《土木工程材料》课程教学资源（试验指导书）实验四 新版混凝土性能试验

实验五新拌混凝土性能试验 一、实验目的与要求 设计混凝土配合比，并根据配合比拌制混凝土，同时可观察掺外加剂后新 拌混凝土和易性变化，测试其和易性。通过直观感受混凝土的性能，进一步掌 握混凝土的配合比设计计算及其性能的测试方法。 二、试验仪器 磅秤、天平、坍落度筒、振动台、拌和钢板、钢抹子、量筒、拌铲、钢 尺、喂料斗、捣棒等。 三、实验步骤 (一)混凝土配合比设计 1、初步计算配合比设计步骤 1)计算混凝土配置强度(Jm0)。 2)根据配制强度和耐久性要求计算水胶比(WB)。 3)根据施工要求的塌落度和骨料品种、粒径，查表选取每立方米混凝土的用水 量m0)

实验五 新拌混凝土性能试验 一、实验目的与要求 设计混凝土配合比，并根据配合比拌制混凝土，同时可观察掺外加剂后新 拌混凝土和易性变化，测试其和易性。通过直观感受混凝土的性能，进一步掌 握混凝土的配合比设计计算及其性能的测试方法。 二、试验仪器 磅秤、天平、坍落度筒、振动台、拌和钢板、钢抹子、量筒、拌铲、钢 尺、喂料斗、捣棒等。 三、实验步骤 （一）混凝土配合比设计 1、初步计算配合比设计步骤 1）计算混凝土配置强度（ ）。 2）根据配制强度和耐久性要求计算水胶比（W/B）。 3）根据施工要求的塌落度和骨料品种、粒径，查表选取每立方米混凝土的用水 量（ ）

4)计算每立方米混凝士的胶凝材料用量m0): 5》计算每立方米混凝土的矿旷物掺合料用量(mg0)。 6)确定合理砂率（月）. 7)计算粗、细骨料mg0、m0)用量并确定初步计算E合比。 2、计算算例 某工程设计要求的混凝土强度等级为C25,强度保证率P=95%,混凝土的 塌落度要求为35~50mm,试设计计算混凝土的理论和实验室配合比。其中各 原材料情况见下表。 原材料 材料情况 水泥P042.5,密度pc=3.10g1cm 砂 问砂，细度模数2.7，含水率2.0%，表观密度分别ps=2.65g/cm 石 碎石，最大粒径31.5mm,表观密度为ps=2.70g1cm3 1)∫m02∫+1.645c=25+1.645×5.0=33.22MPa 标准值C(MPa) 混凝土强度标准值 C20以下 C25-C45 C50-C55 4.0 5.0 6.0 厂a0混凝土配制强度(MPa) Jcuk混凝土的设计强度等级值(MPa) O混凝土强度标准差(MPa〉

4）计算每立方米混凝土的胶凝材料用量（ ）； 5）计算每立方米混凝土的矿物掺合料用量（ ）。 6）确定合理砂率（ ）。 7）计算粗、细骨料（ ）用量并确定初步计算配合比。 2、计算算例 某工程设计要求的混凝土强度等级为 C25，强度保证率 P=95%，混凝土的 塌落度要求为 35~50mm，试设计计算混凝土的理论和实验室配合比。其中各 原材料情况见下表。 原材料 材料情况 水泥 P·O 42.5，密度 ρc=3.10g/cm3 砂 河砂，细度模数 2.7，含水率 2.0%，表观密度分别 ρs=2.65g/cm3 石 碎石，最大粒径 31.5mm，表观密度为 ρs=2.70g/cm3 1） 标准值 （MPa） 混凝土强度标准值 C20 以下 C25~C45 C50~C55 σ 4.0 5.0 6.0 混凝土配制强度（MPa） 混凝土的设计强度等级值（MPa） 混凝土强度标准差（MPa）

W/B= daf 0.53×42.5×1.16 a0+a,4/32+058x020x425x1160.68 da、 C。回归系数 系数品种 碎石 卵石 0.53 0.49 0.20 0.13 人数州28天热动抗压支万=7人。7小石台楼天.了超多角 系数 ∫。=Y:fg:水泥强度等级富余系数 。8水泥强度等级值 水泥强度等级值的富余系数 水泥强度等级值 32.5 42.5 52.5 富余系数 1.12 1.16 1.10 3)查表得m0=195k9m。（注：由于实际砂石原材料的性能，经常未能达 到表中质量要求，因此拌制混凝土时的实际用水量通常大于表中理论用水量) 混凝土的用水量(kgm3 拌合物稠度 卵石最大粒径(mm) 碎石最大粒径(mm) 项目指标 10 2031.540 162031.540 1030 190 170 160150200185 175165 落度 3550 200 180 170160 210 195 185 175 (mm 55~70210 190180170220205 195185 75-90215195 185175230215 205 195

