中华人民共和国行业标准
水运工程混凝土试验检测技术规范¶
JTS/T 236—2019
主编单位:中交天津港湾工程研究院有限公司
批准部门:中华人民共和国交通运输部
施行日期:2019年5月15日
人民交通出版社股份有限公司
2019·北京
交通运输部关于发布《水运工程混凝土试验检测技术规范》的公告
2019年第19号
《水运工程混凝土试验检测技术规范》为水运工程推荐性行业标准,标准代码为JTS/T 236—2019,自2019年5月15日起施行,由交通运输部水运局负责管理和解释。《水运工程混凝土试验规程》(JTJ 270—98)同时废止。
特此公告。
中华人民共和国交通运输部
2019年4月9日
制定说明 制定说明
本规范是根据交通运输部“关于下达2011年度水运工程建设标准编制计划的通知”（交水发[2011]466号）要求，由交通运输部水运局组织有关单位在深入调查研究的基础上，总结了《水运工程混凝土试验规程》(JTJ 270—98)自实施以来的经验，借鉴了国内外有关标准和检测的先进技术成果，广泛征求有关单位和专家的意见，并结合我国水运工程混凝土试验检测技术水平编制而成。主要包括水泥、矿物掺合料、细骨料、粗骨料、外加剂、拌和用水、水泥砂浆、混凝土拌合物、混凝土物理力学性能、混凝土耐久性、现场混凝土质量检验等技术内容。本规范主编单位为中交天津港湾工程研究院有限公司，参编单位为中交第一航务工程局有限公司、中交武汉港湾工程设计研究院有限公司、中交上海三航科学研究院有限公司、中交四航工程研究院有限公司和南京水利科学研究院。
本规范共14章和6个附录,并附条文说明。本规范编写人员分工如下:
1 总则: 李俊毅 许彩虹
2 术语: 米胜东 许彩虹
3 基本规定: 李俊毅 许彩虹
4 水泥: 许彩虹 米胜东
5 矿物掺合料:熊建波 许彩虹
6 细骨料:屠柳青 许彩虹
7 粗骨料:屠柳青 许彩虹
8 外加剂: 范卫国 熊建波
9 拌和用水: 米胜东 熊建波
10 水泥砂浆: 米胜东 许彩虹
11 混凝土拌合物: 李广森 许彩虹 黄孝蘅
12 混凝土物理力学性能:翁友法 许彩虹 李俊毅
13 混凝土耐久性: 许彩虹 熊建波 李广森
14 现场混凝土质量检验:米胜东 范卫国
附录 A: 许彩虹
附录 B: 许彩虹
附录 C: 米胜东
附录 D: 翁友法
附录 E: 许彩虹
附录 F: 李俊毅
本规范于2016年4月20日通过部审,2019年4月9日发布,2019年5月15日施行。本规范由交通运输部水运局负责管理和解释。各有关单位在使用过程中发现的问题和意见,请及时函告交通运输部水运局(地址:北京市建国门内大街11号,交通运输部水运局技术管理处,邮政编码:100736)和本规范管理组(地址:天津市河西区大沽南路1002号,中交天津港湾工程研究院有限公司,邮政编码:300222),以便修订时参考。
目次
目次¶
1 总则 …… (1) 2 术语 …… (2) 3 基本规定 …… (4) 4 水泥 …… (5) 4.1 一般规定 …… (5) 4.2 标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验 …… (5) 4.3 水泥胶砂强度检验 …… (10) 4.4 水泥细度检验 …… (16) 4.5 水泥比表面积测定 …… (18) 4.6 水泥密度测定 …… (22) 4.7 水泥水化热测定 …… (23) 4.8 水泥强度快速测定 …… (29) 4.9 水泥胶砂流动度测定 …… (32) 4.10 水泥中氯离子含量检验 …… (34) 4.11 水泥中碱含量检验 …… (38) 5 矿物掺合料 …… (41) 5.1 粉煤灰 …… (41) 5.2 粒化高炉矿渣粉 …… (45) 5.3 硅灰 …… (47) 6 细骨料 …… (52) 6.1 砂的取样及缩分 …… (52) 6.2 砂的筛分析试验 …… (53) 6.3 砂的表观密度试验 …… (55) 6.4 砂的吸水率试验 …… (56) 6.5 砂的堆积密度和紧密密度试验 …… (57) 6.6 砂的含水率试验 …… (59) 6.7 砂的含泥量试验 …… (60) 6.8 砂中泥块含量试验 …… (61) 6.9 砂中有机物含量试验 …… (62) 6.10 砂中轻物质含量试验 …… (63) 6.11 砂的坚固性试验 …… (64)
6.12 砂中硫酸盐及硫化物含量试验 …… (65) 6.13 砂中氯离子含量试验 …… (66) 6.14 砂的碱活性试验 …… (69) 6.15 人工砂及混合砂中石粉含量试验 …… (72) 6.16 人工砂压碎值指标试验 …… (73) 6.17 砂中云母含量试验 …… (74) 6.18 海砂中贝壳含量试验 …… (75)
7 粗骨料 …… (76) 7.1 碎石和卵石的取样及缩分 …… (76) 7.2 碎石和卵石的筛分析试验 …… (77) 7.3 碎石和卵石的表观密度试验 …… (77) 7.4 碎石和卵石的含水率试验 …… (80) 7.5 碎石和卵石的吸水率试验 …… (80) 7.6 碎石和卵石的堆积密度和紧密密度试验 …… (81) 7.7 碎石和卵石的含泥量试验 …… (83) 7.8 碎石和卵石中泥块含量试验 …… (84) 7.9 碎石和卵石中针状和片状颗粒的总含量试验 …… (84) 7.10 卵石中有机物含量试验 …… (86) 7.11 卵石中软弱颗粒含量试验 …… (87) 7.12 碎石和卵石的坚固性试验 …… (87) 7.13 岩石的抗压强度试验 …… (89) 7.14 碎石和卵石的压碎值指标试验 …… (89) 7.15 碎石和卵石中硫化物和硫酸盐含量的试验 …… (91) 7.16 碎石和卵石的碱活性试验 …… (92) 7.17 山皮水锈颗粒含量 …… (92)
8 外加剂 …… (94) 8.1 一般规定 …… (94) 8.2 含固量试验 …… (94) 8.3 含水率试验 …… (94) 8.4 密度试验 …… (95) 8.5 细度试验 …… (97) 8.6 表面张力试验 …… (98) 8.7 泡沫性能试验 …… (99) 8.8 氯离子含量试验 …… (100) 8.9 pH值测定 …… (103) 8.10 总碱量试验 …… (104) 8.11 水泥净浆流动度试验 …… (106)
目次 8.12 水泥砂浆工作性试验 …… (106) 8.13 减水率试验 …… (107) 8.14 凝结时间差测定试验 …… (108) 8.15 泌水率比试验 …… (109) 8.16 抗压强度比测定 …… (109) 8.17 收缩率比测定 …… (110) 8.18 相对耐久性试验 …… (110)
9 拌和用水 …… (111) 9.1 一般规定 …… (111) 9.2 pH值测定 …… (111) 9.3 不溶物测定 …… (113) 9.4 可溶物测定 …… (114) 9.5 氯离子含量测定 …… (114) 9.6 硫酸盐含量测定 …… (116)
10 水泥砂浆 …… (119) 10.1 一般规定 …… (119) 10.2 试验室拌和方法 …… (119) 10.3 稠度试验 …… (120) 10.4 表观密度试验 …… (121) 10.5 分层度试验 …… (122) 10.6 保水性试验 …… (123) 10.7 凝结时间试验 …… (124) 10.8 含气量试验 …… (125) 10.9 立方体抗压强度试验 …… (127) 10.10 水泥砂浆劈裂抗拉强度试验 …… (128) 10.11 黏结强度试验 …… (129) 10.12 极限拉伸试验 …… (131) 10.13 抗冻性能试验 …… (133) 10.14 收缩试验 …… (134) 10.15 抗渗性能试验 …… (135) 10.16 吸水率试验 …… (136) 10.17 静力受压弹性模量试验 …… (137) 10.18 灌浆用水泥(砂)浆拌和方法 …… (138) 10.19 灌浆用新拌水泥(砂)浆流动度试验 …… (139) 10.20 灌浆用新拌水泥(砂)浆膨胀和泌水试验 …… (141) 10.21 灌浆用新拌水泥(砂)浆凝结时间试验 …… (141) 10.22 灌浆用水泥(砂)浆抗压强度试件成型及养护 …… (142)
11 混凝土拌合物 …… (143) 11.1 一般规定 …… (143) 11.2 试验室拌和方法 …… (143) 11.3 坍落度试验及坍落度经时损失试验 …… (144) 11.4 扩展度试验及扩展度经时损失试验 …… (145) 11.5 维勃稠度试验 …… (146) 11.6 倒置坍落度筒排空试验 …… (146) 11.7 间隙通过性试验 …… (147) 11.8 漏斗试验 …… (148) 11.9 扩展时间试验 …… (149) 11.10 凝结时间测定 …… (150) 11.11 泌水性试验 …… (151) 11.12 压力泌水性试验 …… (153) 11.13 表观密度试验 …… (154) 11.14 含气量测定 …… (155) 11.15 均匀性试验 …… (157) 11.16 抗离析性能试验 …… (158) 11.17 混凝土拌合物温度测试 …… (159) 11.18 试件的制作和养护 …… (159) 11.19 真空脱水率测定 …… (161) 11.20 自密实混凝土拌合物试验方法 …… (163) 11.21 水下不分散混凝土拌合物性能测定 …… (166) 11.22 氯离子含量测定 …… (168) 11.23 混凝土早期收缩裂缝试验方法 …… (169) 11.24 水下预填骨料升浆混凝土成型 …… (172) 11.25 混凝土拌合物绝热温升试验 …… (173) 12 混凝土物理力学性能 …… (175) 12.1 混凝土立方体抗压强度试验 …… (175) 12.2 混凝土立方体抗压强度快速试验 …… (176) 12.3 混凝土轴心抗压强度试验 …… (181) 12.4 离心混凝土抗压强度试验 …… (182) 12.5 混凝土轴心抗拉强度及极限拉伸率试验 …… (183) 12.6 混凝土劈裂抗拉强度试验 …… (185) 12.7 混凝土抗折强度试验 …… (187) 12.8 混凝土与钢筋握裹力试验 …… (188) 12.9 混凝土静力受压弹性模量试验 …… (190) 12.10 混凝土收缩试验 …… (192)
目次 12.11 混凝土纵向限制膨胀或收缩率测定 …… (194) 12.12 混凝土黏结强度试验 …… (196) 12.13 混凝土受压徐变试验 …… (196) 12.14 混凝土耐磨试验 …… (200) 13 混凝土耐久性 …… (203) 13.1 混凝土动弹性模量试验 …… (203) 13.2 混凝土抗冻融循环性能试验 …… (204) 13.3 硬化混凝土中气泡参数测定 …… (206) 13.4 混凝土抗水渗透试验 …… (208) 13.5 混凝土渗水高度试验 …… (209) 13.6 混凝土吸水率试验 …… (210) 13.7 钢筋在砂浆拌合物中的阳极极化试验 …… (210) 13.8 钢筋在砂浆中的阳极极化试验 …… (213) 13.9 混凝土抗氯离子渗透性试验 …… (214) 13.10 混凝土碳化试验 …… (221) 13.11 混凝土中钢筋腐蚀快速试验 …… (222) 13.12 砂浆中钢筋腐蚀快速试验 …… (224) 13.13 混凝土透气性试验 …… (226) 13.14 混凝土中氯离子含量测定 …… (227) 14 现场混凝土质量检验 …… (231) 14.1 射钉法检测建筑物混凝土强度 …… (231) 14.2 取芯法检测混凝土气泡参数 …… (234) 14.3 混凝土中钢筋半电池电位测定 …… (234) 14.4 混凝土温度测定 …… (236) 14.5 混凝土现场压水试验 …… (238) 附录A 试验筛修正系数测定方法 …… (241) 附录B 水泥28d抗压强度预测公式建立方法 …… (242) 附录C 1.5h促凝压蒸法快速测定水泥胶砂强度推定经验式的建立方法 及精度要求 …… (244) 附录D 水泥比表面积测定有关参数 …… (246) 附录E 混凝土试验数据处理 …… (248) 附录F 本规范用词说明 …… (250) 引用标准名录 …… (251) 附加说明 本规范主编单位、参编单位、主要起草人、主要审查人、总校人员 和管理组人员名单 …… (253) 条文说明 …… (255)
1 总 则
1 总 则¶
1.0.1 为统一水运工程混凝土的试验检测方法, 提高试验检测质量, 制定本规范。¶
1.0.3 水运工程混凝土试验检测方法除应符合本规范规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。¶
1.0.2 本规范适用于水运工程混凝土和水泥砂浆及原材料的试验检测。¶
2 术语¶
2.0.1 ISO标准砂 ISO Standard Sand特指符合现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法(ISO)法》(GB/T 17671)要求的试验用砂。¶
2.0.2 粉煤灰 Fly Ash电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末。¶
2.0.3 粒化高炉矿渣粉 Ground Granulated Blast Furnace Slag Powder以粒化高炉矿渣为主要原料,可掺加少量石膏磨制成一定细度的粉体。¶
2.0.4 硅灰 Silica Fume在冶炼硅铁合金或工业硅时,通过烟道排出的硅蒸气氧化后,经收尘器收集得到的以无定形二氧化硅为主要成分的产品。¶
2.0.5 细骨料 Fine Aggregate拌制混凝土用的质地坚固、公称粒径小于5.00mm的天然砂、人工砂或混合砂。¶
2.0.6 机制砂 Manufactured Sand经除土处理,由机械破碎、筛分制成的,公称粒径小于5.00mm的岩石、矿山尾料或工业废渣颗粒,但不包括软质、风化的颗粒,俗称人工砂。¶
2.0.7 混合砂 Mixed Sand由天然砂与人工砂按一定比例组合而成的砂。¶
2.0.8 粗骨料 Coarse Aggregate拌制混凝土用的质地坚硬的碎石、卵石或碎卵石。¶
2.0.9 轻物质 Light Material细骨料中表观密度小于 \(2000\mathrm{kg} / \mathrm{m}^3\) 的物质。¶
2.0.10 细骨料的泥块含量 Clay Lump Content in Sands细骨料中公称粒径大于 \(1.25 \mathrm{~mm}\) , 经水洗、手捏后变成粒径小于 \(0.630 \mathrm{~mm}\) 的颗粒占试样质量的百分比。¶
2.0.11 粗骨料的泥块含量 Clay Lump Content in Stones粗骨料中公称粒径大于 \(5.00 \mathrm{~mm}\) , 经水洗、手捏后变成粒径小于 \(2.50 \mathrm{~mm}\) 的颗粒占试样质量的百分比。¶
2.0.12 石粉 Crusher Dust人工砂中公称粒径小于 \(80\mu \mathrm{m}\) , 且矿物组成和化学成分与被加工母岩相同的颗粒。¶
2.0.13 针、片状颗粒 Elongated and Flaky Particle颗粒的长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径的2.4倍者为针状颗粒。厚度小于平均粒径的 0.4 倍者为片状颗粒。平均粒径是指该粒级上、下限粒径的平均值。¶
2.0.14 碱活性骨料 Alkali Aggregate能在一定条件下与混凝土中的碱发生化学反应导致混凝土产生膨胀、开裂甚至破坏的骨料。¶
2.0.15 山皮水锈颗粒 The Particles with Weathered Area over \(\frac{1}{4}\)粗骨料表面风化面积超过总表面积 \(\frac{1}{4}\) 的颗粒。¶
2.0.16 混凝土用水 Water for Concrete混凝土拌和用水和养护用水的总称。¶
2.0.17 自密实混凝土 Self-compacting Concrete具有高流动性、均匀性和稳定性，浇筑时无需外力振捣，能够在自重作用下流动并充满模板空间的混凝土。¶
2.0.18 水下不分散混凝土 Non-dispersible Underwater Concrete掺加了抗分散剂后具有水下不分散性的混凝土。¶
2.0.19 氯离子扩散系数 Chloride Ion Diffusion Coefficient表示氯离子在混凝土中从高浓度区向低浓度区传输速率的参数。¶
2.0.20 坍落扩展度 Slump Spread新拌混凝土拌合物最终坍落扩展后的直径。¶
2.0.21 重复性条件 Repeatability Conditions在同一实验室,由同一操作员使用相同的设备,按相同的测试方法,在短时间内对同一被测对象相互独立进行的测试条件。¶
2.0.22 再现性条件 Reproducibility Conditions在不同实验室,由不同操作员使用不同的设备,按相同的测试方法,对同一被测对象相互独立进行的测试条件。¶
2.0.23 重复性限 Repeatability Limit一个数值,在重复性条件下,两个测试结果的绝对差小于或等于此数的概率为95%。¶
2.0.24 再现性限 Reproducibility Limit一个数值,在再现性条件下,两个测试结果的绝对差小于或等于此数的概率为95%。¶
2.0.25 恒量 Constant化学分析时,样品经第一次灼烧、冷却、称量后,通过连续对每次15min的灼烧,然后冷却、称量的方法来检查恒定质量,当连续两次称量之差小于0.0005g时,即达到恒量。¶
2.0.26 恒重 Constant Weight相邻两次称量间隔时间不小于3h的情况下,前后两次称量之差小于该项试验所要求的称量精度,即达到恒重。¶
3 基本规定¶
3.0.1 试验检测应秉承科学、准确、公正、诚信的原则。¶
3.0.2 检测所用仪器设备应检验合格,试验检测人员应具有相应的技术能力。¶
3.0.3 试验检测的数据修约应符合现行国家标准《数值修约规则与极限数值的表示和判定》(GB/T 8170)的有关规定。4 水 泥¶
4 水 泥¶
4.1 一般规定¶
4.1.1 水泥取样方法应符合现行国家标准《水泥取样方法》(GB/T 12573)的有关规定。¶
4.1.2 用于化学分析的水泥样品应采用四分法或缩分器将具有代表性的样品缩分至约 \(100\mathrm{g}\) , 经 \(80\mu \mathrm{m}\) 方孔筛筛析后用磁铁吸去筛余物中的金属铁, 将筛余物经过研磨使其全部通过 \(80\mu \mathrm{m}\) 方孔筛, 充分混匀, 装入试样瓶中密封保存。¶
4.1.3 水泥化学分析进行空白试验时应使用相同量的试剂,不加试样,按照相同的测定步骤进行试验,并对得到的测定结果进行校正。¶
4.1.4 化学分析中所用酸或氨水,凡未注浓度者均应指市售的浓酸或浓氨水;用体积比表示试剂稀释程度。¶
4.1.5 化学分析中所用试剂不应低于分析纯,用于标定与配制标准溶液的试剂应为基准试剂,所用水应符合现行国家标准《分析实验室用水规格和试验方法》(GB/T 6682)中规定的三级水要求。¶
4.2 标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验¶
4.2.1 适用于通用硅酸盐水泥以及指定采用本方法的其他品种水泥。¶
4.2.2 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 水泥净浆搅拌机, 符合现行行业标准《水泥净浆搅拌机》(JC/T 729) 的技术要求;
(2) 标准法维卡仪及配件(图 4.2.2-1): 标准稠度试杆采用耐腐蚀金属圆柱体, 有效长度为 \((50 \pm 1)\) mm, 直径为 \((10 \pm 0.05)\) mm; 凝结时间用针采用钢针, 有效长度初凝针为 \((50 \pm 1)\) mm、终凝针为 \((30 \pm 1)\) mm, 直径为 \((1.13 \pm 0.05)\) mm; 滑动部分的总质量为 \((300 \pm 1)\) g; 与试杆、试针连接的滑动杆表面光滑, 能靠重力自由下落, 无紧涩和旷动现象; 水泥净浆试模采用耐腐蚀、硬度足够的金属制成; 试模为深 \((40 \pm 0.2)\) mm、顶内径 \(\phi(65 \pm 0.5)\) mm、底内径 \(\phi(75 \pm 0.5)\) mm 的截顶圆锥体, 每个试模配备一个边长或直径约 100mm、厚度 4mm \~ 5mm 的平板玻璃底板或金属底板;
(3)代用法维卡仪满足现行行业标准《水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪》(JC/T 727)技术要求;
(4) 雷氏夹(图 4.2.2-2)由铜质材料制成, 当一根指针的根部先悬挂在一根金属丝或尼龙丝上, 另一根指针的根部再挂上 300g 质量的砝码时, 两根指针针尖的距离增加在 \((17.5 \pm 2.5)\) mm 范围内(图 4.2.2-3), 当去掉砝码后针尖的距离能恢复至挂砝码前的状态;
