[整理]C30自密实混凝土配合比实验

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实验四

C30 自密实混凝土配合比设计实验

实验六

混凝土力学性能及氯离子扩散系数试

验实验报告

学 班

号： 2012010269 号：

水工 22

实验日期：

实验者： 同 组 人：

辜英晗

石磊、李轶博

冯姜波若、田向东

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一、 实验目的

1、掌握混凝土配合比设计的基本方法。

2、学习怎样测定混凝土拌和物的基天性能。

3、为混凝土力学性能实验准备试件。

4、学习混凝土主要力学性能的测试方法。

5、学习混凝土氯离子扩散系数的试验方法。

二、 实验有关知识和原理

㈠ 自密实混凝土：

1. 简介：自密实混凝土 (Self — Compacting Concrete ，简称 SCC)能够定义为：混凝土能够保持不离析和平均性。不需要外加振动完整依赖重力作用充满模板每一

个角落、达到充足密实和获取最正确的性能。在 20 世纪 80 年月初期，挪威建筑混凝

土构造海上石油平台，因为配筋密集且构造宏大，没法对混凝土振捣，所配制使用 的混凝土其实是依赖重力密实。

20 世纪 80 年月后期，日本学者第一提出自密实

混凝土的观点，当时所面对的状况：混凝土持久性在日本遇到高度重视。但因为缺 乏娴熟工人进行混凝土浇筑施工。不可以保证混凝土完整密实成为致使持久性不良的

重要原由之一， 所以就需要一种特别简单实现密实的混凝土一自密实混凝土。 实”观点形成后。研究与应用快速睁开，很快成为一种适用的、施工性能特别优秀 的混凝土。自密实混凝土被称为“近几十年中混凝土建筑技术最具革命性的发展” 因为自密实混凝土拥有众多长处：

“自密

，

·保证混凝土优秀的密实。

·提高生产效率。因为不需要振捣，混凝土浇筑需要的时间大幅度缩短，工人劳动强度大幅度降低，需要工人数目减少。

·改良工作环境和安全性。没有振捣噪音，防止工人长时间手持振动器致使的

“手臂振动综合症” 。

·改良混凝土的表面质量。不会出现表面气泡或蜂窝麻面，不需要进行表面修

理；能够传神体现模板表面的纹理或造型。

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·增添了构造设计的自由度。不需要振捣，能够浇筑成型形状复杂、薄壁和密集配筋的构造。在此从前，这种构造常常因为混凝土浇筑施工的困难而限制采纳。

·防止了振捣对模板产生的磨损。

·减少混凝土对搅拌机的磨损。

· 可能降低工程整体造价。从提高施工速度、环境对噪音限制、减少人工和保证质量等诸多方面降低成本。

但是。 自密实混凝土的原资料、 构成与配合比设计、质量控制、性能试验方法等也拥有新的特色和要求。近来几年。欧洲第一开始将微硅粉应用于自密实混凝土，因

为发现：微硅粉不单能改良混凝土硬化性能如持久性、强度等，同时能够改良自密实

混凝土塑性状态的性能。包含流变性、稳固性 ( 抗离析能力 ) 和艘变性。使自密实混凝土的质量颠簸减小、性能全面提高。

在“自密实”观点出现从前 借助高效减水剂性能的改良，配制生产高流动性混凝土已不再困难。但是，仪仪具备。高流动性还远远不够，因为流动性越高，混凝土

产生离析的趋向就越大。完整依赖自己重力充满模型并达到密实，自密实混凝土工作性的内涵有所扩大，包含以下三个基天性能：

·高流动性。保证混凝土能够绕过阻碍物，充足填补模型

内每个角落。

·高稳固性。保证混凝土质量平均一致，即不泌水。骨料不离析。

·经过钢筋空隙能力。保证混凝土穿越钢筋空隙时不发生

堵塞。

2. SCC的自密实机理：浆体的粘聚作用：

混凝土的流动性与抗离析性是互相矛盾的。 SCC之所以能流平密实，重点在于其胶结料浆体拥有必定的塑性粘度， 它能减少骨料间的接触应力， 削弱骨料的固体特征， 抑

制骨 料起拱堆集进而有效克制离析。

气泡自动聚合上调作用：

在拌和浇筑混凝土时裹入模板内的气泡，

因为混凝土自重对其产生浮力作用， 拥有 最后会

自动聚合形成更大气泡的趋向。

一旦气泡发生聚合， 则所受浮力将进一步增大，

浮出表面使混凝土密实。 SCC因为掺加高效减水剂降低了混凝土的表面张力，负气泡更

简单聚合上调， 增添混凝土的密实性。

掺合料的微粉作用：

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SCC 中的掺合料不单拥有物理填补效应，并且因为巨大的表面积产生较大的内表

