CN107870137A - 砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法 - Google Patents
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Abstract
砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法,属于混凝土外加剂的技术领域,向砂浆中加入外加剂,检测砂浆扩展度、扩展度损失、砂浆凝结时间及砂浆强度,将混凝土配合比换算成砂浆配合比:(1)、设定混凝土基准配合比,每立方米混凝土材料包含胶凝材料M kg、水W kg和骨料,其中骨料包括砂Sc kg、石Gkg;(2)、确定砂浆配比,控制胶凝材料用量、水胶比不变,砂用量Ss=Sc×(1‑A)+(G+Sc×A)×K,A表示混凝土用砂5mm以上颗粒筛余百分率,K表示混凝土中5mm以上骨料与5mm以下骨料等质量比表面积之比;(3)、确定转换后砂浆配合比体积,控制砂浆中空气含量为X,砂浆体积V=M/ρ胶凝材料+Ss/ρ砂+W/ρ水+X。本方法能快捷有效的检测外加剂性能。
Description
技术领域
本发明属于混凝土外加剂的技术领域,涉及混凝土外加剂性能的检测,具体涉及砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法。本发明方法简单,能快捷有效的检测外加剂性能,同时能检测混凝土中某一种材料对外加剂及砂浆性能的影响。
背景技术
混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料,与水(加或不加外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土。砂浆是由胶凝材料、细骨料、掺合料和水(加或不加外加剂和掺合料)按一定比例配制而成。砂浆与混凝土的主要区别是组成材料中没有粗骨料。聚羧酸减水剂性能检测以混凝土试验检测为主,以水泥净浆检测为辅。水泥净浆法检测不能充分反映外加剂性能;混凝土法检测的工作量大,材料使用量大、需要人员多。在《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119中有“混凝土外加剂相容性快速试验方法”,确定的砂浆配合比关联不强,且检测内容不全面不具体。
发明内容
本发明为解决上述问题,开创了砂浆法检测混凝土外加剂性能配合比转换的先例,具有首创性,相较于混凝土检测方法,更加快速、便捷有效,缩短了检测时间。
本发明为实现其目的采用的技术方案是:
砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法,向砂浆中加入外加剂,通过检测砂浆扩展度、扩展度损失、砂浆凝结时间、砂浆强度指标来检测外加剂性能,其中需要将混凝土配合比按如下方法转换成砂浆配合比:
(1)、设定混凝土基准配合比,每立方米混凝土材料包含胶凝材料M kg、水W kg和骨料,其中骨料包括砂Sc kg、石G kg;
(2)、确定砂浆配比,包括:
在确定的基准混凝土配合比中去掉石用量,控制砂浆中胶凝材料用量、用水量与步骤(1)中混凝土相同,
砂浆中砂用量Ss=Sc×(1-A)+(G+Sc×A)×K,A表示混凝土用砂5mm以上颗粒筛余百分率,K表示混凝土中5mm以上骨料与5mm以下骨料等质量比表面积之比;5mm以上骨料指的是5mm以上的砂和石用量;5mm以下骨料指的是5mm以下砂用量;
(3)、确定转换后砂浆配合比体积,控制砂浆中空气含量为X,砂浆体积V=M/ρ胶凝材料+Ss/ρ砂+W/ρ水+X。
确定1m3砂浆材料的用量kg,胶凝材料M/V、砂Ss/V、水W/V。
所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰、矿粉。
X=2-3%。
在拌制砂浆时加入消泡剂。掺加消泡剂,消除砂浆搅拌中带入过多的空气,控制砂浆中的含气量。
若骨料为立方体,则其计算边长为该级筛孔边长与上一级筛孔边长的平均值,则该级筛上的骨料总比表面积为:Gβ÷ρ÷L3×6L2=Gβ÷ρ÷L×6;
G表示骨料质量g;
β表示骨料分计筛余百分率;
ρ表示骨料密度;
L表示骨料计算边长cm;
K=〔∑(Gβg÷ρ÷Lg×6)÷(1+A)〕÷〔∑(Gβs÷ρ÷Ls×6)÷(1-A)〕×100%=〔∑(βg÷Lg)÷(1+A)〕÷〔∑(βs÷Ls)÷(1-A)〕×100%;
βg为5mm以上骨料分计筛余百分率;
βs为5mm以下骨料分计筛余百分率;
Lg为5mm以上骨料计算边长;
Ls为5mm以下骨料计算边长;
A表示混凝土用砂5mm以上颗粒筛余百分率;
∑(βg÷Lg)表示5mm粒径以上各级筛骨料比表面积计算值之和,含砂中5mm以上骨料;
∑(βs÷Ls)表示5mm粒径以下各级筛骨料比表面积计算值之和;
若骨料为圆球体,则其计算半径为该级筛孔边长与上一级筛孔边长之和的平均值的1/2,则该级筛上的骨料总比表面积为:Gβ÷ρ÷(4÷3)πr3×4πr2=3Gβ÷ρ×r;
