高强轻骨料混凝土耐久性研究试验方案

高强轻骨料混凝土耐久性研究试验方案一试验材料及其性能研究水泥：42.5普通硅酸盐水泥细骨料：普通中砂粗骨料：粉煤灰陶粒外加剂：高效减水剂水：自来水（一）胶凝材料化学成分及其基本性能1.胶凝材料的化学分析材料化学成分%aCO2iSO23lAO23eFOgMO3SO烧失量水泥粉煤灰矿渣2.水泥的基本性能稠度%初凝h：min终凝h：min安定性/饼法抗折强度3d28d抗压强度3d28d比表面积/21cm.g密度/3g.cm（二）粗细集料物理力学性能研究1.取样为检验轻骨料的各项性能，首先必须从每批产品中取出一定量的、有代表性的试样。本项试验所采用的试验原料为湖北宜昌宝珠陶粒开发有限公司生产的高强页岩陶粒。从原料中抽取的试样应不少于10份，其总质量应比试验用料多一倍。将从不同部位抽取的10份试样混拌均匀，然后按试验所需数量抽取。2.颗粒级配1)试验目的试验是为了评定轻集料的品质，并为轻骨料混凝土的配合比设计提供必要的数据。2)仪器设备（1）烘箱：能将试样于105℃～110℃下烘干至恒量的电热烘箱。（2）台秤：最大称量10kg，感量5g。（3）筛子：用方孔筛，孔径为37.5mm、31.5mm、26.5mm、19.0mm、16.0mm、9.5mm、和4.75mm共7种，并附有筛底和筛盖；筛分细集料的方孔筛孔径为9.50mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、600m、300m和150m共7种，并附有筛底和筛盖。3)试验步骤（1）先称取轻骨料10L，细集料2L，置于烘箱中于105℃±2℃下烘至恒量。然后取烘干试样分为二等份，分别称取其质量。（2）对称好的试样进行筛分。为此需将筛子按孔径从大到小顺序叠置，并附以筛底。然后将试样放在筛的上层，加盖顺序过筛。称取每号筛的筛余量，计算分计筛余和累计筛余。（3）筛分粗集料，当每号筛上筛余层的厚度大于该试样的最大粒径时，应分两次筛，直至各筛每分钟通过量不超过试样总量的0.1%；超过试样总量的0.1%时，应重新试验。（4）细集料筛分可先将套筛用振动摇筛机过筛10min后，取下，再逐个用手筛直至每分钟通过量不超过试样总量的0.1%时即可，试样在各号筛上的筛余量均不超过0.4L，否则，应将改筛余试样分成两份，再次进行筛分，并以其筛余量之和作为该号筛的筛余量。（5）称取每号筛的筛余量，所有各筛的分计筛余量和筛底中剩余的总和，与筛分前的的试样总量相比，相差不超过1%；超过1%时，应重新试验。（6）计算公式：234561k1)5=100AAAAAAMA（式中：kM细度模数，计算精确至0.1；126···AAA、、分别为4.75mm、2.36mm、···、150m孔径筛上的累计筛余百分率。3.表观密度试验1)试验目的测定轻骨料的颗粒表观密度，即包括颗粒内部孔隙的颗粒单位体积的质量，为了评定其品质和计算空隙率为设计混凝土配合比所用。2)仪器设备（1）烘箱。（2）天平：最大称量1kg，感量1g。（3）量筒：容积1000mL。（4）容器。（5）其它辅助器具：取样勺、毛巾等。3)试验步骤（1）取试样4L，用筛孔为5mm的筛子过筛，取筛余物烘至恒量,备用。（2）把干燥后的试样拌匀后，称取300～500g放入量筒中浸水1h后取出，将试样放在5mm的筛子上，滤水1～2min，然后倒在拧干的湿毛巾上，用手抓住毛巾，使毛巾呈槽形。摆动毛巾，使骨料于其上往返滚动四次后，将骨料倒入盘拧干毛巾后再重复上述步骤一次。（3）将制备的试样倒入1000mL的量筒中，再注入500mL清水。如试样漂浮在水上，可用已知体积1V的圆形金属板将其压入水中，读出量筒的水位V。（4）计算公式：k1m1000=500VV式中：k轻粗骨料颗粒表观密度（Kg/m³）m烘干试样质量（g）1V圆形金属板的体积（mL）V倒入试样和放入金属板后量筒中水的水位（mL）4.