(a)
(b)
(c)
(d)
(c)
图 4.2.2-1 测定水泥标准稠度和凝结时间用维卡仪及配件示意图(尺寸单位:mm)
(a)初凝时间测定用立式试模的侧视图；(b)终凝时间测定用反转试模的前视图；(c)标准稠度试杆；(d)初凝用试针；(e)终凝用试针
1-滑动杆；2-试模；3-玻璃板
图 4.2.2-2 雷氏夹(尺寸单位:mm)
1-指针；2-环模
图 4.2.2-3 雷氏夹受力示意图
x-两根指针针尖的距离增加值
(5) 沸煮箱满足现行行业标准《水泥安定性试验用沸煮箱》(JC/T 955)的技术要求；
(6)雷氏夹膨胀测定仪(图4.2.2-4)标尺最小刻度为0.5mm;
图 4.2.2-4 雷氏夹膨胀测定仪(尺寸单位:mm)
1-底座；2-模子座；3-测弹性标尺；4-立柱；5-测膨胀值标尺；6-悬臂；7-悬丝
4 水 泥 (7)量筒或滴定管精度±0.5ml;
(8) 天平最小分度值不大于 \(1 \, g\) 。
4.2.3 试验用水应采用洁净的饮用水或蒸馏水，有争议时应以蒸馏水为准。¶
4.2.4 试验条件应满足下列要求：¶
(1) 试验室温度为 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}(20±2)∘C(20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}(20±2)∘C\) ，相对湿度不低于50%；水泥试样、拌和水、仪器和用具的温度与试验室温度一致；
(2)湿气养护箱的温度为 \((20\pm1)\) ℃，相对湿度不低于90%。
4.2.5 标准法测定标准稠度用水量应符合下列规定。¶
4.2.5.1 试验前应做好下列准备工作：(1) 维卡仪的滑动杆能自由滑动, 试模和玻璃板用湿布擦拭, 将试模放在底板上; (2)试杆接触玻璃板时指针对准零点；
(3) 搅拌机运行正常。
4.2.5.2 水泥净浆的拌制应按下列要求进行：(1) 通过减小搅拌翅和搅拌锅之间间隙, 制备更加均匀的净浆;(2) 将水泥净浆搅拌机搅拌锅和搅拌叶片用湿布擦过, 将拌和水倒入搅拌锅内, 然后在 \((5 \sim 10)\) s 内小心将称好的 500g 水泥加入水中, 防止水和水泥溅出;
(3) 拌和时, 将锅放在搅拌机的锅座上, 升至搅拌位置, 启动搅拌机, 低速搅拌 \(120 \mathrm{~s}\) , 停 \(15 \mathrm{~s}\) , 同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间, 接着高速搅拌 \(120 \mathrm{~s}\) 停机;
(4) 拌和结束后, 立即取适量水泥净浆一次性装入已置于底板上的试模中, 浆体超过试模上端, 用宽约 \(25 \mathrm{~mm}\) 的直边刀轻轻拍打超出试模部分的浆体 5 次, 排除浆体中的孔隙, 然后在试模上表面约 1/3 处, 略倾斜于试模分别向外轻轻锯掉多余的净浆, 再从试模边沿轻抹顶部一次, 使净浆表面光滑, 在锯掉多余净浆和抹平的操作过程中, 不做压实;
(5)抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上,并将其中心定在试杆下,降低试杆直至与水泥净浆表面接触,拧紧螺丝(1\~2)s后,突然放松,使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中,在试杆停止沉入或释放试杆30s时记录试杆距底板之间的距离,升起试杆后,立即擦净;整个操作控制在搅拌后1.5min内完成;
(6)以试杆沉入净浆并距底板 \((6\pm1)\) mm的水泥净浆为标准稠度净浆,其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量,按水泥质量的百分比计。
4.2.6 代用法测定标准稠度用水量应符合下列规定。¶
4.2.6.1 试验前的准备工作和水泥净浆的拌制应按第4.2.5条的规定进行。 4.2.6.2 代用法测定水泥标准稠度用水量可采用调整水量或不变水量方法。采用调整水量方法时拌和水量可按经验找水，采用不变水量方法时拌和水量应采用142.5ml。 4.2.6.3 拌和结束后,应立即将拌制好的水泥净浆装入锥模中,用宽约25mm的直边刀在浆体表面轻轻插捣5次,再轻振5次,刮去多余的净浆;抹平后应迅速放到试锥下面固定的位置上,将试锥降至净浆表面,拧紧螺丝(1\~2)s后,突然放松,让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中,到试锥停止下沉或释放试锥30s时应记录试锥下沉深度;整个操作应在搅拌后1.5min内完成。 4.2.6.4 用调整水量方法测定时,应以试锥下沉深度 \((30\pm1)\) mm时的净浆为标准稠度净浆,其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量,按水泥质量的百分比计。如下沉深度超出范围应另称试样,调整水量,重新试验,直至达到 \((30\pm1)\) mm为止。 4.2.6.5 用不变水量方法测定时,应根据式(4.2.6)计算或仪器上对应标尺得到标准稠度用水量。当试锥下沉深度小于13mm时,应改用调整水量法测定。 $$ P = 33.4 - 0.185S \times 100\%\tag{4.2.6} $$
式中 P ——标准稠度用水量；
\(S\)——试锥下沉深度(mm)；
4.2.7 凝结时间的测定应按下列步骤进行：¶
(1) 调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时指针需要对准零点；
(2) 按第 4.2.4 条的相关规定制成标准稠度净浆, 装模刮平后装入湿气养护箱中; 记录水泥全部加入水中的时间,作为凝结时间的起始时间;
(3)试件在湿气养护箱中养护至加水后 \(30 \mathrm{~min}\) 时进行第一次测定; 测定时, 从湿气养护箱中取出试模放到试针下, 降低试针与水泥净浆表面接触; 拧紧螺丝 \((1 \sim 2) \mathrm{~s}\) 后, 突然放松, 试针垂直自由地沉入水泥净浆; 观察试针停止下沉或释放试针 \(30 \mathrm{~s}\) 时指针的读数; 临近初凝时间时每隔 \(5 \mathrm{~min}\) 或更短时间测定一次, 当试针沉至距底板 \((4 \pm 1) \mathrm{~mm}\) 时, 为水泥达到初凝状态; 由水泥全部加入水中至初凝状态的时间间隔为水泥的初凝时间, 时间单位为“min”;
(4) 在完成初凝时间测定后, 立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下, 翻转 \(180^{\circ}\) , 直径大端向上, 小端向下放在玻璃板上, 再放入湿气养护箱中继续养护; 为了准确观测试针沉入的状况, 在终凝针上安装一个环形附件 (图 4.2.2-1); 临近终凝时间时每隔 \(15 \mathrm{~min}\) 或更短时间测定一次, 当试针沉入试体 \(0.5 \mathrm{~mm}\) 时, 即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时, 为水泥达到终凝状态; 由水泥全部加入水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间, 时间单位为“min”;
(5) 在最初测定的操作时轻扶金属柱, 使其缓慢下降, 以防试针撞弯, 但结果以自由下落为准; 在整个测试过程中试针沉入的位置至少要距试模内壁 \(10 \mathrm{~mm}\) ; 临近初凝时, 每隔 \(5 \mathrm{~min}\) 或更短时间测定一次, 临近终凝时每隔 \(15 \mathrm{~min}\) 或更短时间测定一次, 到达初凝时立即重复测一次, 当两次结论相同时才能确定到达初凝状态; 到达终凝时, 需要在试体另外两个不同点测试, 确认结论相同才能确定到达终凝状态; 每次测定不能让试针落入原针孔, 每次测试完毕需要将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内, 整个测试过程要防止试模受振;
(6)采用凝结时间自动测定仪测定凝结时间,当试验结果与标准法结果有矛盾时,以标准法为准。
4.2.8 标准法测定安定性应按下列步骤进行：¶
(1) 每个试样需成型两个试件, 每个雷氏夹需配备两个边长或直径约 \(80 \, mm80 mm80 \, mm80mm\) 、厚度 \((4 \sim 5) \, \text{mm}(4∼5) mm(4 \sim 5) \, \text{mm}(4∼5)mm\) 的玻璃板, 凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹内表面都要稍稍涂上一层矿物油;
(2) 将预先准备好的雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上, 并立即将按第 4.2.4 条的相关规定制成的标准稠度净浆一次装满雷氏夹, 装浆时轻扶雷氏夹, 用宽约 \(25 \mathrm{~mm}\) 的直边刀在浆体表面轻轻插捣 3 次, 然后抹平, 盖上涂油的玻璃板, 接着立即将试件移至湿气养护箱内养护 \((24 \pm 2) \mathrm{~h}\) ;
(3) 调整好沸煮箱内的水位, 使其能保证在整个沸煮过程中都超过试件, 不需中途添补试验用水, 同时又能保证在 \((30 \pm 5)\) min 内加热至沸腾;
(4)脱去玻璃板取下试件,先测量雷氏夹指针尖端间的距离A,精确到0.5mm,接着将试件放入沸煮箱水中的试件架上,指针朝上,然后在 \((30\pm5)\) min内加热至沸腾并恒沸 \((180\pm5)\) min;
(5)沸煮结束后,立即放掉沸煮箱中的热水,打开箱盖,待箱体冷却至室温,取出试件进行判别;测量雷氏夹指针尖端的距离C,准确至0.5mm,当两个试件煮后增加距离(C-A)的平均值不大于5.0mm时,即认为该水泥安定性合格,当两个试件煮后增加距离(C-A)的平均值大于5.0mm时,采用同一样品立即重做一次试验,以复检结果为准。
4.2.9 代用法测定安定性应按下列步骤进行：¶
(1) 准备两块边长约 \(100 \, mm100 mm100 \, mm100mm\) 的玻璃板，与水泥净浆接触的玻璃板都要稍稍涂上一层油；
(2) 将制好的标准稠度净浆取出一部分分成两等份, 使之成球形, 放在预先准备好的玻璃板上, 轻轻振动玻璃板并用湿布擦过的小刀由边缘向中央抹, 做成直径 (70 \~ 80) mm、中心厚约 10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼, 接着将试饼放入湿气养护箱内养护 (24 ± 2) h;
(3) 调整好沸煮箱内的水位, 使能保证在整个沸煮过程中都超过试件, 不需中途添补试验用水, 同时又能保证在 \((30 \pm 5) \mathrm{~min}\) 内加热至沸腾;
(4)脱去玻璃板取下试饼,在试饼无缺陷的情况下将试饼放在沸煮箱水中的篦板上,在 \((30\pm5)\) min内加热至沸并恒沸 \((180\pm5)\) min;
(5)沸煮结束后,立即放掉沸煮箱中的热水,打开箱盖,待箱体冷却至室温,取出试件进行判别;目测试饼未发现裂缝,用钢直尺检查也没有弯曲的试饼为安定性合格,反之为不合格,检测时钢直尺和试饼底部紧靠,以两者间不透光为不弯曲;当两个试饼判别结果有矛盾时,该水泥的安定性为不合格。
4.3 水泥胶砂强度检验¶
4.3.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 行星式搅拌机 (图 4.3.1-1), 符合现行行业标准《行星式水泥技术搅拌机》(JC/T 681) 的有关规定; 用多台搅拌机工作时, 搅拌锅和搅拌叶片保持配对使用。叶片与锅之间的间隙, 是指叶片与锅壁最近的距离, 每月检查一次;
4 水 泥
图 4.3.1-1 搅拌机(尺寸单位:mm)
(2)试模由三个水平的模槽组成(图4.3.1-2),能同时成型三条长方试体,其截面为 \(40mm\times40mm\) ,长为160mm,其材质和制造尺寸符合现行行业标准《水泥胶砂试模》(JC/T 726)的有关规定;当试模的任何一个公差超过规定的要求时,及时更换;在组装备用的干净试模时,用黄干油等密封材料涂覆试模的外接缝;试模的内表面涂一薄层模型油或机油;成型操作时,在试模上面加一个壁高20mm的金属模套,模套壁与模型内壁重叠,错位不大于 1 mm, 配备如图 4.3.1-3 所示的两个播料器和一个金属刮平直尺, 控制料层厚度和刮平胶砂;
图 4.3.1-2 典型的试模(尺寸单位:mm)
(a)
(b)
图 4.3.1-3 典型的播料器和金属刮平直尺(尺寸单位:mm)
(a) 大播料器; (b) 小播料器; (c) 金属刮平直尺
H-模套高度
图 4.3.1-4 典型的振实台(尺寸单位:mm)
1-突头；2-凸轮；3-止动器；4-随动轮
(3) 振实台(图 4.3.1-4)符合现行行业标准《水泥胶砂试体成型振实台》(JC/T 682)的有关规定, 振实台安装在高度约 400mm 的混凝土基座上; 混凝土体积约为 \(0.25m^{3}\) , 重约 600kg; 需防外部振动影响振实效果时, 可在整个混凝土基座下放一层厚约 5mm 天然橡胶弹性衬垫; 将仪器用地脚螺丝固定在基座上, 安装后设备成水平状态, 仪器底座与基座之间铺一层砂浆保证其完全接触;
注:不同生产厂家生产的试模和振实台可能有不同的尺寸和重量,采购时应考虑其与振实台设备的匹配性。
(4) 抗折强度试验机符合现行行业标准《水泥胶砂电动抗折试验机》(JC/T 724) 的有关规定; 试件在夹具中受力状态见图 4.3.1-5; 通过三根圆柱轴的三个竖向平面平行, 并在试验时继续保持平行和等距离垂直试体的方向, 其中一根支撑圆柱和加荷圆柱能轻微地倾斜使圆柱与试体完全接触, 以便荷载沿试体宽度方向均匀分布, 同时不产生任何扭转应力; 用抗压强度试验机测定抗折强度时, 夹具符合上述要求;
(5)抗压强度试验机,最大荷载以 \((200\sim300)\) kN为佳,在4/5量程范围内使用时记录的荷载精度为 \(\pm1\%\) ,具有 \((2400\pm200)\) N/s速率的加荷能力,有能指示试件破坏时荷载并把它保持到试验机卸荷以后的指示器;人工操纵的试验机配有控制加荷速率的速度动态装置;适合采用具有加荷速度自动调节和记录结果装置的压力机;加荷时压力机的活塞竖向轴与压力机的竖向轴重合,活塞作用的合力要通过试件中心;压力机的下压板表面与该机的轴线垂直并在加荷过程中保持不变;压力机上压板球座中心在该机竖向轴线与上压板下表面相交点上,其公差为 \(\pm1mm\) ;上压板在与试体接触时能自动调整,但在加荷期间上下压板的位置应固定不变;高压下有效的润滑剂不适宜使用,以免导致压板的移动;
试验机压板由维氏硬度不低于 HV600 硬质钢制成, 最好为碳化钨, 厚度不小于 10mm, 宽为 \((40 \pm 0.1)\) mm, 长不小于 40mm; 压板和试件接触的表面平面度公差为 0.01mm, 表面粗糙度 \(R_{a}\) 在 0.1 \~ 0.8 之间;
图 4.3.1-5 抗折强度测定加荷图(尺寸单位:mm)
(6)抗压强度试验机用夹具符合现行行业标准《水泥抗压夹具》(JC/T 683)的规定, 受压面积为 \(40 \mathrm{~mm} \times 40 \mathrm{~mm}\) , 试验时夹具放在压力机的上下压板之间并与压力机处于同一轴线; 夹具保持清洁, 球座能转动以使其上压板能适应试体的形状并在试验中保持不变, 夹具在压力机上位置见图 4.3.1-6;
图 4.3.1-6 典型的抗压强度试验夹具
4 水 泥 1-滚珠轴承；2-滑块；3-复位弹簧；4-压力机球座；5-压力机上压板；6-夹具球座；7-夹具上压板；8-试体；9-底板；10-夹具下垫板；11-压力机下压板
(7) 天平的最小分度值不大于 1g;
(8) 滴管精度 \(\pm\) 1ml。
4.3.2 实验室应满足下列要求：¶
(1) 试体成型试验室的温度保持在 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}(20±2)∘C(20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}(20±2)∘C\) ，相对湿度不低于50%；
(2)试体带模养护的养护箱或雾室温度保持在 \((20\pm1)\) ℃，相对湿度不低于90%；
(3)试体养护池水温度在 \((20\pm1)\) ℃范围内；
(4) 试验室空气温度和相对湿度及养护池水温在工作期间每天至少记录一次；
(5)养护箱或雾室的温度与相对湿度至少每4h记录一次,在自动控制的情况下记录次数酌减至一天记录两次;在温度给定范围内,控制所设定的温度为此范围的中值。
4.3.3 胶砂组成应满足下列要求：¶
(1) 试验水泥从取样至试验要保持24h以上时, 贮存在基本装满和气密的容器里, 该容器不与水泥发生反应;
(2) ISO 标准砂符合现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法(ISO 法)》(GB/T 17671)的有关规定；
(3) 试验用水采用饮用水, 仲裁试验或其他重要试验用蒸馏水。
4.3.4 胶砂的制备应符合下列规定：¶
(1)一锅胶砂成型三条试体,每锅胶砂的材料用量按表4.3.4的规定选用;
表 4.3.4 每锅胶砂的材料用量(g)
| 水泥 | 标准砂 | 水 |
| 450±2 | 1350±5 | 225±1 |
(2) 将水加入锅里, 再加入水泥, 把锅放在固定架上, 上升至固定位置, 然后立即开动机器, 低速搅拌 \(30 \mathrm{~s}\) 后, 在第二个 \(30 \mathrm{~s}\) 开始的同时均匀地将砂子加入, 再高速搅拌 \(30 \mathrm{~s}\) , 停拌 \(90 \mathrm{~s}\) , 在第一个 \(15 \mathrm{~s}\) 内用胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂, 刮入锅中间, 在高速下继续搅拌 \(60 \mathrm{~s}\) , 各个搅拌阶段时间误差应在 \(\pm 1 \mathrm{~s}\) 以内;
(3) 胶砂制备后立即进行成型, 将空试模和模套固定在振实台上, 用适当的勺子直接从搅拌锅里将胶砂分两层装入试模; 装第一层时, 每个槽里约放 \(300 \mathrm{~g}\) 胶砂, 用大播料器垂直架在模套顶部, 沿每个模槽来回一次将料层播平, 接着振实 60 次, 再装入第二层胶砂, 用小播料器播平, 再振实 60 次, 移走模套, 从振实台上取下试模, 用金属刮平尺以近似 \(90^{\circ}\) 的角度架在试模模顶的一端, 沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动, 一次将超过试模部分的胶砂刮去, 并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平;
(4) 在试模上作标记或用字条标明试件编号和试件相对于振实台的位置；
(5)试验前或更换水泥品种时,将搅拌锅、叶片和下料漏斗等抹擦干净。
4.3.5 试件的养护应满足下列要求：¶
(1) 将做好标记的试模放入雾室或湿箱的水平架上养护, 湿空气应能与试模各边接触, 一直养护到规定的脱模时间时取出脱模; 脱模前, 用防水墨汁或颜料笔对试体进行编号和做其他标记; 两个龄期以上的试体, 在编号时将同一试模中的三条试体分在两个以上龄期内;
(2) 对于 24h 龄期的, 在破型试验前 20min 内脱模; 对于 24h 以上龄期的, 在成型后 (20\~24) h 之间脱模, 脱模时防止试件损伤;
(3) 将做好标记的试件立即水平或竖直放在 \((20 \pm 1) ^{\circ} \mathrm{C}\) 水中养护, 水平放置时刮平面朝上; 养护期间试件之间间隔或试体上表面的水深不小于 \(5 \mathrm{~mm}\) ; 每个养护池只养护同类型的水泥试件,并随时加水保持适当的恒定水位,不允许在养护期间全部换水;除24h龄期或延迟至48h脱模的试体外,到龄期的试体在试验前15min从水中取出,揩去试体表面沉积物,并用湿布覆盖至强度试验为止;
(4)试体龄期从水泥加水搅拌开始试验时算起;不同龄期强度试验按表4.3.5规定的时间进行。
表 4.3.5 不同龄期强度试验时间
| 龄期 | 试验时间 | 龄期 | 试验时间 |
| 24h | 24h ± 15min | 7d | 7d ± 2h |
| 48h | 48h ± 30min | 28d | 28d ± 8h |
| 72h | 72h ± 45min |
注：试验龄期大于28d时，试验时间为该龄期±8h.
