所属栏目：化工论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:293
副标题#e# 1前言
混凝土是由胶凝材料、水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材。它是一种主要的建筑材料，无论是工业与民用建筑、给水与排水工程，水利工程以及地下工程、国防建设等都广泛地应用混凝土，它在国家基本建设中占有重要地位。
混凝土具有如此广泛的用途和具有如此重要的倡议地位，是因为它与其它建筑材料相比具有许多优点：可根据不同要求配制各种不同性质的混凝土（如重混凝土、普通混凝土、轻混凝土等）；在凝结前具有良好的塑性，因此可浇制成各种形状和大小的构件或结构物；它与钢筋有牢固的粘结力；经硬化后有抗压强度高与耐久性良好的特性；其组成材料中砂、石等地方材料占80％以上，符合就地取材和经济的原则；能在水中硬化等。归根结底，是因为混凝土具有能满足社会建设中各种不同需求的特性。
影响混凝土各种性质特征的因素很多，最根本的是组成混凝土的水泥、粗、细骨料等原材料自身的特性；另外就是在制备混凝土时所采用的水与水泥的比例（即水灰比）、水泥和粗、细骨料的比例（即配合比）的大小。因此，研究水灰比、配合比对混凝土材料的抗拉、抗压强度及其它性质的影响就显得特别重要，这也是节约材料，合理利用资源所采取的一项措施。
因此，谨以该试验来说明混凝土早期强度与含水量之间具有什么样的关系，利用试验数据作混凝土强度与含水量关系曲线图，并学习搞研究的一般程序。
2仪器及设备
骨料筛、试件桶、磅称（称量50㎏,感量50g）、天平（称量5㎏，感量1g）、量筒（100cm3,1000cm3）、拌铲、拌板（1.5m×2m）、盛器、坍落度筒、捣棒、坍落度尺、小铲、镘刀、震动台（长1000mm、宽1000,震动频率为2860次/分，震幅为0.3～0.6mm），试模（100mm×100mm×100mm）、养护箱、数显式液压万能试验机（200吨级，可做抗拉、抗弯、抗剪试验）。
3试验过程（步骤）
3.1原材料准备
水泥（标号为425）约5.0㎏,粗砂（粒径0.25-0.5mm）约10.0kg，细砂（细径0.25mm以下）约5.0kg，石（粒径0.5-1cm）约15㎏，自来水（23o左右）3.0㎏，要求骨料均干燥，含水量可忽略不计的原材料。
3.2混凝土的拌和
a.按设计配合比(水泥：细砂：粗砂：石＝1:0.68:1.72:2.9)称量水泥1.358㎏，粗砂2.335㎏，细砂0.925㎏，石料3.892㎏,分别装在四个盛器量；用量筒准备好0.695㎏自来水，（水灰比为0.51）。
b.将拌板和拌铲用湿布润湿后，将砂倒在拌板上，然后加入水泥，用铲自拌板一端翻拌至另一端，如此重复，直至充分混合，颜色均匀，再加上石料，翻拌至混合均匀为止。
c.将干混合物堆成堆，在中间作一凹槽，将已称量好的水，倒一半左右在凹槽中（勿使水流出），然后仔细翻拌，并徐徐加入剩余的水，继续翻拌，每翻拌一次，用铲在拌合物上铲切一次，直到拌和均匀为止。
d.拌和时力求动作敏捷，拌和时间从加水时算起，应大致为4～5min。
3.3做坍落度试验。
a.湿润坍落度筒及其他用具，并把筒放在不吸水的刚性水平底板上，然后用脚踩往两边的脚踏板，使坍落度筒在装料时保持位置固定。
b.把按要求拌和好的混凝土试样用小铲分三层均匀地装入筒内，使捣实后每层高度为筒高的1/3左右。每层用捣棒插捣25次。插捣应沿螺旋方向由外向中进行，每次插捣应在截面上均匀分布。插捣筒边混凝土时，捣棒可以稍稍倾斜。插捣底层时，捣棒应贯穿整个深度，插捣第二层和顶层时，捣棒应插透本层至下一层的表面。浇灌顶层时，混凝土应灌到高出筒口。插捣过程中，如混凝土沉落到低于筒口，则应随时添加。顶层插捣完后，刮去多余的混凝土并用抹刀抹平。
c.清除筒边底板上的混凝土后，垂直平稳地提起坍落度筒，坍落度筒的提离过程应在5～10s内完成。从#p#副标题#e#开始装料到提起坍落度筒的整个进程应不间断地进行，并应在150s内完成。
