CN104502232A

CN104502232A - 基于骨料等比表面积替代原则的混凝土凝结时间试验方法

Info

Publication number: CN104502232A
Application number: CN201410668361.3A
Authority: CN
Inventors: 李章建; 李世华; 梁丽敏; 李翔; 马敏超; 赵彦; 王剑非; 王晓燕; 林培仁; 田帅; 王模弼; 何云; 陈华民; 曹蓉; 曹宝; 李海
Original assignee: YUNNAN CONSTRUCTION ENGINEERING GROUP Co Ltd
Current assignee: Yunnan construction investment green high performance concrete Limited by Share Ltd
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2034-11-20
Also published as: CN104502232B

Abstract

基于骨料等比表面积替代原则的混凝土凝结时间试验方法，包含以下步骤：1)测试工程实际使用的混凝土砂石颗粒级配开计算砂石的比表面积SS_g和SS_s；2)将石的质量按等比表面积替代原则折算成砂的质量M_s，并计算砂总质量M_s总；3)计算砂浆配合比；4)按《建筑砂浆基本性能试验方法标准》JGJ/T70的砂浆拌制方法拌制砂浆，开按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080采用贯入阻力法测定砂浆的凝结时间。本发明方法有效解决了国家标准方法从混凝土拌合物中筛出砂浆的不均匀性和费时费力问题，提高了工作效率且保证了砂浆骨料比表面积与混凝土骨料比表面积一致性，采用该方法测试的凝结时间结果与国家标准方法试验结果偏差小于5％，吻合性较好。

Description

基于骨料等比表面积替代原则的混凝土凝结时间试验方法

技术领域

本发明涉及混凝土配制技术领域。

背景技术

混凝土在施工过程中需要合适的凝结时间，初凝时间是表征浇筑混凝土性能发展的一项重要指标。譬如大体积混凝土整体分层连续浇筑或推移式连续浇筑过程中，应在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕；深基坑支护结构的钻孔咬合桩施工过程中，为便于全套管钻机钻孔切割，桩的排列方式一般为一根素桩和一根钢筋桩，素桩混凝土采用超缓凝混凝土，要求必须在素桩混凝土初凝之前完成钢筋桩的施工。因此，准确测定新拌混凝土的凝结时间对控制混凝土施工质量具有显著意义。

目前测试混凝土凝结时间的方法主要是按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080采用贯入阻力法测定砂浆的凝结时间，其本质是从宏观上测试砂浆力学性能的发展情况，通过人为设定某一标准作为凝结时间的判定依据，测试其贯入阻力达到3.5MPa的时间定义为初凝时间，贯入阻力达到28MPa的时间定义为终凝时间。采用该方法进行测试时，必须拌制一定量的混凝土，采用振动筛筛去5mm以上的粗集料。该方法不仅在试验操作上费时费力，特别是对于坍落度较小的混凝土，很难从拌合物中筛出砂浆；而且筛出的砂浆不均匀性，影响凝结时间测定的准确性。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的不足，提供一种基于骨料等比表面积替代原则的混凝土凝结时间试验方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

基于骨料等比表面积替代原则的混凝土凝结时间试验方法，包含以下步骤：

(1)先测试工程实际使用的混凝土砂石颗粒级配并计算砂石的比表面积SS_g和SS_s，方法如下：

①按《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52测定混凝土砂石各筛上的分计筛余，精确至0.1％；

②按下式计算砂的比表面积SS_s和石的比表面积SS_g：

SS = Σ_{i = 1} \frac{δ_{i} γ_{i}}{100};

式中：SS-砂或石的比表面积，cm²/g；

δ_i-砂或石各筛的分计筛余，％；

γ_i-砂或石各筛孔尺寸对应的比表面积因子，cm²/g；

各筛孔尺寸对应的比表面积因子按下表取值：

筛孔尺寸	19	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	＜0.15
										比表面积因子	2	4	8	16	27	39	58	81	105