4 水 泥
4.3.6 强度试验应按下列要求进行：¶
(1) 在不使试件受有害应力情况下折断的两截棱柱体上进行抗压强度试验；
(2)采用中心加荷法测定抗折强度时,将试体一个侧面放在试验机支撑圆柱上,试体长轴垂直于支撑圆柱,通过加荷圆柱以 \((50\pm10)\mathrm{N/s}\) 的速率均匀地将荷载垂直地加在棱柱体相对侧面上,直至折断;保持两个半截棱柱体处于潮湿状态直至抗压试验;
(3)抗压强度在半截棱柱体的侧面上进行;半截棱柱体中心与压力机压板受压中心偏差不超过0.5mm,棱柱体露在压板外的部分约有10mm;在整个加荷过程中以 \((2400\pm200)\) N/s的速率均匀地加荷直至破坏。
4.3.7 试验结果的计算与确定应满足下列要求：¶
(1) 抗折强度按式(4.3.7-1)计算, 精确至0.1MPa; 以一组三个棱柱体抗折结果的平均值作为试验结果; 当三个强度值中有超出平均值±10%时, 剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果, 计算精确至0.1MPa; 当有两个强度值均超出平均值±10%时, 该组结果作废;
式中 \(R_{f}\) ——抗折强度(MPa);
\(F_{i}\) ——折断时施加于棱柱体中部的荷载(N);
\(L\)——支撑圆柱之间的距离(mm);
\(b\)——棱柱体正方形截面的边长(mm)；
(2)抗压强度按式(4.3.7-2)进行计算,精确至0.1MPa;以一组三个棱柱体上得到的六个抗压强度测定值的算术平均值为试验结果,计算精确至0.1MPa;当六个测定值中有一个超出六个平均值的±10%,剔除这个结果,以剩下五个测定值的平均数为结果;当五个测定值中再有超过它们平均数±10%的,此组结果作废;
式中 \(R_{c}\) ——抗压强度(MPa);
\(F_{c}\) ——破坏时的最大荷载(N);
\(A\)——受压面积 \((\mathrm{mm}^{2})\) ；
4.4 水泥细度检验¶
4.4.1 仪器设备应满足下列要求：¶
4.4.1.1 试验筛应满足下列要求：(1)试验筛由圆形筛框和筛网组成,筛网满足现行国家标准《试验筛金属丝编织网》(GB/T 6005)中 R20/3 80μm 和 45μm 的要求;试验筛分负压筛、水筛和手工筛三种,负压筛和水筛的结构尺寸见图 4.4.1-1 和图 4.4.1-2,负压筛附有透明筛盖,筛盖与筛上口有良好的密封性;手工筛结构符合现行国家标准《试验筛技术要求和检验》(GB/T 6003.1)的有关规定,其中筛框高度为 50mm,筛子的直径为 150mm;
图 4.4.1-1 负压筛(尺寸单位:mm)
1-筛网；2-筛框
图 4.4.1-2 水筛(尺寸单位:mm)
1-筛网；2-筛框
(2) 筛网紧绷在筛框上, 筛网和筛框接触处, 用防水胶密封, 防止水泥嵌入;
(3) 试验筛每使用 100 次后需重新标定, 标定方法按附录 A 规定进行。
4.4.1.2 负压筛析仪应满足下列要求：(1) 负压筛析仪由筛座、负压筛、负压源和收尘器组成, 其中筛座由转速为 \((30 \pm 2)\) r/min 的喷气嘴、负压表、控制板、微电机及壳体构成, 见图 4.4.1-3;
图 4.4.1-3 负压筛析仪筛座(尺寸单位:mm)
1-喷气嘴；2-微电机；3-控制板开口；4-负压表接口；5-负压源和收尘器接口；6-壳体
(2)筛析仪负压可调范围为(4000\~6000)Pa;
(3)喷气嘴的上口平面与筛网之间距离为(2\~8)mm;
(4) 喷气嘴的上开口尺寸见图 4.4.1-4;
图 4.4.1-4 喷气嘴的上开口(尺寸单位:mm)
4 水 泥 (5)负压源和收尘器由功率不小于600W的工业吸尘器和小型旋风收尘筒组成或用其他具有相当功能的设备;将试验筛放在接料盘(底盘)上,用手工按照规定的拍打速度和转动角度,对水泥进行筛析试验。
4.4.1.3 水筛架和喷头的结构尺寸应符合现行行业标准《水泥标准筛和筛析仪》(JC/T 728)的有关规定,其中水筛架上筛座内径为 \(140_{-3}^{0}\mathrm{mm}\) 。 4.4.1.4 天平的最小分度值不应大于0.01g。
4.4.2 水泥样品应有代表性,样品处理方法按现行国家标准《水泥取样方法》(GB 12573)第8条进行。¶
4.4.3 试验步骤应符合下列规定。¶
4.4.3.1 试验前所用试验筛应保持清洁,负压筛和手工筛尚应保持干燥,试验时,80μm筛析试验应称取试样25g,45μm筛析试验应称取试样10g。 4.4.3.2 负压筛析法应满足下列要求：(1) 筛析试验前将负压筛放在筛座上, 盖上筛盖, 接通电源, 检查控制系统, 调节负压至 \((4000 \sim 6000)\) Pa 范围内;
(2) 称取试样精确至 0.01g, 置于洁净的负压筛中, 放在筛座上, 盖上筛盖, 接通电源, 开动筛析仪, 连续筛析 2min, 在此期间有试样附着在筛盖上时, 轻敲筛盖使试样落下; 筛毕, 用天平称量全部筛余物。
4.4.3.3 水筛法应满足下列要求：(1) 筛析试验采用无泥、砂的水；调整好水压及水筛架的位置，使其能正常运转，并控制喷头底面和筛网之间距离为 \((35 \sim 75)\) mm；(2) 称取试样精确至 0.01g, 置于洁净的水筛中, 立即用淡水冲洗至大部分细粉通过后, 放在水筛架上, 用水压为 \((0.05 \pm 0.02)\) MPa 的喷头连续冲洗 3min; 筛毕, 用少量水把筛余物冲至蒸发皿中, 水泥颗粒全部沉淀后, 小心倒出清水, 烘干并用天平称量全部筛余物。
4.4.3.4 手工筛析法应满足下列要求：(1) 称取水泥试样精确至 0.01g, 倒入手工筛内;(2) 持筛往复摇动, 同时轻拍, 往复摇动和拍打过程保持近于水平; 拍打速度每分钟约 120 次, 每 40 次向同一方向转动 \(60^{\circ}\) , 使试样均匀分布在筛网上, 直至每分钟通过的试样量不超过 0.03g 为止; 称量全部筛余物。
4.4.3.5 对其他粉状物料或采用 \(45 \mu m\) 或 \(80 \mu m\) 以外规格方孔筛进行筛析试验时，应指明筛子的规格、称样量、筛析时间等相关参数。 4.4.3.6 试验筛必须保持洁净,筛孔通畅,使用10次后应进行清洗;金属框筛、铜丝网筛应采用专门的清洗剂清洗。
4.4.4 试验结果计算及处理应符合下列规定。¶
4.4.4.1 水泥试样筛余百分数应按式(4.4.4-1)计算,精确至0.1%。
式中 F —— 水泥试样的筛余百分数；
\(m_{t}\) ——水泥筛余物的质量(g);
\(m_{0}\) ——水泥试样的质量(g)；
4.4.4.2 筛余结果的修正应按式(4.4.4-2)计算。 $$F _ {c} = C \times F \times 100\tag{4.4.4-2} $$
式中 \(F_{c}\) ——修正后水泥试样的筛余百分数；
\(C\)——试验筛修正系数,可按附录 A 方法测得；
4.5 水泥比表面积测定¶
4.5.1 适用于测定水泥的比表面积及适合采用本方法的、比表面积在 \((2000 \sim 6000) \, \text{cm}^2/\text{g}\) 范围的其他各种粉状物料，不适用于测定多孔材料及超细粉状物料。¶
4.5.2 仪器设备及试验条件应满足下列要求。¶
(1) 试验采用手动或自动勃氏比表面积透气仪, 符合现行行业标准《勃氏透气仪》(JC/T 956) 的有关规定, 透气仪中的 U 型压力计如图4.5.2 所示;
(a)
(b)
(c)
图 4.5.2 透气仪中的 U 型压力计示意图(尺寸单位:mm)
(a) U 型压力计；(b) 捣器；(c) 透气圆筒
1-19/38 标准阳锥与压力计顶端紧密连接；2-穿孔板（35 个小孔）；3-滤纸
4 水 泥 (2)烘干箱的控制温度灵敏度为 \(\pm1^{\circ}C\) ;
(3) 分析天平的最小分度值不大于 0.001 g;
(4)秒表精确至0.5s;
(5)基准材料采用 GSB 14-1511 水泥标准粉或相同等级的标准物质,有争议时以 GSB 14-1511 水泥标准粉为准;
(6) 压力计液体采用带有颜色的蒸馏水或直接采用无色蒸馏水；
(7)采用符合现行国家标准《化学分析滤纸》(GB/T 1914)的中速定量滤纸；
(8)汞采用分析纯汞；
(9)试验室相对湿度不大于50%;
(10)水泥样品先通过 \(0.9\mathrm{mm}\) 方孔筛, 再在 \((110 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) 下烘干 \(1\mathrm{h}\) , 然后在干燥器中冷却至室温。
4.5.3 仪器校准应满足下列要求：¶
(1) 仪器的校准采用 GSB 14-1511 或相同等级的其他标准物质,有争议时以 GSB 14-1511 为准;
(2) 仪器校准按现行行业标准《勃氏透气仪》(JC/T 956)的要求进行；
(3) 仪器校准至少每年进行一次, 使用频繁则每半年进行一次, 仪器设备维修后重新标定。
4.5.4 试验应符合下列规定。¶
4.5.4.1 水泥密度应按第 4.6 节的规定测定。 4.5.4.2 透气圆筒上口应采用橡皮塞塞紧,接到压力计上,并用抽气装置从压力计一臂中抽出部分气体,然后关闭阀门,观察是否漏气,发现漏气时可用活塞油脂密封。 4.5.4.3 空隙率的确定应满足下列要求：(1) P · I、P · II 型水泥的空隙率采用 \(0.500 \pm 0.005\) ，其他水泥或粉料的空隙率选用 \(0.530 \pm 0.005\) ; (2) 当按上述空隙率不能将试样压至第 4.5.4.6 款规定的位置时, 允许改变空隙率;
(3) 空隙率的调整以 2000g 砝码(5 等砝码)将试样压实至第 4.5.4.6 款规定的位置为准。
4.5.4.4 标定勃氏仪圆筒试料层体积应满足下列要求：(1)采用水银排代法标定圆筒的试料层体积; (2)穿孔板平放入圆筒内,放入两片滤纸,用水银注满圆筒,采用玻璃片挤压圆筒上口多余的水银,使水银面与圆筒上口平齐,倒出水银称量,随后取出一片滤纸,在圆筒内加入适量的试样,再盖上一片滤纸,用捣器压实至试料层规定高度;取出捣器,用水银注满圆筒,同样用玻璃片挤压平后,将水银倒出称量;
(3) 圆筒试料层体积按式(4.5.4-1)计算；
式中 V ——透气圆筒的试料层体积 \(\left(\mathrm{cm}^{3}\right)\) ;
\(P_{1}\) ——未装试样时,充满圆筒的水银质量(g);
\(P_{2}\) ——装试样后,充满圆筒的水银质量(g);
\(\rho\)——试验温度下水银的密度 \(\left(\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}\right)\) ；
(4)试料层体积重复测定两遍,取平均值,计算精确至0.001cm \(^{3}\) ；
4.5.4.5 试样量应按式(4.5.3-2)确定。 $$m = \rho V (1 - \varepsilon)\tag{4.5.4-2} $$
式中 m ——需要的试样量(g);
\(\rho\) ——试样密度 \((\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3})\) ;
\(V\)——试料层体积( \(cm^{3}\) );
\(\varepsilon\) ——试料层空隙率；
4.5.4.6 试料层制备应满足下列要求：(1) 将穿孔板放入透气圆筒的凸缘上, 用捣棒把一片滤纸放到穿孔板上, 边缘放平并压紧; 称取按公式 (4.5.4-2) 确定的试样量, 精确到 \(0.001 \mathrm{~g}\) , 倒入圆筒; 轻敲圆筒的边, 使水泥层表面平坦; 再放入一片滤纸, 用捣器均匀捣实试料直至捣器的支持环与圆筒顶边接触, 并旋转 \(1 \sim 2\) 圈, 慢慢取出捣器; (2) 穿孔板上的滤纸为 \(\phi12.7mm\) 边缘光滑的圆形滤纸片；每次测定需用新的滤纸片。
4 水 泥 4.5.4.7 透气试验应满足下列要求：(1) 将装有试料层的透气圆筒下锥面涂一薄层活塞油脂, 然后把它插入压力计顶端锥型磨口处, 旋转 1\~2 圈; 要保证紧密连接不致漏气, 并不振动所制备的试料层; (2) 打开微型电磁泵慢慢从压力计一臂中抽出空气, 直到压力计内液面上升到扩大部下端时关闭阀门; 当压力计内液体的凹月面下降到第一条刻线时开始计时 (图 4.5.2), 当液体的凹月面下降到第二条刻线时停止计时, 记录液面从第一条刻度线到第二条刻度线所需的时间, 以秒记录, 并记录下试验时的温度; 每次透气试验, 重新制备试料层。
4.5.5 比表面积结果计算应符合下列规定。¶
4.5.5.1 当被测试样的密度、试料层中空隙率与标准样品相同,试验时的温度与校准温度之差不大于3℃时,应按式(4.5.5-1)计算;试验时的温度与校准温度之差大于3℃时,应按式(4.5.5-2)计算。 $$ S = \frac {S _ {\mathrm{s}} \sqrt {T}}{\sqrt {T _ {\mathrm{s}}}}\tag{4.5.5-1} $$
式中 S——被测试样的比表面积 \(\left(\mathrm{cm}^{2}/\mathrm{g}\right)\) ;
\(S_{s}\) ——标准样品的比表面积 \((\mathrm{cm}^{2}/\mathrm{g})\) ;
\(T\)——被测试样试验时,压力计中液面降落测得的时间(s);
\(T_{s}\) ——标准样品试验时,压力计中液面降落测得的时间(s);
\(\eta_{s}\) ——标准样品试验温度下的空气黏度( \(\mu Pa\cdot s\) );
\(\eta\) ——被测试样试验温度下的空气黏度( \(\mu Pa\cdot s\) )；
4.5.5.2 当被测试样的试料层中空隙率与标准样品试料层中空隙率不同,试验时的温度与校准温度之差不大于3℃时,应按式(4.5.5-3)计算;试验时的温度与校准温度之差大于3℃时,应按式(4.5.5-4)计算。 $$S = \frac {S _ {\mathrm{s}} \sqrt {T} (1 - \varepsilon_ {\mathrm{s}}) \sqrt {\varepsilon^ {3}}}{\sqrt {T _ {\mathrm{s}}} (1 - \varepsilon) \sqrt {\varepsilon_ {\mathrm{s}} ^ {3}}}\tag{4.5.5-3} $$
式中 \(\varepsilon_{s}\) ——标准样品试料层中的空隙率；
\(\varepsilon\) ——被测试样试料层中的空隙率；
4.5.5.3 当被测试样的密度和空隙率均与标准样品不同,试验时的温度与校准温度之差不大于 \(3^{\circ}\) C时,应按式(4.5.5-5)计算;试验时的温度与校准温度之差小于 \(3^{\circ}\) C时,应按式(4.5.5-6)计算。
式中 \(\rho_{s}\) ——标准样品的密度 \((\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3})\) ;
\(\rho\) ——被测试样的密度 \((\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3})\) ；
4.5.6 试验结果处理应符合下列规定。¶
4.5.6.1 水泥比表面积应由两次透气试验结果的平均值确定,当两次试验结果相差2%以上时,应重新试验,计算结果保留至 \(10cm^{2}/g\) 。 4.5.6.2 当同一水泥用手动勃氏透气仪测定的结果与自动勃氏透气仪测定的结果有争议时,应以手动勃氏透气仪测定结果为准。
4.6 水泥密度测定¶
4.6.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 李氏瓶容积为 250ml, 横截面形状为圆形, 外形尺寸如图4.6.1 所示; 由优质玻璃制成, 透明无条纹, 具有抗化学侵蚀性且热滞后性小, 有足够的厚度以确保良好的耐裂性; 瓶颈刻度由 (0 \~ 1) mm 和 (18 \~ 24) mm 两段组成, 0.1mm 为分度值, 容量误差不大于 0.05mm;
图 4.6.1 李氏瓶(尺寸单位:mm)
4 水 泥 (2)无水煤油符合《煤油》(GB 253)的要求;
(3) 恒温水槽水温控制在 \((20 \pm 1)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(4)天平的最小分度值不大于0.01g;
(5) 温度计的量程为 \((0 \sim 50)^{\circ} \mathrm{C}\) , 分度值不大于 \(0.1^{\circ} \mathrm{C}\) 。
4.6.2 试验应满足下列要求：¶
(1) 水泥试样预先通过 0.90mm 方孔筛, 在 \((110 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}(110±5)∘C(110 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}(110±5)∘C\) 温度下烘干 1h, 并在干燥器内冷却至 \((20 \pm 1)^{\circ}\mathrm{C}(20±1)∘C(20 \pm 1)^{\circ}\mathrm{C}(20±1)∘C\) ;
(2) 称取水泥 60g, 测试其他材料密度按实际情况增减称量材料质量, 精确至 0.01g;
(3)采用磁力搅拌时加入磁力棒,将无水煤油注入李氏瓶中至0mm到1mm之间,盖上瓶塞放入恒温水槽内,将刻度部分浸入温度为 \((20\pm1)\) ℃的水中,恒温30min,记下无水煤油初始(第一次)读数;
(4)从恒温水槽中取出李氏瓶,用滤纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分擦净;
(5)用小匙将水泥样品装入李氏瓶中,反复摇动(亦可用超声波振动或磁力搅拌等),直至没有气泡排出,再次将李氏瓶静置于恒温水槽中,使刻度部分浸入水中,恒温30min,记下第二次读数;
(6)第一次读数和第二次读数时,恒温水槽的温度差不大于0.2℃。
4.6.3 水泥密度结果应按式(4.6.3)计算,精确至0.01g/cm³;试验结果取两次测定结果的算术平均值,两次测定结果之差不超过0.02g/cm³。¶
$$ \rho = \frac {m}{V _ {2} - V _ {1}}\tag{4.6.3} $$ 式中 \(\rho\) ——水泥密度 \((\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3})\) ;
\(m\)——水泥质量(g);
\(V_{2}\) ——第二次读数(ml);
\(V_{1}\) ——第一次读数(ml)；
4.7 水泥水化热测定¶
4.7.1 仪器设备应满足下列要求。¶
4.7.1.1 溶解热测定仪应由恒温水槽、内筒、广口保温瓶、贝克曼差示温度计或量热温度计、搅拌装置等主要部件组成，并应配一个曲颈玻璃加料漏斗和一个直颈加酸漏斗，可采用单筒或双筒溶解热测定仪，双筒溶解热测定仪如图4.7.1所示，其各部件应满足下列要求：(1) 恒温水槽内外壳之间装有隔热层, 内壳横断面为椭圆形的金属筒, 横断面长轴 \(750 \mathrm{~mm}\) , 短轴 \(450 \mathrm{~mm}\) , 深 \(310 \mathrm{~mm}\) , 容积约 \(75 \mathrm{~L}\) , 并装有控制水位的溢流管; 溢流管高度距底部约 \(270 \mathrm{~mm}\) , 水槽上装有两个用于搅拌保温瓶中酸液的搅拌器, 水槽内装有两个放置试验内筒的筒座、进排水管、加热管与循环水泵等;
图 4.7.1 双筒溶解热测定仪
1-水槽壳体；2-电机冷却水泵；3-电机冷却水箱；4-恒温水槽；5-试验内筒；6-广口保温瓶；7-筒盖；8-加料漏斗；9-贝氏温度计或量热温度计；10-轴承；11-标准温度计；12-电机冷却水管；13-电机横梁；14-锁紧手柄；15-循环水泵；16-支架；17-酸液搅拌棒；18-加热管；19-控温仪；20-温度传感器；21-控制箱面板；22-自锁按扭开关；23-电气控制箱；24-水槽进排水管；25-水槽溢流管
(2) 内筒的筒口为带法兰的不锈钢圆筒, 内径 150mm, 深 210mm, 筒内衬有软木层或泡沫塑料, 筒口上镶嵌有防漏橡胶圈, 盖上有三个孔, 中孔安装酸液搅拌棒, 两侧的孔分别安装加料漏斗和贝克曼差示温度计或量热温度计;
(3) 广口保温瓶配有耐酸塑料筒, 容积约为 600ml, 当盛满比室温高约 5℃ 的水、静置 30min 时, 其冷却速率不大于 0.001℃/min;
(4)贝克曼差示温度计(贝氏温度计)的分度值为0.01℃,最大差示温度为5.2℃,插入酸液部分涂以石蜡或其他耐氢氟酸的材料;试验前用量热温度计将贝氏温度计零点调整到约14.500℃;
(5)量热温度计的分度值为0.01℃，量程为 \((14\sim20)\) ℃，插入酸液部分涂以石蜡或其他耐氢氟酸的材料；
(6) 搅拌装置中酸液搅拌棒直径为 \((6.0 \sim 6.5)\) mm, 总长约 280 mm, 下端装有两片略带轴向推进作用的叶片, 插入酸液部分用耐氢氟酸的材料制成; 水槽搅拌装置使用循环水泵;
(7) 装试样的曲颈玻璃加料漏斗的漏斗口与漏斗管的中轴线夹角约为 \(30^{\circ}\) ，口径约为 70mm，深 100mm，漏斗管外径 7.5mm，长 95mm，配有胶塞；
(8) 直颈加酸漏斗由耐酸塑料制成, 上口直径约 70mm, 管长 120mm, 外径 7.5mm。
4.7.1.2 天平应选用最小分度值不大于0.001g和0.1g各一台。 4.7.1.3 高温炉的使用温度应在(900\~950)℃范围,并带有恒温控制装置。 4.7.1.4 铂金坩埚或瓷坩埚容量宜为 30ml, 瓷坩埚使用前应编号并灼烧至恒重。 4.7.1.5 水泥水化试样瓶应由不与水泥作用的材料制成,具有水密性,容积约15ml。4 水 泥 4.7.1.6 水化热试验尚应配备0.15mm方孔筛、0.60mm的方孔筛、低温箱、玛瑙研钵、磨口称量瓶、分度值为0.1℃的温度计、放大镜、时钟、秒表、干燥器、容量瓶、吸液管、石蜡、量杯、量筒等。
4.7.2 材料、试剂及配制应满足下列要求：¶
(1)水泥试样预先通过0.90mm方孔筛,并充分混合均匀; (2)用于标定热量计热容量的氧化锌(ZnO)放入坩埚内,在(900\~950)℃下灼烧1h取出,置于干燥器中冷却后,用玛瑙研钵研磨至全部通过0.15mm方孔筛,贮存备用;在进行热容量标定前,将上述制取的氧化锌约50g在(900\~950)℃下灼烧5min,然后在干燥器中冷却至室温;
(3) 氢氟酸(HF)的浓度(质量分数)为 \(40\%\) 或密度 \((1.15 \sim 1.18) \mathrm{~g} / \mathrm{cm}^{3}\) ;
(4)一次配制浓度为 \((2.00\pm0.02)\mathrm{mol/L}\) 的硝酸溶液；配制时量取浓度（质量分数）为65%\~68%或20℃密度为 \((1.39\sim1.41)\mathrm{g/cm^{3}}\) 的浓硝酸138ml，加蒸馏水稀释至1L；
(5)用移液管吸取25ml上述已配制好的硝酸溶液,移入250ml的容量瓶中,用蒸馏水稀释至标线,摇匀;加入溴百里香酚蓝指示剂,用浓度约0.2mol/L的氢氧化钠标准溶液标定容量瓶中硝酸溶液的浓度,该浓度乘以10即为该硝酸溶液的浓度。
4.7.3 试验室条件应满足下列要求：¶
(1) 试验室温度保持在 \((20 \pm 1)^{\circ} \mathrm{C}\) , 相对湿度不低于 \(50 \%\) ; 室内有通风设备; (2)试验期间恒温水槽内的水温保持在 \((20\pm0.1)\) ℃；
(3) 恒温水槽用水为纯净的饮用水。
4.7.4 试验步骤应符合下列规定。¶
4.7.4.1 热量计热容量的标定应满足下列要求：(1) 贝氏温度计或量热温度计、保温瓶及塑料内衬、搅拌棒等编号配套使用；使用贝氏温度计试验前用量热温度计检查贝氏温度计零点；使用量热温度计时，不需调整零点，直接测定； (2) 在标定热量计热容量的前 24h 将保温瓶放入内筒中, 酸液搅拌棒放入保温瓶内, 盖紧内筒盖, 再将内筒放入恒温水槽内; 调整酸液搅拌棒悬臂梁使夹头对准内筒中心孔, 并将酸液搅拌棒夹紧; 在恒温水槽内加水使水面高出试验内筒盖, 由溢流管控制高度, 打开循环水泵等, 使恒温水槽内的水温调整并保持到 \((20 \pm 0.1)^{\circ}\mathrm{C}\) , 然后关闭循环水泵备用;
(3)试验前打开循环水泵,观察恒温水槽温度使其保持在 \((20\pm0.1)\) ℃,从安放贝氏温度计孔插入直颈加酸漏斗,用500ml耐酸的塑料杯称取 \((13.5\pm0.5)\) ℃的 \((2.00\pm0.02)\) mol/L硝酸溶液约410g,量取8ml 40%氢氟酸加入耐酸塑料量杯内,再加入少量剩余的硝酸溶液,使两种混合溶液总质量达到 \((425\pm0.1)\) g,用直颈加酸漏斗加入到保温瓶内,然后取出加酸漏斗,插入贝氏温度计或量热温度计,并保持至试验结束;
(4)开启保温瓶中的酸液搅拌棒,连续搅拌20min后,在贝氏温度计或量热温度计上读出酸液温度,此后每隔5min读一次酸液温度,直至连续15min,每5min上升的温度差值相等或三次温度差值在0.002℃内时为止,记录最后一次酸液温度即为初测读数 \(\theta_{0}\) ,初测期结束;
(5) 初测期结束后, 立即将事先称量好的 \((7 \pm 0.001) \mathrm{~g}\) 氧化锌通过加料漏斗徐徐地加入保温瓶酸液中, 酸液搅拌棒继续搅拌, 加料过程须在 \(2 \mathrm{~min}\) 内完成, 漏斗和毛刷上均不得残留试样, 加料完毕盖上胶塞, 避免试验中热量散失;
(6)从读出初测读数 \(\theta_{0}\) 起分别测读 20min、40min、60min、80min、90min、120min 时溶解期内贝氏温度计或量热温度计的读数；
(7) 热量计在各时间内的热容量按式(4.7.4-1)和式(4.7.4-2)计算；
$$
C = \frac {G _ {0} \left[ k _ {1} + k _ {2} (3 0 - t _ {\mathrm{a}}) + k _ {3} (t - t _ {\mathrm{a}}) \right]}{R _ {0}}\tag{4.7.4-1} $$
式中 C——热量计热容量(J/℃)，精确至0.1J/℃；
\(G_{0}\) ——氧化锌重量(g);
\(k_{1}\) ——氧化锌在 \(30^{\circ}C\) 时溶解热(J/g)，取1072.0；
\(k_{2}\) ——溶解热负温比热容 \(\left[\mathrm{J}/(\mathrm{g}\cdot^{\circ}\mathrm{C})\right]\) ，取0.4；
\(t_{0}\) ——溶解期第一次测读数 \(\theta_{0}\) 加贝氏温度计 \(0^{\circ}C\) 时相应的摄氏温度，当使用量热温度计时， \(t_{0}\) 的数值等于 \(\theta_{0}\) 的读数 ( \(^{\circ}C\) )；
\(t\)——氧化锌加入热量计时的室温(℃);
\(k_{3}\) ——氧化锌比热容 \(\left[\mathrm{J}/(\mathrm{g}\cdot^{\circ}\mathrm{C})\right]\) ，取0.5；
\(R_{0}\) ——经校正的温度上升值(℃)，精确至0.001℃；
\(\theta_{a}\) ——溶解期第一次测读的贝氏温度计或量热温度计的读数(℃);
\(\theta_{0}\) ——初测期结束时的贝氏温度计或量热温度计读数(℃);
a、b——测读 \(\theta_{0}\) 或 \(\theta_{b}\) 时距离测初读数 \(\theta_{0}\) 时所经过的时间 (min);
\(\theta_{b}\) ——溶解期结束时测读的贝氏温度计或量热温度计的读数(℃);
(8) 热量计热容量对应 \(\theta_{a}\) 、 \(\theta_{b}\) 的测读时间 a、b 分别与不同品种水泥所需要的溶解期测读时间对应, 不同品种水泥的具体溶解期按表 4.7.4 规定的间隔时间测读。
表 4.7.4 各品种水泥测读温度的间隔时间 (min)
| 水泥品种 | 距初测期温度 的间隔时间 | |
| a | b | |
| 硅酸盐水泥中热硅酸盐水泥低热硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 | 20 | 40 |
| 矿渣硅酸盐水泥低热矿渣硅酸盐水泥 | 40 | 60 |
| 火山灰硅酸盐水泥 | 60 | 90 |
| 粉煤灰硅酸盐水泥 | 80 | 120 |
注:在普通水泥、矿渣水泥、低热矿渣水泥中掺有大于10%(质量分数)火山灰质或粉煤灰时,可按火山灰质水泥或粉煤灰水泥规定的测读期..
