坡砂實驗方案

1、坡砂混凝土的試驗方案一、砂的性能試驗1、原材料1）首先選用南渡江、東山和永發(fā)地區(qū)的河砂與4個不同地區(qū)的坡砂分別進行砂的基本性能試驗，對比試驗結果是否滿足建筑混用砂標準規(guī)范。當同時進行幾項試驗時，如果能保證試樣經(jīng)一項試驗不致影響另一項試驗結果，可用同一樣試樣進行多項試驗；并且試驗試樣的取樣和處理符合國家建筑用砂標準規(guī)范（GB14684-2011）。表1 試驗的取樣數(shù)量編號試驗項目最少取樣/kg1顆粒級配4.42含泥量4.43泥塊含量204堅固性天然砂8.05有害物質(zhì)含量/%云母0.66輕物質(zhì)3.27有機物2.08SO30.69氯化物4.410貝殼9.62、試驗設備與試劑1）鼓風干燥箱：溫度控制1

2、0552）方孔篩：全套方孔篩(9.5mm-0.15mm)3）搖篩機4）網(wǎng)籃：內(nèi)徑和高度約為70mm，網(wǎng)孔徑不大于0.3mm5）高溫爐：最高溫度10006）量筒；燒杯；玻璃棒；瓷坩堝；濾紙；磨口瓶；三角瓶；滴定管7）試劑：氯化鋅；化學純；氫氧化鈉；蒸餾水；乙醇；鞣酸；氯化鋇；硝酸銀；稀鹽酸；鉻酸鉀；0.01ml/L氯化鈉標準溶液；0.01ml/L硝酸銀標注溶液3、試驗方法1）顆粒級配根據(jù)表1規(guī)定取樣，選取大于9.5mm的顆粒1100g，經(jīng)烘箱烘干并冷卻后均分兩份使用；一次取樣500g，首先將砂倒入套篩，經(jīng)搖篩機篩分后，在按篩孔大小順序逐個進行手篩。各號篩余量的計算公式： G=A*d1/2/200

3、 (1)G在一個篩上的篩余量/g;A篩面面積/mm2;d篩孔尺寸/mm;細度模數(shù)的計算公式： Mx=(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1/100-A1 (2)Mx細度模數(shù)；A1、A2、A3、A4、A5、A6分別為4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm篩的累計篩余的百分率；累計篩余量的百分率取兩次試驗結果的平均值，精確至1%；細度模數(shù)取兩次實驗結果的平均值，精確至0.1。2）含泥量根據(jù)表1規(guī)定取樣，選取大于9.5mm的顆粒1100g，經(jīng)烘箱烘干并冷卻后均分兩份使用；取樣500g倒入容器用清水浸泡2h，再用手反復清洗后，把渾水逐漸倒入1.18mm和0.7

4、5mm的套篩上，濾去小于0.75mm的顆粒；并且重復上述操作，直至水目清澈為止；最后把方孔篩內(nèi)的顆粒烘干稱重。含泥量的計算公式： Qa=G0-G1/G0 (3)Qa含泥量/%;G0試驗前烘干的試樣質(zhì)量/g;G1試驗后烘干的試樣質(zhì)量/g;3)泥塊含量根據(jù)表1規(guī)定取樣，將試樣縮分至5000g，經(jīng)烘箱烘干并冷卻至室溫后，篩除小于1.18mm的顆粒；取樣200g倒入容器用清水浸泡24h，然后用手碾碎泥塊后，再把渾水逐漸倒入0.6mm的方孔篩上，濾去小于0.6mm的顆粒；并且重復上述操作，直至水目清澈為止；最后把方孔篩內(nèi)的顆粒烘干稱重。含泥量的計算公式： Qb=G1-G2/G1 (4)Qb泥塊含量/%;

5、G11.18mm篩篩余試樣的質(zhì)量/g;G2試驗后烘干的試樣質(zhì)量/g;4）堅固性根據(jù)表1規(guī)定取樣，將試樣縮分至2000g，經(jīng)清洗后放入烘箱烘干并冷卻至室溫，篩除大于4.75mm和小于0.3mm的顆粒，按照規(guī)定篩分成0.3-0.6mm，0.6-1.18mm，1.18-2.36mm，2.36-4.75mm四個粒級；然后用網(wǎng)籃分別裝取各100g的試樣，浸入盛有硫酸鈉溶液的容器中反復上下升降25次，排除試樣氣泡后靜置20h和烘干4h，之后按照上述方法共循環(huán)5次，第二次開始只需浸泡和烘干4h；最后一次循環(huán)反復用溫水清潔，直至加入少量的氯化鋇溶液不出現(xiàn)白色渾濁為止，并烘干逐級稱取其各級篩余量。各級試樣質(zhì)量損