d.提起坍落度筒后，量测筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差，即为该混凝土拌合物的坍落度值（以mm为单位，结果表达精确是5mm）。
e.测定坍落度后，并记入记录表(表—1)。
3.4试件的制作。
a.将试模洗干净并将试模的内表面涂以一薄层矿物油脂，并拧紧试模所有螺帽。
b.将做坍落度试验后的混凝土装入试模内，并稍有富裕（每组做成三块试件），然后将试模放在振动台上。用固定装置予以固定。开动振动台，边震动边加入振掉的混凝土，直至拌合物表面呈现水泥浆时为止，大约需震动3分钟。振动结束后用镘刀沿试模边缘将多余的拌合物刮去，并随即用镘刀将表面抹平。
c.将试模移室实验室空条处放好，清理干净实验器具。
d.制作第二组、第三组试件。
按设计配合比（水泥：细砂：粗砂：石＝1：0.68:1.72:2.9）称量水泥1.358㎏,粗砂2.335㎏,细砂0.925㎏,石料3.892㎏，分别装在四个盛器里，用量筒量取自来水0.794㎏，然后重复以上第2，3，4步，制得第二组（共3件）试件（其水灰比为0.58）
按以上设计配合比称量水泥1.358㎏,粗砂2.335㎏,细砂0.925㎏,石料3.892㎏，分别装在四个盛器里，量取自来水0.842㎏(水灰比为0.62)，重复以上第2，3，4各步骤。制得第三组试件（共3件）。
3.5试件的养护。
a.采用标准养护的试件成型后应覆盖表面，以防止水分蒸发，并应在温度为20±5℃情况下静置一昼夜至两昼夜，然后编号拆模（三组共9件试件）。
b.拆模后的试件应立即放在温度为20±3℃，湿度为90%以上的标准养护室中养护。在标准养护室内试件应放在架上，彼此间隔为10～20mm，并应避免用水直接冲淋试件。
3.6抗压强度试验
a.在养护箱中养护14天后，将试件从养护箱中取出，随即擦干并量出其尺寸（精确至1mm），据以计算试件的受压面积A（mm2）（记录在表—2内）。
b.将试件放在下压板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直。试件的中心线与试验机下压板中心对准。开动试验机，当上压板与试件接近时，调整球座，使接触均衡。
c.加压时，应连续而均匀地加荷，加荷速度应为：混凝土强度等级低于C30时，取每秒钟0.3～0.5Mpa(大于或等于C30时，取每秒钟0.5～0.8MPa)。当试件接近破坏而开始迅速变形时，停止调整试验机油门，直至试件破坏。记录破坏荷载F（单位为KN）于表—2内。
d.用类似方法分别做完三组共9件试件，作好记录于表—2内。
4数据处理
4.1概述
试件的抗压强度，按下式计算：
fCC=P/A
式中fCC——抗压强度，Mpa；
P—破坏荷载，N；
A—受压面积，mm2。
以三个试件的算术平均值为该组试件的抗压强度值（精确至0.1MPa）。如果三个测定值中的最小值或最大值中有一个与中间值的差异超过中间值的15%，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值。如最大和最小值与中间值相差均超过15%，则此组试验作废。
混凝土的抗压强度是以150mm×150mm×150mm的立方体试件的抗压强度为标准，其他尺寸试件测定结果，均应换算成边长为150mm立方体试件的标准抗压强度，换算时分别乘以文献【5】表—7中的换算系数（100mm×100mm×100mm的立方体试件换算系数0.95）。
试验前设定水灰比：第一组试件为0.51；
第二组试件为0.58；
第三组试件为0.62。
试验前设定配合比（第一、二、三组均相同）：
水泥：细砂：粗砂：石＝1：0.68：1.72：2.87。
4.2试验中记录数据表
试验中记录数据表表—1
材料
组别 水泥（㎏） 粗砂(㎏) 细砂(㎏) #p#副标题#e# 石(㎏) 水(㎏) 塌落度(mm)
第一组 1.358 2.335 0.925 3.892 0.695 6
第二组 1.358 2.335 0.925 3.892 0.794 25
第三组 1.358 2.335 0.925 3.892 0.843 60
