第五章 水泥與水泥混凝土】

　　95、通用硅酸鹽類水泥分為 6 個品種：硅酸鹽水泥 PⅠ(完全不摻混合材料)、PⅡ(摻入量不超過 5%);普通硅酸鹽水泥 PO(摻入量 5%~20%);礦渣硅酸鹽水泥：PSA(摻入量為 20%~50%)、PSB(摻入量50%~70%);火山灰硅酸鹽水泥 PP;粉煤灰硅酸鹽水泥 PF;復(fù)合硅酸鹽水泥 PC。水泥中的主要礦物成分是硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣。

　　96、水泥的物理性質(zhì)：細(xì)度：篩洗法(負(fù)壓篩為主)、比表面積法(勃氏比表面積法);標(biāo)準(zhǔn)稠度：標(biāo)準(zhǔn)維卡儀法(試桿法)、代用維卡儀法(試錐法);凝結(jié)時間;安定性：雷氏夾法(標(biāo)準(zhǔn)法)、試餅法(代用法)。力學(xué)性質(zhì)：水泥的強(qiáng)度包括抗折和抗壓兩個方面，水泥強(qiáng)度檢驗是將水泥與標(biāo)準(zhǔn)砂以 1：3 的比例混合，水 和 水 泥 混 合 比 例 為 0.5 的 條 件 下 ， 拌 和 成 40mm*40mm*160mm 標(biāo) 準(zhǔn) 試 件 。 硅 酸 鹽 強(qiáng) 度 等 級 有42.5~52.5~62.5 六個等級;普通硅酸鹽水泥及復(fù)合硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級有 42.5~52.5 四個等級;礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥的等級有 32.5~42.5~52.5 六個等級�；瘜W(xué)性質(zhì)：化學(xué)成分主要有有害成分、不溶物、燒失量、氯離子、堿含量等，其中有害成分包括游離氧化鎂、三氧化硫和堿含量，燒失量是指水泥在 950℃高溫下產(chǎn)生的質(zhì)量損失�；瘜W(xué)指標(biāo)有不溶物、燒失量、氯離子、氧化鎂、三氧化硫。

　　97、硅酸鹽水泥初凝時間不小于 45min，終凝時間不大于 390min;其他類型水泥初凝時間不小于 45min，終凝時間不大于 600min。硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的細(xì)度采用比表面積法，要求不小于 300，其它類型水泥可采用篩余量法，也可采用比表面積法，要求 80μm 方孔篩篩余量不大于 10%或 45μm 方孔篩不大于 30%。當(dāng)化學(xué)指標(biāo)、凝結(jié)時間、安定性和強(qiáng)度指標(biāo)中任一項不滿足要求時，該水泥判定為不合格品。

　　98、水泥細(xì)度試驗：待測水泥樣品的密度應(yīng)提前采用李氏比重瓶法測得。

　　負(fù)壓篩法：負(fù)壓篩能夠產(chǎn)生 4000~6000Pa 的負(fù)壓，負(fù)壓標(biāo)準(zhǔn)篩孔徑為 80μm 或 45μm 的方孔篩，稱取 25g

　　水泥試樣，持續(xù)過篩 2min;細(xì)度采用篩余百分率計算。

　　水篩法：專用水篩為 0.08mm(80μm)的方孔篩，稱取 25g 水泥試樣，用噴頭連續(xù)沖洗 3min。

　　比表面積法(勃氏法)：如待測試樣與標(biāo)樣密度、空隙率相同，各自試驗時的溫度差不大于土 3℃時，Ss/

　　√Ts=Sc/√T;當(dāng)溫度差大于土 3℃時，Ss*√ηs/√Ts=Sc*√η/√T。S 是比表面積，T 是時間，η是空氣黏度。

　　99、水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測定：維卡儀標(biāo)尺刻度都是 0~70mm，標(biāo)準(zhǔn)試桿為φ10mm*50mm，圓臺形試模深度為 40 土 0.2mm。