上表中，筛孔计量单位为mm，比表面积因子计量单位为cm²/g；

(2)将石的质量按等比表面积替代原则折算成砂的质量M_S′，并计算砂总质量M_S总，方法如下：

①将石的比表面积折算成砂的质量M_S′，按下式计算：

M_{S'} = \frac{{SS}_{g}}{{SS}_{s}} \times M_{g};

式中：SS_g-石的比表面积，cm²/g；

SS_s-砂的比表面积，cm²/g；

M_S′-石等比表面积折算成砂的质量，kg；

M_g-混凝土中配合比中石的质量，kg；

②砂总质量按下式计算：

M_S总＝M_S+M_S′；

式中：M_S总-砂浆配合比中砂的总质量，kg；

M_s-混凝土中配合比中砂的质量，kg；

(3)计算砂浆水胶比和灰砂比，按下式计算：

(4)按《建筑砂浆基本性能试验方法标准》JGJ/T 70的砂浆拌制方法拌制砂浆，并按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080采用贯入阻力法测定砂浆的凝结时间。

本发明砂浆所用原材料与工程实际使用的混凝土原材料一致，砂筛除粒径大于5mm以上部分。

本发明在国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080采用贯入阻力法测定砂浆的凝结时间的基础上，考虑砂浆骨料比表面积与混凝土骨料比表面积一致性，通过固定砂浆用水量、胶凝材料总量、外加剂掺量等配合比参数与混凝土配合比参数一致，筛除砂粒径大于5mm以上部分，拌制砂浆并采用贯入阻力仪测定其凝结时间。该方法有效解决了国家标准方法从混凝土拌合物中筛出砂浆的不均匀性和费时费力问题，提高了工作效率，确保试验准确性，显著降低试验偏差。采用该方法测试的凝结时间结果与国家标准方法试验结果偏差小于5％，吻合性较好，且重复性试验偏差较小。

下面结合实施例进一步阐述本发明的内容。

具体实施方式

实施实例1

选取我公司某生产搅拌站C30水下超缓凝混凝土生产配方，按每立方米混凝土质量，碎石1034kg、山砂与机制砂按1∶4混合的混合砂719kg、水泥277kg、II级粉煤灰92kg、S75矿渣粉92kg、水185kg、萘系减水剂9.7kg、葡萄糖酸钠掺量1.32kg。依次按以下步骤测定混凝土的凝结时间：

(1)测试工程实际使用的混凝土砂石颗粒级配并计算砂石的比表面积SS_g和SS_s，方法如下：

该C30水下超缓凝混凝土生产配方所用碎石及混合砂的筛分试验结果见表1：

表1 碎石及混合砂的筛分试验结果

②按下式计算砂石的比表面积SS_s和SS_g：

SS = Σ_{i = 1} \frac{δ_{i} γ_{i}}{100};

式中：SS-砂或石的比表面积，cm²/g；

δ_i-砂或石各筛的分计筛余，％；

γ_i-砂或石各筛孔尺寸对应的比表面积因子，cm²/g。

按表1取筛孔尺寸对应的比表面积因子并计算比表面积，碎石的比表面积为

{SS}_{g} = \frac{(1.1 \times 16 + 22.1 \times 8 + 42.5 \times 4 + 17.3 \times 4 + 17.0 \times 2)}{100} = 4.68 {cm}^{2} / g,

混合砂的比表面积为

{SS}_{s} = \frac{(4.2 \times 8 + 19.6 \times 16 + 12.6 \times 27 + 15.1 \times 39 + 21.1 \times 58 + 19.1 \times 81 + 8.4 \times 105)}{100} = 49.29 {cm}^{2} / g .

