CN107870137A - 砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法 - Google Patents

Abstract

砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法，属于混凝土外加剂的技术领域，向砂浆中加入外加剂，检测砂浆扩展度、扩展度损失、砂浆凝结时间及砂浆强度，将混凝土配合比换算成砂浆配合比：(1)、设定混凝土基准配合比，每立方米混凝土材料包含胶凝材料M kg、水W kg和骨料，其中骨料包括砂S_c kg、石Gkg；(2)、确定砂浆配比，控制胶凝材料用量、水胶比不变，砂用量S_s＝S_c×(1‑A)+(G+S_c×A)×K，A表示混凝土用砂5mm以上颗粒筛余百分率，K表示混凝土中5mm以上骨料与5mm以下骨料等质量比表面积之比；(3)、确定转换后砂浆配合比体积，控制砂浆中空气含量为X，砂浆体积V＝M/ρ_胶凝材料+S_s/ρ_砂+W/ρ_水+X。本方法能快捷有效的检测外加剂性能。

Description

砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法

技术领域

本发明属于混凝土外加剂的技术领域，涉及混凝土外加剂性能的检测，具体涉及砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法。本发明方法简单，能快捷有效的检测外加剂性能，同时能检测混凝土中某一种材料对外加剂及砂浆性能的影响。

背景技术

混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水(加或不加外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土。砂浆是由胶凝材料、细骨料、掺合料和水(加或不加外加剂和掺合料)按一定比例配制而成。砂浆与混凝土的主要区别是组成材料中没有粗骨料。聚羧酸减水剂性能检测以混凝土试验检测为主，以水泥净浆检测为辅。水泥净浆法检测不能充分反映外加剂性能；混凝土法检测的工作量大，材料使用量大、需要人员多。在《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119中有“混凝土外加剂相容性快速试验方法”，确定的砂浆配合比关联不强，且检测内容不全面不具体。

发明内容

本发明为解决上述问题，开创了砂浆法检测混凝土外加剂性能配合比转换的先例，具有首创性，相较于混凝土检测方法，更加快速、便捷有效，缩短了检测时间。

本发明为实现其目的采用的技术方案是：

砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法，向砂浆中加入外加剂，通过检测砂浆扩展度、扩展度损失、砂浆凝结时间、砂浆强度指标来检测外加剂性能，其中需要将混凝土配合比按如下方法转换成砂浆配合比：

(1)、设定混凝土基准配合比，每立方米混凝土材料包含胶凝材料M kg、水W kg和骨料，其中骨料包括砂S_c kg、石G kg；

(2)、确定砂浆配比，包括：

在确定的基准混凝土配合比中去掉石用量，控制砂浆中胶凝材料用量、用水量与步骤(1)中混凝土相同，

砂浆中砂用量S_s＝S_c×(1-A)+(G+S_c×A)×K，A表示混凝土用砂5mm以上颗粒筛余百分率，K表示混凝土中5mm以上骨料与5mm以下骨料等质量比表面积之比；5mm以上骨料指的是5mm以上的砂和石用量；5mm以下骨料指的是5mm以下砂用量；

(3)、确定转换后砂浆配合比体积，控制砂浆中空气含量为X，砂浆体积V＝M/ρ_胶凝材料+S_s/ρ_砂+W/ρ_水+X。

确定1m³砂浆材料的用量kg，胶凝材料M/V、砂S_s/V、水W/V。

所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰、矿粉。

X＝2-3％。

在拌制砂浆时加入消泡剂。掺加消泡剂，消除砂浆搅拌中带入过多的空气，控制砂浆中的含气量。

若骨料为立方体，则其计算边长为该级筛孔边长与上一级筛孔边长的平均值，则该级筛上的骨料总比表面积为：Gβ÷ρ÷L³×6L²＝Gβ÷ρ÷L×6；

G表示骨料质量g；

β表示骨料分计筛余百分率；

ρ表示骨料密度；

L表示骨料计算边长cm；

K＝〔∑(Gβ_g÷ρ÷L_g×6)÷(1+A)〕÷〔∑(Gβ_s÷ρ÷L_s×6)÷(1-A)〕×100％＝〔∑(β_g÷L_g)÷(1+A)〕÷〔∑(β_s÷L_s)÷(1-A)〕×100％；

β_g为5mm以上骨料分计筛余百分率；

β_s为5mm以下骨料分计筛余百分率；

L_g为5mm以上骨料计算边长；

L_s为5mm以下骨料计算边长；

A表示混凝土用砂5mm以上颗粒筛余百分率；

∑(β_g÷L_g)表示5mm粒径以上各级筛骨料比表面积计算值之和，含砂中5mm以上骨料；

∑(β_s÷L_s)表示5mm粒径以下各级筛骨料比表面积计算值之和；

若骨料为圆球体，则其计算半径为该级筛孔边长与上一级筛孔边长之和的平均值的1/2，则该级筛上的骨料总比表面积为：Gβ÷ρ÷(4÷3)πr³×4πr²＝3Gβ÷ρ×r；