面力而提高混凝土的粘聚性。 有的还拥有火山灰活性效应，

联合掺用高效减水剂和采纳

低水胶比改良集料界面构造和水泥石的孔构造，使混凝土愈来愈密实。

最大聚积密度：

SCC中各组分粒径力争知足“最大聚积密度理论” ，比如，颗粒从小到大挨次为：

微硅粉、粉煤灰、水泥、砂、石。这样细颗粒填补粗颗粒之间的缝隙，更细颗粒填补细 颗粒之间的缝隙，达到最大密度或最小缝隙率，进而有效提高

SCC的密实度。

㈡ 选择 C30 自密实混凝土的目的：

基于自密实混凝土在水利工程等大型工程中的宽泛应用，我们决定对它们进行一

下相对深入的研究。 因为 C30 混凝土的工作性比较高，对配合比设计有必定的挑战，并

且老师介绍，所以我们小组都一致决定配制

C30 自密实混凝土。一方面， 作为一种高性

能的混凝土，进行有关的配制与研究，关于我们而言，是一个挑战，也是一个提高自己

的时机，在现有的资料不多，经验不足的状况下，我们需要充足发挥团队精神，应用大

家的智慧来顺利地达成配比设计与配制的工作。另一方面，我们关于这种混凝土有很大

的兴趣，也十分想要在弄懂其配制的有关原理基础上，自己将其制作出来，丰富自己的

实践经验，学到更多在理论讲堂上学习不到的知识。

㈢ 自密实混凝土配合比设计的基本步骤：

1.确立的拌和物中粗骨料松懈体积，沙浆中砂的体积、浆体的水胶比，胶凝资猜中矿

物搅合料用量，也就确立了混凝土中各样原资料的用量。

2.大批试验及理论研究结果表示，

1m3 混凝土中粗骨料用量的松懈体积在

0.5-0.6m 3 范

围内较为适合。过小混凝土弹性模量等力学性能降低，过大则拌和物的工作性明显降低。

3.大批研究表示，中砂在自密实混凝土沙浆中的体积含量在

0.42---0.44 m 3 之间较为适

使用

宜，过大则混凝土的工作性和强度降低，

过小则则混凝土缩短较大，体积稳固性不良。

其余种类砂，其最正确砂率听由试验确立。

3.优良矿物搅合料关于提高混凝土持久性、

控制混凝土初期水化升温都拥有优秀成效，

所以确立胶凝资猜中矿物搅合料的体积的依照是实质工程对混凝土的持久性、

升温控制等要

求。

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4.混凝土中胶凝资料用量过大，易惹起混凝土体积稳固性不良，并且不经济；胶凝材

料用量过小，则体积量过少，难以知足拌和物自密实的工作性要求，依据大批试验研究，自

密实混凝土中胶凝资料总量范围宜为

450---550kg/m 3。高搅合料、少水泥用量的自密实混凝

土，应注意提高其抗碳化能力。关于一般条件下的自密实混凝土，单位体积用水量宜小于

200 kg/m 3。高持久性自密实混凝土宜小于

175 kg/m 3。在较低用水量下，拌和物工作性可通

过增添外加剂掺量、改良搅合料的需水性等技术举措来保证。

接下来是我们组设计的

C30 自密实混凝土的配合比设计步骤：

1．确立粗骨料用量：

取 1m3 混凝土中粗骨料的松堆体积 V g0 为 0.5m 3,依据粗骨料的聚积密度 1700kg/m3 ，计算出 1m3 混凝土中粗骨料的用量 mg=850kg/m3