G表示骨料质量g;
β表示骨料分计筛余百分率;
ρ表示骨料密度;
r表示骨料计算半径cm;
K=〔∑(βg÷rg)÷(1+A)〕÷〔∑(βs÷rs)÷(1-A)〕×100%;
βg为5mm以上骨料分计筛余百分率;
βs为5mm以下骨料分计筛余百分率;
rg为5mm以上骨料计算半径;
rs为5mm以下骨料计算半径;
A表示混凝土用砂5mm以上颗粒筛余百分率;
∑(βg÷rg)表示5mm粒径以上各级筛骨料比表面积计算值之和,含砂中5mm以上骨料;
∑(βs÷rs)表示5mm粒径以下各级筛骨料比表面积计算值之和。
本发明的有益效果是:
利用本发明砂浆法能快捷有效的检测混凝土外加剂性能,同时能检测混凝土中某一种材料对外加剂及砂浆性能的影响:基准材料确定基准配合比,在混凝土生产中,当混凝土质量出现异常时,现场取可能异常的原材料,替换原材料做对比试验,当试验结果异常时,说明该批原材料对混凝土性能(即外加剂性能造成影响,需采取相应的技术措施保证混凝土质量)。本发明方法通过用混凝土检测法进行验证,检测结果准确。
与混凝土检测相比,本发明还具有以下优势:
1、混凝土检测材料使用量大,材料用量是砂浆检测用量的10倍以上;
2、混凝土检测需要人员多,需要人员2-3人,砂浆检测1人即可;
3、混凝土检测使用场地大,使用场地12m2以上,砂浆检测2-3m2即可;
4、混凝土检测需先搅拌1盘处理罐内壁,砂浆检测不用处理;
5、混凝土检测试验误差大,砂浆检测试验误差小。
6、混凝土检测清理搅拌机及场地时间长,用时是砂浆检测的2-3倍;
7、混凝土清洗搅拌机、清理场地用水量大,是砂浆检测用水量的5倍。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行进一步的说明。
一、具体实施例
实施例1
1、设定混凝土基准配合比为
表1
骨料的粒径分布为:
(1)砂 表2
(2)石 表3
(3)K值计算(圆球体)
其中筛分析测得粒径为5mm及以上的砂颗粒百分率为10%,即A=10%,计算K值为:
K=〔∑(βg÷rg)÷(1+A)〕÷〔∑(βs÷rs)÷(1-A)〕×100%
=〔0.1÷2.275+0.4÷1.75+0.4÷1.275+0.1÷0.7125+0.1÷0.7125〕÷(1+0.1)÷〔0.15÷0.375+0.2÷0.1875+0.2÷0.094+0.2÷0.04725+0.15÷0.02375〕÷(1-0.1)×100%
=〔(0.0440+0.2286+0.3137+0.1404+0.1404)÷1.1〕÷〔(0.4000+1.0667+2.1277+4.2328+6.3158)÷0.9〕×100%
=0.7883÷15.7144×100%=5.0%。
注:立方体的边长L与圆球体半径r为倍数关系,计算结果相同。
2、计算砂浆配比
(1)计算砂用量(精确到个位)
Ss=Sc×(1-A)+(G+Sc×A)×5%=845×(1-10%)+(1055+845×10%)×5%=817kg。
(2)计算确定的砂浆配合比体积
表4原材料表观密度取值
材料品种 | 水泥 | 粉煤灰 | 矿渣粉 | 水 | 砂 | 石 |
材料密度(kg/m3) | 3060 | 2200 | 2800 | 1000 | 2650 | 2650 |
砂浆中空气含量取值为3%,计算砂浆体积为:
280÷3060+60÷2200+60÷2800+160÷1000+817÷2650+3%=0.638(m3)
即0.638m3砂浆中,水160kg,水泥280kg,粉煤灰60kg,矿粉60kg,减水剂8kg,砂817kg,水胶比0.4。
(3)计算1立方米砂浆材料用量(精确到个位)
a.水用量160÷0.638=251(kg/m3);
b.水泥用量280÷0.638=439(kg/m3);
c.粉煤灰用量60÷0.638=94(kg/m3);
d.矿渣粉用量60÷0.638=94(kg/m3);
e.减水剂用量8÷0.638=12.54(kg/m3);
f.砂用量817÷0.638=1281(kg/m3);
统计结果见下表5:
表5
二.砂浆配合比验证
1、试验要求及步骤
(1)试验使用的原材料应一次备齐,保证材料指标的一致性,并拌和均匀;
(2)按混凝土的原料配合比使用混凝土搅拌机拌制混凝土,拌制量15L,调整外加剂用量,混凝土坍落度控制在220-240mm,确保混凝土和易性良好。检测坍落度经时损失。制作边长100mm立方体混凝土试件;
(3)使用5mm骨料筛,筛除拌制混凝土中5mm以上骨料颗粒,检测过筛砂浆扩展度及T340流动时间,检测扩展度经时损失。制作边长70.7mm立方体砂浆试件,并观测砂浆凝结时间。混凝土凝结时间测定就是将混凝土中5mm以上骨料筛除制备的砂浆检测,依据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2016,凝结时间试验。