堆积密度试验1)试验目的测定轻骨料在自然堆积状态下的单位体积质量，是为了评定轻骨料的品质及等级，并为计算空隙率及混凝土配合比设计提供依据。2)仪器设备（1）地秤：最大称量50kg，感量50g。（2）天平：最大秤量5kg，感量2g。（3）容积筒：直径与高度相等，容积为10L。（4）烘箱。（5）取样勺或铁铲等。3)试验步骤（1）取粗骨料30～40L，放入烘箱中于105℃±5℃下烘至恒量，分成三份备用。（2）称空筒质量1m（3）用取样勺或小铁铲将试样从离容器口上方50mm处均匀倒入10L容量筒，让试样自然落下。倒试样时不得碰撞筒壁，试样应装满容器，并于上部形成锥体。（4）然后用直尺沿容积筒边缘从中心向两边刮平，表面凹陷处用粒径较小的骨料填平后，然后称量m。（5）计算公式：1sm-m1000=V（）式中：s轻粗骨料颗粒堆积密度（Kg/m³）m容积筒和试样质量（Kg）1m容积筒的质量（Kg）V容积量筒的体积（L）5.空隙率试验1)试验目的测定轻骨料在自然堆积状态下的颗粒间空隙率，主要为了评定其品质和为混凝土配合比设计提供依据。2)计算方法在确定了轻骨料堆积密度和颗粒表观密度的基础上，其空隙率下式计算：skp=1-100（）式中：p轻骨料的孔隙率（%）s轻粗骨料颗粒堆积密度（Kg/m³）k轻粗骨料颗粒表观密度（Kg/m³）6.吸水率试验1)试验目的测定轻骨料的吸水率是为了评定其品质和确定混凝土拌和物的附加水量。2)仪器设备（1）天平：最大称量1kg，感量1g。（2）烘箱。（3）筛子：筛孔尺寸5mm的圆孔筛。（4）其它辅助器具：容器、毛巾等。3)试验步骤（1）取试样4L，用筛孔为5mm的筛子过筛，取筛余物烘至恒量,备用。（2）把烘干试样拌和均匀，分成三份，称取每份质量m。（3）将称量试样放入盛水的容器中浸泡，如有颗粒漂浮于水上，则应设法将其压入水中。（4）分别在浸水15min、30min、1h时，取出后按表观密度试验的步骤制备试样，然后称量1m。（5）计算公式：1am-m=100m式中：a粗骨料吸水率（%）1m浸水试样质量（g）m烘干试样质量（g）7.筒压强度试验1)试验目的用承压筒法或称圆筒压碎法测定轻骨料颗粒平均相对强度指标，主要是为了评定轻骨料的品质。2)仪器设备（1）承压筒由圆柱形筒体(另带筒底)、冲压模、导向筒组成。筒体可用无缝钢管制作，以保证其有足够的刚度。筒体内表面和冲压模底面经渗碳处理。筒体为可拆卸的，并装有把手。冲压模外表面有刻度线，以控制装料高度和压入深度。导向筒用以导向，防止偏心。（2）压力机根据预估的筒压强度大小，选择吨位合适的压力机，以保证测定值位于所选压力机表盘读数的20%～80%范围内。（3）天平：最大称量5kg，感量2g。（4）烘箱。（5）木棰、装料铲等。3)试验步骤（1）筛取10～20mm粒径的试样5L，其中10～15mm粒径的体积含量应占50%～70%。（2）将承压筒装好筒底，然后向筒中装满轻骨料，分别测定3次松散料质量，取其算术平均值，再乘以填充系数1.10作为试样量。（3）按上述试样量称取试样，装入承压筒内，先用木棰沿筒壁四周轻敲数次，然后装上导向筒和冲压模，并检查冲压模的下刻度线是否与导向筒的上缘重合。如不重合，需要敲筒壁四周，直至完全重合。（4）把装好试样、导向筒、冲压模的承压筒放在压力机的下压板上，以每秒0.3～0.5KN的速度匀速加荷，当冲压模压入深度为20mm时，记下压力值。（5）计算公式：tpf=F式中：tf粗骨料的筒压强度（MPa）p压入深度为20mm时的压力值（N）F承压面积（即冲压模面积F=100002mm二配合比设计轻骨料混凝土配合比设计采用松散体积法。松散体积法是以给定每立方米混凝土粗细集料松散总体积为基础进行设计。（一）拟配制LC50的轻骨料混凝土，根据《轻骨料混凝土技术规程》，配合比设计步骤如下：1.确定适配强度，根据《轻骨料混凝土技术规程》5.1.2条确定适配强2.确定水泥用量480Kg3.确定净水用量200Kg4.