2.计算沙浆密实体积：

1m3 的混凝土中粗骨料的表观体积为

850kg 2.7g/cm3=0.315m3

计算获取沙浆密实体积为：

V m =1-0.315=0.685m3

3.计算砂的用量：

因为实验中使用的砂为粗砂，较规范中提到的中砂更粗，混凝土更简单离析，我们适

当增添了砂率，将粗砂在沙浆中体积含量设为

0.465。

计算得： V S =0.685 0.46=0.315m3

m S=836.6kg/m3

4.确立胶凝资料用量与水用量：

依照混凝土强度要求：

W C

0.64。

Afce

fABfcu ,0

ce

计算得水灰比为

依照规范水含量不宜超出 算得水泥用量为

200kg ，故将水用量定位 197kg/m3

307.8kg/m3

由总质量约为 2400kg、胶凝资料总量 450-550kg ，粉煤灰对水泥约 10%的代替率。算得：

水泥用量： 276,.8kg/m3

粉煤灰用量： 190.7kg/m3

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水用量： 197kg/m3

5.确立减水剂用量

按 240mm 坍落度来算，水含量应当

246kg 左右，则减水约 20%。则减水剂掺量 1,3%

㈣ 混凝土的制备仪器和过程：

1. 仪器设施：

① 混凝土搅拌机，容量为

50~100L ，转速为 18~22r/min ；

② 台秤，称量 50kg，感量 50g；

③ 量筒（ 100mL ）；

④ 天平；

⑤ 拌铲与拌板等。

2. 机械搅拌步骤：

① 按设计的配合比称取各样资料的用量。

② 用按配合比称量的水泥、砂、水及少许石子在搅拌机中预拌一次，使水泥沙浆部分

粘附在搅拌机及叶片上，并刮去多与沙浆，以防止正是搅拌时的配合比。

③ 挨次向搅拌机内加入石子、砂和水泥，开动搅拌机干拌平均后，将水渐渐加入，再

将减水剂迟缓加入。所有加料时间不超出

2min。

2~3 次，即可做拌和物的各 30min 内达成。

④ 将拌和物自搅拌机卸出，倾倒在铁板上，再经人工拌和

项性能试验或成型试件。从开始加水起，所有操作一定在

㈤ 配制的混凝土的性能查验：

新拌混凝土坍落度的测定：

主要仪器设施：

① 坍落度筒：由薄钢板或其余金属板制成截头圆锥形。

② 捣棒（端部应磨圆） 、装料漏斗、小铁铲、钢直尺、镘刀等。

实验步骤：

① 第一用湿布湿润坍落度筒及其余器具，将坍落度筒置于铁板上，漏斗置于坍落度筒

顶部并用双脚踩紧踏板。

② 用铁铲将拌好的混凝土拌和料分三层装入筒内，

每层高度约为筒高的 1/3。每层用捣

棒沿螺旋方向由边沿向中心插捣

25 次。插捣基层时应贯串整个深度，插捣其余两层时捣棒

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应插至下一层的表面。

③ 插捣完成后， 除掉漏斗，用镘刀刮去多与拌和物并抹平，

消除筒周围拌和物， 在 5~10s

即

内垂直安稳地提起坍落度筒。 随即量测筒高与坍落伍的混凝土试体最高点之间的高度差， 为混凝土拌和物的坍落度值。

④ 从开始装想到坍落度筒提起，

整个过程应在 150s 内达成。当坍落度筒提起后，混凝

如第二次仍出现这种现象，

则

土试体发生崩坍或一边剪坏现象，

则应从头取样测定坍落度；

表示该拌和物和易性不好。

⑤ 在测定坍落度过程中，应注意察看粘聚性与保水性。

实验结果的记录和评定：

① 稠度

以坍落度表示，单位

mm，精准至 5mm。

② 粘聚性

以捣棒轻敲混凝土锥体侧面，如锥体渐渐下沉，表示粘聚性优秀；如锥体倒坍、崩裂或离析，表示粘聚性不好。

③ 保水性

提起坍落度筒后，如底部有许多稀浆析出，骨料外露，表示保水性不好；如无稀浆

或有少许稀浆析出，表示保水性优秀。

实验结论：

我们实验中测得的坍落度为 230mm，扩展度为 470mm。此中扩展度和坍落度已经很好地达到了我们预期的水平，所以我们混凝土的工作性能够获取保证。

在实验场所，没有使用铁板或是玻璃板来进行坍落度和扩展度的实验，而是直接在地长进行。地面其实不是十分的平展，并且因为从前还有其余的组做了这个实验，所以地面残余的一些杂质也比许多。这样，在新拌混凝土的流动过程中，就会遇到相当大的阻力，其坍落度和扩展度就会遇到很大的影响。所以我们测定的坍落度和扩展度应当是比实质值偏低的，所以工作性能够获取保证。