　　標(biāo)準(zhǔn)維卡儀法(試桿法)：稱取 500g 待測水泥，攪拌方式為低速攪拌 120s，停 15s，再高速攪拌 120s。在試模上表面 1/3 處用小刀鋸掉多余水泥，當(dāng)試桿停止沉入或釋放試桿 30s 時記錄試桿沉入凈漿距底板 6 土1mm 時，為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，此時的用水量為該水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，以水和水泥質(zhì)量比表示。代用維卡儀法(試錐法)：分為調(diào)節(jié)用水量法和固定用水量法兩種，稱取 500g 水泥試樣，當(dāng)試錐停止沉入或釋放試錐 30s 時記錄試錐下沉深度為 30 土 1mm 時，為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，要求整個操作應(yīng)在攪拌結(jié)束后1.5min 內(nèi)完成。固定用水量為 142.5mL，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 P=33.4-0.185S，S 是試錐下沉貫入深度(mm)。交通行標(biāo)為 28 土 2mm 判斷條件，固定用水量法不適宜試錐下沉深度僅為 13mm 的水泥。

　　100、水泥凝結(jié)時間測定：濕氣養(yǎng)護(hù)箱可控溫在 20 土 1℃，相對濕度大于 90%。試針：初凝試針長度為 50土 1mm，終凝試針長度為 30 土 1mm，兩種試針可滑動部分的總質(zhì)量均是 300 土 1g。在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù) 30min 時進(jìn)行第一次測定，觀察試針停止下沉或釋放試針 30s 時試針的讀數(shù)，當(dāng)試針下沉至距底板 4 土 1mm 時，水泥達(dá)到初凝狀態(tài)。在接近終凝時間時，每隔 15min 測定一次，直到終凝試針沉入水泥試件表面 0.5mm 為止。每次測定應(yīng)避開試模內(nèi)壁至少 10mm。

　　101、水泥安定性試驗：試驗可檢測出游離氧化鈣引起的水泥體積變化，雷氏夾掛上 300g 的砝碼時，兩根指針的針尖距離增加值為 17.5 土 2.5mm。雷氏夾法(標(biāo)準(zhǔn)法)：放入養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù) 24 土 2h，保證水在 30 土 5min 內(nèi)開始沸騰，使箱中的水在 30min內(nèi)沸騰，并恒沸 180 土 5min。當(dāng)兩個雷氏夾針尖增加距離不大于 5mm 時，認(rèn)為水泥安定性合格，如超出5mm，應(yīng)再做一次試驗，以復(fù)檢結(jié)果為準(zhǔn)。試餅法(代用法)：圓形試餅直徑為 70~80mm，中心厚約 10mm，養(yǎng)護(hù) 24 土 2h。

　　102、水泥膠砂強(qiáng)度試驗：試�？赏瑫r成型三根 40*40*160mm 的棱柱體試件，受壓面積為 40*40mm，每鍋膠砂材料組成為水泥：標(biāo)準(zhǔn)砂：水=450g：1350g：225mL。膠砂試件成型應(yīng)分兩層裝入試模，每層都振實 60 次。將試模放在 20 土 1℃的水中養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間保證水面超過試件 5mm，抗折機(jī)以 50 土 1N/s 的速率均勻施加荷載，壓力機(jī)以 2400 土 200N/s 速率加載�？拐蹚�(qiáng)度 R=1.5FL/b3，其中 L=100mm，b=40mm;當(dāng)三個試驗結(jié)果中有一個超出平均值土 10%時，應(yīng)舍去取其余兩個測定值的平均值。抗壓強(qiáng)度 R=F/A，A=40*40mm，當(dāng)六個測定值中含有一個超出平均值土 10%，應(yīng)舍去取剩下五個的平均值作為結(jié)果，如五

　　個測定值中還有一個超過五個平均值土 10%，則該次試驗結(jié)果作廢。強(qiáng)度試驗時齡期的確定：24h 土 15min;

