清华大学建筑材料实验实验报告(3)

4、1 m3混凝土水泥用量mC及硅粉用量mf

mw155

mC mf 596kg

W/C0.26

由硅粉掺量10%可求得

5、NF-2-6缓凝高效减水剂掺量

取减水剂掺量为1.5%，则可得1m3混凝土减水剂掺量为： 6砂率公式：Sp

OS p

OS p OGS

（p—石子空隙率， G—石子的表观密度， OG—石子的堆积密度， OS

—砂子的堆积密度， S—砂子剩余系数—在混凝土中砂用量与正好填满石子之间空隙的砂

的用量的比值，一般为1.2—1.4）

这里按一般的情况，取石子的表观密度 G=2680kg/m3，堆积密度

OG=1480kg/m3，砂的堆积密度为1450kg/m3，可以计算出石子的空隙率

为（这里取 S=1.4）：

p

(1 砂率：

OG1480

) 100% (1 )

100% 44.8%

G2680

1450 0.448

1.4 43%

1450 0.448 1480

7、砂石用量确定

砂、石的饱和面干含水率分别为1.5%和1.2%，计算砂、石实际含水率与饱和面干含水率的差值公式如下：

Sp

计算砂、石中所含水分质量：

计算砂、石的实际用量：

计算水的实际用量：

其中

、

和

分别为混凝土配合比计算得出的砂、石和水的用量。

一般混凝土的表观密度在 2400 kg/m3—2500kg/m3，这里假设1m3湿混凝土重量为2480 kg，于是

mC mf mW mG mS 2480kgmS

100% 43%

mG mS

根据胶凝材料和水的用量，可以计算出砂石的质量： 计算1m3混凝土中各原料的质量百分比

水泥：硅粉：石子：砂：水= 542 100%:54 100%:986 100%:743 100%:155 100%

2480

2480

2480

2480

2480

=21.8%：2.2%：39.8%：30.0%：6.2%

计算真实用水量和砂、石的实际用量。得出混凝土的配合比如下，每1m3

（四） 预期工作性与真实工作性

C80高强混凝土的预期工作性要满足塌落度在10-220mm之间，适宜于成型即可，但不得出现离析和泌水现象。塌落度以≥160mm为佳。非自密实型，不须测定扩展度。

我们组的C80的真实塌落度为180mm，很好地符合了预期的要求。在填充模具时，混凝土的密实程度较好。

但是做实验拆模时，我们发现一些试件的密实程度较差，其中有较大的空洞，这影响了试件强度的发展。

五、 实验内容

（五） 抗压预期强度与真实强度发展

1. 混凝土预期抗压强度： 1)混凝土强度等级的概念

混凝土的强度等级应按立方体抗压强度标准值划分。混凝土强度等级采用符号C与立方体抗压强度标准值（以N/ mm2 计）表示。 混凝土立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为150 mm的立方体试件,在28d龄期,用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值,强度低于该值的百分率不超过5% 。

2).试验依据标准: GB/T50081-2002 3).试验要求

混凝土强度等级≥C60，试件周围应设防崩裂罩。

4.6.1钢垫板的平面尺寸应不小于试件的承压面积，厚度应不小于25mm. 4.6.2钢垫板应机械加工，承压面的平面度公差为0.04 mm;表面硬度不小于55HRC;硬化层厚度约为5 mm. 当压力试验机上、下压板不符合4.6.2条规定时,压力试验机上、下压板与试件之间应各垫以符合4.6.2条规定的钢垫板。

3．加荷速度:

＜C30 0.30---0.50MPa/S ≥C30 0.50—0.80 MPa/S ≥C60 0.80—1.0 MPa/S

4．换算系数 100×100×100 (mm) 0.95 150×150×150(mm) 1.00 200×200×200(mm) 1.05

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,尺寸换算系数应由实验确定。 单位: MPa N/ mm

2

2. 实际抗压强度发展

抗压强度测定过程相关参数设置：垂直于受压面加载，对侧面进行实验。对C80混凝土，加荷速率取0.9MPa/s(9.0kN/s)，直至试件破坏。

结果要求：混凝土抗压和抗折强度的测定均应以3个试件作为一组。以三个试件测定值的算术平均值作为该组试件的强度值（精确至0.1MPa）。三个测定值中最大值或最小值如有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，则把最大及最小值一并舍弃，取中间值作为该组试件的测定结果。如最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%，则该组试件的测定结果无效。

根据要求，我们得到的数据都符合要求。数据如下表：

3. 实际抗压强度发展分析

混凝土7天龄期强度发展良好，基本上都已接近等级要求，个别试件甚至已

接近设计强度。分析其原因，主要是矿物掺和料硅粉的作用。硅粉有很大的比表面积与很高的活性，除了能加速C3S的水化外，硅粉的微小颗粒还可以作为C—S—H凝胶沉积的核心，这些作用加速了放热，从而使混凝土的早期水化比较完全，强度得到较大的提高。

C80强度发展的特点，前期强度发展较快，7d时的强度已接近85MPa大于预期强度要求；但是后期发展速度更快，从7d到28d过程中，强度竟然由84.5MPa增加到119.0MPa，几乎已经完全达到了C100的抗压强度要求。

通过检索相关资料，我发现C80混凝土的早强是因为硅灰的作用。研究表明若用15％的硅粉替代水泥．则每64.8mg硅酸盐水泥中大约有200万粒硅粉。因此．硅粉对混凝土性能的影响不难想象。在硬化混凝土中．硅粉粒子由于填充了水泥颗粒之问的空隙，从而增加了同体材料之间的密实性。硅粉的掺入能改善混凝土拌和物的均匀性。提高内聚力．故使其有很好的稳定性。甚至在高坍落度的情况下也不离析。试验表明．当硅粉取代水泥用显大于15％时，坍落度为15—20cm．未见材料离析和泌水。这是由于在超细粒子存在下减少了浆体内部液体的流动．接触点的增多也使内聚力增加，在浆体内部还由于水泥颗粒与硅粉粒子之间存在二次水化硅酸钙反应物牢牢地粘贴在一起的原因。用硅灰取代10％水泥用量时，水化放热速度和放热量都略高于普通混凝土。这是因为硅灰的比表面积

大，当硅灰存在于水泥颗粒之间的空隙时．与水泥水化时析出的Ca(OH)2迅速进行反应，从而导致强度快速增长。因此，可利用硅灰促进早强作用。这非常符合实验得到的数据。

我认真地参加了每一次抗折和抗压实验，对每一件试件进行了观察。我发现，在抗压实验中，我们将试件的成型面置于侧方面。绝大多数的试件现在成型面破裂。我想这主要是因为成型面的骨料在混凝土硬化的过程中产生下沉，水分上升（程度较轻，未泌水），导致表面的骨料较少，水分较多，因为形成的硬化水泥浆体强度低于中间部位的强度。

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