2） 、 回归系数 系数 品种 碎石 卵石 0.53 0.49 0.20 0.13 胶凝材料 28 天胶砂抗压强度 粉煤灰、矿粉影响 系数 水泥强度等级富余系数 水泥强度等级值 水泥强度等级值的富余系数 水泥强度等级值 32.5 42.5 52.5 富余系数 1.12 1.16 1.10 3）查表得 =195kg/m3。（注：由于实际砂石原材料的性能，经常未能达 到表中质量要求，因此拌制混凝土时的实际用水量通常大于表中理论用水量） 混凝土的用水量（kg/m3） 拌合物稠度 卵石最大粒径（mm） 碎石最大粒径（mm） 项目 指标 10 20 31.5 40 16 20 31.5 40 坍落度 （mm） 10～30 190 170 160 150 200 185 175 165 35～50 200 180 170 160 210 195 185 175 55～70 210 190 180 170 220 205 195 185 75～90 215 195 185 175 230 215 205 195

4)mco=m/(W/B)-288 kg/m3 5)查表得月-40%。（注：考患到在实验中，需要进一步进行掺外加剂性能 的实验，因此实际采用的砂率需大于表中理论砂率) 混凝土砂率(%》 水胶比 卵石最大粒径(mm) 碎石最大粒径(mm) (W/B 20 16 20 40 0.40 26~3225~3124~3030~3529~3427~32 0.5030~3529~3428~3333~3832~3730~35 0.6033~3832-3731~363641 35~403338 0.70 3641354034~3939~44 38~4336~41 6)重量法 假定每立方米混凝土拌合物质量为2400kg。 mcp mco +mwo +m:o+mgo m195kg/m3 -288 kgm30% B.=- m0一×100 m20+m0 m,0=767kgm3, mg0=1150kg1m3 7)体积法 1=m+m0+m0+"2+0.01a Pe Pw P:Pg

4） =288 kg/m3 5）查表得 =40%。（注：考虑到在实验中，需要进一步进行掺外加剂性能 的实验，因此实际采用的砂率需大于表中理论砂率） 混凝土砂率（%） 水胶比 （W/B） 卵石最大粒径（mm） 碎石最大粒径（mm） 10 20 40 16 20 40 0.40 26～32 25～31 24～30 30～35 29～34 27～32 0.50 30～35 29～34 28～33 33～38 32～37 30～35 0.60 33～38 32～37 31～36 36～41 35～40 33～38 0.70 36～41 35～40 34～39 39～44 38～43 36～41 6）重量法 假定每立方米混凝土拌合物质量为 2400 kg。 =195kg/m3 =288 kg/m3 =40% =767 kg/m3， =1150 kg/m3 7）体积法

假定为0 pc=3.10g/cm3,pw=1.00g1cm3ps=2.65g1cm3,pg-2.70g/cm3 m0=195kgmm.0=-28kgm3月-40g B.= -×100 mgo +mo m,0=767kgm3, m go =1150 kg/m3 8)施工配合比 河砂含水率2.0% 1)重量法 m.o=767 kg/m3 ms0=m:0×(1+0.02)=782kg/m3 21m0=m0-(m0-m0)=180。 2)体积法 mo=763kgm3m':0=m0×(1+0.02)=778kg/m mw0=m0-(m0-m0)=180, 9)计算结果 方法 每立方米各项材料用量(kg) 水 水泥 砂 石 理论 195 288 767 1150 质量法 施工 180 288 782 1150 体积法理论 195 288 763 1145

假定为 0 ρc=3.10g/cm3，ρw=1.00g/cm3 ρs=2.65g/cm3，ρg=2.70g/cm3 =195kg/m3 =288 kg/m3 =40% =767 kg/m3， =1150 kg/m3 8）施工配合比 河砂含水率 2.0% 1) 重量法 2) 2)体积法 9）计算结果 方法 每立方米各项材料用量（kg） 水 水泥 砂 石 质量法 理论 195 288 767 1150 施工 180 288 782 1150 体积法 理论 195 288 763 1145

工1028978145 (二)新拌混凝土性能及调整 混凝土人工搅拌的方法如下： 1、先将砂子倒在搅板的一侧，然后把水泥倒在砂子上翻拌23次。 2、让砂子和水泥搅拌均匀后再加水，继续搅拌2^3次。 3、拌均匀后即可投入石子，继续均匀搅拌数次，直到石子与灰浆全部调匀 且稠度适合。 搅拌时力求动作敏捷，搅拌时间从加水时算起，应大致符合下列规定： 搅拌物体积为30L以下时4^5min(分钟) 搅拌物体积为30L-50L时59min 搅拌物体积为51L-75L时9^12min 拌好后，根据试验要求，立即做坍落度测定或试件成型。从开始加水时算 起，全部操作须在30min内完成。 4、拌好后 1)普通混凝土进行和易性测试：坍落度、粘聚性和保水性。 2)若混凝士和易性不能满足设计时要求可进行现场调整