　　48h 土 30min;72h 土 45min;7d 土 2h;28d 土 8h。應(yīng)使試件破壞時達(dá)到的最大加載值處于所選量程的

　　20%~80%為宜。

　　103、水泥混凝土中的水泥起膠凝和填充作用，集料起骨架和密實作用。新拌混凝土的工作性又稱和易性，

　　是綜合評價混凝土流動性、可塑性、穩(wěn)定性、易密性的綜合性指標(biāo)。測定混凝土工作性常用的方法是坍落

　　度法和維勃稠度法，前者適用于塑性混凝土，后者適用于干硬性混凝土。標(biāo)準(zhǔn)坍落筒的尺寸為上 10cm，下 20cm，高 30cm。

　　104、影響混凝土工作性的內(nèi)因主要有原材料特性、單位用水量、水灰比、砂率等，其中原材料特性中礦渣水泥的流動性較大，但黏聚性較差;火山灰水泥的流動性小，但黏聚性較好。砂率是混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率，混凝土抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)條件是溫度為 20 土 2℃，相對濕度 95%以上，養(yǎng)護(hù)至28d 齡期。除了立方體試件(100mm、150mm、200mm)外，還可采用圓柱體試件，分別是φ100*200mm、φ150*300mm(標(biāo)準(zhǔn)尺寸)、φ200*400mm�；炷�土路面設(shè)計彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：極重、特重、重為≥5MPa，中等為 4.5MPa，輕為 4MPa;抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度換算：4~25、4.5~30、5~35、5.5~40。

　　105、根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來確定強(qiáng)度等級，共 14 個強(qiáng)度等級：從 C15~C80。影響混凝土強(qiáng)度的因素有原材料的特征、各材料的組成比例、養(yǎng)護(hù)條件、試驗檢測條件等，漿集比是指水泥漿的體積與集料體積之比，尺寸越小的試件測得的強(qiáng)度越高。

　　106、水泥混凝土拌和物工作性試驗：

　　坍落度試驗：坍落度試驗適用于坍落度值大于 10mm，集料公稱最大粒徑不大于 31.5mm 的混凝土，當(dāng)集

　　料最大粒徑為 50~80mm 時，采用加大坍落筒，上 15cm、下 30cm、高 45cm。將集料和水泥攪拌均勻后，

　　再徐徐加入所需的水繼續(xù)攪拌 2min，倒出來后人工再翻拌 1~2min。全部用人工拌和時拌和時間為 4~5min，無論是機(jī)械拌和還是人工拌和，所需時間不宜超過 5min。拌和物分三層裝入筒中，每層由邊緣至中心插搗 25 次，應(yīng)插搗至下層約 20~30mm，當(dāng)坍落度大于 220mm 時，用鋼尺測出擴(kuò)展后的最大直徑和最小直徑，當(dāng)兩個直徑之差小于 50mm 時，取算術(shù)平均值為坍落擴(kuò)展值，超過 50mm 時，此次試驗無效。還可針對棍度以上、中、下進(jìn)行描述，對含砂情況采用多、中、少進(jìn)行評價，保水性可分成多量、少量和無三個等級。

　　107、水泥混凝土拌和物表觀密度測定：試樣筒要求內(nèi)徑不小于集料公稱最大粒徑的 4 倍，當(dāng)最大粒徑不大于 31.5mm 時，量筒的容積要達(dá)到 5L。當(dāng)坍落度大于 70mm 時，采用人工插搗密實，每層混凝土高度不應(yīng)大于 100mm。

　　108、水泥混凝土拌和物凝結(jié)時間測定：用 4.75mm 的標(biāo)準(zhǔn)篩過篩，讓測針在 10 土 2s 內(nèi)垂直均勻地插入試樣內(nèi)，深度為 25 土 2mm，每個試樣作貫入阻力試驗次數(shù)應(yīng)不少于 6 次，第一次不大于 3.5MPa，最后一次應(yīng)不小于 28MPa，常溫下普通混凝土 3h 后開始測定，以后每隔 0.5h 測一次;快硬混凝土或氣溫較高時，

