硬化混凝土原始用水量、水灰比、粗细骨料用量和掺合料用量的测定方法

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硬化混凝土原始组分的分析方法目前在国内外的研究中还处于起步阶段,仅有少量的文献对此方面内容有研究。但这一问题的研究对于混凝土的品质检查、耐久性评定等相关性能的判断具有重要的参考价值,因此,为填补这方面的研究空白,在前人的研究基础之上进一步完善硬化混凝土原始组分的分析方法,本文对硬化混凝土的原始用水量、粗细骨料用量、水灰比和粉煤灰用量这四方面的测定方法及其效果开展了研究。  本文采用煅烧法和热重分析法分别测定硬化混凝土的原始用水量,试验设计是基于混凝土在拌合、成型和养护等各个阶段其内部总的含水量不变的原理。在已知试样总质量的条件下,采用煅烧法和热重分析法分别测定试样的失重率,进而计算出混凝土的原始用水量。煅烧法测定了混凝土试样从室温加热至700℃时的质量变化率,研究了不同破碎粒径对原始用水量测定结果的影响。热重分析法测定了硬化混凝土试块中的水泥浆体从20℃分别加热到700℃和1000℃时的质量损失率,探究了试样的质量损失率与混凝土实际用水量之间的数学关系表达式。结果表明,热重分析法和煅烧法均可以用于测定硬化混凝土的原始用水量。当试样的破碎粒径在9.5~25mm之间时,通过煅烧法测定的用水量结果与实际用水量之间的误差在10%以内。  本文研究了数字图像自动分析法(DIP方法)在测定硬化混凝土粗细骨料用量方面的应用。DIP方法是基于数字图像自动分析技术的发展,利用电脑软件自动统计分析得到混凝土截面的粗细骨料数量和相对应的面积。结合数学概率统计规律,将混凝土的二维截面面积转化为立体体积,可进一步得知粗细骨料用量的占比。试验结果表明,此方法有着较高的准确性,粗、细骨料用量的计算误差均在7%以内。DIP方法的试验结果误差与机械筛分法测定粗细骨料用量相比有着更高的准确性,但试验步骤较为复杂,对试验仪器要求较高,并要求测定人员具有一定的IPP6.0电脑软件操作基础。  关于硬化混凝土原始水灰比的测定方法,本文在前人的研究基础之上提出了处理热重分析法测得数据的新方法。与前人研究仅考虑400℃~600℃之间的质量损失相比,本试验采用测定试样在20℃至1000℃之间的质量损失率,更加全面地反应了混凝土试块中水的百分比与混凝土水灰比之间的关系。本试验通过建立混凝土试样水灰比、试样失重率和龄期三者之间的数学关系式,提出了热重分析法测定硬化混凝土原始水灰比的新方法。试验结果表明,此方法准确性良好。  关于硬化混凝土中原始粉煤灰用量的测定,本文研究了选择性溶解法、烧失量法、和热重分析法这三种方法,并对各个方法的准确度进行了对比。试验是基于水泥,粉煤灰二元体系中,碳元素存在且仅存在于粉煤灰当中,并且在水泥的水化过程中不发生任何化学反应的特点,通过测定粉煤灰中的含碳量和待测试样当中的含碳量来确定粉煤灰用量。通过对比试验结果最终得出,选择性溶解法+热重分析法的准确度最高,误差仅在2%左右。由于粉煤灰当中碳酸盐等物质的存在,利用传统的热分析法测定含碳量时,会使未燃烧碳含量的测试结果偏大。因此,烧失量法所测数据不宜作为粉煤灰未燃烧碳的评定指标。
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