4 水 泥 (9) 热量计热容量平行标定两次, 以两次标定值的平均值作为标定结果; 当两次标定值相差大于 \(5.0 \, J/°C\) 时重新标定;
(10)重新调整贝氏温度计,温度计、保温瓶、搅拌棒更换,新配制的酸液与标定热量计热容量的酸液浓度变化大于±0.02mol/L,或对试验结果有疑问时,热容量重新标定。
4.7.4.2 未水化水泥溶解热的测定应满足下列要求：(1) 按第 4.7.4.1 款中第 (1) \~ (4) 项规定进行准备工作和初测期试验, 并记录初测温度 \(\theta_{0}^{\prime}\) ; (2)读出初测温度 \(\theta_{0}^{\prime}\) 后, 立即将预先称好的四份 \((3 \pm 0.001) \mathrm{~g}\) 未水化水泥试样中的一份在 \(2 \mathrm{~min}\) 内通过加料漏斗徐徐加入酸液中, 漏斗、称量瓶及毛刷上均不得残留试样, 加料完毕盖上胶塞; 然后按表4.7.4规定的各品种水泥测读温度的间隔时间, 准时读记贝氏温度计读数 \(\theta_{\mathrm{a}}^{\prime}\) 和 \(\theta_{\mathrm{b}}^{\prime}\) ; 第二份试样重复第一份的操作;
(3)余下两份试样置于 \((900\sim 950)^{\circ}\mathrm{C}\) 下灼烧 \(90\mathrm{min}\) 后立即将盛有试样的坩埚置于干燥器内冷却至室温，并快速称量；灼烧质量 \(G_{1}\) 以两份试样灼烧后的质量平均值确定，如两份试样的灼烧质量相差大于 \(0.003\mathrm{g}\) 时，重新补做；
(4)未水化水泥的溶解热按式(4.7.4-3)计算,精确至0.1J/g;未水化水泥试样的溶解热以两次测定值的平均值作为测定结果,当两次测定值相差大于10.0J/g时,进行第三次试验,其结果与前试验中一次结果相差小于10.0J/g时,取其平均值作为测定结果,否则应重做试验。
式中 \(q_{1}\) ——未水化水泥试样的溶解热(J/g);
\(R_{1}\) ——经校正的温度上升值(℃)，按式(4.7.4-4)计算，精确至0.001℃；
\(C\)——对应测读时间的热量计热容量(J/℃);
\(G_{1}\) ——未水化水泥试样灼烧后的质量(g);
\(k_{4}\) ——未水化水泥试样的比热容 \(\left[\mathrm{J}/(\mathrm{g}\cdot\mathrm{°C})\right]\) ，取0.8；
\(T'\) ——未水化水泥试样装入热量计时的室温(℃);
\(t_{a}^{\prime}\) ——未水化水泥试样溶解期第一次测读数 \(\theta_{a}^{\prime}\) 加贝氏温度计 \(0^{\circ}C\) 时相应的摄氏温度（如使用量热温度计时， \(t_{a}^{\prime}\) 的数值等于 \(\theta_{a}^{\prime}\) 的读数）(℃)；
\(\theta_{0}^{\prime}\) 、 \(\theta_{a}^{\prime}\) 、 \(\theta_{b}^{\prime}\) ——未水化水泥试样初测期结束时的贝氏温度计读数、溶解期第一次和第二次测读时的贝氏温度计读数(℃);
\(a^{\prime}, b^{\prime}\) ——未水化水泥试样溶解期第一次测读时 \(\theta_{a}^{\prime}\) 与第二次测读时 \(\theta_{b}^{\prime}\) 距初读数 \(\theta_{0}^{\prime}\) 的时间(min)；
4.7.4.3 部分水化水泥溶解热的测定应满足下列要求：(1) 在测定未水化水泥试样溶解热的同时, 制备部分水化水泥试样; 测定两个龄期水化热时, 称 100g 水泥加 40ml 蒸馏水, 充分搅拌 3min 后, 取近似相等的浆体两份或多份,分别装入符合第4.7.1.5款要求的试样瓶中，置于 \((20\pm 1)\mathrm{℃}\) 的水中养护至规定龄期；
(2) 按第 4.7.4.1 款中第 (1) \~ (4) 项规定进行准备工作和初测期试验, 并记录初测温度 \(\theta_{0}^{\prime\prime}\) ;
(3)从养护水中取出一份达到试验龄期的试样瓶,取出水化水泥试样,迅速用金属研钵将水泥试样捣碎并用玛瑙研钵研磨至全部通过0.60mm方孔筛,混合均匀放入磨口称量瓶中,并称出 \((4.200\pm0.050)\) g(精确至0.001g)试样四份,然后存放在湿度大于50%的密闭容器中,称好的样品在20min内进行试验,两份供作溶解热测定,另两份进行灼烧;从开始捣碎至放入称量瓶中的全部时间不大于10min;
(4)读出初测期结束时的温度 \(\theta_0''\) 后, 立即将称量好的一份试样在 \(2\mathrm{min}\) 内通过加料漏斗徐徐加入酸液中, 漏斗、称量瓶及毛刷上无残留试样, 加料完毕盖上胶塞, 然后按表 4.7.4 规定的不同水泥品种的间隔测读时间, 准时读记贝氏温度计或量热温度计读数 \(\theta_0''\) 和 \(\theta_0''\) ; 按第一份试样操作步骤进行第二份试样操作;
(5)余下两份试样进行灼烧,灼烧质量 \(G_{2}\) 的确定按第4.7.4.2款中第(3)项的规定进行;
(6) 经水化某一龄期后水泥的溶解热按式(4.7.4-5)计算, 精确至 0.1J/g;
式中 \(q_{2}\) ——经水化某一龄期后水化水泥试样的溶解热(J/g);
\(R_{2}\) ——经校正的温度上升值(℃)，按式(4.7.5-6)计算，精确至0.001℃；
\(C\)——对应测读时间的热量计热容量(J/℃);
\(G_{2}\) ——某一龄期水化水泥试样灼烧后的质量(g);
\(k_{5}\) ——水化水泥试样的比热容 \(\left[\mathrm{J}/(\mathrm{g}\cdot^{\circ}\mathrm{C})\right]\) ，取1.7；
\(T''\) ——水化水泥试样装入热量计时的室温(℃);
\(t_{n}^{\prime\prime}\) ——水化水泥试样溶解期第一次测读数 \(\theta_{n}^{\prime\prime}\) 加贝氏温度计 \(0^{\circ}C\) 时相应的摄氏温度(℃);
\(k_{6}\) ——温度校正比热容 \(\left[\mathrm{J}/(\mathrm{g}\cdot^{\circ}\mathrm{C})\right]\) ，取1.3；
\(t_{0}^{\prime}\) ——未水化水泥试样溶解期第一次测读数 \(\theta_{0}^{\prime}\) 加贝氏温度计 \(0^{\circ}C\) 时相应的摄氏温度(℃);
\(\theta_{0}^{\prime\prime},\theta_{a}^{\prime\prime},\theta_{b}^{\prime\prime},a^{\prime\prime},b^{\prime\prime}\) 与前述相同，但在这里是代表水化水泥试样；
(7)部分水化水泥试样的溶解热结果确定按第4.7.4.2款中第(4)项的规定进行；
(8)每次试验结束后,将保温瓶中的耐酸塑料筒取出,倒出筒内废液,用清水将保温瓶内筒、贝氏温度计或量热温度计、搅拌棒冲洗干净,并用干净纱布擦干,供下次试验用;涂蜡部分有损伤、松裂或脱落时重新处理;
(9)部分水化水泥试样溶解热测定在规定龄期的±2h内进行,以试样加入酸液时间为准。
4 水 泥
式中 \(\omega_{c}\) ——砂中含泥量；
\(m_{0}\) ——试验前的烘干试样质量(g);
\(m_{1}\) ——试验后的烘干试样质量(g)；
6.8 砂中泥块含量试验¶
6.8.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 最小分度值不大于 0.1g 和 5g 的天平各一台； (2) 温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) 的烘箱；
(3)筛孔公称直径为 \(630\mu \mathrm{m}\) 和 \(1.25\mathrm{mm}\) 的方孔试验筛各一只；
(4) 洗砂用的容器和烘干用的浅盘等。
6.8.2 试样制备应满足下列要求：(1) 将样品缩分至 5000g, 置于温度为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) 的烘箱中烘干至恒重, 冷却至室温后, 用 1.25mm 的方孔筛筛分, 取筛上不少于 400g 的砂分为两份备用;¶
(2) 特细砂按实际筛分量称取。
6.8.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 称取 200g 试样置于容器中, 注入饮用水, 使水面高出砂面约 150mm, 充分拌匀后, 浸泡 24h, 然后用手在水中碾碎泥块, 再把试样放在 630μm 的方孔筛上, 用水淘洗, 直至水清澈为止; (2)从筛里取出保留下来的试样,装入水平浅盘后,置于温度为 \((105\pm5)\) ℃烘箱中烘干至恒重,冷却后称重;
(3) 整个试验过程中避免砂粒丢失。
6.8.4 砂中泥块含量应按式(6.8.4)计算,精确至0.1%,取两次试样试验结果的算术平均值作为测定值。¶
式中 \(\omega_{G,L}\) ——泥块含量；
\(m_{1}\) ——试验前的干燥试样质量(g);
\(m_{2}\) ——试验后的干燥试样质量(g)；
6.9 砂中有机物含量试验¶
6.9.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 最小分度值不大于 0.1g 和 1g 的天平各一台；
(2) 容量为 250ml、100ml 和 10ml 量筒各一个；
(3)筛孔公称直径为5.00mm的方孔筛；
(4) 氢氧化钠与蒸馏水质量比为 3:97, 制成浓度为 3% 的氢氧化钠溶液;
(5)采用烧杯、玻璃棒、鞣酸、酒精等。
6.9.2 试样的制备与标准溶液的配制应满足下列要求：¶
(1) 筛去样品中 5mm 以上的颗粒,用四分法缩分至 500g,风干备用;
(2)取 \(2 \mathrm{~g}\) 鞣酸粉溶解于 \(98 \mathrm{ml}\) 的 \(10 \%\) 酒精溶液中,配制所需的鞣酸溶液,取该溶液 \(2.5 \mathrm{ml}\) ,注入 \(97.5 \mathrm{ml}\) 浓度为 \(3 \%\) 的氢氧化钠溶液中,加塞后剧烈摇动,静置 \(24 \mathrm{~h}\) 。
6.9.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 向 250ml 量筒中倒入试样至 130ml 刻度处, 注入氢氧化钠溶液至 200ml 刻度处,剧烈摇动后静置 24h;
(2) 比较试样上部溶液和新配制标准溶液的颜色；
(3)盛装标准溶液与盛装试样的量筒容积一致。
6.9.4 检测结果的评定应满足下列要求：¶
(1) 当试样上部的溶液颜色浅于标准溶液的颜色时, 则试样的有机质含量判定合格;
6 细骨料 (2)当两种溶液的颜色接近时,将该试样包括上部溶液倒入烧杯中,在温度为 \((60\sim70)^{\circ}\mathrm{C}\) 的水浴锅中加热 \((2\sim3)\mathrm{h}\) ,然后再与标准溶液比色;
(3) 当溶液的颜色深于标准色时, 取风干试样一份, 用 \(3\%\) 氢氧化钠溶液洗除有机杂质, 用清水淘洗干净, 至试样用比色法试验时溶液的颜色浅于标准色, 然后用洗除有机质和未洗除有机质的试样分别按第4.3节的有关规定配制两种水泥砂浆, 测定 \(28 \mathrm{~d}\) 的抗压强度, 当未经洗除有机杂质的砂的胶砂强度与经洗除有机质后的砂的胶砂强度比不低于0.95时, 试样的有机质含量判定为合格。
6.10 砂中轻物质含量试验¶
6.10.1 仪器设备和试剂应满足下列要求：¶
(1) 烘箱的温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}(105±5)∘C(105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}(105±5)∘C\) ;
(2)天平的最小分度值不大于1g;
(3)1000ml量杯、250ml量筒、150ml烧杯各一只；
(4) 比重计的测定范围为 1.0\~2.0;
(5)通常采用内径和高度均为 \(70 \mathrm{~mm}\) 、网孔孔径不大于 \(150 \mu \mathrm{m}\) 的网篮,或者采用坚固性检验用的网篮或孔径 \(150 \mu \mathrm{m}\) 的筛;
(6)筛孔公称直径为5.00mm和315μm的方孔试验筛各一只；
(7)化学纯氯化锌。
6.10.2 试样制备及重液配制应满足下列要求：¶
(1) 称取经缩分的试样约 \(800 \, g\) ，在温度为 \((105 \pm 5)^\circ \mathrm{C}\) 的烘箱中烘干至恒重，冷却后将公称粒径大于 \(5.00 \, mm\) 和小于公称粒径 \(315 \, \mu m\) 的颗粒筛去，然后称取两份 \(200 \, g\) 的试样备用；
(2) 向 1000ml 的量杯中加水至 600ml 刻度处, 再加入 1500g 氯化锌, 用玻璃棒搅拌使氯化锌全部溶解, 待冷却至室温后, 将部分溶液倒入 250ml 量筒中测量其密度; 当溶液相对密度小于 \(1950 \, kg/m^{3}\) 时, 将它倒回量杯, 再加入氯化锌, 溶解并冷却后测量其密度, 直至溶液密度达到 ( \(1950 \sim 2000 \, kg/m^{3}\) 时为止。
6.10.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 将试样倒入盛有约 500ml 密度为 (1950 \~ 2000) kg/m \(^{3}\) 的氯化锌溶液的量杯中, 用玻璃棒充分搅拌, 使试样中的轻物质与砂分离, 静置 5min 后, 将浮起的轻物质连同氯化锌溶液通过网篮倒入另一容器, 轻物质留在网篮上, 倾倒时避免带出砂粒, 当溶液表面与砂表面相距约 (20 \~ 30) mm 时停止倾倒; 将流出的溶液倒回盛试样的量杯中, 重复上述过程, 直至无轻物质浮起为止;
(2)用清水洗净留存于网篮中的物质,倒入烧杯,在 \((105\pm5)\) ℃的烘箱中烘干至恒重,称取轻物质与烧杯的总质量。
6.10.4 砂中轻物质的含量应按式(6.10.4)计算,精确至0.1%,以两份试验结果的算术平均值作为测定值。¶
式中 \(\omega_{1}\) ——砂中轻物质含量；
\(m_{1}\) ——烘干的轻物质与烧杯的总质量(g);
\(m_{2}\) ——烧杯的质量(g);
\(m_{0}\) ——试验前烘干的试样质量(g)；
6.11 砂的坚固性试验¶
6.11.1 仪器设备和试剂应满足下列要求：¶
(1) 烘箱的温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(2)天平的最小分度值不大于1g;
(3) 筛孔公称直径为 \(160 \mu m\) 、 \(315 \mu m\) 、 \(630 \mu m\) 、1.25 mm、2.50 mm、5.00 mm 方孔试验筛各一只；
(4) 容量不小于 10L 的搪瓷盆或瓷缸；
(5)三脚网篮内径及高均为70mm,由铜丝或镀锌铁丝制成,网孔的孔径不大于所盛试样粒级下限尺寸的一半;
(6)无水硫酸钠；
(7) 比重计；
(8)10g氯化钡溶于100ml蒸馏水中,配制成浓度为10%(W/V)氯化钡溶液。
6.11.2 溶液的配制及试样制备应满足下列要求：¶
(1)根据试样及容器大小,取一定数量温度为 \((30\sim50)(30∼50)(30\sim50)(30∼50)\) ℃的蒸馏水,每1000ml蒸馏水加入无水硫酸钠 \(\left(\mathrm{Na}_{2}\mathrm{SO}_{4}\right)(300\sim350)\mathrm{g}(Na2SO4)(300∼350)g\left(\mathrm{Na}_{2}\mathrm{SO}_{4}\right)(300\sim350)\mathrm{g}(Na2SO4)(300∼350)g\) ,用玻璃棒搅拌,使其溶解并饱和,冷却至 \((20\sim25)(20∼25)(20\sim25)(20∼25)\) ℃,在此温度下静置48h,其相对密度保持在 \((1151\sim1174)\mathrm{kg/m^{3}}(1151∼1174)kg/m3(1151\sim1174)\mathrm{kg/m^{3}}(1151∼1174)kg/m3\) ;
(2) 缩分后的样品用水冲洗干净, 在 \((105 \pm 5) ^{\circ} \mathrm{C}\) 的温度下烘干冷却至室温备用。
6.11.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1)称取公称粒级分别为 \((315\sim630)\mu m(315∼630)μm(315\sim630)\mu m(315∼630)μm\) 、 \(630\mu m\sim1.25mm630μm∼1.25mm630\mu m\sim1.25mm630μm∼1.25mm\) 、 \((1.25\sim2.50)mm(1.25∼2.50)mm(1.25\sim2.50)mm(1.25∼2.50)mm\) 和 \((2.50\sim5.00)mm(2.50∼5.00)mm(2.50\sim5.00)mm(2.50∼5.00)mm\) 的试样各100g；特细砂先筛去公称粒径 \(160\mu m160μm160\mu m160μm\) 以下和2.50mm以上的颗粒，然后称取公称粒级分别为 \((160\sim350)\mu m(160∼350)μm(160\sim350)\mu m(160∼350)μm\) 、 \((315\sim630)\mu m(315∼630)μm(315\sim630)\mu m(315∼630)μm\) 、 \(630\mu m\sim1.25mm630μm∼1.25mm630\mu m\sim1.25mm630μm∼1.25mm\) 、 \((1.25\sim2.50)mm(1.25∼2.50)mm(1.25\sim2.50)mm(1.25∼2.50)mm\) 的试样各100g；分别装入网篮并浸入盛有硫酸钠溶液的容器中，溶液体积不小于试样总体积的5倍，温度保持在 \((20\sim25)^{\circ}C(20∼25)∘C(20\sim25)^{\circ}C(20∼25)∘C\) ；三脚网篮浸入溶液时，先上下升降25次以排除试样中的气泡，然后静置于该容器中，网篮底面距容器底面约30mm，网篮之间的间距不小于30mm，试样表面至少在液面以下30mm；
(2) 浸泡 20h 后, 从溶液中提出网篮, 放在温度为 \((105 \pm 5)\) ℃ 的烘箱中烘烤 4h, 至此完成了第一次循环; 待试样冷却至 \((20 \sim 25)\) ℃ 后, 即开始第二次循环, 从第二次循环开始, 浸泡及烘烤时间均为 4h;
(3)第五次循环完成后,将试样置于(20\~25)℃的清水中洗净硫酸钠,再在(105±5)℃ 的烘箱中烘干至恒重,取出并冷却至室温后,用孔径为试样粒级下限的筛过筛并称量各粒级试样试验后的筛余量;
6 细骨料 (4)取冲洗试样的水若干毫升,滴入少量10%氯化钡 \(\left(\mathrm{BaCl}_{2}\right)\) 溶液,当无白色沉淀物出现时,说明试样中的硫酸钠被洗净。
6.11.4 砂的质量损失百分率的计算应满足下列要求：¶
(1)试样中各粒级颗粒的分计质量损失百分率按式(6.11.4-1)计算,精确至0.1%;
式中 \(\delta_{ji}\) ——各粒级颗粒的分计质量损失百分率；
\(m_{i}\) ——每一粒级试样试验前的质量(g);
\(m_{i}^{\prime}\) ——经硫酸钠溶液试验后，每一粒级筛余颗粒的烘干质量(g)；
(2)试样的总质量损失百分率按式(6.11.4-2)计算,精确至1%;
式中 \(\delta_{i}\) ——试样的总质量损失百分率；
\(a_{1}\) 、 \(a_{2}\) 、 \(a_{3}\) 、 \(a_{4}\) ——公称粒级分别为(315\~630)μm、630μm\~1.25mm、(1.25\~2.50)mm和(2.50\~5.00)mm粒级在筛除小于公称粒径315μm及大于公称粒径5.00mm颗粒后的原试样中所占的百分率(%)；
\(\delta_{j1}, \delta_{j2}, \delta_{j3}, \delta_{j4}\) ——公称粒级分别为 \((315 \sim 630)\mu \mathrm{m}, 630\mu \mathrm{m} \sim 1.25\mathrm{mm}, (1.25 \sim 2.50)\mathrm{mm}\) 和 \((2.50 \sim 5.00)\mathrm{mm}\) 各粒级的分级质量损失百分率 \((\%)\) ;
(3) 特细砂质量损失百分率按式(6.11.4-3)计算,精确至1%;
式中 \(\delta_{i}\) ——试样的总质量损失百分率；
\(a_{0}\) 、 \(a_{1}\) 、 \(a_{2}\) 、 \(a_{3}\) ——公称粒级分别为(160\~350)μm、(315\~630)μm、630μm\~1.25mm、(1.25\~2.50)mm粒级在筛除小于公称粒径160μm及大于公称粒径2.50mm颗粒后的原试样中所占的百分率；
\(\delta_{j0}\) 、 \(\delta_{j1}\) 、 \(\delta_{j2}\) 、 \(\delta_{j3}\) ——公称粒级分别为(160\~350)μm、(315\~630)μm、630μm\~1.25mm、(1.25\~2.50)mm各粒级的分级质量损失百分率；
6.12 砂中硫酸盐及硫化物含量试验¶
6.12.1 仪器设备和试剂应满足下列要求：¶
(1) 天平的最小分度值不大于 \(1 \, g\) ;
(2) 分析天平的最小分度值不大于 0.0001 g;