6、失率的計算公式： Pi=G1-G2/G1 (5)Pi各級試樣質(zhì)量損失率/%;G1各級試樣試驗前的質(zhì)量/g;G2各級試樣試驗后的質(zhì)量/g;試樣總的質(zhì)量損失率的計算公式：P=a1P1+a2P2+a3P3+a4P4/a1+a2+a3+a4 (6)P試樣總的質(zhì)量損失率/%;ai分別各級試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分率/%;Pi分別各級試樣質(zhì)量損失率/%;5)云母含量根據(jù)表1規(guī)定取樣，將試樣縮分至150g，放入烘箱烘干并冷卻至室溫，篩除大于4.75mm和小于0.3mm的顆粒；稱取試樣15g，放入搪瓷盤中攤開，并在放大鏡下用鋼針挑出全部云母，稱其質(zhì)量。云母的計算公式： Qc=G2 /G1 (7)Qc云母含量/

7、%;G10.3mm-4.75mm顆粒質(zhì)量/g;G2云母質(zhì)量/g;6）輕物質(zhì)根據(jù)表1規(guī)定取樣，將試樣縮分至800g，放入烘箱烘干并冷卻至室溫，篩除大于4.75mm和小于0.3mm的顆粒；稱取試樣200g，倒入盛有重液的量杯中充分攪拌，靜置5min后將浮起的輕物質(zhì)和重液倒入網(wǎng)籃；在其過程中應避免砂粒倒出，當重液距其砂表面20-30mm時禁止傾倒，并將流出的重液倒回量杯中，反復重復直至無輕物質(zhì)。輕物質(zhì)的計算公式：Qd=G2-G3/G1 (8)Qb輕物質(zhì)含量/%;G10.3mm-4.75mm顆粒質(zhì)量/g;G2烘干輕物質(zhì)和燒杯質(zhì)量/g;G3燒杯質(zhì)量/g;7）有機物根據(jù)表1規(guī)定取樣，將試樣縮分至500g，

8、風干后，篩除大于4.75mm的顆粒；首先向250ml的容量筒中裝入風干試樣至130ml處，繞后注入濃度為3%的氫氧化鈉溶液至200ml處，加塞劇烈搖晃，并靜置24h；最后比較試樣溶液顏色和標準液的顏色。8）SO3含量根據(jù)表1規(guī)定取樣，將試樣縮分至150g，放入烘箱烘干并冷卻至室溫，使其粉碎全部通過0.075mm篩，繼續(xù)縮分烘干后冷卻；取其1g放入燒杯中，加入20-30ml的蒸餾水和10ml稀鹽酸，加熱至微沸,并保持5min，用中速濾紙過濾和溫水洗滌10-12次；然后加入蒸餾水直至200ml，攪拌滴加10ml濃度10%的氯化鋇溶液，加熱煮沸數(shù)分后取下靜置4h，再用慢速濾紙過濾和溫水洗滌氯離子；最

9、后將沉淀物和濾紙放入瓷坩堝，灰化后在800高溫爐中灼燒30min，并在干燥箱中冷卻后稱其重量。水溶性硫化物和硫酸鹽含量（以SO3計）的計算公式：Qe=G2*0.343/G1 (9)QeSO3含量/%; G1粉磨試樣的質(zhì)量/g;G2灼燒后沉淀物的質(zhì)量/g;0.343硫酸鋇換算成SO3的系數(shù);9）氯化物根據(jù)表1規(guī)定取樣，將試樣縮分至1100g，經(jīng)烘箱烘干并冷卻后均分兩份使用；稱其500g試樣倒入磨口瓶，并加入500ml蒸餾水，蓋塞搖晃后靜置2h，之后每隔5min搖晃一次，共三次；然后將磨口瓶的澄清溶液過濾，吸取50ml注入三角瓶后加入5%的鉻酸鉀指示劑1ml，再用0.01mol/L硝酸銀標準溶液滴