　　為 2h、0.5h;緩凝混凝土或低溫環(huán)境下為 5h、2h。單位面積貫入阻力=P/A，其中 P 是貫入深度為 25mm時的貫入阻力，3.5MPa 和 28MPa 對應(yīng)于初凝和終凝時間，凝結(jié)時間取三個試樣的平均值，當(dāng)有一個值與中間值之差超過中間值的 10%，則取中間值為試驗結(jié)果;當(dāng)最大值和最小值都與中間值之差超過中間值的10%，則此次試驗無效。測針距試模邊緣至少 25mm，每次測針檢測點之間的凈距離至少為測針直徑的 2倍。

　　109、水泥混凝土的強(qiáng)度試驗：

　　試件的制作與養(yǎng)護(hù)：抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件是 150*150*150，非標(biāo)準(zhǔn)試件有：100*100*100 的尺寸換算系數(shù)　0.95，200*200*200 的尺寸換算系數(shù)是 1.05�？拐蹚�(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件是 150*150*550(600)，非標(biāo)準(zhǔn)試件是100*100*400 的尺寸換算系數(shù)是 0.85。劈裂抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件是 150*150*150，非標(biāo)準(zhǔn)試件是 100*100*400的尺寸換算系數(shù)是 0.85。當(dāng)坍落度小于 25mm 時，可采用φ25mm 的插入式振搗棒成型，用振搗棒距底板10~20mm 插入振搗，振搗時間為 20s;當(dāng)坍落度大于 20mm 且小于 70mm 時，用標(biāo)準(zhǔn)振動臺成型;當(dāng)坍落度大于 70mm 時，用人工成型。每種方式成型的試件表面與試模表面邊緣高低差不得超過 0.5mm，養(yǎng)護(hù)方法是先在室溫 20 土 5℃，相對濕度大于 50%的條件下靜置 1~2d，然后移到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，應(yīng)有 30~50mm的間距，養(yǎng)護(hù)條件溫度 20 土 2℃，相對濕度 95%以上。水泥混凝土抗壓強(qiáng)度試驗：施加荷載時，對于強(qiáng)度等級小于 C30 的混凝土，加載速度為 0.3~0.5MPa/s;強(qiáng)度為 C30~C60 時，為 0.5~0.8MPa/s;強(qiáng)度大于 C60 時，為 0.8~1.0MPa/s。水泥混凝土抗彎拉強(qiáng)度試驗：如發(fā)現(xiàn)試件中部 1/3 長度內(nèi)有蜂窩等缺陷，則試件廢棄。以 50mm 和 500mm處作為支點，以 200mm 和 350mm 處作為加載點，試驗機(jī)下壓頭中心點距兩側(cè)都是 225mm。當(dāng)強(qiáng)度等級小于 C30 的混凝土，加載速度為 0.02~0.05MPa/s;強(qiáng)度為 C30~C60 時，為 0.05~0.08MPa/s;強(qiáng)度大于 C60時，為 0.08~0.1MPa/s�？拐蹚�(qiáng)度=FL/bh2，其中 L=450mm，b 和 h 都是 150mm。無論是抗壓強(qiáng)度還是抗

　　折強(qiáng)度，試驗結(jié)果都以 3 個試件的算術(shù)平均值作為測定值，如任一測定值與中值的差超過中值的 15%，取中值為測定結(jié)果，如兩個測定值與中值的差都超過 15%，則該組試驗結(jié)果作廢。0.5~0.8MPa/s 可以換算成11.25~18kN/s，對于抗彎拉強(qiáng)度試驗，三個試件中有一個斷面位于加荷點外側(cè)，則取另外兩個試件的平均值，且這兩個測值的差值不大于較小值的 15%，否則結(jié)果無效，有兩個斷面都出現(xiàn)在加荷點外側(cè)時，結(jié)果也無效。

　　110、水泥應(yīng)從水泥品種和強(qiáng)度等級兩個方面進(jìn)行選擇，混凝土強(qiáng)度等級與水泥強(qiáng)度等級之間大致有 1~1.5倍的匹配關(guān)系，混凝土用粗集料包括碎石和卵石，力學(xué)性質(zhì)主要采用抗壓強(qiáng)度和壓碎指標(biāo)來表示，混凝土強(qiáng)度等級≥C60、C30~C60、大粒徑應(yīng)不大于結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的 1/4，且不超過鋼筋最小凈距的 3/4;對于實心混凝土板，集料的最大粒徑不宜超過板厚的 1/3，且不得超過 31.5mm。