施工 180 288 778 1145 （二）新拌混凝土性能及调整 混凝土人工搅拌的方法如下： 1、先将砂子倒在搅板的一侧，然后把水泥倒在砂子上翻拌 2~3 次。 2、让砂子和水泥搅拌均匀后再加水，继续搅拌 2~3 次。 3、拌均匀后即可投入石子，继续均匀搅拌数次，直到石子与灰浆全部调匀 且稠度适合。 搅拌时力求动作敏捷，搅拌时间从加水时算起，应大致符合下列规定： 搅拌物体积为 30L 以下时 4~5min(分钟） 搅拌物体积为 30L-50L 时 5~9min 搅拌物体积为 51L-75L 时 9~12min 拌好后，根据试验要求，立即做坍落度测定或试件成型。从开始加水时算 起，全部操作须在 30min 内完成。 4、拌好后 1）普通混凝土进行和易性测试：坍落度、粘聚性和保水性。 2）若混凝土和易性不能满足设计时要求可进行现场调整

5、坍落度、扩展度、黏聚性和保水性 ①湿润坍落度筒及底板。 ②分三层装筒，每层三分之一左右，每层用捣棒由外向中心捣25次。 ③刮去多余混凝土后，用抹刀抹平，清除底板筒边多余混凝土后，垂直平 稳提筒。 ④测量坍落后混凝土最高点与筒高的高度差，所测的值为该混凝土拌合物 的坍落度值。 ⑤当混凝土拌合物的坍落度大于220mm时，用钢尺测量混凝土拌合物扩 展后最终的最大和最小直径。取算术平均值作为扩展度值。（两直径差大于 50mm为试验无效) ⑥用捣棒在己坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打来观察黏聚性。 ⑦坍落度筒提起后稀浆从底部析出的量来观察保水性。 6、成型混凝土抗压强度试件。 )将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使 混凝土拌合物高出试模口。 2)试模应固定在振动台上，振动应持续到表面出浆为止，不得过振。 3)刮除试模口多余混凝土，待临近初凝时用抹刀抹平。 4)混凝土带模养护24h后拆模，并编号（班级和组号），将试件放入标 准养护室进行养护

5、坍落度、扩展度、黏聚性和保水性 ①湿润坍落度筒及底板。 ②分三层装筒，每层三分之一左右，每层用捣棒由外向中心捣 25 次。 ③刮去多余混凝土后，用抹刀抹平，清除底板筒边多余混凝土后，垂直平 稳提筒。 ④测量坍落后混凝土最高点与筒高的高度差，所测的值为该混凝土拌合物 的坍落度值。 ⑤当混凝土拌合物的坍落度大于 220mm 时，用钢尺测量混凝土拌合物扩 展后最终的最大和最小直径。取算术平均值作为扩展度值。（两直径差大于 50mm 为试验无效） ⑥用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打来观察黏聚性。 ⑦坍落度筒提起后稀浆从底部析出的量来观察保水性。 6、成型混凝土抗压强度试件。 1）将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使 混凝土拌合物高出试模口。 2）试模应固定在振动台上，振动应持续到表面出浆为止，不得过振。 3）刮除试模口多余混凝土，待临近初凝时用抹刀抹平。 4）混凝土带模养护 24h 后拆模，并编号（班级和组号），将试件放入标 准养护室进行养护

四、实验数据处理 记录混凝土坍落度、扩展度、粘聚性和保水性的数据或状况。所 测坍落度是否满足要求，不满足时调整用水量：粘聚性和保水性状况 不佳时，可调整砂率。 五、实验注意事项 1、混凝土配合比设计应满足耐久性能要求，这是本次规范所强调 的。 2、在做有关混凝土试验时，使用工具都要先用水润湿和注意安全 3、做完混凝土试验后，及时清理现场。 4、因课堂时间、操作进度等原因，实验的实际条件、步骤与标准方 法中有所差异

四、实验数据处理 记录混凝土坍落度、扩展度、粘聚性和保水性的数据或状况。所 测坍落度是否满足要求，不满足时调整用水量；粘聚性和保水性状况 不佳时，可调整砂率。 五、实验注意事项 1、混凝土配合比设计应满足耐久性能要求，这是本次规范所强调 的。 2、在做有关混凝土试验时，使用工具都要先用水润湿和注意安全。 3、做完混凝土试验后，及时清理现场。 4、因课堂时间、操作进度等原因，实验的实际条件、步骤与标准方 法中有所差异

六、思考与讨论 1、配合比设计前应该掌握那些信息才能进行配合比设计？ 2、为什么在试验前要润湿与混凝士接触的工具？ 3、拌和物的和易性如果不满足要求，如坍落度偏大，该如何调 整？坍落度偏小，该如何调整？调整时应注意哪些事项？ 4、其他观察现象、问题和结论。 5、比较各组试验结果，分析差异及讨论影响因素？

六、思考与讨论 1、配合比设计前应该掌握那些信息才能进行配合比设计？ 2、为什么在试验前要润湿与混凝土接触的工具？ 3、拌和物的和易性如果不满足要求，如坍落度偏大，该如何调 整？坍落度偏小，该如何调整？调整时应注意哪些事项？ 4、其他观察现象、问题和结论。 5、比较各组试验结果,分析差异及讨论影响因素？