(3)高温炉的最高温度不低于1000℃；
(4)筛孔公称直径为 \(80\mu \mathrm{m}\) 的方孔试验筛一只；
(5)采用瓷坩锅、烧瓶、烧杯等；
(6)10g氯化钡溶于100ml蒸馏水中,配制成浓度为10%(W/V)氯化钡溶液;
(7)浓盐酸溶于同体积的蒸馏水中,配制成 \((1+1)\) 盐酸;
(8)1g 硝酸银溶于 100ml 蒸馏水中,并加入 (5\~10)ml 硝酸,配制成浓度为 1% (W/V) 硝酸银溶液,存于棕色瓶中。
6.12.2 样品应缩分至不少于 \(10 \, g\) ，置于温度为 \((105 \pm 5)^\circ \mathrm{C}\) 烘干至恒重，冷却至室温后，研磨至全部通过筛孔公称直径为 \(80 \, \mu m\) 的方孔筛备用。¶
6.12.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1)用分析天平精确称取砂粉试样 \(1\mathrm{g}1g1\mathrm{g}1g\) , 放入 \(300\mathrm{ml}300ml300\mathrm{ml}300ml\) 的烧杯中, 加入 \((30 \sim 40)\mathrm{ml}(30∼40)ml(30 \sim 40)\mathrm{ml}(30∼40)ml\) 蒸馏水和 \(10\mathrm{ml}10ml10\mathrm{ml}10ml\) 的 \((1 + 1)(1+1)(1 + 1)(1+1)\) 盐酸, 加热至微沸, 并保持微沸 \(5\mathrm{min}5min5\mathrm{min}5min\) , 使试样充分分解后取下, 以中速滤纸过滤, 用温水洗涤 \((10 \sim 12)(10∼12)(10 \sim 12)(10∼12)\) 次;
(2) 调整滤液体积至 200ml, 煮沸, 搅拌同时滴加 10ml 10% 氯化钡溶液, 并将溶液煮沸数分钟, 然后移至温热处静置至少 4h, 此时溶液体积保持在 200ml, 用慢速滤纸过滤, 以温水洗涤至用硝酸银溶液检验氯离子反应消失为止;
(3) 将沉淀及滤纸一并移入己灼烧至恒重的瓷坩埚中, 灰化后在 \(800^{\circ} \mathrm{C}\) 的高温炉内灼烧 \(30 \mathrm{~min}\) ; 取出坩埚, 置于干燥器中冷却至室温, 称量, 如此反复灼烧, 直至恒重。
6.12.4 硫化物及硫酸盐含量(以 \(SO_{3}SO3SO_{3}SO3\) 计)应按式(6.12.4)计算,精确至0.01%;以两次试验的算术平均值作为测定值,当两次试验结果之差大于0.15%时,须重做试验。¶
$$\omega_ {\mathrm{SO} _ {3}} = \frac {(m _ {2} - m _ {1}) \times k}{m} \times 100\tag{6.12.4}
$$ 式中 \(\omega_{SO_{3}}\) ——硫酸盐含量；
\(m_{2}\) ——瓷坩埚质量和试样总质量(g);
\(m_{1}\) ——瓷坩锅的质量(g);
\(m\)——试样质量(g);
\(k\) —— \(\mathrm{BaSO_4}\) 换算成 \(\mathrm{SO}_3\) 的系数，取0.343；
6.13 砂中氯离子含量试验¶
6.13.1 砂中氯离子含量试验应符合下列规定。¶
6.13.1.1 仪器设备和试剂应满足下列要求：(1) 天平的最小分度值不大于 \(1 \, g\) ; (2) 烘箱的温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(3) 容量 1L 的带塞磨口瓶；
(4) 容量 300ml 三角瓶；
(5) 容量 10ml 或 25ml 的滴定管；
(6)500ml 的容量瓶；
(7) 容量 50ml 和 1ml 的移液管各一支；
6 细骨料 (8)5%(W/V)铬酸钾指示剂溶液、0.01mol/L氯化钠标准溶液、0.01mol/L硝酸银标准溶液的配制及标定方法按现行国家标准《化学试剂标准滴定溶液的制备》(GB/T 601)和《化学试剂杂质测定用标准溶液的制备》(GB/T 602)的有关规定进行。
6.13.1.2 试验步骤应满足下列要求：(1)取样品2kg,在温度 \((105\pm5)\) ℃的烘箱中烘干至恒重,经冷却至室温备用; (2)称取经缩分试样 \(500\mathrm{g}\) , 装入带塞磨口瓶中, 用容量瓶取 \(500\mathrm{ml}\) 蒸馏水, 注入磨口瓶内, 盖上塞子, 摇动一次, 放置 \(2\mathrm{h}\) , 然后每隔 \(5\mathrm{min}\) 摇动一次, 共摇动 3 次, 使氯盐充分溶解; 将磨口瓶上部已澄清的溶液过滤, 然后用移液管吸取 \(50\mathrm{ml}\) 滤液, 注入三角瓶中, 再加入浓度为 \(5\%\) 的 \((\mathrm{W} / \mathrm{V})\) 铬酸钾指示剂 \(1\mathrm{ml}\) , 用 \(0.01\mathrm{mol} / \mathrm{L}\) 硝酸银标准溶液滴定至呈现砖红色为终点, 记录消耗的硝酸银标准溶液的毫升数;
(3)用移液管准确吸取 50ml 蒸馏水到三角瓶内, 按上述第(2)项的规定进行空白试验, 记录消耗的硝酸银标准溶液的毫升数。
6.13.1.3 砂中氯离子含量应按式(6.13.1)计算,精确至0.001%。 $$\omega_ {\mathrm{el} ^ {-}} = \frac {c _ {\mathrm{AgVO} _ {3}} (V _ {1} - V _ {2}) \times k \times 1 0}{m} \times 1 0 0 \%\tag{6.13.1} $$
式中 \(\omega_{cl}\) ——砂中氯离子含量；
\(c_{AgNO_{3}}\) ——硝酸银标准溶液的浓度(mol/L);
\(V_{1}\) ——样品滴定时消耗的硝酸银标准溶液的体积(ml);
\(V_{2}\) ——空白试验时消耗的硝酸银标准溶液的体积(ml);
\(k\)——常数,取0.0355;
\(m\)——试样质量(g)；
6.13.2 海砂中氯离子含量快速测定应符合下列规定。¶
6.13.2.1 仪器设备应满足下列要求：(1) 测量范围为 \((5 \times 10^{-5} \sim 5 \times 10^{-2})\) mol/L、pH 值范围为 2～12、响应时间不大于 2min、温度范围为 \((5 \sim 35)^{\circ}\mathrm{C}\) 的氯离子选择电极； (2)饱和甘汞电极盐桥充 \(0.1\mathrm{mol} / \mathrm{L}\) \(\mathrm{KNO}_3\) 或 \(0.1\mathrm{mol} / \mathrm{L}\) \(\mathrm{NaNO}_3\) 溶液；
(3) 分辨值为毫伏的酸度计、恒电位仪、伏特计或电位差计, 输入阻抗不小于 \(7 \, M\Omega\) 的电位测量仪器。
6.13.2.2 建立电位—氯离子浓度关系曲线应满足下列要求：(1) 将氯离子选择电极放入由蒸馏水或去离子水配制的 \(0.001 \, mol/L \, NaCl\) 溶液中活化 2h; (2)用蒸馏水或去离子水配制 \(5.5 \times 10^{-3} \, mol/L\) 和 \(5.5 \times 10^{-4} \, mol/L\) 两种 NaCl 标准溶液各 250ml；
(3) 将氯离子选择电极和甘汞电极(通过盐桥), 插入 \((20 \pm 2)^{\circ} \mathrm{C}\) 的两种 NaCl 标准溶液中, 经 \(2 \mathrm{~min}\) 后用电位测量仪按图 6.13.2 所示测得两电极之间电位值; 将两值标点在 \(E - \lg c_{\mathrm{NaCl}}\) 半对数坐标上, 建立电位—氯离子浓度关系曲线。
图6.13.2 测量示意图
1-电位测量仪；2-氯离子选择电极；3-被测液；4-盐桥；5-KCl溶液；6-甘汞电极
6.13.2.3 制备氯离子浓度允许限值标准溶液 250ml, 并按第 6.13.2.2 款的步骤测定 20℃时标准溶液的电极电位值, 标准溶液的 NaCl 浓度应按式(6.13.2-1)计算; $$c _ {\mathrm{NaCl}} = \frac {K}{3 . 5 5 \beta}\tag{6.13.2-1} $$
式中 \(c_{NaCl}\) ——NaCl 标准溶液的浓度(mol/L);
\(K\)——氯离子浓度允许限值(%)，按胶凝材料用量计；
\(\beta\) ——混凝土的水胶比；
6.13.2.4 试验步骤应满足下列要求：(1) 将氯离子选择电极放入 \(0.001 \, mol/L \, NaCl\) 溶液中活化 \(1 \, h\) ; (2) 按第 6.6 节的有关规定测定海砂含水率；
(3) 称取 200g 海砂样品置于 1000ml 磨口瓶中, 加入 250ml 蒸馏水或去离子水, 加盖后摇晃 1min, 静置半小时后再重复一次, 将上部清液移至锥形瓶中, 并记录清液的温度;
(4) 将氯离子选择电极和甘汞电极(通过盐桥)插入倒出的清液中, 用电位测量仪测得电位值, 按温度每增加 \(1^{\circ} \mathrm{C}\) , 电位向负移动 \(1 \mathrm{mV}\) 的比率对电位值进行温度校正, 并从 \(E - \lg c_{\mathrm{NaCl}}\) 曲线上推求得清液中氯离子浓度；
6.13.2.5 海砂氯离子含量计算及确定应满足下列要求：(1) 海砂中氯离子含量按式(6.13.2-2)计算,精确至0.01%; $$ P _ {\mathrm{s}} = C _ {\mathrm{Cl} ^ {-}} \times \frac {(1 . 2 5 + \omega_ {\mathrm{WC}}) (1 + \omega_ {\mathrm{WC}})}{1000 N} \times 35. 5 \times 100\tag{6.13.2-2} $$
式中 \(P_{s}\) ——海砂中氯离子含量,以胶凝材料重量计;
\(C_{(1)}\) ——水中氯离子浓度(mol/L);
\(\omega_{WC}\) ——海砂含水率(%)；
\(N\)——混凝土的灰砂比；
(2) 将测得电位值经温度校正后与相应氯离子允许限量标准溶液中电位值相比较；
6 细骨料 当前者大于后者时,其氯离子浓度满足允许限值要求。
6.14 砂的碱活性试验¶
6.14.1 快速法碱活性试验应符合下列规定。¶
6.14.1.1 仪器设备应满足下列要求：(1) 烘箱的温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ; (2)天平的最小分度值不大于1g;
(3)筛孔公称直径为 \(5.00 \mathrm{~mm} 、 2.50 \mathrm{~mm} 、 1.25 \mathrm{~mm} 、 630 \mu \mathrm{m} 、 315 \mu \mathrm{m} 、 160 \mu \mathrm{m}\) 的方孔试验筛各一只；
(4) 测长仪的测量范围(280\~300)mm, 精度 0.01 mm;
(5)水泥胶砂搅拌机符合第4.3节的有关规定；
(6) 恒温养护箱或水浴的温度控制范围为 \((80 \pm 2)^{\circ} \mathrm{C}\) ;
(7)养护筒由耐碱耐高温的材料制成,不漏水,密封,防止容器内湿度下降,筒的容积可以保证试件全部浸没在水中;筒内设有试件架,试件垂直于试件架放置;
(8)金属试模尺寸为 \(25mm \times 25mm \times 280mm\) ，试模两端正中有小孔，装有不锈钢测头；
(9) 截面为 \(14 \mathrm{~mm} \times 13 \mathrm{~mm}\) 、长 \((120 \sim 150) \mathrm{~mm}\) 的钢制捣棒；
(10)采用镘刀、量筒、干燥器等。
6.14.1.2 试件的制作及养护应满足下列要求：(1) 将砂样缩分至约 5kg, 按表
6.14.1 中所示级配及比例组合成试验用料, 并将试样洗净晾干备用, 对特细砂分级质量不作规定;¶
表 6.14.1 砂级配表
| 公称粒级(mm) | 5.00~2.50 | 2.50~1.25 | 1.25~0.63 | 0.630~0.315 | 0.315~0.160 |
| 分级质量(%) | 10 | 25 | 25 | 25 | 15 |
(2)水泥采用符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》(GB 175)要求的普通硅酸盐水泥；
(3) 成型前 24h, 将试验用材料放入 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 的恒温室中;
(4) 称取水泥 440g, 按水泥与砂的质量比为 1:2.25, 水灰比为 0.47 制作试件, 每组三条;
(5) 将称好的材料倒入搅拌锅, 按第 4.3 节的有关规定进行搅拌;
(6) 搅拌完成后, 将砂浆分两层装入试模内, 每层捣 40 次, 测头周围填实, 浇捣完毕后抹平表面, 并标明测定方向及编号, 带模放入标准养护室, 养护 \((24 \pm 4)\) h 后脱模;
(7)脱模后,将试件浸泡在装有自来水的养护筒中,并将养护筒放入温度 \((80\pm2)\) ℃的烘箱或水浴箱中养护24h;
(8)一个养护筒内的试件品种相同。
6.14.1.3 试件长度的测定应满足下列要求：(1)从养护筒中取出试件,用抹布擦干表面,立即用测长仪测试件的基长;每个试件至少重复测试两次,取差值在仪器精度范围内的两个读数的平均值作为长度测定值;每次每个试件的测量方向应一致;从取出试件擦干到读数完成在 \((15\pm5)\) s内结束;
(2)测完后,将试件放入装有浓度为1mol/L氢氧化钠溶液的养护筒中,并确保完全浸泡;将养护筒放回烘箱或水浴箱中,保持溶液温度在 \((80\pm2)\) ℃;
(3) 自测定基准长度之日起, 第 3d、7d、10d、14d 再分别测其长度; 测定方法与测基长方法相同, 每次测量完毕后, 应将试件掉头放入原养护筒, 盖好筒盖, 放回 \((80 \pm 2) ^{\circ} \mathrm{C}\) 的烘箱或水浴箱中, 继续养护到下一个测试龄期;
(4)在测量时重点观察有无胶体物质,并观察试件的变形、裂缝、渗出物等,作详细记录;
(5)每次用测长仪测定试件的长度时,均先调整测长仪的零点。
6.14.1.4 试件的膨胀率应按式(6.14.1)计算,精确至0.01%; $$\varepsilon_ {\mathrm{t}} = \frac {L _ {\mathrm{t}} - L _ {0}}{L _ {0} - 2 \Delta} \times 1 0 0\tag{6.14.1} $$
式中 \(\varepsilon_{t}\) ——试件在 t 天龄期的膨胀率；
\(L_{t}\) ——试件在 t 天龄期的长度(mm);
\(L_{0}\) ——试件的基长(mm);
\(\Delta\) ——测头长度(mm)；
6.14.1.5 试件膨胀率的确定应满足下列要求：(1)以三个试件膨胀率的平均值作为某一龄期膨胀率的测定值； (2) 当测定值小于或等于 0.05% 时, 差值均小于 0.01%;
(3) 当测定值大于 0.05% 时, 单个测值与平均值的差值均小于平均值的 20%;
(4) 当三个试件的膨胀率均大于 0.10% 时, 无精度要求;
(5) 当不满足上述要求时, 去掉最小膨胀率, 用其余两个试件的平均值作为该龄期的膨胀率。
6.14.1.6 结果评定应满足下列要求：(1) 当 14d 膨胀率小于 0.10% 时, 判定为无潜在危害; (2) 当 14d 膨胀率大于 0.20% 时, 判定为有潜在危害;
(3) 当 14d 膨胀率在 0.10%\~0.20% 之间时, 按砂浆长度法进行试验判定。
6.14.2 砂浆长度法碱活性试验应符合下列规定。¶
6.14.2.1 仪器设备应满足下列要求：(1) 试验筛符合第6.2节的有关规定； (2)水泥胶砂搅拌机、试模、测长仪、天平、钢制捣棒符合第6.14.1条的规定；
(3)用耐腐蚀材料制成不漏水、不透气的养护筒,加盖后在养护室能确保筒内空气相对湿度为95%以上,筒内盛水并设有试件架,试件垂直立于架上并不与水接触;
(4) 温度为 \((40 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 的养护室；
(5)符合第4.9节要求的跳桌。
6 细骨料 6.14.2.2 试件的制作及养护应满足下列要求：(1) 使用含碱量为 1.2% 高碱水泥, 低于此值时, 掺浓度为 10% 的氢氧化钠溶液, 将碱含量调至水泥量的 1.2%; 当工程中应用水泥的含碱量高于此值, 则采用工程所使用的水泥; (2) 将样品砂缩分成约 5kg, 按表
6.14.1 中所示级配及比例组合成试验用料, 并将试样洗净晾干;¶
(3) 成型前 24h, 将试验所用材料放入 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 的恒温室中;
(4) 称取水泥 440g, 水泥与砂的质量比为 1:2.25, 按第 4.9 节的规定测定的流动度在 (105 \~ 120) mm 时的用水量制作试件, 每组 3 条;
(5) 将称好的水泥与砂倒入搅拌锅内, 开动搅拌机, 拌和 5s 后徐徐加水, (20\~30)s 加完, 自开动机器起搅拌 \((180 \pm 5)\) s 停机;
(6) 搅拌完成后, 将砂浆分两层装入试模内, 每层捣 40 次; 测头周围应填实, 浇捣完毕后抹平表面, 并标明测定方向和编号, 带模放入标准养护室, 养护 \((24 \pm 4)\mathrm{h}\) 后脱模;
(7)一个养护筒内的试件品种相同。
6.14.2.3 试件长度的测定应满足下列要求：(1)试件脱模后立即测量基准长度;测长在 \((20\pm2)\) ℃的恒温室中进行,每个试件至少重复测试两次,取差值在仪器精度范围内的两个读数的平均值作为长度测定值,精确至0.02mm;待测的试件用湿布覆盖; (2) 测量后将试件放入养护筒中, 盖严后放入 \((40 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 养护室里养护;
(3) 自测基长之日起, 14d、1个月、2个月、3个月、6个月, 再分别测其长度, 有必要时适当延长; 在测长前一天, 把养护筒从 \((40 \pm 2)^{\circ} \mathrm{C}\) 的养护室中取出, 放入 \((20 \pm 2)^{\circ} \mathrm{C}\) 的恒温室; 试件的测长方法与测基长相同, 测量完毕后, 将试件掉头放入养护筒中, 盖好筒盖, 放回 \((40 \pm 2)^{\circ} \mathrm{C}\) 养护室继续养护到下一测试龄期;
(4) 在测量时重点观察有无胶体物质, 并观察试件的变形、裂缝、渗出物等, 做详细记录。
6.14.2.4 试件的膨胀率应按式(6.14.2)计算,精确至0.001%。 $$\varepsilon_ {\mathrm{t}} = \frac {L _ {\mathrm{t}} - L _ {0}}{L _ {0} - 2 \Delta} \times 100\tag{6.14.2} $$
式中 \(\varepsilon_{t}\) ——试件在 t 天龄期的膨胀率；
\(L_{t}\) ——试件在 t 天龄期的长度(mm);
\(L_{0}\) ——试件的基长(mm);
\(\Delta\) ——测头长度(mm)；
6.14.2.5 试件膨胀率的确定应满足下列要求：(1)以三个试件膨胀率的平均值作为某一龄期膨胀率的测定值； (2) 当测定值小于或等于 0.05% 时, 其差值均小于 0.01%;
(3) 当测定值大于 0.05% 时, 单个测值与平均值的差值均小于平均值的 20%;
(4) 当三个试件的膨胀率均大于 0.10% 时, 无精度要求;
(5) 当不满足上述要求时, 去掉最小膨胀率, 用其余两个试件的平均值作为该龄期的膨胀率。
6.14.2.6 当砂浆6个月膨胀率小于0.10%时,应判为无潜在危害;当缺少6个月膨胀率数据时,3个月的膨胀率小于0.05%,也可判为无潜在危害;不符合上述要求时,应判为有潜在危害。
6.15 人工砂及混合砂中石粉含量试验¶
6.15.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 烘箱的温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(2) 最小分度值不大于 \(1 \, g\) 和 \(0.01 \, g\) 的天平各一台；
(3) 公称直径为 5.00mm 的方孔筛一只；
(4) 容器深度大于 250mm, 淘洗试样时, 保持试样不溅出;
(5)5ml、2ml 移液管各一个；
(6)转速可调,最大转速可调至 \((600\pm60)\) r/min,直径为 \((75\pm10)\) mm的三片或四片式叶轮搅拌器;
(7) 精度为 1s 的定时装置；
(8) 容量为 1L 的玻璃容量瓶；
(9)精度为 \(1^{\circ}\) C的温度计；
(10) 直径 8mm、长 300mm 的玻璃棒 2 支；
(11) 快速滤纸；
(12)采用搪瓷盘、毛刷、容量为 \(1000 \mathrm{ml}\) 的烧杯等。
6.15.2 溶液的配制及试样制备应符合下列规定。¶
(1)将亚甲蓝 \(\left(\mathrm{C}_{16}\mathrm{H}_{18}\mathrm{ClN}_{3}\mathrm{S}\cdot3\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right)(C16H18ClN3S⋅3H2O)\left(\mathrm{C}_{16}\mathrm{H}_{18}\mathrm{ClN}_{3}\mathrm{S}\cdot3\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right)(C16H18ClN3S⋅3H2O)\) 粉末在 \((105\pm5)(105±5)(105\pm5)(105±5)\) ℃下烘干至恒重,称取烘干亚甲蓝粉末10g,精确至0.01g,倒入盛有约600ml、 \((35\sim40)(35∼40)(35\sim40)(35∼40)\) ℃蒸馏水的烧杯中,用玻璃棒持续搅拌40min,直至亚甲蓝粉末完全溶解,冷却至20℃;
