水泥含量

水泥含量

混凝土的水泥用量,通過試配確定。試配方案中採用的水泥量通常為660~940磅/碼。在評價最優水泥含量時,試驗拌合物的稠度通常設計得允許用水量能按照拌合物的需水量而改變。

概述

水泥用量是決定塑性混凝土強度的主要因素之一,在一定範圍內增加水泥用量可以提高塑性混凝土的強度、降低混凝土的脆性。但是水泥用量增加到一定值後,對強度的影響不再明顯。因此,塑性混凝土的水泥用量應有最佳範圍,以便既滿足塑性混凝土強度的要求,又節省水泥。從強度差、強度增長折線圖、強度增長率等方面分析,水泥用量的最佳值在120kg/m³左右。

水泥用量增加對強度增長趨勢的影響大小依次是抗壓強度、劈裂抗拉強度和抗折強度,強度的後期增長較為緩慢。水泥用量對塑性混凝土的脆性也有影響,塑性混凝土脆性隨水泥用量增加而變小。

水泥用量對強度的影響

下面從強度差、強度增長折線圖和強度增長係數三方面來分析水泥用量對塑性混凝土強度的影響。

以水泥用量為90kg/m³的塑性混凝土抗壓強度、劈裂抗拉強度和抗折強度值為基準,將三種水泥用量下的強度依次從後往前,減去前一種水泥用量的塑性混凝土抗壓強度值即為強度差,其結果見表1。由表1可見,水泥用量從90kg/m³增加到120kg/m³與水泥用量從kg/m³增加到kg/m³所引起的強度差是不一樣的,前者更大,說明水泥用量達到一定程度kg/m³後,再增加其用量,對塑性混凝土強度的影響較小。

表1 強度差
水泥容量kg/m³100mm立方體抗壓強度差150mm立方體抗壓強度差100mm立方體劈裂抗拉強度差150mm立方體劈裂抗拉強度差抗折強度差
90 120 150 0 0.29 0.10 0 0.29 0.06 0 0.06 0.03 0 0.05 0.03 0 0.11 0.07

塑性混凝土抗壓強度、劈裂抗拉強度和抗折強度隨水泥用量增加的強度增長折線見圖1可以看出,隨水泥用量增加,塑性混凝土各種強度的增長率先高后低,水泥用量超過120kg/m³,強度增長緩慢。

以水泥用量為90kg/m³的塑性混凝土抗壓強度、劈裂抗拉強度和抗折強度值為基準,將90kg/m³,120kg/m³,150kg/m³三種水泥用量下的後一種水泥用量時的強度與前一種水泥用量時的強度的比值稱為強度增長率,結果見表2。由表2可見,水泥用量為120kg/m³或150kg/m³時,100mm和150mm立方體的抗壓強度增長比值基本相等;100 mm和150mm立方體的劈裂抗拉強度增長比值也基本相等。水泥用量為120kg/m³時的強度增長比值比水泥用量為150kg/m³時的強度增長比值要大一些,仍然說明水泥用量超過一定值(120kg/m³)後,塑性混凝土強度的增長速度相對降低。

表2 強度增長率
水泥容量kg/m³100mm立方體抗壓強度比值150mm立方體抗壓強度比值100mm立方體劈裂抗拉強度比值150mm立方體劈裂抗拉強度比值抗折強度比值
90 120 150 1 1.22 1.06 1 1.23 1.04 1 1.35 1.13 1 1.31 1.14 1 1.28 1.14

水泥含量測定

水泥含量 水泥含量

標準的水泥含量測定首先是將一定量的新拌混凝土採用一定量的水,在篩上進行沖洗,通過攪動使混凝土中的水泥和其他細顆粒都被沖洗出,並且均勻地懸浮在液體中。取懸浮液125ml或30ml,與稀進行混合,並進一步加水稀釋,採用滴定法或鈣分析儀進行鈣離子濃度分析,通過已作出的鈣離子濃度與水泥用量的標準直線關係。即可查找出對應的水泥含量值。有一些條件會影響到這一方法測定結果的準確性,如混凝土中鈣含量的變化及分布的不均勻。另外,若混凝土中摻有化學外加劑和矽灰,則隨著測定時間延長,鈣含量值會有所增加。水泥含量的測定還可用於水泥土和碾壓混凝土的質量控制。

混凝土中的水泥含量還可以採用核子儀進行迅速測定。將核子儀探頭直接插入到混凝土中,可通過接收裝置測定伽馬射線,以確定吸收係數,並通過關係曲線轉換成鈣原子含量。核子儀測定的優點是方便、迅速,其缺點則是要建立起準確的關係曲線。另外,採用鈣質集料時,對測定的準確性也有一定的影響。

液體比重計是基於水泥懸浮液的密度來確定水泥含量。其具體方法是將一定的混凝土沖洗過150μm篩,將通過150μm篩的細粉裝到容器中,並加水到一標準刻度。攪動容器1min,然後採用比重計進行測定。每10s記錄一數據,直至2min。重複上述試驗四次,並得到平均值。將測定的數值與標準試驗曲線進行對比,即可獲得混凝土中水泥含量值。液體比重計的測定方法較為簡單、迅速,測定誤差小於水泥含量的4%。但是這一方法對溫度的影響較敏感。另外,一些通過150μm篩的非水泥細粉材料也被計入在水泥含量中。

水泥含量 水泥含量
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混凝土中含水量測定:將一定量的混凝土與一定體積已知濃度的氯鹽溶液進行攪拌,氯鹽溶液就會與混凝土中的自由水充分混合,通過取樣進行體積滴定或是採用庫侖計測定,即可計算出混凝土中的含水量。由於有些混凝土中會含有一些氯鹽離子,因此還需要增加一空白試驗,即與同樣的純水混合後進行的測定。為保證這一測定方法的準確性,一是要將混凝土與氯鹽溶液進行充分的混合;二是要獲得100ml的液體樣進行分析。混凝土中含水量的測定還包括稠度方法、分離方法、電性方法及核子方法等。稠度方法是先測定混凝土的稠度,再加入一定量的水,並測定加水後混凝土的稠度。通過公式即可計算出原混凝土的含量,即:

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