普通混凝土配合比试验

试验五　普通混凝土配合比试验

混凝土配合比设计、试配与调整依据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ　55—2011）进行。混凝土拌合物性能试验依据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB／T　50080—2002进行。

一、混凝土试验室拌和方法

（一）一般规定

1.拌制混凝土的原材料应符合技术要求，并与实际施工材料相同，在拌和前材料的温度应与室温相同，宜保持（20±5）℃，水泥如有结块，应用64孔／cm²筛过筛后方可使用。

2.配料时以质量计，称量精度要求：砂、石为±1%，水、水泥掺合料、外加剂为±0.5%。

3.砂、石骨料质量以干燥状态为基准。

4.从试样制备完毕到开始做各项性能试验不宜超过5 min。

（二）主要仪器设备

1.混凝土搅拌机。容量50～100 L，转速18～22 r／min。

2.台秤。称量50 kg，感量50 g。

3.其他用具，量筒（500 m L、100 m L）、天平、拌铲与拌板等。

（三）拌和步骤

1.人工拌和

（1）按所定配合比称取各材料用量。

（2）将拌板和拌铲用湿布润湿后，把称好的砂倒在铁拌板上，然后加水泥，用铲自拌板一端翻拌至另一端，如此重复，拌至颜色均匀，再加入石子翻拌混合均匀。

（3）将干混合料堆成堆，在中间作一凹槽，将已称量好的水倒一半左右在凹槽中，仔细翻拌，注意勿使水流出。然后再加入剩余的水，继续翻拌，其间每翻拌一次，用拌铲在拌和物上铲切一次，直至拌和均匀为止。

（4）拌和时力求动作敏捷，拌和时间自加水时算起，应符合标准规定，拌和物体积为30 L时拌4～5 min，30～50 L时拌5～9 min，51～75 L时拌9～12 min。

2.机械搅拌

（1）按给定的配合比称取各材料用量。

（2）用按配合比称量的水泥、砂、水及少量石子在搅拌机中预拌一次，使水泥砂浆部分黏附搅拌机的内壁及叶片上，并刮去多余砂浆，以避免影响正式搅拌时的配合比。

（3）依次向搅拌机内加入石子、砂和水泥，开动搅拌机干拌均匀后，再将水徐徐加入，全部加料时间不超过2 min，加完水后再继续搅拌2 min。

（4）将拌合物自搅拌机卸出，倾倒在铁板上，再经人工拌和2～3次，即可做拌合物的各项性能试验或成型试件。从开始加水起，全部操作必须在30 min内完成。

二、混凝土拌合物稠度试验

拌合物稠度试验分坍落度法和维勃稠度法两种，前者适用于坍落度值不小于10 mm的塑性和流动性混凝土拌合物的稠度测定，后者适用于维勃稠度在（5～30）s之间的干硬性混凝土拌合物的稠度测定。要求骨料最大粒径均不得大于40 mm。

（一）坍落度测定

1.主要仪器设备

（1）坍落度筒：截头圆锥形，由薄钢板或其他金属板制成，形状和尺寸见图15－8。

（2）捣棒（端部应磨圆）、装料漏斗、小铁铲、钢直尺、镘刀等。

图15－8　坍落度筒及捣棒

2.试验步骤

（1）首先用湿布润湿坍落度筒及其他用具，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合料分三层装入筒内，每层高度约为筒高的1／3。每层用捣棒沿螺旋方向由边缘向中心插捣25次。插捣底层时应贯穿整个深度，插捣其他两层时捣棒应插至下一层的表面。

（3）插捣完毕后，除去漏斗，用镘刀括去多余拌合物并抹平，清除筒四周拌合物，在5～10 s内垂直平稳地提起坍落度筒。随即量测筒高与坍落后的混凝土试体最高点之间的高度差，即为混凝土拌合物的坍落度值。

（4）从开始装料到坍落度筒提起整个过程应在150 s内完成。当坍落度筒提起后，混凝土试体发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样测定坍落度，如第二次仍出现这种现象，则表示该拌合物和易性不好。

（5）在测定坍落度过程中，应注意观察粘聚性与保水性。

（6）当混凝土拌合物的坍落度大于220 mm时，用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大和最小直径，当其差值小于50 mm时，取其平均值作为坍落扩展度值，否则，此次试验无效。

3.试验结果

（1）稠度。以坍落度和坍落扩展度表示，单位mm，精确至1 mm，结果表达修约至5 mm。

（2）粘聚性。以捣棒轻敲混凝土锥体侧面，如锥体逐渐下沉，表示粘聚性良好；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较多稀浆析出，骨料外露，表示保水性不好；如无稀浆或少量稀浆析出，表示保水性良好。