(2) 将溶液倒入 1L 容量瓶中, 用蒸馏水淋洗烧杯等, 使所有亚甲蓝溶液全部移入容量瓶, 容量瓶和溶液的温度保持在 \((20 \pm 1)^{\circ} \mathrm{C}\) , 加蒸馏水至容量瓶 1L 刻度, 振荡容量瓶至亚甲蓝粉末完全溶解;
(3) 将容量瓶中溶液移入深色储藏瓶中, 标明制备日期, 亚甲蓝溶液保质期不超过 \(28 \mathrm{~d}\) , 并置于阴暗处保存;
(4) 将样品缩分至 \(400 \, g\) ，放在 \((105 \pm 5)^\circ \text{C}\) 的烘箱中烘干至恒重，待冷却至室温后，筛除大于公称直径 \(5.0 \, mm\) 的颗粒备用。
6.15.3 人工砂及混合砂中的石粉含量按下列步骤进行。¶
6.15.3.1 亚甲蓝溶液试验应按下述方法进行：(1) 称取试样 200g, 精确至 1g。将试样倒入盛有 \((500 \pm 5)\) ml 蒸馏水的烧杯中, 用叶轮搅拌机以 \((600 \pm 60)\) r/min 转速搅拌 5min, 形成悬浮液, 然后以 \((400 \pm 40)\) r/min 转速持续搅拌, 直至试验结束; (2) 悬浮液中加入 5ml 亚甲蓝溶液, 以 \((400 \pm 40)\) r/min 转速搅拌至少 1min 后, 用玻璃棒蘸取一滴悬浮液, 所取悬浮液滴使沉淀物直径在 \((8 \sim 12)\) mm 内, 滴于滤纸上, 滤纸置于空烧杯或其他合适的支撑物上,滤纸表面不与任何固体或液体接触;若沉淀物周围未出现色晕,再加入5ml亚甲蓝溶液,继续搅拌1min,再用玻璃棒蘸取一滴悬浮液,滴于滤纸上,沉淀物周围仍未出现色晕,重复上述步骤,直至沉淀物周围出现约1mm宽的稳定浅蓝色色晕,继续搅拌,不加亚甲兰溶液,每1min进行一次蘸染试验;若色晕在4min内消失,再加入5ml亚甲蓝溶液;若色晕在第5min消失,再加入2ml亚甲蓝溶液;上述情况下,均继续进行搅拌和蘸染试验,直至色晕持续5min;
6 细骨料 (3) 记录色晕持续 5min 时所加入的亚甲蓝溶液总体积, 精确至 1ml;
(4) 每千克(0\~2.36)mm 粒级试样所消耗的亚甲蓝值按式(6.15.3)计算,精确至 0.1g/kg;
式中 MB——亚甲蓝值(g/kg);
\(V\)——所加入的亚甲蓝溶液的总量(ml);
\(G\)——试样质量(g);
\(k\)——用于将每千克试样消耗的亚甲蓝溶液体积换算成亚甲蓝质量,一般取10；
6.15.3.2 亚甲蓝快速试验应按下列步骤进行：(1) 按第 6.15.3.1 款的要求进行制样； (2)一次性向烧杯中加入30ml亚甲蓝溶液,以 \((400\pm40)\) r/min转速持续搅拌8min,然后用玻璃棒蘸取一滴悬浊液,滴于滤纸上,观察沉淀物,周围出现色晕的为合格,否则为不合格；
6.15.4 人工砂及混合砂中的含泥量或石粉含量试验步骤及计算应按第6.8节的规定进行。¶
6.15.5 亚甲蓝试验结果 MB 值小于 1.4 时, 应判定为以石粉为主; MB 值不小于 1.4 时, 应判定为以泥粉为主的石粉。¶
6.16 人工砂压碎值指标试验¶
6.16.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 压力试验机荷载 100kN, 测量精度为 ±1%;
(2) 受压钢模尺寸符合图 6.16.1 的要求；
(a)
(b)
(c)
图 6.16.1 受压钢模尺寸示意图(尺寸单位:mm)
(a) 圆筒；(b) 底盘；(c) 加压块
(3) 天平最小分度值不大于 \(1 \, g\) ;
(4) 试验筛筛孔公称直径分别为 \(5.00 \mathrm{~mm}, 2.50 \mathrm{~mm}, 1.25 \mathrm{~mm}, 630 \mu \mathrm{m}, 315 \mu \mathrm{m}\) ;
(5) 烘箱温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(6)瓷盘10个,小勺2把。
6.16.2 将缩分后的样品置于 \((105\pm5)\) ℃的烘箱内烘干至恒重,待冷却至室温后,筛分成 \((5.00\sim2.50)\mathrm{mm}\) 、 \((2.50\sim1.25)\mathrm{mm}\) 、 \(1.25\mathrm{mm}\sim630\mu\mathrm{m}\) 、 \((630\sim315)\mu\mathrm{m}\) 四个粒级,每级试样质量不得少于 \(1000g\) 。¶
6.16.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 置圆筒于底盘上, 组成受压模, 称取约 300g 单级砂样装入模内, 试样距底盘约 50mm;
(2) 平整试模内试样的表面, 将加压块放入圆筒内, 并转动一周使之与试样均匀接触;
(3) 将装好砂样的受压钢模置于压力机的支承板上, 对准压板中心后, 开动机器, 以 \(500 \mathrm{~N} / \mathrm{s}\) 的速度加荷, 加荷至 \(25 \mathrm{kN}\) 时持荷 \(5 \mathrm{~s}\) , 而后以同样速度卸荷;
(4)取下受压模,移去加压块,倒出压过的试样并称其质量,然后用该粒级的下限筛进行筛分,称出该粒级试样的筛余量。
6.16.4 人工砂的压碎值指标计算应符合下列规定。¶
6.16.4.1 第 i 单粒级砂样的压碎值指标应按式(6.16.4-1)计算,精确至 0.1%;以三份试验结果的算术平均值作为各单粒级试样的测定值。 $$ \delta_ {i} = \frac {m _ {0} - m _ {1}}{m _ {0}} \times 100\tag{6.16.4-1} $$
式中 \(\delta_{i}\) ——第 i 单粒级砂样压碎值指；
\(m_{0}\) ——第i单粒级试样的质量(g);
\(m_{1}\) ——第i单粒级试样的压碎试验后筛余的试样质量(g)；
6.16.4.2 四级砂样总的压碎值指标应按式(6.16.4-2)计算,精确至0.1%。 $$\delta_ {\mathrm{so}} = \frac {a _ {1} \delta_ {1} + a _ {2} \delta_ {2} + a _ {3} \delta_ {3} + a _ {4} \delta_ {4}}{a _ {1} + a _ {2} + a _ {3} + a _ {4}} \times 100\tag{6.16.4-2} $$
式中 \(\delta_{so}\) ——总的压碎值指标；
\(a_{1}\) 、 \(a_{2}\) 、 \(a_{3}\) 、 \(a_{4}\) ——公称直径分别为2.50mm、1.25mm、630μm、315μm各方孔筛的分计筛余； \(\delta_{1}\) 、 \(\delta_{2}\) 、 \(\delta_{3}\) 、 \(\delta_{4}\) ——公称粒级分别为(5.00\~2.50)mm、(2.50\~1.25)mm、1.25mm\~630μm；(630\~315)μm单粒级试样压碎值指标(%)；
6.17 砂中云母含量试验¶
6.17.1 仪器设备应满足下列要求。¶
(1)5倍放大镜；
(2) 钢针；
(3) 公称直径为 5.00mm 和 315μm 的方孔试验筛各一只；
(4) 天平最小分度值不大于 \(0.1 \, g\) 。
6.17.2 试样制备应称取经缩分的试样 \(50\mathrm{g}\) , 在温度 \((105 \pm 5)^\circ\mathrm{C}\) 的烘箱中烘干至恒重, 冷却至室温后备用。6 细骨料¶
6.17.3 根据砂的粗细不同应称取公称粒径 \(315 \mu m \sim 5.00 mm\) 试样 (10 \~ 20) g, 然后放在放大镜下观察, 用钢针将砂中云母全部挑出, 称取所挑出云母质量。¶
6.17.4 砂中云母含量应按式(6.17.4)计算,以两次试验结果的算术平均值作为测定值,精确至0.1%。¶
$$ \omega_ {\mathrm{m}} = \frac {m}{m _ {0}} \times 100\tag{6.17.4} $$ 式中 \(\omega_{m}\) ——砂中云母含量；
\(m\)——云母质量(g);
\(m_{0}\) ——烘干试样质量(g)；
6.18 海砂中贝壳含量试验¶
6.18.1 仪器设备和试剂应满足下列要求：¶
(1) 烘箱温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ; (2) 最小分度值不大于 \(1 \, g\) 和 \(5 \, g\) 的天平各一台；
(3)筛孔公称直径为5.00mm方孔试验筛一只；
(4) 容量为 1000ml 的量筒；
(5) 直径 200mm 左右搪瓷盆；
(6)玻璃棒；
(7) 相对密度为 1.18、浓度为 26% \~ 38% 的浓盐酸与蒸馏水按 1: 5 的比例, 配制成 \((1+5)\) 盐酸溶液;
(8) 容量为 2000ml 的烧杯。
6.18.2 试验步骤应符合下列规定：¶
(1) 将试样缩分至不少于 2400g, 置于温度为 \((105 \pm 5)\) ℃ 烘箱中烘干至恒重, 冷却至室温后, 过筛孔公称直径为 5.00mm 的方孔筛后, 称取 500g 试样两份, 先按第 6.7 节的相关规定测出砂的含泥量, 再将试样放入烧杯中备用; (2) 在盛有试样的烧杯中加入 \((1+5)\) 盐酸溶液 900ml, 不断用玻璃棒搅拌, 使反应完全; 待溶液中不再有气体产生后, 再加少量上述盐酸溶液, 无气体生成时反应完全; 否则, 重复上一步骤, 直至无气体产生为止; 然后进行五次清洗, 清洗过程中避免砂粒丢失; 洗净后, 置于温度为 \((105\pm5)\) ℃ 烘箱中, 取出冷却至室温, 称重。
6.18.3 砂中贝壳含量应按式(6.18.3)计算,精确至0.1%;以两次试验结果的算术平均值作为测定值,当两次结果之差超过0.5%时,应重新取样进行试验。¶
式中 \(\omega_{b}\) ——砂中贝壳含量；
\(m_{1}\) ——试样总质量(g);
\(m_{2}\) ——试样中除去贝壳后的质量(g);
\(\omega_{c}\) ——含泥量。
7 粗骨料¶
7.1 碎石和卵石的取样及缩分¶
7.1.1 每验收批石的取样方法应满足下列要求：¶
(1)从料堆上取样时,取样部位均匀分布;取样前先将取样部位表层铲除,然后在料堆的顶部、中部和底部均匀分布的15个不同部位抽取大致相等石子,组成一组样品;
(2)从皮带运输机上取样时,在皮带运输机机尾的出料处用接料器定时抽取石8份组成一组样品;
(3)从火车、汽车、货船上取样时,从不同部位和深度抽取大致相等的石16份,组成一组样品;经观察,认为各节车皮间、汽车或货船间所载的石质量相差甚为悬殊时,对质量有怀疑的每节列车、汽车或货船分别取样和验收。
7.1.2 对于每单一项检验项目,石的每组样品取样质量应分别满足表¶
7.1.2 的规定;当需要多项试验时,可在确保样品经一项试验后不致影响其他试验结果的前提下,用同组样品进行多项不同的试验。¶
表 7.1.2 每一单项检验项目所需碎石和卵石的最小取样质量
| 最小取样质量(kg)试验项目\最大公称粒径(mm) | 10.0 | 16.0 | 20.0 | 25.0 | 31.5 | 40.0 | 63.0 | 80.0 |
| 筛分析 | 8 | 15 | 16 | 20 | 25 | 32 | 50 | 64 |
| 表观密度 | 8 | 8 | 8 | 8 | 12 | 16 | 24 | 24 |
| 含水率 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 4 | 6 |
| 吸水率 | 8 | 8 | 16 | 16 | 16 | 24 | 24 | 32 |
| 堆积密度、紧密密度 | 40 | 40 | 40 | 40 | 80 | 80 | 120 | 120 |
| 含泥量 | 8 | 8 | 24 | 24 | 40 | 40 | 80 | 80 |
| 泥块含量 | 8 | 8 | 24 | 24 | 40 | 40 | 80 | 80 |
| 针、片状含量 | 1.2 | 4.0 | 8.0 | 12.0 | 20.0 | 40.0 | — | — |
| 硫化物及硫酸盐 | 1.0 | |||||||
注：有机物含量、坚固性、压碎值指标及碱—骨料反应检验，应按试验要求的粒级及质量取样。
7.1.3 碎石和卵石缩分时应将样品置于平板上,在自然状态下拌均匀,并堆成锥体,然后沿互相垂直的两条直径把锥体分成大致相等的四份,取其对角的两份重新拌匀,再堆成锥体,重复上述过程,直至把样品缩分至试验所需量为止。7 粗骨料¶
7.1.4 碎石和卵石的含水率、堆积密度、紧密密度检验所用的试样,可不经缩分,拌匀后直接进行试验。¶
7.2 碎石和卵石的筛分析试验¶
7.2.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 公称直径为 100.0mm、80.0mm、63.0mm、50.0mm、40.0mm、31.5mm、25.0mm、20.0mm、16.0mm、10.0mm、5.00mm 和 2.50mm 的方孔筛以及筛的底盘和盖各一只, 其规格和质量符合现行国家标准《金属穿孔板试验筛》(GB/T 6003.2) 的要求, 筛框内径为 300mm;
(2) 天平最小分度值不大于 \(5 \, g\) ;
(3)秤的最小分度值不大于20g;
(4) 烘箱温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(5) 浅盘等。
7.2.2 试验前应将样品缩分至表7.2.2所规定的试样最小质量，并烘干或风干后备用。¶
表 7.2.2 筛分析所需试样的最小质量
| 最大公称粒径(mm) | 10.0 | 16.0 | 20.0 | 25.0 | 31.5 | 40.0 | 63.0 | 80.0 |
| 试样最小质量(kg) | 2.0 | 3.2 | 4.0 | 5.0 | 6.3 | 8.0 | 12.6 | 16.0 |
7.2.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 按表7.2.2 的规定称取试验所需试样量；
(2) 将试样倒入按孔径大小从上到下组合并附筛底的套筛上, 置于摇筛机, 摇 10min; 当每只筛上筛余层厚度大于试样的最大粒径值时, 将该筛上的筛余试样分成两份, 再次进行筛分, 直至各筛每分钟的通过量不超过试样总量的 0.1%; 当筛余颗粒的粒径大于 20mm 时, 在筛分过程中, 允许用手指拨动颗粒;
(3) 称取各筛筛余的质量, 精确至试样总质量的 0.1%; 各筛的分计筛余量和筛底剩余量的总和与筛分前测定的试样总量相比, 其相差不得超过 1%; 当超过时, 重新取试样进行试验。
7.2.4 筛分析试验结果计算应满足下列要求：¶
(1) 各筛上的筛余量除以试样总量的百分率为分计筛余, 计算结果精确至 0.1%;
(2)各筛上的分计筛余百分率与大于该筛的各筛上的分计筛余百分率之和为累计筛余,计算结果精确至1%;
(3)根据各筛两次试验累计筛余的平均值,评定该试样的颗粒级配分布情况。
7.3 碎石和卵石的表观密度试验¶
7.3.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 液体天平(图 7.3.1) 称量 5kg, 最小分度值不大于 5g, 型号及尺寸能允许在臂上悬挂盛试样的吊篮, 并在水中称重;
图7.3.1 液体天平
1-容器；2-带有溢流孔的金属容器；3-吊篮；4-天平；5-砝码
(2) 吊篮直径和高度均为 150mm, 由孔径为 (1\~2) mm 的筛网或钻有孔径为 (2\~3) mm 孔洞的耐锈蚀金属板制成;
(3)有溢流孔的盛水容器；
(4) 烘箱温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(5)筛孔公称直径为 \(5.00\mathrm{mm}\) 的方孔试验筛一只；
(6) 温度计测温范围为 \((0 \sim 100)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(7)秤的最小分度值不大于20g;
(8) 容量为 1000ml 磨口广口瓶, 带玻璃片;
(9)带盖容器、浅盘、刷子和毛巾等。
7.3.2 试验前应将样品筛去公称粒径 5.00mm 以下的颗粒, 并缩分至最小质量略大于表¶
7.3.2 所规定的两倍的质量, 冲洗干净后分成两份备用。¶
表 7.3.2 表观密度试验所需的试样最小质量
| 最大公称粒径(mm) | 10.0 | 16.0 | 20.0 | 25.0 | 31.5 | 40.0 | 63.0 | 80.0 |
| 试样最小质量(kg) | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 6.0 | 6.0 |
7.3.3 标准法表观密度试验应满足下列要求：¶
(1) 按表 7.3.2 规定的质量称取试样；
(2)取一份试样装入吊篮,并浸入盛水的容器中,水面高出试样约50mm;
(3) 浸水 24h 后, 移放到称量用的盛水容器中, 并用升降吊篮的方法排除气泡, 升降过程中试样不露出水面; 吊篮每升降一次约为 1s, 升降高度为 \((30 \sim 50)\) mm;
(4) 测定吊篮全部浸在水中时的水温后, 用天平称取吊篮及试样在水中的质量, 称量时盛水容器中水面的高度由容器的溢流孔控制;
(5) 提起吊篮, 将试样置于浅盘中, 放入 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) 的烘箱中烘干至恒重, 取出后放在带盖的容器中冷却至室温, 称重;
(6)称取吊篮在同样温度时的水中质量；
(7)试验的各项称重在(15\~25)℃的温度范围内进行；
(8)从试样加水静置的最后2h起直至试验结束,其温度相差不超过2℃;
(9)标准法测定的表观密度按式(7.3.3)计算,精确至 \(10kg/m^{3}\) ;
式中 \(\rho\) ——表观密度( \(kg/m^{3}\) );
\(m_{0}\) ——试样的烘干质量(g);
\(m_{1}\) ——吊篮在水中的质量(g);
\(m_{2}\) ——吊篮及试样在水中的质量(g);
\(\alpha_{t}\) ——水温对表观密度影响的修正系数,见表7.3.3；
表 7.3.3 不同水温下碎石和卵石的表观密度温度修正系数
| 水温(°C) | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| 0.002 | 0.003 | 0.003 | 0.004 | 0.004 | 0.005 | 0.005 | 0.006 | 0.006 | 0.007 | 0.008 |
7 粗骨料
7.3.4 简易法表观密度试验应满足下列要求：¶
(1)简易法适用于最大公称粒径不超过40mm的碎石和卵石的表观密度测定；
(2) 按表 7.3.2 规定的质量称取试样；
(3) 将试样浸水饱和后装入广口瓶中, 装试样时, 广口瓶倾斜放置, 注入饮用水, 用玻璃片覆盖瓶口, 上下左右摇晃排除气泡;
(4) 气泡排尽后, 向瓶中添加饮用水至水面凸出瓶口边缘, 然后用玻璃片沿瓶口迅速滑行, 使其紧贴瓶口水面, 擦干瓶外水分后, 称取试样、水、瓶和玻璃片总质量;
(5) 将瓶中的试样倒入浅盘中, 放在 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) 的烘箱中烘干至恒重, 放在带盖的容器中冷却至室温后称重;
(6) 将瓶洗净, 重新注入饮用水, 用玻璃片紧贴瓶口水面, 擦干瓶外水份后称取质量;
(7)试验时各项称重在(15\~25)℃的温度范围内进行；
(8)从试样加水静置的最后2h起直至试验结束,其温度相差不超过2℃;
(9)简易法测定表观密度按式(7.3.4)计算,精确至 \(10kg/m^{3}\) ;
式中 \(\rho\) ——表观密度( \(kg/m^{3}\) );
\(m_{0}\) ——烘干后试样质量(g);
\(m_{2}\) ——水、瓶和玻璃片总质量(g);
\(m_{1}\) ——试样、水、瓶和玻璃片的总质量(g);
\(\alpha_{t}\) ——水温对表观密度影响的修正系数,见表7.3.3。
7.3.5 以两次试验结果的算术平均值作为测定值, 当两次结果之差大于 \(20 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3}\) 时, 应重新取样进行试验; 对颗粒材质不均匀的试样, 两次试验结果之差大于 \(20 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3}\) 时, 可取四次测定结果的算术平均值作为测定值。¶
7.4 碎石和卵石的含水率试验¶
7.4.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 烘箱温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}(105±5)∘C(105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}(105±5)∘C\) ;
(2)秤的最小分度值不大于20g。
7.4.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 称取质量约等于表7.1.2 要求的试样, 分成两份备用;