G表示骨料质量g；

β表示骨料分计筛余百分率；

ρ表示骨料密度；

r表示骨料计算半径cm；

K＝〔∑(β_g÷r_g)÷(1+A)〕÷〔∑(β_s÷r_s)÷(1-A)〕×100％；

β_g为5mm以上骨料分计筛余百分率；

β_s为5mm以下骨料分计筛余百分率；

r_g为5mm以上骨料计算半径；

r_s为5mm以下骨料计算半径；

A表示混凝土用砂5mm以上颗粒筛余百分率；

∑(β_g÷r_g)表示5mm粒径以上各级筛骨料比表面积计算值之和，含砂中5mm以上骨料；

∑(β_s÷r_s)表示5mm粒径以下各级筛骨料比表面积计算值之和。

本发明的有益效果是：

利用本发明砂浆法能快捷有效的检测混凝土外加剂性能，同时能检测混凝土中某一种材料对外加剂及砂浆性能的影响：基准材料确定基准配合比，在混凝土生产中，当混凝土质量出现异常时，现场取可能异常的原材料，替换原材料做对比试验，当试验结果异常时，说明该批原材料对混凝土性能(即外加剂性能造成影响，需采取相应的技术措施保证混凝土质量)。本发明方法通过用混凝土检测法进行验证，检测结果准确。

与混凝土检测相比，本发明还具有以下优势：

1、混凝土检测材料使用量大，材料用量是砂浆检测用量的10倍以上；

2、混凝土检测需要人员多，需要人员2-3人，砂浆检测1人即可；

3、混凝土检测使用场地大，使用场地12m²以上，砂浆检测2-3m²即可；

4、混凝土检测需先搅拌1盘处理罐内壁，砂浆检测不用处理；

5、混凝土检测试验误差大，砂浆检测试验误差小。

6、混凝土检测清理搅拌机及场地时间长，用时是砂浆检测的2-3倍；

7、混凝土清洗搅拌机、清理场地用水量大，是砂浆检测用水量的5倍。

具体实施方式

下面结合具体实施例进行进一步的说明。

一、具体实施例

实施例1

1、设定混凝土基准配合比为

表1

骨料的粒径分布为：

(1)砂 表2

(2)石 表3

(3)K值计算(圆球体)

其中筛分析测得粒径为5mm及以上的砂颗粒百分率为10％，即A＝10％，计算K值为：

K＝〔∑(β_g÷r_g)÷(1+A)〕÷〔∑(β_s÷r_s)÷(1-A)〕×100％

＝〔0.1÷2.275+0.4÷1.75+0.4÷1.275+0.1÷0.7125+0.1÷0.7125〕÷(1+0.1)÷〔0.15÷0.375+0.2÷0.1875+0.2÷0.094+0.2÷0.04725+0.15÷0.02375〕÷(1-0.1)×100％

＝〔(0.0440+0.2286+0.3137+0.1404+0.1404)÷1.1〕÷〔(0.4000+1.0667+2.1277+4.2328+6.3158)÷0.9〕×100％

＝0.7883÷15.7144×100％＝5.0％。

注：立方体的边长L与圆球体半径r为倍数关系，计算结果相同。

2、计算砂浆配比

(1)计算砂用量(精确到个位)

S_s＝S_c×(1-A)+(G+S_c×A)×5％＝845×(1-10％)+(1055+845×10％)×5％＝817kg。

(2)计算确定的砂浆配合比体积

表4原材料表观密度取值

材料品种	水泥	粉煤灰	矿渣粉	水	砂	石
							材料密度(kg/m3)	3060	2200	2800	1000	2650	2650

砂浆中空气含量取值为3％，计算砂浆体积为：

280÷3060+60÷2200+60÷2800+160÷1000+817÷2650+3％＝0.638(m³)

即0.638m³砂浆中，水160kg，水泥280kg，粉煤灰60kg，矿粉60kg，减水剂8kg，砂817kg，水胶比0.4。

(3)计算1立方米砂浆材料用量(精确到个位)

a.水用量160÷0.638＝251(kg/m³)；

b.水泥用量280÷0.638＝439(kg/m³)；

c.粉煤灰用量60÷0.638＝94(kg/m³)；

d.矿渣粉用量60÷0.638＝94(kg/m³)；

e.减水剂用量8÷0.638＝12.54(kg/m³)；

f.砂用量817÷0.638＝1281(kg/m³)；

统计结果见下表5：

表5

二.砂浆配合比验证

1、试验要求及步骤

(1)试验使用的原材料应一次备齐，保证材料指标的一致性，并拌和均匀；

(2)按混凝土的原料配合比使用混凝土搅拌机拌制混凝土，拌制量15L，调整外加剂用量，混凝土坍落度控制在220-240mm，确保混凝土和易性良好。检测坍落度经时损失。制作边长100mm立方体混凝土试件；

(3)使用5mm骨料筛，筛除拌制混凝土中5mm以上骨料颗粒，检测过筛砂浆扩展度及T340流动时间，检测扩展度经时损失。制作边长70.7mm立方体砂浆试件，并观测砂浆凝结时间。混凝土凝结时间测定就是将混凝土中5mm以上骨料筛除制备的砂浆检测，依据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2016，凝结时间试验。