10、定至呈現(xiàn)磚紅色為止，記錄其滴定用量；同樣條件下配置空白試驗，直接加入蒸餾水，步驟同上。氯離子含量的計算公式：QF=N(A-B)*0.0355*10/G0 (10)QF氯離子含量/%;N硝酸銀溶液的濃度/molL-1；A樣品滴定時所用的硝酸鹽標準溶液的體積/ml;B空白試驗滴定時所用的硝酸鹽標準溶液的體積/ml;G1試樣質(zhì)量/g;10全部試樣溶液與所分分取試樣溶液的體積比;0.0355換算系數(shù);10）貝殼根據(jù)表1規(guī)定取樣，將試樣縮分至不少于2400g，經(jīng)烘箱烘干并冷卻后，用5.0mm的方孔篩篩分并稱其試樣500，在測出其含泥量后放入燒杯以備使用；在燒杯中加入鹽酸溶液900ml，不斷攪拌使其反應完

11、全，并在滴加少量鹽酸直至無氣體產(chǎn)生；最后進行5遍清洗，洗凈后放入烘箱，干燥冷卻后稱其質(zhì)量。貝殼含量的計算公式：Qg=(m1-m2/m1 )-Qa (11)Qg貝殼含量/%;m1試樣總質(zhì)量/g;m2試樣除去貝殼后的質(zhì)量/g;Qa含泥量/%;4、研究內(nèi)容1）基準試驗分別進行河砂和坡砂的性能試驗，通過檢驗其細度模數(shù)、含泥量、泥塊含量、有害物質(zhì)含量和堅固性等參數(shù)指標，對比國家標準規(guī)范是否滿足建筑混凝土用砂標準，并分析其參數(shù)指標對混凝土性能的影響。表2 河砂性能試驗參數(shù) 地區(qū)參數(shù)南渡江東山永發(fā)細度模數(shù)含泥量泥塊含量堅固性有害物質(zhì)含量/%云母輕物質(zhì)有機物SO3氯化物貝殼表3 坡砂性能試驗參數(shù) 地區(qū)參數(shù)地點

12、1地點2地點3地點4細度模數(shù)含泥量泥塊含量堅固性有害物質(zhì)含量/%云母輕物質(zhì)有機物SO3氯化物貝殼2）優(yōu)化試驗以基準試驗為依據(jù)，選用性能參數(shù)最優(yōu)的兩組地區(qū)坡砂和一組性能參數(shù)接近于實際工程中頻繁使用的河砂進行優(yōu)化試驗。首先坡砂按照20%、30%和40%的比例替換部分河砂，并分別分析兩組地區(qū)的坡砂與河砂混合后的性能參數(shù)，選擇坡砂的最佳替代比例與河砂混合進行混凝土試驗。表4 混合砂性能試驗參數(shù)地區(qū)地點1地點2 坡砂比例參數(shù)20%30%40%20%30%40%細度模數(shù)含泥量泥塊含量堅固性有害物質(zhì)含量/%云母輕物質(zhì)有機物SO3氯化物貝殼二、混凝土性能試驗1、原材料華潤425普通硅酸鹽水泥；河砂；坡砂；石子

13、（瓊山產(chǎn)）2.試驗設備與試劑1）塌落度筒2）混凝土抗?jié)B儀3）混凝土氯離子電通量測定儀4）真空干燥器5）電子萬能試驗機6）非接觸法混凝土收縮變形測定儀7）試劑：石蠟；松香；硅橡膠；NaCl溶液；0.3mol的NaOH溶液；潤滑劑；塑料薄膜；聚四氟乙烯片3、試驗方法1）塌落度試驗：用一個上口100mm、下口200mm、高300mm喇叭狀的塌落度桶，灌入混凝土分三次填裝，每次填裝后用搗錘沿桶壁均勻由外向內(nèi)擊25下，搗實后抹平；然后提起坍落筒，測量筒高與塌落后混凝土試體最高點之間的高度差。2）擴展度試驗：當混凝土拌合物的坍落度大于220mm時，用鋼尺測量混凝土擴展后最終的最大直徑和最小直徑，在這兩個直