(2) 将试样置于干净的容器中, 称取试样和容器的总质量, 并在 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) 的烘箱中烘干至恒重;
(3)取出试样,冷却后称取试样与容器的总质量;
(4) 称取容器的质量。
7.4.3 含水率应按式(7.4.3)计算,以两次试验结果的算术平均值作为测定值,精确至0.1%。¶
$$\omega_ {\mathrm{wc}} = \frac {m _ {1} - m _ {2}}{m _ {2} - m _ {3}} \times 100\tag{7.4.3}
$$ 式中 \(\omega_{wc}\) ——含水率；
\(m_{1}\) ——烘干前试样与容器总质量(g);
\(m_{2}\) ——烘干后试样与容器总质量(g);
\(m_{3}\) ——容器质量(g)；
7.4.4 碎石和卵石含水率简易测定法可按第6.6.3条的规定进行。¶
7.5 碎石和卵石的吸水率试验¶
7.5.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 烘箱温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ; (2)秤的最小分度值不大于 \(20\mathrm{g}\) ;
(3)筛孔公称直径为5.00mm的方孔试验筛一只；
(4) 容器、浅盘、金属丝刷和毛巾等。
7.5.2 试验前应筛除样品中公称粒径 \(5.00 \mathrm{~mm}\) 以下的颗粒, 然后缩分至两倍于表¶
7.5.2 所规定的质量, 分成两份, 用金属丝刷刷净后备用。¶
表 7.5.2 吸水率试验所需的试样最小质量
| 最大公称粒径(mm) | 10.0 | 16.0 | 20.0 | 25.0 | 31.5 | 40.0 | 63.0 | 80.0 |
| 试样最小质量(kg) | 2 | 2 | 4 | 4 | 4 | 6 | 6 | 8 |
7 粗骨料
7.5.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1)取试样一份置于盛水的容器中,使水面高出试样表面5mm左右,24h后从水中取出试样,并用拧干的湿毛巾将颗粒表面的水分拭干,即成为饱和面干试样,立即将试样放在浅盘中称重; (2) 将饱和面干试样与浅盘置于 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) 的烘箱中烘干至恒重, 取出后放入带盖的容器中冷却 \((0.5 \sim 1)\mathrm{h}\) , 称取烘干试样与浅盘的总质量;
(3)称取浅盘的质量；
(4) 整个试验过程中, 水温保持在 \((20 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) 。
7.5.4 吸水率应按式(7.5.4)计算,以两次试验结果的算术平均值作为测定值,精确至0.01%:¶
式中 \(\omega_{wa}\) ——吸水率；
\(m_{2}\) ——烘干前饱和面干试样与浅盘总质量(g);
\(m_{1}\) ——烘干后试样与浅盘总质量(g);
\(m_{3}\) ——浅盘质量(g)；
7.6 碎石和卵石的堆积密度和紧密密度试验¶
7.6.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)秤的最小分度值不大于100g;
(2)金属制容量筒,其规格见表7.6.1;
(3) 垫棒为直径 16mm, 长 600mm 的光圆钢筋;
(4) 烘箱温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(5) 平头铁锹。
表 7.6.1 容量筒的规格要求
| 碎石和卵石的最大公称粒径(mm) | 容量筒容积(L) | 容量筒规格(mm) | 筒壁厚度(mm) | |
| 内径 | 净高 | |||
| 10.0,16.0,20.0,25.0 | 10 | 208 | 294 | 2 |
| 31.5,40.0 | 20 | 294 | 294 | 3 |
| 63.0,80.0 | 30 | 360 | 294 | 4 |
注：测定紧密密度时，最大公称粒径为31.5mm、40.0mm的骨料，可采用10L的容量筒，最大公称粒径为63.0mm、80.0mm的骨料，可采用20L容量筒。
7.6.2 试样的质量应按表¶
7.1.2 的规定称取, 放入浅盘中在 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) 的烘箱中烘干, 也可摊在清洁的地面上风干, 拌匀后分成两份备用。¶
7.6.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 测定堆积密度时, 取试样一份, 置于平整干净的地板或铁板上, 用平头铁锹铲起试样,铁锹的齐口至容量筒上口的距离保持为50mm左右,使石子自由落入容量筒内,装满容量筒并除去凸出筒口表面的颗粒,并以合适的颗粒填入凹陷部分,使表面稍凸起部分和凹陷部分的体积大致相等,称取试样和容量筒总质量;
(2) 测定紧密密度时, 取试样一份, 分三层装入容量筒; 装完一层后, 在筒底垫放垫棒, 将筒按住并左右交替颠击地面各 25 下, 然后装入第二层; 第二层装满后, 用同样方法颠实, 但筒底所垫垫棒的方向与上一层放置方向垂直, 然后再装入第三层, 如法颠实; 每层高度稍高于筒高的 \(\frac{1}{3}\) ; 待三层试样装填完毕后, 加料直到试样超出容量筒筒口, 用垫棒沿筒口边缘滚转, 刮下高出筒口的颗粒, 用合适的颗粒填平凹处, 使表面稍凸起部分和凹陷部分的体积大致相等, 称取试样和容量筒总质量。
7.6.4 试验结果计算应符合下列规定。¶
7.6.4.1 堆积密度应按式(7.6.4-1)计算,以两次试验结果的算术平均值作为测定值,精确至 \(10kg/m^{3}\) 。 $$ \rho_ {1} = \frac {m _ {2} - m _ {1}}{V} \times 1 0 0 0\tag{7.6.4-1} $$
式中 \(\rho_{1}\) ——堆积密度( \(kg/m^{3}\) );
\(m_{2}\) ——容量筒和试样总质量(kg);
\(m_{1}\) ——容量筒的质量(kg);
\(V\)——容量筒体积(L)；
7.6.4.2 紧密密度应按式(7.6.4-2)计算,以两次试验结果的算术平均值作为测定值,精确至 \(10kg/m^{3}\) ； $$\rho_ {\mathrm{c}} = \frac {m _ {2} - m _ {1}}{V} \times 1 0 0 0\tag{7.6.4-2} $$
式中 \(\rho_{c}\) ——紧密密度( \(kg/m^{3}\) );
\(m_{2}\) ——容量筒和试样总质量(kg);
\(m_{1}\) ——容量筒的质量(kg);
\(V\)——容量筒体积(L)；
7.6.4.3 空隙率计算应按下列公式计算,精确至1%。 $$v _ {1,} = \left(1 - \frac {\rho_ {1 ,}}{\rho}\right) \times 100\tag{7.6.4-3} $$
式中 \(v_{1}\) ——堆积空隙率；
\(\rho_{1}\) ——碎石和卵石的堆积密度 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\) ;
\(\rho\) ——碎石和卵石的表观密度 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\) ;
\(v_{c}\) ——紧密空隙率；
\(\rho_{c}\) ——碎石和卵石的紧密密度 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\) ；
7.6.5 校正容量筒容积时应以 \((20\pm5)(20±5)(20\pm5)(20±5)\) ℃的饮用水装满容量筒,用玻璃板沿筒口滑移,使其紧贴水面,擦干筒外壁水分后称取质量;容量筒容积应按式(7.6.5)计算。¶
$$V = m _ {2} ^ {\prime} - m _ {1} ^ {\prime}\tag{7.6.5}
$$ 式中 V ——容量筒的体积(L);
\(m_{2}^{\prime}\) ——容量筒、玻璃板和水总质量(kg);
\(m_{1}^{\prime}\) ——容量筒和玻璃板质量(kg)；
7.7 碎石和卵石的含泥量试验¶
7.7.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)秤的最小分度值不大于20g; (2) 烘箱温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(3) 公称直径为 1.25mm 及 80μm 的方孔试验筛各一只；
(4) 容积约 10L 的瓷盘或金属盒；
(5) 浅盘。
7.7.2 试验用样品应缩分至表¶
7.7.2 所规定最小质量, 并置于温度为 \((105 \pm 5)\) ℃ 的烘箱内烘干至恒重, 冷却至室温后分成两份备用, 缩分过程应注意防止细粉丢失。¶
表 7.7.2 含泥量试验所需的试样最小质量
| 最大公称粒径(mm) | 10.0 | 16.0 | 20.0 | 25.0 | 31.5 | 40.0 | 63.0 | 80.0 |
| 试样量不少于(kg) | 2 | 2 | 6 | 6 | 10 | 10 | 20 | 20 |
7 粗骨料
7.7.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 称取一份试样装入容器中摊平, 并注入饮用水, 使水面高出石子表面 \(150 \mathrm{~mm}\) ; 浸泡 \(2 \mathrm{~h}\) 后, 用手在水中淘洗颗粒, 使尘屑、淤泥和黏土与较粗颗粒分离, 并使之悬浮或溶解于水; 缓缓地将浑浊液倒入 \(1.25 \mathrm{~mm}\) 及 \(80 \mu \mathrm{m}\) 的方孔套筛上, \(1.25 \mathrm{~mm}\) 筛放置于上面, 滤去小于 \(80 \mu \mathrm{m}\) 的颗粒; 试验前筛子的两面先用水湿润; 试验过程中注意避免大于 \(80 \mu \mathrm{m}\) 的颗粒丢失; (2)再次加水于容器中,重复上述过程,直至洗出的水清澈为止;
(3)用水冲洗剩留在筛上的细粒,并将公称直径 \(80 \mu \mathrm{m}\) 的方孔筛放在水中,使水面略高出筛内颗粒,来回摇动,充分洗除小于 \(80 \mu \mathrm{m}\) 的颗粒;然后,将两只筛上剩留的颗粒和筒中已洗净的试样一并装入浅盘,置于温度为 \((105 \pm 5) ^{\circ} \mathrm{C}\) 的烘箱中烘干至恒重,取出冷却至室温后,称取试样的质量。
7.7.4 碎石和卵石的含泥量应按式(7.7.4)计算,以两个试样试验结果的算术平均值作为测定值,精确至0.1%;当两次试验结果之差大于0.2%时,应重新取样进行试验。¶
式中 \(\omega_{c}\) ——含泥量；
\(m_{0}\) ——试验前烘干试样的质量(g);
\(m_{1}\) ——试验后烘干试样的质量(g)。
7.8 碎石和卵石中泥块含量试验¶
7.8.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)秤的最小分度值不大于20g;
(2) 公称直径为 2.50mm 及 5.00mm 的方孔试验筛各一只；
(3) 烘箱温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(4) 水筒和浅盘等。
7.8.2 试验用样品应缩分至略大于表¶
7.7.2 所示的量, 缩分时应注意防止所含黏土块被压碎, 缩分后的试样在 \((105 \pm 5)\) ℃ 烘箱内烘至恒重, 冷却至室温后分成两份备用。¶
7.8.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 筛去公称粒径 5.00mm 以下颗粒, 称取质量;
(2) 将试样在容器中摊平, 加入饮用水使水面高出试样表面, 24h 后把水放出, 用手碾压泥块, 然后把试样放在公称直径为 2.50mm 的方孔筛上摇动淘洗, 直至洗出的水清澈为止;
(3) 将筛上的试样小心地从筛里取出, 置于温度为 \((105 \pm 5)\) ℃ 烘箱中烘干至恒重, 取出冷却至室温后称重。
7.8.4 泥块含量应按式(7.8.4)计算,以两次试验结果的算术平均值作为测定值,精确至0.1%:¶
$$\omega_ {c, 1} = \frac {m _ {1} - m _ {2}}{m _ {1}} \times 100\tag{7.8.4} $$ 式中 \(\omega_{c,l}\) ——泥块含量；
\(m_{1}\) ——公称直径5.00mm筛上筛余量(g);
\(m_{2}\) ——试验后烘干试样的质量(g)；
7.9 碎石和卵石中针状和片状颗粒的总含量试验¶
7.9.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)针状规准仪(图7.9.1-1)和片状规准仪(图7.9.1-2)，或游标卡尺；
图 7.9.1-1 针状规准仪尺寸示意图(尺寸单位:mm)
图 7.9.1-2 片状规准仪尺寸示意图(尺寸单位:mm)
7 粗骨料 (2)天平最小分度值不大于 \(2\mathrm{g}\) ;
(3)秤的最小分度值不大于20g;
(4)筛孔公称直径分别为 5.00mm、10.0mm、20.0mm、25.0mm、31.5mm、40.0mm、63.0mm、80.0mm 的方孔试验筛各一只,根据需要选用。
7.9.2 试验样品应在室内风干至表面干燥,并缩分至表 7.9.2-1 规定的最小质量,然后筛分成表 7.9.2-2 所规定的粒级备用。表 7.9.2-1 针状和片状颗粒的总含量试验所需的试样最小质量¶
| 最大公称粒径(mm) | 10.0 | 16.0 | 20.0 | 25.0 | 31.5 | 40.0 |
| 试样最小质量(kg) | 0.3 | 1 | 2 | 3 | 5 | 10 |
表 7.9.2-2 针状和片状颗粒总含量试验的粒级划分及相应规准仪孔宽或间距
| 公称粒级(mm) | 5.00~10.0 | 10.0~16.0 | 16.0~20.0 | 20.0~25.0 | 25.0~31.5 | 31.5~40.0 |
| 片状规准仪上相对应的孔宽(mm) | 2.8 | 5.1 | 7.0 | 9.1 | 11.6 | 13.8 |
| 针状规准仪上相对应的间距(mm) | 17.1 | 30.6 | 42.0 | 54.6 | 69.6 | 82.8 |
7.9.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 按表 7.9.2-2 所规定的粒级用规准仪对试样逐粒进行鉴定, 颗粒长度大于针状规准仪上相对应的间距时, 为针状颗粒; 厚度小于片状规准仪上相应孔宽时, 为片状颗粒; (2) 公称粒径大于 \(40 \mathrm{~mm}\) 的颗粒采用卡尺鉴定其针片状, 卡尺卡口的设定宽度符合表7.9.3的规定;
表 7.9.3 公称粒径大于 \({40}\mathrm{\;{mm}}\) 用卡尺卡口的设定宽度
| 公称粒级(mm) | 40.0~63.0 | 63.0~80.0 |
| 片状颗粒的卡口宽度(mm) | 18.1 | 27.6 |
| 针状颗粒的卡口宽度(mm) | 108.6 | 165.6 |
(3) 称取由各粒级挑出的针状和片状颗粒的总质量。
7.9.4 碎石和卵石中针状和片状颗粒总含量应按式(7.9.4)计算,精确至1%。¶
式中 \(\omega_{p}\) ——针状和片状颗粒的总含量；
\(m_{1}\) ——试样中所含针状和片状颗粒的总质量(g);
\(m_{0}\) ——试样总质量(g)；
7.10 卵石中有机物含量试验¶
7.10.1 仪器设备和试剂应满足下列要求：¶
(1) 最小分度值不大于 2g 和 0.1g 的天平各一台；
(2) 容量为 100ml、250ml 和 1000ml 的量筒各一只；
(3) 氢氧化钠与蒸馏水之质量比为 3: 97 配制的 3% 的氢氧化钠溶液；
(4) 烧杯、玻璃棒和公称直径为 20mm 的试验筛；
(5) 鞣酸、酒精等。
7.10.2 试样的制备和标准溶液配制应满足下列要求：¶
(1) 筛除样品中公称粒径 20mm 以上的颗粒, 缩分至约 1kg, 风干后备用;
(2) 称取 2g 鞣酸粉, 溶于 98ml 的 10% 酒精溶液中, 取该溶液 2.5ml, 注入 97.5ml 浓度为 3% 的氢氧化钠溶液中, 加塞后剧烈摇动, 静置 24h, 即为所需的鞣酸标准溶液。
7.10.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 向 1000ml 量筒中, 倒入干试样至 600ml 刻度处, 再注入浓度为 3% 的氢氧化钠溶液至 800ml 刻度处, 剧烈搅动后静置 24h;
(2) 比较试样上部溶液和新配制标准溶液的颜色, 盛装标准溶液与盛装试样的量筒容积一致。
7.10.4 结果评定应符合下列规定。¶
7.10.4.1 当试样上部的溶液颜色浅于标准溶液的颜色时,应判定试样的有机物含量鉴定合格。 7.10.4.2 当两种溶液的颜色接近时,应将该试样和上部溶液倒入烧杯中,放在温度为 \((60\sim70)\) ℃的水浴锅中加热 \((2\sim3)\) h,再与标准溶液比色。 7.10.4.3 试样上部的溶液的颜色深于标准色时,应配制成混凝土做进一步检验,检验应满足下列要求:(1) 取试样一份, 用浓度 \(3\%\) 氢氧化钠溶液洗除有机物, 用清水淘洗干净, 直至试样上部溶液的颜色浅于标准色;
7 粗骨料 (2)用洗除有机物的和未经清洗的试样,采用相同配合比分别配制混凝土,测定其28d抗压强度,若未经洗除有机物的卵石混凝土强度与经洗除有机物的混凝土强度之比不低于0.95,则此卵石可以使用。
7.11 卵石中软弱颗粒含量试验¶
7.11.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 最小分度值不大于 \(5 \, g5 g5 \, g5g\) 的天平或台秤；
(2)筛孔公称直径为5.0mm、10.0mm、20.0mm的方孔试验筛及筛底盘和盖各一只；
(3) 压力机或集料软弱颗粒试验机；
(4) 浅盘、毛刷等。
7.11.2 取风干试样 2000g, 当颗粒公称粒径大于 40mm 时取 4000g, 应过筛分成 (5.00 \~ 10.0) mm、(10.0 \~ 20.0) mm、20.0mm 以上各 1 份; 每份中每一颗粒应放在压力机平台中心, 按以上分份顺序, 分别施加 0.15kN、0.25kN、0.34kN 的荷载, 弃去破碎的颗粒, 称出剩余完好颗粒质量。¶
7.11.3 卵石中软弱颗粒的含量按式(7.11.3)计算,精确至0.1%。¶
$$\omega = \frac {m _ {1} - m _ {2}}{m _ {1}} \times 100\tag{7.11.3}
$$ 式中 \(\omega\) ——卵石中软弱颗粒的含量；
\(m_{1}\) ——各粒级颗粒总质量(g);
\(m_{2}\) ——试验后各粒级完好颗粒总质量(g)；
7.12 碎石和卵石的坚固性试验¶
7.12.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 烘箱温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ; (2) 台秤的最小分度值不大于 5g;
(3) 根据试样粒级, 按表
7.12.1 选用试验筛;¶
(4) 容积不小于 50L 的搪瓷盆或瓷盆；
(5)三脚网篮的外径为100mm,高为150mm,由孔径不大于2.5mm的网和铜丝制成,检验(40\~80)mm的颗粒时,网篮的外径和高均为150mm。
表
7.12.1 坚固性试验所需的各粒级试样质量¶
| 公称粒级(mm) | 5.00~10.0 | 10.0~20.0 | 20.0~40.0 | 40.0~63.0 | 63.0~80.0 |
| 试样质量(g) | 500 | 1000 | 1500 | 3000 | 3000 |
注：①公称粒级为 \((10.0\sim 20.0)\mathrm{mm}\) 试样中，应含有 \(40\%\) 的 \((10.0\sim 16.0)\mathrm{mm}\) 粒径颗粒、 \(60\%\) 的 \((16.0\sim 20.0)\mathrm{mm}\) 粒径颗粒；
②公称粒级为(20.0\~40.0)mm试样中，应含有40%的(20.0\~31.5)mm粒径颗粒、60%的(31.5\~40.0)mm粒径颗粒。
7.12.2 硫酸钠溶液的配制及试样的制备应满足下列要求：¶
(1)根据试样的质量及容器的大小,取一定数量的蒸馏水,加温至 \((30\sim50)\) ℃,每1000ml蒸馏水中加入无水硫酸钠 \(\left(\mathrm{Na}_{2}\mathrm{SO}_{4}\right)(300\sim350)\mathrm{g}\) ,用玻璃棒搅拌,使其溶解并饱和,然后冷却至 \((20\sim25)\) ℃,在此温度下静置两昼夜,其相对密度保持在 \((1151\sim1174)\mathrm{kg/m^{3}}\) 范围内; (2) 将试样按表
7.12.1 的规定分级, 并分别擦洗干净, 放入 \((105 \sim 110)\) ℃ 烘箱内烘 24h, 取出并冷却至室温, 然后按表7.12.1 对各粒级规定的质量称取试样。¶