(4)使用混凝土搅拌机拌制砂浆，拌制量为15L，检测砂浆扩展度及T340流动时间，检测扩展度经时损失。制作边长70.7mm立方体砂浆试件，并观测砂浆凝结时间。

(5)使用专用砂搅拌机拌制砂浆，拌制量1.5L，检测砂浆扩展度及T340流动时间，检测扩展度经时损失。制作边长70.7mm立方体砂浆试件，并观测砂浆凝结时间。搅拌量的控制为搅拌桶容量的20％-80％，搅拌量小于20％时试验误差较大，砂浆搅拌搅拌1.5L砂浆，试验结果符合要求。

2、混凝土及砂浆配合比

表6

3、试验情况

表7

由上述表格数据可知，在和混凝土相同外加剂掺量情况下，砂浆和易性状态良好，砂浆扩展度达到360±10mm，扩展度损失与混凝土筛制砂浆、砂浆凝结时间及砂浆强度，与混凝土凝结时间和强度保持有规律的一致性，说明本发明的检测方法是正确的。

本发明中砂浆和易性检测方法依据《建筑砂浆基本性能试验方法》JGJ/T70-2009；砂浆扩展度检测方法和扩展度损失测定方法依据《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2013中附录A混凝土外加剂相容性快速试验方法；砂浆初凝时间的测定方法依据普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2016，凝结时间试验；砂浆强度的检测方法依据《建筑砂浆基本性能试验方法》JGJ/T70-2009，立方体抗压强度试验(注：未乘1.3系数)。

Claims (6)

1.砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法，其特征在于，向砂浆中加入外加剂，通过检测砂浆扩展度、扩展度损失、砂浆凝结时间、砂浆强度指标来检测外加剂性能，其中需要将混凝土配合比按如下方法转换成砂浆配合比：

(1)、确定混凝土基准配合比，每立方米混凝土材料包含胶凝材料M kg、水W kg和骨料，其中骨料包含砂S_c kg、石G kg；

(2)、确定砂浆配比，包括：

控制砂浆中胶凝材料用量、用水量与步骤(1)中混凝土相同，

砂浆中砂用量S_s＝S_c×(1-A)+(G+S_c×A)×K，A表示混凝土用砂5mm以上颗粒筛余百分率，K表示混凝土中5mm以上骨料与5mm以下骨料等质量比表面积之比；

(3)、确定转换后砂浆配合比体积，控制砂浆中空气含量为X，砂浆体积V＝M/ρ_胶凝材料+S_s/ρ_砂+W/ρ_水+X。

2.根据权利要求1所述的砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法，其特征在于，确定1m³砂浆材料的用量kg，胶凝材料M/V、砂S_s/V、水W/V。

3.根据权利要求1所述的砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法，其特征在于，所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰、矿粉。

4.根据权利要求1所述的砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法，其特征在于，X＝2-3％。

5.根据权利要求1所述的砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法，其特征在于，在拌制砂浆时加入消泡剂。

6.根据权利要求1所述的砂浆法检测混凝土外加剂性能的方法，其特征在于，

若骨料为立方体，则其计算边长为该级筛孔边长与上一级筛孔边长的平均值，则该级筛上的骨料总比表面积为：Gβ÷ρ÷L×6；

G表示骨料质量g；

β表示骨料分计筛余百分率；

ρ表示骨料密度；

L表示骨料计算边长cm；

K＝〔∑(β_g÷L_g)÷(1+A)〕÷〔∑(β_s÷L_s)÷(1-A)〕×100％；

β_g为5mm以上骨料分计筛余百分率；

β_s为5mm以下骨料分计筛余百分率；

L_g为5mm以上骨料计算边长；

L_s为5mm以下骨料计算边长；

A表示混凝土用砂5mm以上筛余百分率；

∑(β_g÷L_g)表示5mm粒径以上各级筛骨料比表面积计算值之和，含砂中5mm以上骨料；

∑(β_s÷L_s)表示5mm粒径以下各级筛骨料比表面积计算值之和；

若骨料为圆球体，则其计算的骨料总比表面积为：3Gβ÷ρ×r；

G表示骨料质量g；

β表示骨料分计筛余百分率；

ρ表示骨料密度；

r表示骨料计算半径cm；

K＝〔∑(β_g÷r_g)÷(1+A)〕÷〔∑(β_s÷r_s)÷(1-A)〕×100％；

β_g为5mm以上骨料分计筛余百分率；

β_s为5mm以下骨料分计筛余百分率；

r_g为5mm以上骨料计算半径；

r_s为5mm以下骨料计算半径；

A表示混凝土用砂5mm以上颗粒筛余百分率；

∑(β_g÷r_g)表示5mm粒径以上各级筛骨料比表面积计算值之和，含砂中5mm以上骨料；

∑(β_s÷r_s)表示5mm粒径以下各级筛骨料比表面积计算值之和。