　　111、混凝土強(qiáng)度等級≥C60、C30~C60、數(shù)分成的粗砂、中砂、細(xì)砂根據(jù)級配的不同分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)，拌和用水中的有害物質(zhì)主要有油、酸、堿、鹽類、有機(jī)物等，指標(biāo)有 PH 值、不溶物、可溶物、氯化物、硫化物、硫酸鹽�；炷�土配合比單位用量表示法：1 立方米混凝土中水泥、水、砂、石的質(zhì)量比，相對用量表示法是以水泥質(zhì)量為 1，按水泥、砂、石、水灰比表示。

　　112、混凝土配合比設(shè)計需滿足的要求有：結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、工作性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性，其中前三項是混凝土配合比設(shè)計的指標(biāo)。混凝土配合比設(shè)計的步驟有計算初步配合比、提出基準(zhǔn)配合比、確定試驗室配合比，換算工地配合比�；�礎(chǔ)或大體積結(jié)構(gòu)、板梁柱子、配筋密的結(jié)構(gòu)、配筋特密的結(jié)構(gòu)對應(yīng)的坍落度要求分別是10~30mm、30~50mm、50~70mm、70~90mm�；炷�土的耐久性主要取決于最大水灰比和最小水泥用量。

　　113、混凝土初步配合比設(shè)計步驟有計算配置強(qiáng)度、確定水膠比(依據(jù)是配置強(qiáng)度和實測強(qiáng)度)、單位用水量的確定(依據(jù)是粗集料品種、最大粒徑和坍落度或維勃稠度)、砂率的確定(依據(jù)是粗集料品種、最大粒徑和水膠比)。對于坍落度≥60mm 的混凝土，按坍落度每增加 20mm，砂率增大 1%的幅度予以調(diào)整。粗細(xì)集料用量的確定可以采用質(zhì)量法和體積法兩種方法。當(dāng)混凝土表觀密度的實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的 2%時，試驗室配合比就是最終設(shè)計配合比;當(dāng)兩者之差超過 2%時，需將各材料用量乘以密度修正系數(shù)。

　　114、面層水泥混凝土分為普通面層水泥混凝土(素混凝土)、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼纖維混凝土和碾壓混凝土�；�模攤鋪時碎石混凝土的坍落度宜為 10~30mm，卵石混凝土和小型機(jī)具攤鋪的坍落度宜為 5~20mm;三輥軸機(jī)組攤鋪的坍落度宜為 20~40mm。面層混凝土最大單位水泥用量不宜大于 420，使用摻合料時，最大膠凝材料不宜大于 450。面層水泥混凝土的初凝時間用于極重、特重、重交通荷載下不小于 1.5h，中輕交通荷載不小于 45min;終凝時間都是不大于 10h。面層普通混凝土配合比設(shè)計適用于滑膜攤鋪機(jī)、三輥軸機(jī)組及小型機(jī)具等常用施工方式。各級公路配合比設(shè)計宜采用正交試驗法，二級及二級以下公路可采用經(jīng)驗公式法。配合比設(shè)計主要包括目標(biāo)配合比設(shè)計和施工配合比設(shè)計兩個階段�；炷�土密度在 2400~2450 范圍內(nèi)取值。

　　115、水泥膠砂流動度試驗適用于火山灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥和摻有火山灰的普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥。測得的流動度越大，用水量相應(yīng)就偏低。當(dāng)水泥中的氧化鎂含量超過一定數(shù)量時，將對水泥安定性造成直接影響。過量的三氧化硫也會造成水泥安定性不良;混凝土含氣量試驗主要是判斷混凝

　　土的抗凍性;PH 值是混凝土外加劑的基本指標(biāo)，測定方法是酸度計法;減水率是混凝土外加劑特別是不同類型減水劑的一項核心指標(biāo)�！�查看更多輔導(dǎo)資料網(wǎng)校課程

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