(4)使用混凝土搅拌机拌制砂浆,拌制量为15L,检测砂浆扩展度及T340流动时间,检测扩展度经时损失。制作边长70.7mm立方体砂浆试件,并观测砂浆凝结时间。
(5)使用专用砂搅拌机拌制砂浆,拌制量1.5L,检测砂浆扩展度及T340流动时间,检测扩展度经时损失。制作边长70.7mm立方体砂浆试件,并观测砂浆凝结时间。搅拌量的控制为搅拌桶容量的20%-80%,搅拌量小于20%时试验误差较大,砂浆搅拌搅拌1.5L砂浆,试验结果符合要求。
2、混凝土及砂浆配合比
表6
3、试验情况
表7
由上述表格数据可知,在和混凝土相同外加剂掺量情况下,砂浆和易性状态良好,砂浆扩展度达到360±10mm,扩展度损失与混凝土筛制砂浆、砂浆凝结时间及砂浆强度,与混凝土凝结时间和强度保持有规律的一致性,说明本发明的检测方法是正确的。
本发明中砂浆和易性检测方法依据《建筑砂浆基本性能试验方法》JGJ/T70-2009;砂浆扩展度检测方法和扩展度损失测定方法依据《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2013中附录A混凝土外加剂相容性快速试验方法;砂浆初凝时间的测定方法依据普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2016,凝结时间试验;砂浆强度的检测方法依据《建筑砂浆基本性能试验方法》JGJ/T70-2009,立方体抗压强度试验(注:未乘1.3系数)。
Claims (6)
1.砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法,其特征在于,向砂浆中加入外加剂,通过检测砂浆扩展度、扩展度损失、砂浆凝结时间、砂浆强度指标来检测外加剂性能,其中需要将混凝土配合比按如下方法转换成砂浆配合比:
(1)、确定混凝土基准配合比,每立方米混凝土材料包含胶凝材料M kg、水W kg和骨料,其中骨料包含砂Sc kg、石G kg;
(2)、确定砂浆配比,包括:
控制砂浆中胶凝材料用量、用水量与步骤(1)中混凝土相同,
砂浆中砂用量Ss=Sc×(1-A)+(G+Sc×A)×K,A表示混凝土用砂5mm以上颗粒筛余百分率,K表示混凝土中5mm以上骨料与5mm以下骨料等质量比表面积之比;
(3)、确定转换后砂浆配合比体积,控制砂浆中空气含量为X,砂浆体积V=M/ρ胶凝材料+Ss/ρ砂+W/ρ水+X。
2.根据权利要求1所述的砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法,其特征在于,确定1m3砂浆材料的用量kg,胶凝材料M/V、砂Ss/V、水W/V。
3.根据权利要求1所述的砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法,其特征在于,所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰、矿粉。
4.根据权利要求1所述的砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法,其特征在于,X=2-3%。
5.根据权利要求1所述的砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法,其特征在于,在拌制砂浆时加入消泡剂。
6.根据权利要求1所述的砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法,其特征在于,
若骨料为立方体,则其计算边长为该级筛孔边长与上一级筛孔边长的平均值,则该级筛上的骨料总比表面积为:Gβ÷ρ÷L×6;
G表示骨料质量g;
β表示骨料分计筛余百分率;
ρ表示骨料密度;
L表示骨料计算边长cm;
K=〔∑(βg÷Lg)÷(1+A)〕÷〔∑(βs÷Ls)÷(1-A)〕×100%;
βg为5mm以上骨料分计筛余百分率;
βs为5mm以下骨料分计筛余百分率;
Lg为5mm以上骨料计算边长;
Ls为5mm以下骨料计算边长;
A表示混凝土用砂5mm以上筛余百分率;
∑(βg÷Lg)表示5mm粒径以上各级筛骨料比表面积计算值之和,含砂中5mm以上骨料;
∑(βs÷Ls)表示5mm粒径以下各级筛骨料比表面积计算值之和;
若骨料为圆球体,则其计算的骨料总比表面积为:3Gβ÷ρ×r;
G表示骨料质量g;
β表示骨料分计筛余百分率;
ρ表示骨料密度;
r表示骨料计算半径cm;
K=〔∑(βg÷rg)÷(1+A)〕÷〔∑(βs÷rs)÷(1-A)〕×100%;
βg为5mm以上骨料分计筛余百分率;
βs为5mm以下骨料分计筛余百分率;
rg为5mm以上骨料计算半径;
rs为5mm以下骨料计算半径;
A表示混凝土用砂5mm以上颗粒筛余百分率;
∑(βg÷rg)表示5mm粒径以上各级筛骨料比表面积计算值之和,含砂中5mm以上骨料;
∑(βs÷rs)表示5mm粒径以下各级筛骨料比表面积计算值之和。
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