①石等比表面积折算成砂的质量M_S′按下式计算：

M_{s'} = \frac{{SS}_{g}}{{SS}_{s}} \times M_{g};

式中：SS_g-石的比表面积，cm²/g；

SS_s-砂的比表面积，cm²/g；

M_S′-石等比表面积折算成砂的质量，kg；

M_g-混凝土中配合比中石的质量，kg。

经计算，

M_{S'} = \frac{{SS}_{g}}{{SS}_{s}} \times M_{g} = \frac{4.68}{49.29} \times 1034 = 98 kg .

②砂总质量按下式计算：

M_S总＝M_S+M_S′；

式中：M_S总-砂浆配合比中砂的总质量，kg；

M_s-混凝土中配合比中砂的质量，kg。

经计算，M_S总＝M_S+M_S′＝719+98＝817kg。

(3)计算砂浆水胶比和灰砂比，按下式计算：

经计算，(W/B)_砂浆＝(W/B)_混凝土＝0.40，

因此，C30水下超缓凝混凝土所对应的砂浆配比，按质量计，山砂与机制砂按1∶4混合的混合砂817kg、水泥277kg、II级粉煤灰92kg、S75矿渣粉92kg、水185kg、萘系减水剂9.7kg、葡萄糖酸钠掺量1.32kg。混合砂应筛除粒径大于5mm以上部分。砂浆的用水量、胶凝材料总量、外加剂掺量等配合比参数与混凝土配合比参数一致。

采用该方法测定的混凝土初凝时间为74.6h，终凝时间为83.8h。采用国家标准方法从新拌混凝土中筛出砂浆所测定的初凝时间为76.4h，终凝时间为85.6h。采用本发明方法测试试验结果与国家标准方法试验结果相比，初凝时间偏差为2.4％，终凝时间偏差为2.1％。二者偏差小于5％，吻合性较好。

实施实例2

选取我公司某三个生产搅拌站C10、C20及C40水下超缓凝混凝土生产配方，依次按本方法步骤测定混凝土的凝结时间，混凝土配合比见表2，采用骨料等比表面积替代原则计算确定的砂浆配合比见表3，凝结时间试验结果见表4。

表2 混凝土配合比

表3 采用骨料等比表面积替代原则计算确定的砂浆配合比

表4 凝结时间试验结果

通过采用本发明方法进行我公司生产搅拌站C10、C20及C40水下超缓凝混凝土生产配方实例验证，采用本发明方法测试试验结果与国家标准方法试验结果相比，二者凝结时间偏差小于5％，吻合性较好。

采用本发明方法，砂浆的用水量、胶凝材料总量、外加剂掺量等配合比参数与混凝土配合比参数一致。

Claims

1.基于骨料等比表面积替代原则的混凝土凝结时间试验方法，其特征在于，包含以下步骤：

②按下式计算砂的比表面积SS_s和石的比表面积SS_g：

SS = Σ_{i = 1} \frac{δ_{i} γ_{i}}{100};

式中：SS-砂或石的比表面积，cm²/g；

δ_i-砂或石各筛的分计筛余，％；

γ_i-砂或石各筛孔尺寸对应的比表面积因子，cm²/g；

各筛孔尺寸对应的比表面积因子按下表取值：

①将石的比表面积折算成砂的质量M_S′，按下式计算：

M_{S^{'}} = \frac{{SS}_{g}}{{SS}_{s}} \times M_{g};

式中：SS_g-石的比表面积，cm²/g；

SS_s-砂的比表面积，cm²/g；

M_S′-石等比表面积折算成砂的质量，kg；

M_g-混凝土中配合比中石的质量，kg；

②砂总质量按下式计算：

M_S总＝M_S+M_S′；

式中：M_S总-砂浆配合比中砂的总质量，kg；

M_s-混凝土中配合比中砂的质量，kg；

(3)计算砂浆水胶比和灰砂比，按下式计算：

(W/B)_砂浆＝(W/B)_混凝土；

2.根据权利要求1所述的基于骨料等比表面积替代原则的混凝土凝结时间试验方法，其特征在于，砂浆所用原材料与工程实际使用的混凝土原材料一致，砂筛除粒径大于5mm以上部分。