14、徑之差小于50mm的條件下，用其算術平均值作為坍落擴展度值；否則，此次試驗無效。3）抗?jié)B試驗：制備6個上口內(nèi)部直徑175mm，下口185mm和高度150mm的圓臺體試模；28d齡期養(yǎng)護后用石蠟加松香或是水泥加黃油密封，并安裝在抗?jié)B儀上，水壓從0.1M開始，每隔8h加壓0.1MPa觀察試件端面滲水；當試件中3個出現(xiàn)滲水或是加壓至規(guī)定壓力在8h內(nèi)滲水試件少于三個，即可停止試驗?；炷恋目?jié)B標號以每組6個試件中4個未發(fā)生滲水現(xiàn)象的最大壓力表示。抗?jié)B標號按下列計算： S=10H-1 （12）S混凝土抗?jié)B標號： H第三個試件頂面開始有滲水時的水壓力（Mpa）4）抗壓強度：制備試件尺寸為100mm100m

15、m100mm，養(yǎng)護7d或是28d后將試件取出，并測量其尺寸（精確至1mm），據(jù)此計算試件的受壓面積； 將待測試件安放在試驗機承壓板中心，保證試件的受壓面與成型面垂直。開動試驗機，調(diào)整操控儀，讓上壓面板與試件慢慢接近，逐漸靠近試件；調(diào)整荷載速率，使機器均勻加載，當試件接近破壞而開始迅速變形直至試件開裂時，實驗結束，記錄破壞極限荷載P(KN)。fcu =P/A （13）P為烘干試件的極限荷載/N；A為試件截面面積/mm2；fcu為試件的抗壓強度/MPa;5）氯離子試驗 采用直徑為（1001）mm，高度為（501）mm的圓柱體試件，在標準條件下養(yǎng)護28d或90d,試驗時以三塊試件為一組；將試件暴露于

16、空氣中至表面干燥，以硅橡膠或樹脂密封材料施涂于試件側面，必要時填補涂層中的孔洞以保證試件側面完全密封； 測試前應進行真空飽水，將試件放入燒杯中，然后在真空干燥器中，啟動真空泵，數(shù)分鐘內(nèi)真空度達133Pa以下，保持真空3h后，維持這一真空度注入足夠的蒸餾水，直至淹沒試件，試件浸泡1h后恢復常壓，再繼續(xù)浸泡182h； 從水中取出試件，抹去多余水份，將試件安裝于試驗槽內(nèi)，用橡膠密封環(huán)或其他密封膠密封，并用螺桿將兩試驗槽和試件加緊，以確保不會滲漏，然后將實驗裝置放在2023的流動冷水槽中，其水面宜低于裝置頂面5mm，試驗應在2025恒溫室內(nèi)進行。 將濃度為3.0%的NaCl溶液和0.3mol的NaOH

17、溶液分別注入試件兩側的試驗槽中，注入NaCl溶液的試驗槽內(nèi)的銅網(wǎng)連接電源負極，注入NaOH溶液的試驗槽的銅網(wǎng)連接電源正極。 接通電源，對上述兩銅網(wǎng)施加60V直流恒電壓，并記錄電流初始讀數(shù)I0，通電并保持試驗槽中充滿溶液。開始時每隔5min記錄一次電流值，當電流值變化不大時，每隔10min記錄一次電流值，當電流變化很小時，每隔30min記錄一次電流值，直至通電6h。每個試件總電通量的計算公式： Q=900(I0+2I30+2I60+2It+2I360) （14）Q通過試件的總電通量/C： I0初始電流/A;It在試件t(min)的電流/A;計算所得到的總電通量應換算成直徑為95mm試件的總電通量

18、，換算公式如下： Qs=Qx *(95/x2) （15）Qs通過直徑為95mm試件的總電通量/C： Qx通過直徑為Xmm試件的總電通量/C：X試件的實際直徑/mm;6) 收縮試驗：準備試模，在其內(nèi)部涂刷潤滑劑，然后鋪設兩層塑料薄膜或是放置聚四氟乙烯片，且應在鋪設前涂刷潤滑油，并將反射靶固定在試模兩側；混凝土澆筑后帶模恒溫恒濕養(yǎng)護，當混凝土初凝時，應開始測定試件兩側的初始讀數(shù)，此后應至少每個1h或按設定的時間間隔測定試件的變形讀數(shù)；在測試過程中，應始終保持試模在變形儀上方向和位置不變。混凝土收縮率的計算公式： t=L10-L1t+(L20-L2t)L0 (16) t 測試期為t(h)的混凝土收縮率： L