试验（1） 试验步骤垫块、垫条与支架采用半径为75mm的钢制弧形垫块，垫块的长度与试件相同，其截面积尺寸见下图：图5-1 垫块图5-2 支架示意图1垫块；2垫条；3支架试件取出从养护地点取出后应及时进行试验，将试件表面与上下承压板面擦干净。测量试件尺寸并检查其外观，试件的承压面的平面度公差不得超过0.

26、0005d（d为边长）；试件的相邻面间的夹角应为90，其公差不得超过0.5；试件各边长和高的尺寸公差不得超过1mm。将试件安放在试验机的下压板的中心位置，劈裂承压面和劈裂面应与试件成型时的顶面垂直，在上、下压板与试件之间以圆弧形垫块及垫条各一条，垫块与垫条应与试件上、下面的中心线对准并与成型时的顶面垂直。试验过程中应连续均匀地加荷，混凝土强度等级C30时，加荷速度取每秒0.020.05MPa；混凝土强度等级C30且C60时，加荷速度取每秒0.050.08MPa；混凝土强度等级C60时，加荷速度取每秒0.080.10MPa。试件接近破坏而开始急剧变形时，应停止调整试验机油门，直至破坏。（2） 试

27、验结果计算及处理 混凝土劈裂抗拉强度应按下式计算：式中混凝土劈裂抗拉强度（MPa） F试件破坏荷载（N） A试件劈裂面面积（mm2）劈裂抗拉强度计算精确至0.01MPa。 强度值得确定应符合下列规定：三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值（精确至0.01MPa）；三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组的抗压强度值；如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%，则该组试件的试验结果无效。采用100mm100mm100mm非标准试件测得的劈裂抗拉强度值，应乘以尺寸换算系数0.85；当混凝土强度等级C60时，宜采用标

28、准试件，使用非标准试件时，尺寸换算系数应有试验确定。4抗折强度试验抗折强度是指材料或材料构件在纯弯条件下，破坏面上的极限拉应力。（1） 试验步骤试件支座和加荷头应采用直径为2040mm、长度不小于b+10mm的硬钢圆柱，支座立脚应采用固定铰支，其他应为滚动支点，其尺寸见下图5-3：图5-3 抗折试验装置试件取出从养护地点取出后应及时进行试验，将试件表面擦干净。测量试件尺寸并检查其外观，试件的承压面的平面度公差不得超过0.0005d（d为边长）；试件的相邻面间的夹角应为90，其公差不得超过0.5；试件各边长和高的尺寸公差不得超过1mm。在长向中部的1/3区段内不得有表面直径超过5mm、深度超过2

29、mm的孔洞。按上图装置试件，安装尺寸偏差不得大于1mm，试件的承压面应为试件成型时的侧面；支座及承压面与圆柱的接触面应平稳、均匀。5）试验过程中应连续均匀地加荷，混凝土强度等级C30时，加荷速度取每秒0.020.05MPa；混凝土强度等级C30且C60时，加荷速度取每秒0.050.08MPa；混凝土强度等级C60时，加荷速度取每秒0.080.10MPa。试件接近破坏而开始急剧变形时，应停止调整试验机油门，直至破坏。（2） 试验结果计算与处理试件下缘断裂位置处与二个集中荷载作用线之间时，试件的抗折强度(MPa)按下式计算，抗折强度计算应精确至0.1MPa。式中 混凝土抗折强度（MPa） F试件破

30、坏荷载（N） 支座间跨距（mm） h试件截面高度（mm） b试件截面宽度（mm）抗折强度的确定混凝土抗折强度以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值（精确至0.01MPa）；三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组的抗压强度值；如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%，则该组试件的试验结果无效。三个试件中若有一个折断面处于二个集中荷载作用线之外，则混凝土的抗折强度值按另两个试件的试验结果计算。若这两个测试值的差值不大于这两个测试值的较小值的15%时，该组混凝土试件的抗折强度则按照这两个测试值的平均值计算，否则试验无效。三个试件中若有二个折断面处于二个集中荷载作用线之外，则该组试件无效。混凝土抗折强度的标准试件尺寸为150mm150mm550mm ,采用100mm100mm400mm非标准试件时，应乘以尺寸换算系数0.85；当混凝土强