（二）维勃稠度测定

1.主要仪器设备

（1）维勃稠度仪：其振动频率为（50±3）Hz，装有空容器时台面振幅应为（0.5±0.1）mm。

（2）秒表，其他仪器同坍落度试验。

2.试验步骤

（1）将维勃稠度仪放置在坚实水平的基面上。用湿布将容器、坍落度筒、喂料斗内壁及其他用具擦湿。就位后将测杆、喂料斗和容器调整在同一轴线上，然后拧紧固定螺丝。

（2）将混凝土拌合料经喂料斗分三层装入坍落度筒，装料与捣实方法同坍落度试验。

（3）将喂料斗转离，垂直平稳地提起坍落度筒，应注意不使混凝土试体产生横向扭动。

（4）将圆盘转到混凝土试体上方，放松测杆螺丝，降下透明圆盘，使其轻轻接触到混凝土试体顶面，拧紧定位螺丝。

（5）开启振动台，同时用秒表计时，当振至透明圆盘的底面被水泥浆布满的瞬间关闭振动台，并停表计时。

3.试验结果

由秒表读出的时间（s）即为该混凝土拌合物的维勃稠度值，精确至1 s。

三、混凝土拌合物表观密度试验

（一）主要仪器设备

1.容量筒。对骨料最大粒径不大于40 mm，容量筒为5 L；当粒径大于40 mm时，容量筒内径与高均应大于骨料最大粒径4倍。

2.台秤。称量50 kg，感量50 g。

3.振动台。频率为（3000±200）次／min，空载振幅为（0.5±0.1）mm。

（二）试验步骤

1.润湿容量筒，称其质量m₁（kg），精确至50 g。

2.将配制好的混凝土拌合料装入容量筒并使其密实。当拌合料坍落度不大于70 mm，可用振动台振实，大于70 mm用捣棒捣实。

3.用振动台振实时，将拌和料一次装满，振动时随时准备添料，振至表面出现水泥浆，没有气泡向上冒为止。用捣棒捣实时，混凝土分两层装入，每层插捣25次（对5 L容量筒），每一层插捣完后用橡皮锤轻轻沿容器外壁敲打5～10次，直到拌合物均表面插捣孔消失并不见大气泡为止。

4.用镘刀将多余料浆刮去并抹平，擦净筒外壁，称出拌合料与筒的总质量m2（kg）。

（三）结果计算

按下式计算混凝土拌合物的表观密度ρ_oc测（精确至10 kg／m³）：

式中　V₀——容量筒体积（L），可按试验四中的方法校正。

四、混凝土配合比的试配与确定

（一）混凝土配合比试配

1.按混凝土计算配合比确定的各材料用量C₀、S₀、G₀及W₀等进行称量，然后进行拌和及稠度试验，以检定拌合物的性能。

2.和易性调整。若配制的混凝土拌合物坍落度（或维勃稠度）不能满足要求，或粘聚性和保水性不好时，应进行和易性调整。

当坍落度过小时，须在水胶比（W／B）不变的前提下分次掺入备用的5%或10%的水泥浆，至符合要求为止；当坍落度过大时，可保持砂率不变，酌情增加砂和石子；当粘聚性、保水性不好时，可适当改变砂率。调整中应尽快拌和均匀后重做稠度试验，直到符合要求为止。从而得出检验混凝土用的基准配合比。

3.以混凝土基准配合比中的基准W／B和基准W／B±0.05（高强混凝土为基准W／B±0.03），配制三组不同的配合比，其用水量不变，砂率可增加或减少1%。制备好拌合物，应先检验混凝土的稠度、粘聚性、保水性及拌合物的表观密度，然后每种配合比制作一组（3块）试件，标准养护28 d试压。

（二）混凝土配合比设计值的确定

1.根据试验所得到的不同W／B的混凝土强度，用作图或计算求出与配制强度相对应的B／W比值，并初步求出每立方米混凝土的材料用量：

用水量（W）——取基准配合比中的用水量值，并根据制作强度试件时测得的坍落度（或维勃稠度）值，加以适当调整。

胶凝材料用量（B）——取用水量乘以经试验定出的、为达到配制强度所必需的水胶比。

粗、细骨料用量（G与S）——取基准配合比中粗、细骨料用量，并作适当调整。

2.配合比表观密度校正。混凝土计算表观密度为ρ_oc计（ρ_oc计＝W＋B＋S＋G），实测表观密度为ρ_oc测，则校正系数δ为：

当表观密度的实测值与计算值之差不超过计算值的2%时，不必校正，则上述确定的配合比即为配合比的设计值。当二者差值超过2%时，则须将配合比中每项材料用量均乘以校正系数δ，即为最终定出的混凝土配合比设计值。