4.3试验后计算数据表
试验后计算数据表表—2
试件编号 破坏荷载P(KN) 受压面积A(mm2) 换算系数 抗压强度fCC(MPa)
1-1 240.5 10000 0.95 22.85
1-2 209.1 10000 0.95 19.86
1-3 237.3 10000 0.95 22.54
2-1 241.1 10000 0.95 22.90
2-2 231.8 10000 0.95 22.02
2-3 239.7 10000 0.95 22.77
3-1 177.4 10000 0.95 16.85
3-2 147.0 10000 0.95 13.97
3-3 173.7 10000 0.95 16.50
4.4结果数据表
结果数据表表—3
组别 塌落度(mm) 含水量(%) 抗压强度CC(MPa)
第一组 6 7.6 21.75
第二组 25 8.5 22.56
第三组 60 9.0 15.77
5结论
从实验本身来看，可以得到以下几方面结论：
a.混凝土初期含水量与强度关系图（图—1）。
当含水量从8.5%增到9.0%时，混凝土强度降低很快；当含水量从7.6%增到8.5%时，混凝土强度增加较缓慢。由于试件只有三组，所以不能很准确地说明它们之间的关系，在以后的工作中将继续讨论这个问题。
混凝土初期含水量与强度关系图图—1
b.混凝土初期含水量对强度有很大影响。从表—3可看出，含水量的不同会导致强度发生显著变化。从第二组到第三组试件，含水量从8.5增到9.0，而强度却从22.56降到了15.77。
c.混凝土初期含水量与强度之间不是简单的直线关系，从图—1可知。因此在浇筑混凝土时，不是说含水量越少越好，也不是越多越好，而是存在着一个#p#副标题#e#最佳配置点，这样才能充分发挥混凝土材料的抗压强度。
d.试验前的设计与试验过程可能会发生不协调的情况，要求重先改动设计数据。在试验前，我只考虑到各组试件的用料下限，根据一般混凝土的密度与各组试件的总体积，换算的原材料总重量，再由水灰比及配合比换算各原材料（水泥、粗砂、细砂和石料）的重量。在拌制好第一组混凝土拌体，开始测塌落度时，才发现按原设计不能盛满塌落度筒，需要增加拌体体积三分之一左右。因此，只得增加原材料用量，这样才满足了试验过程中的要求。当时，我采取的措施是，增加1／2位第一组原材料，第一组剩余的拌体留到下一组用。这样一来，必须在第一组的基础上要适当增加含水量才能满足水灰比增大的要求。这给试验过程带来了重先计算和延时的问题。因此，我原来设计的水灰比0.55、0.60及0.65变成了后来实际的0.51、0.58及0.62。
对工程方面的启示：
交通土建工程作为我国基础设施建设中的重要组成部分，需要我们无数的交通、公路工作者的共同努力，认真做好才行。在工程设计中，必须严格按照《规范》，科学地利用各类建筑材料的性能，进行合理配置。在施工中，要按设计要求进行，不能随意更改，遇到不合理的情况，必须申请设计部门进行合理修改后再继续施工，严格保证施工质量。
在进行混凝土路面，钢筋混凝土桥梁及边坡加固工程的设计和施工中，必须要根据工程所处地区的工程地质和水文地质情况，合理地进行混凝土、砂浆的水灰比、配合比的设计，以此来保证用料最少、质量最好、适用性最强、安全性最高的要求。
我相信，通过我们广大公路职工的共同努力，贵州的公路事业一定能够取得更加辉煌的成就！
附试验仪器及试件照片：
万能试验机照片（图—2）
试件照片（图—3）
参考文献
【1】于书翰，《道路工程》,武汉工业大学出版社，2000年。
【2】廖国华，《边坡工程》,冶金工业出版社，1995年。
【3】李中林，《工程地质学》,华南理工大学出版社，1999年。
【4】陈希哲，《土力学地基基础》,清华大学出版社，1998年。
【5】湖南大学、天津大学合编，《建筑材料》，中国建筑工业出版社,1999年。
【6】陈仲颐等，《基础工程学》，中国建筑工业出版社，1990年。
【7】林在贯等，《岩土工程手册》，中国建筑工业出版社，1990年。
【8】曽宪明等，《基坑与边坡事故警示录》，中国建筑工业出版社，2000年。