至于 7 天、 28 天抗压强度，劈裂抗拉强度，钢筋握裹力，氯离子扩散系数等在第六次实验报告中有详尽介绍

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价钱评定：

依据网上给出的原料价钱以以下图我们计算了我们的成本

以下表七：

浓度为 30%

P.O.42.5 水泥 聚羧酸减水 砂 粉煤灰石子

剂

4 元/吨 421 元/吨

约 110 元 /吨

约 8000 元 /吨 约 70 元/吨 约 75 元/吨

表七

我们对 25L 水泥造价计算以下表八：

浓度为 30%

石子

P.O.42.5 水泥

聚羧酸减水

剂

水 砂

粉煤灰

0.02 元 /25L

2.24 元/25L

1.02 元 /25L

2.56 元 /25L

1.44 元 /25L

0.44 元/25L

总计 7.72 元/25L

表八

换算为 1m3 混凝土造价为 309 元

因为混凝土的价钱在不一样城市不一样时间都在颠簸，所以没法给出一个绝对照较，下边给出

9 年不一样城市不一样月份的知道价钱

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表九

现在年不一样城市的市场价以下：

2011 年7 月份全国主要城市商品混凝土市场价钱

城市 C15 北京 375 上海 — 南京 371 杭州 320 西安 305 天津 335 厦门 312 济南 325 长沙 300 福州 340 南昌 286

元/m3 C55 495 — 491 — 400 450 — 450 425 465 410

C60 510

— 506 — 420 480 — — 455 490 425

C20 390 395 386 348 310 345 343 335 305 350 296 C25 405 405 401 374 315 355 371 345 310 360 305 C30 420 415 416 385 320 360 393 359 315 370 315 C35 435 420 431 409 330 370 407 369 325 380 330 C40 450 425 446 425 340 380 437 381 335 395 345 C45 465 440 461 467 360 400 473 392 360 415 365 C50 480 445 476 497 380 420 500 410 380 440 385

从中我们能够看出我们的混凝土在大城市仍是能够盈余好多，

但在中小城市盈余不多，

算上运费还有可能赔本，总的来说，我们的混凝土仍是特别拥有竞争力的。

三、 实验总结

此次配制 C30 自密实混凝土的实验，从议论、确立方案到混凝土的配制和此后的性能

实验， 都是我们一个大组每一个人卖力共同达成的。 每次测试我们的混凝土的时候，

每一个人心 这是我们

都悬着。 等结果出来合格了甚至特别好的时候，

大家又都十分激动甚至喝彩起来。

第一次这么多人合作达成实验。 这也是我和土木匠程中使用最宽泛的资料——混凝土的第一

次亲近接触。很希望能讲自己做的混凝土带回一个去作为纪念。

在实验的过程中， 我们既紧张又喜悦。 紧张的是怕自己的混凝土不切合有关的要求，

兴

奋的是我们看到我们的混凝土比较优秀地达成了各项指标的测试。

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实验中，我们学习到了钢筋握裹强度、劈裂抗拉强度、氯离子扩散系数的测试方法，复

习了抗压强度的测试方法， 关于我们专业知识的丰富， 还学习到了利用有关指标关于混凝土性能进行评论的方法， 作用。本次实验是对我们配制的混凝土的一些性能的有关测试， 个实验， 因为混凝土的设计时建筑资料的主要方面， 是出在理论和实质的差异之上。

专业修养的养成有很大的帮助。

我们

这关于此后的学习有很大的促使

是建筑资猜中最为重要的一

主要都

在实验中我们也发现好多问题，

建筑资料是成立在实验之上的一门科学，

在其余地方就不合用了。

好多都一定靠实验

来进行考证，好多理论在别处合用， 所以，此后我们在进行建筑材

料的有关研究和实践的时候，一定从实质出发，参照标准但不限制于它。才能获得打破，获 得更大的知识， 进而提高自己的能力。 感谢郭老师的尽心指导！

此次实验让我们对建筑资料有了更深入的认识，

再次

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