确定砂率40%按松散体积法进行配合比设计：3tp=1.140%=0.44mSVVS3s1sm=0.441500=660g/mSVK3ats-V=1.10.44=0.66mVV3aa1am=0.661080=712g/mVK试件净水用量水泥用量细骨料轻骨料水灰比体积砂率减水剂预吸水11604806607120.3340%4.81h21684806607120.3540%4.81h31544806607120.3240%4.81h41604807436530.3345%4.81h51604805787720.3335%4.81h62394806607120.3340%4.80h72614806607120.3340%4.8424h81604806607330.3340%4.81h轻骨料混凝土配合比设计采用松散体积法。松散体积法是以给定每立方米混凝土粗细集料松散总体积为基础进行设计。（二）拟配制LC60的轻骨料混凝土，根据《轻骨料混凝土技术规程》，配合比设计步骤如下：1.确定适配强度，根据《轻骨料混凝土技术规程》5.1.2条确定适配强2.确定水泥用量520Kg3.确定净水用量220Kg4.确定砂率40%按松散体积法进行配合比设计：3tp=1.140%=0.44mSVVS3s1sm=0.441500=660g/mSVK3ats-V=1.10.44=0.66mVV3aa1am=0.661080=712g/mVK试件净水用量水泥用量细骨料轻骨料水灰比体积砂率减水剂预吸水11765106607120.3540%5.11h21895106607120.3740%5.11h31685106607120.3340%5.11h41795107436530.3545%5.11h51795105787720.3535%5.11h61965106607120.3540%5.10h72015106607120.3540%5.124h81765106607330.3540%5.11h三力学性能研究（一）试件制备力学性能试验项目测试龄期试件尺寸（mm）试件数量（个）立方体抗压强度7d、28d150*150*1506轴心抗压强度28d150*150*3003劈裂抗拉强度28d150*150*1503弯曲抗折轻度强度28d150*150*5503（二）测试方法1.立方体抗压强度和轴心抗压强度采用YEJ-2000型液压式压力试验机。将试件安放在试验机的下压板上，试件的承压面与成型时的顶面垂直。试件的中心(轴心抗压时为试件的轴心)与试验机下压板中心对准。连续均匀加荷，加荷速度为每秒钟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。2.劈裂抗拉强度采用YEJ-2000型液压式压力试验机。将试件放在试验机下压板的中心位置，在上、下压板与试件之间垫以圆弧形垫条及垫层各一条，垫条与成型时的顶面垂直。开动试验机，当上压板与试件接近时，调整球座，使接触均衡。加荷速度每秒钟0.05～0.08MPa。试件接近破坏时，停止调整试验机油门，直至试件破坏。3.弯曲抗折强度采用WEW-1000型电液式万能压力机。将试件在试验机的支座上放稳对中，承压面选择试件成型时的侧面。开动试验机，当加压头与试件快接近时，调整加压头及支座，使接触均衡。加荷速度每秒钟0.05～0.08MPa。试件接近破坏时，停止调整试验机油门，直至试件破坏。四耐久性研究（一）抗氯离子渗透性能试验研究抗氯离子渗透试验按ASTMC1202-97试验方法进行。首先制作ф100mm×50mm的圆柱体试件，分别在28d和60d龄期时将试件置于氯离子渗透仪测量电池中，试件两侧水槽分别装满3.0%NaCl(负极)和0.3%MNaOH(正极)溶液，在60V的外加稳定电场下，持续测定试件6h的总导电量（Q）。1.陶粒预湿程度对抗氯离子渗透性能的影响测试28d、60d导电量；100×50mm试件48块；28d抗压强度