7.12.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 将所称取的不同粒级的试样分别装入三脚网篮并浸入盛有硫酸钠溶液的容器中, 溶液体积不小于试样总体积的 5 倍, 温度保持在 \((20 \sim 25)^{\circ} \mathrm{C}\) 的范围内; 三脚网篮浸入溶液时先升降 25 次排除试样中的气泡, 然后静置于该容器中, 网篮底面距容器底面约 \(30 \mathrm{~mm}\) , 网篮之间的间距不小于 \(30 \mathrm{~mm}\) , 试样表面至少在溶液以下 \(30 \mathrm{~mm}\) ; (2) 浸泡 \(20 \mathrm{~h}\) 后, 从溶液中提出网篮, 放在 \((105 \pm 5) ^{\circ} \mathrm{C}\) 的烘箱中烘 \(4 \mathrm{~h}\) , 至此, 完成了第一个试验循环; 待试样冷却至 \((20 \sim 25) ^{\circ} \mathrm{C}\) 后, 即开始第二次循环; 从第二次循环开始至第五次循环结束, 浸泡及烘烤时间均为 \(4 \mathrm{~h}\) ;
(3)第五次循环完后,将试样置于(25\~30)℃的清水中洗净硫酸钠,再在(105±5)℃的烘箱中烘至恒重,取出冷却至室温后,用筛孔径为试样粒级下限的筛过筛,并称取各粒级试样试验后的筛余量;
(4)取冲洗试样的水若干毫升,滴入少量氯化钡 \(\left(\mathrm{BaCl}_{2}\right)\) 溶液,至无白色沉淀物为止;
(5) 对公称粒径大于 20.0mm 的试样部分, 试验前后记录其颗粒数量, 并作外观检查, 描述颗粒的裂缝、开裂、剥落、掉边和掉角等情况所占颗粒数量, 作为分析其坚固性时的补充依据。
7.12.4 试验结果计算应符合下列规定。¶
7.12.4.1 试样中各粒级颗粒的分计质量损失百分率应按式(7.12.4-1)计算。 $$\delta_ {\mathrm{ji}} = \frac {m _ {i} - m _ {i} ^ {\prime}}{m _ {i}} \times 100\tag{7.12.4-1} $$
式中 \(\delta_{ji}\) ——各粒级颗粒的分计质量损失百分率；
\(m_{i}\) ——各粒级试样试验前的烘干质量(g);
\(m_{i}^{\prime}\) ——经硫酸钠溶液法试验后，各粒级筛余颗粒的烘干质量(g)；
7.12.4.2 试样的总质量损失百分率应按式(7.12.4-2)计算,精确至1%。 $$\delta_ {\mathrm{j}} = \frac {\alpha_ {1} \delta_ {\mathrm{j1}} + \alpha_ {2} \delta_ {\mathrm{j2}} + \alpha_ {3} \delta_ {\mathrm{j3}} + \alpha_ {4} \delta_ {\mathrm{j4}} + \alpha_ {5} \delta_ {\mathrm{j5}}}{\alpha_ {1} + \alpha_ {2} + \alpha_ {3} + \alpha_ {4} + \alpha_ {5}} \times 100\tag{7.12.4-2} $$
式中 \(\delta_{\mathrm{j}}\) ——总质量损失百分率；
\(\alpha_{1}\) 、 \(\alpha_{2}\) 、 \(\alpha_{3}\) 、 \(\alpha_{4}\) 、 \(\alpha_{5}\) ——试样中分别为(5.00\~10.0)mm、(10.0\~20.0)mm、(20.0\~40.0)mm、(40.0\~63.0)mm、(63.0\~80.0)mm各公称粒级的分计百分含量； \(\delta_{j1}\) 、 \(\delta_{j2}\) 、 \(\delta_{j3}\) 、 \(\delta_{j4}\) 、 \(\delta_{j5}\) ——各粒级的分计质量损失百分率。
7 粗骨料
7.13 岩石的抗压强度试验¶
7.13.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 压力试验机荷载为 \(1000 \, kN1000 kN1000 \, kN1000kN\) ，测量精度 \(\pm 1\%±1%\pm 1\%±1%\) ，并带有防护网；
(2) 石材切割机和钻石机；
(3)岩石磨光机；
(4)游标卡尺、角尺等。
7.13.2 岩石样品应有代表性,用石材切割机切割成边长为50mm的立方体,或用钻石机钻取直径与高度均为50mm的圆柱体,用磨光机把试件与压力机压板接触的两个面磨光并保持平行,试件形状应采用角尺检查。¶
7.13.3 至少应制作六个试块,对有显著层理的岩石,应取两组试件(12 块),分别测定其垂直和平行于层理的强度值。¶
7.13.4 试验步骤应满足下列要求：¶
(1)用游标卡尺量取试件的尺寸,精确至0.1mm;对于立方体试件,在顶面和底面上各量取其边长,以各个面上相互平行的两个边长的算术平均值作为宽或高,计算面积;对于圆柱体试件,在顶面和底面上各量取相互垂直的两个直径,以其算术平均值计算面积,取顶面和底面面积的算术平均值作为计算抗压强度所用的截面积;
(2) 将试件置于水中浸泡 48h, 水面至少高出试件顶面 20mm;
(3)取出试件,擦干表面,进行强度试验,试验时加荷速度为 \((0.5\sim1.0)\mathrm{MPa/s}\)
7.13.5 岩石的抗压强度应按式(7.13.5)计算,精确至1MPa。¶
$$f = \frac {F}{A}\tag{7.13.5}
$$ 式中 f —— 岩石抗压强度 (MPa);
\(F\)——破坏荷载(N);
\(A\)——试件的截面积 \((\mathrm{mm}^{2})\) ；
7.13.6 抗压强度测定值应为六个试件试验结果的算术平均值,当其中两个试件的抗压强度与其他四个试件抗压强度的算术平均值相差三倍以上时,应以试验结果相接近的四个试件的抗压强度算术平均值作为抗压强度测定值;对具有显著层理的岩石,应以垂直于层理及平行于层理的抗压强度的平均值作为其抗压强度。¶
7.14 碎石和卵石的压碎值指标试验¶
7.14.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 压力试验机荷载 300kN, 测量精度 ±1%; (2) 压碎值指标测定仪如图 7.14.1 所示；
(3)秤的最小分度值不大于5g;
(4) 垫棒为直径 10mm、长 500mm 的光圆钢筋；
(5)公称直径为 \(2.50\mathrm{mm}, 10.0\mathrm{mm}, 20.0\mathrm{mm}\) 的方孔试验筛各一只。
图 7.14.1 压碎值指标测定仪(尺寸单位:mm)
1-圆筒；2-底盘；3-加压头；4-手把；5-把手
7.14.2 试样的制备应满足下列要求：¶
(1)采用风干状态(10.0\~20.0)mm的颗粒进行试验； (2)对多种岩石组成的卵石,当其公称粒径大于20.0mm颗粒的岩石矿物成分与(10.0\~20.0)mm粒级有显著差异时,将大于20.0mm的颗粒经人工破碎后,筛取(10.0\~20.0)mm标准粒级另外进行压碎值指标试验;
(3) 将缩分后的样品先筛除公称粒径 10mm 以下及 20mm 以上的颗粒, 再用针状和片状规准仪剔除针状和片状颗粒, 然后称取每份 3kg 的试样三份备用。
7.14.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 置圆筒于底盘上, 取试样一份, 分两层装入筒内, 每层样品约占总重的 \(\frac{1}{2}\) ; 每装完一层试样后, 在底盘下面垫放垫棒, 将筒按住, 左右交替颠击地面各 25 下, 第二层颠实后, 试样表面距盘底的高度控制为 \(100 \mathrm{~mm}\) 左右; (2) 整平筒内试样表面, 装好加压头并保持平正, 将测定筒在试验机上 (160 \~ 300) s 内均匀地加荷到 \(200 \mathrm{kN}\) , 稳定 \(5 \mathrm{~s}\) 后卸荷, 取出测定筒, 倒出筒中的试样并称其质量, 用孔径为 \(2.50 \mathrm{~mm}\) 的方孔筛筛除被压碎的细粒, 称量剩留在筛上的试样质量。
7.14.4 试验结果计算应符合下列规定,以三次试验结果的算术平均值作为压碎指标测定值,精确至0.1%。¶
7.14.4.1 碎石和卵石的压碎值指标应按式(7.14.4-1)计算。 $$\delta_ {\alpha} = \frac {m _ {0} - m _ {1}}{m _ {0}} \times 100\tag{7.14.4-1} $$
式中 \(\delta_{\alpha}\) ——压碎值指标；
\(m_{0}\) ——试样质量(g);
\(m_{1}\) ——压碎试验后筛余的试样质量(g)。
7 粗骨料 7.14.4.2 多种岩石组成的卵石,应对公称粒径 20.0mm 以下和 20.0mm 以上的标准粒级,分别进行检验,其总的压碎值指标按式(7.14.4-2)计算。 $$\delta_{\alpha} = \frac{\alpha_{1}\delta_{\alpha 1} + \alpha_{2}\delta_{\alpha 2}}{\alpha_{1} + \alpha_{2}}\times 100\%\tag{7.14.4-2} $$
式中 \(\delta_{\alpha}\) ——总的压碎值指标；
\(\alpha_{1}\) 、 \(\alpha_{2}\) ——公称粒径20.0mm以下和20.0mm以上两粒级的颗粒含量百分率；
\(\delta_{\alpha1}\) 、 \(\delta_{\alpha2}\) ——两粒级以标准粒级试验的分计压碎值指标；
7.15 碎石和卵石中硫化物和硫酸盐含量的试验¶
7.15.1 仪器设备及试剂应满足下列要求：¶
(1) 天平最小分度值不大于 \(1 \, g1 g1 \, g1g\) ;
(2) 分析天平最小分度值不大于 0.0001 g;
(3)高温炉最高温度1000℃；
(4) 公称直径为 \(630 \mu m\) 的方孔试验筛一只；
(5) 烧瓶、烧杯等；
(6) 将 10g 氯化钡溶于 100ml 蒸馏水中, 配制成 10% 氯化钡溶液;
(7)浓盐酸溶于同体积的蒸馏水中配制成 \((1+1)\) 盐酸；
(8) 将 1g 硝酸银溶于 100ml 蒸馏水中, 并加入 (5\~10) ml 硝酸, 配制成 1% 硝酸银溶液, 存于棕色瓶中。
7.15.2 试验前,应取粒径40.0mm以下的风干碎石或卵石约1000g,按四分法缩分至约200g,磨细使全部通过公称直径为630μm的方孔筛,仔细拌匀,烘干备用。¶
7.15.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 精确称取石粉试样约 1g 放入 300ml 的烧杯中, 加入 (30\~40) ml 蒸馏水和 10ml 的 (1+1) 盐酸, 加热至微沸, 并保持微沸 5min, 使试样充分分解后取下, 以中速滤纸过滤, 用温水洗涤 10\~12 次;
(2) 调整滤液体积至 200ml, 煮沸, 边搅拌边滴加 10ml 氯化钡溶液, 并将溶液煮沸数分钟, 然后移至温热处至少静置 4h, 此时溶液体积保持在 200ml, 用慢速滤纸过滤, 以温水洗至用硝酸根溶液检验无氯根反应为止;
(3) 将沉淀及滤纸一并移入已灼烧至恒重的瓷坩埚中, 灰化后在 \(800^{\circ} \mathrm{C}\) 的高温炉内灼烧 \(30 \mathrm{~min}\) , 取出坩埚, 置于干燥器中冷却至室温, 称重, 如此反复灼烧, 直至恒重。
7.15.4 水溶性硫化物及硫酸盐含量应按式(7.15.4)计算,精确至0.01%,以两次试验的算术平均值作为评定指标,若两次试验结果的差值大于0.15%,应重做试验。¶
$$\omega_{\mathrm{SO}{3}} = \frac{(m} - m_{1})\times k}{m}\times 100\%\tag{7.15.4
$$ 式中 \(\omega_{SO_{3}}\) ——硫化物及硫酸盐含量(以 \(SO_{3}\) 计);
\(m_{2}\) ——沉淀物与坩埚质量(g);
\(m_{1}\) ——坩埚质量(g);
\(k\) —— \(BaSO_{4}\) 换算成 \(SO_{3}\) 的系数, 取 0.343;
\(m\)——试样质量(g)；
7.16 碎石和卵石的碱活性试验¶
7.16.1 快速法碱活性试验应符合下列规定。¶
7.16.1.1 仪器设备应满足下列要求：(1) 烘箱、试验筛、测长仪、水泥胶砂搅拌机、恒温养护箱或水浴、养护筒、试模、捣棒符合第6.14.1条的规定； (2) 台秤最小分度值不大于 5g;
(3)采用破碎机。
7.16.1.2 将试样缩分成约 5kg, 用破碎机将试样破碎后筛分成按表
6.14.1 中所示级配及比例组合成试验用料, 并将试样洗净烘干或晾干备用。¶
7.16.1.3 试件制作及养护、试件长度的测定、试件膨胀率的计算、确定以及检测结果的判定应符合第6.14.1条的规定。
7.16.2 砂浆长度法碱活性试验应符合下列规定。¶
7.16.2.1 仪器设备应满足第6.14.2条的规定。 7.16.2.2 将试样缩分至约 5kg, 破碎筛分后, 各粒级都应在筛上用水冲净黏附在集料上的淤泥和细粉, 然后烘干备用, 试样按表
6.14.1 的级配配成试验用料。¶
7.16.2.3 试件制作及养护、试件长度的测定、试件膨胀率的计算、确定，以及检测结果的判定应符合第6.14.2条的规定。
7.17 山皮水锈颗粒含量¶
7.17.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 最小分度值不大于 \(1 \, g\) 和 \(10 \, g\) 的天平各一台； (2) 公称直径为 \(80.0 \mathrm{~mm} 、 63.0 \mathrm{~mm} 、 50.0 \mathrm{~mm} 、 40.0 \mathrm{~mm} 、 31.5 \mathrm{~mm} 、 25.0 \mathrm{~mm} 、 20.0 \mathrm{~mm} 、 16.0 \mathrm{~mm} 、 10.0 \mathrm{~mm} 、 5.00 \mathrm{~mm}\) 的方孔筛各一个；
(3)采用游标卡尺。
7.17.2 试验所需最小试样质量按表7.17.2确定：¶
表 7.17.2 山皮水锈颗粒含量试验所需试样最小质量
| 石子最大粒径(mm) | 10.0 | 16.0 | 20.0 | 25.0 | 31.5 | 40.0 | 50.0 | 63.0 | 80.0 |
| 最小试样质量(kg) | 0.3 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 5.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 |
7.17.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 按第 7.2 节的有关规定进行筛分； (2)用游标卡尺拣出各粒级中的山皮水锈颗粒；
(3)称取各粒级挑出的山皮水锈颗粒的总质量。
7 粗骨料
7.17.4 碎石中山皮水锈颗粒总含量应按式(7.17.4)计算,精确至1%。¶
式中 \(\omega_{s}\) ——山皮水锈颗粒的总含量；
\(m_{1}\) ——试样中所含山皮水锈颗粒的总质量(g);
\(m_{0}\) ——试样总质量(g)。
8 外加剂¶
8.1 一般规定¶
8.1.1 匀质性检验每项测定的试验次数应为两次,以两次试验结果的算术平均值作为测定结果。¶
8.1.2 除水泥净浆流动度、水泥砂浆减水率和混凝土拌合物减水率试验外,试验用水应为蒸馏水或同等纯度的水。¶
8.1.3 所用的化学试剂除特别注明外,均应为分析纯化学试剂。¶
8.2 含固量试验¶
8.2.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 天平的最小分度值不大于 0.0001 g;
(2) 烘箱的温度控制范围为 \((0 \sim 200)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(3) \(25mm \times 65mm\) 带盖称量瓶；
(4) 内盛变色硅胶的干燥器。
8.2.2 试验步骤应符合下列规定：¶
(1) 将洁净带盖称量瓶放入烘箱内, 于 \((100 \sim 105) ^{\circ} \mathrm{C}(100∼105)∘C(100 \sim 105) ^{\circ} \mathrm{C}(100∼105)∘C\) 烘 \(30 \mathrm{~min}30 min30 \mathrm{~min}30 min\) , 取出置于干燥器内, 冷却 \(30 \mathrm{~min}30 min30 \mathrm{~min}30 min\) 后称重, 重复上述步骤直至恒量;
(2) 取 \((3.0000 \sim 5.0000)\) g 被测试样装入已经恒量的称量瓶内, 盖上盖称出试样及称量瓶的总质量;
(3)盛有试样的称量瓶放入烘箱内,开启瓶盖,除特殊品种外升温至(100\~105)℃烘干,盖上盖置于干燥器内冷却30min后称量,重复上述步骤直至恒量。
8.2.3 含固量应按式(8.2.3)计算,精确至0.01%。¶
$$\omega_ {\mathrm{g}} = \frac {m _ {2} - m _ {0}}{m _ {1} - m _ {0}} \times 100\tag{8.2.3}
$$ 式中 \(\omega_{g}\) ——固体含量；
\(m_{2}\) ——称量瓶加烘干后试样的质量(g);
\(m_{0}\) ——称量瓶的质量(g);
\(m_{1}\) ——称量瓶加试样的质量(g)；
8.2.4 重复性限为 0.30%，再现性限为 0.50%。¶
8.3 含水率试验¶
8.3.1 仪器设备应符合第8.2节的有关规定。8 外加剂¶
8.3.2 试验步骤应符合下列规定：¶
(1) 将洁净带盖称量瓶放入烘箱内, 于 \((100 \sim 105) ^{\circ} \mathrm{C}\) 烘 \(30 \mathrm{~min}\) , 取出置于干燥器内, 冷却 \(30 \mathrm{~min}\) 后称量, 重复上述步骤直至恒量; (2) 取 \((1.0000 \sim 2.0000)\) g 被测试样装入已经恒量的称量瓶内, 盖上盖称出试样及称量瓶的总质量;
(3)盛有试样的称量瓶放入烘箱内,开启瓶盖,除特殊品种外升温至(100\~105)℃烘干,盖上盖置于干燥器内冷却30min后称量,重复上述步骤直至恒量。
8.3.3 含水率应按式(8.3.3)计算,精确至0.01%。¶
式中 \(\omega_{s}\) ——含水率；
\(m_{1}\) ——称量瓶加试样的质量(g);
\(m_{2}\) ——称量瓶加烘干后试样的质量(g);
\(m_{0}\) ——称量瓶的质量(g)；
8.3.4 重复性限为 0.30%, 再现性限为 0.50%。¶
8.4 密度试验¶
8.4.1 测试条件应满足下列要求：¶
(1) 被测样品温度为 \((20 \pm 1)^{\circ}\mathrm{C}(20±1)∘C(20 \pm 1)^{\circ}\mathrm{C}(20±1)∘C\) ;
(2) 液体样品直接测试；
(3) 固体样品溶液的浓度为 \(10 \, g/L\) ;
(4) 被测溶液清澈, 有沉淀时过滤。
8.4.2 密度瓶法测定外加剂密度应符合下列规定。¶
8.4.2.1 仪器设备应满足下列要求：(1)25ml 或 50ml 的密度瓶； (2) 分析天平的最小分度值不大于 0.0001 g;
(3) 内盛变色硅胶的干燥器；
(4) 超级恒温器或同等条件的恒温设备。
8.4.2.2 试验步骤应符合下列规定：(1) 密度瓶依次用水、乙醇、丙酮和乙醚洗涤并吹干, 塞子连瓶一起放入干燥器内, 取出, 称量密度瓶的质量, 直至恒量; 然后将预先煮沸并经冷却的水装入瓶内, 塞上塞子, 使多余的水分从塞子毛细管流出, 用吸水纸吸干瓶外的水, 但不能吸出塞子毛细管里的水, 水要保持与毛细管上口相平, 立即在天平称出密度瓶装满水后的质量, 密度瓶容积按式 (8.4.2-1) 计算。
式中 V —— 密度瓶在 \(20^{\circ}\) C 时的容积(ml);
\(m_{1}\) ——密度瓶盛满 \(20^{\circ}C\) 水的质量(g);
\(m_{0}\) ——干燥的密度瓶质量(g);
\(\rho_{w}\) ——20℃时纯水的密度(g/ml)，一般取0.9982；
(2) 将已校正容积的密度瓶洗净、干燥、灌满被测溶液, 塞上塞子后浸入 \((20 \pm 1)^{\circ} \mathrm{C}\) 超级恒温器内, 恒温 \(20 \mathrm{~min}\) 后取出, 用吸水纸吸干瓶外的水及由毛细管溢出的溶液后, 在天平上称出密度瓶装满外加剂溶液后的质量；
8.4.2.3 外加剂溶液的密度按式(8.4.2-2)计算,精确至0.001g/ml。 $$\rho = \frac {m _ {2} - m _ {0}}{V}\tag{8.4.2-2} $$
式中 \(\rho\) ——20℃时外加剂溶液密度(g/ml);
\(m_{2}\) ——密度瓶装满 \(20^{\circ}C\) 外加剂溶液后的质量(g);
\(m_{0}\) ——干燥的密度瓶质量(g)；
8.4.3 液体密度天平法测定外加剂密度应符合下列规定。¶
8.4.3.1 仪器设备应满足下列要求：(1) 液体密度天平, 见图 8.4.3;
图8.4.3 液体密度天平
1-托架；2-平衡调节器；3-横梁；4-灵敏度调节器；5-玛瑙刃座；6-测锤；7-玻筒；8-等重砝码；9-水平调节；10-紧固螺钉
(2) 超级恒温器或同等条件的恒温设备。
8.4.3.2 试验步骤应符合下列规定：(1) 将液体密度天平安装在平稳不受震动的水泥台上, 周围无强力磁源及腐蚀性气体, 在横梁的末端钩子上挂上等重砝码, 调节水平调节螺丝, 使横梁上的指针与托架指针成水平线相对, 天平即调成水平位置; 当无法调节平衡时, 将平衡调节器的定位小螺钉松开, 然后略微轻动平衡调节, 直至平衡为止, 仍将中间定位螺钉旋紧, 防止松动; 将等重砝码取下,换上整套测锤,此时天平保持平衡,质量允许有 \(\pm0.0005g\) 的误差,如果天平灵敏度过高,可将灵敏度调节旋低,反之旋高; 8 外加剂 (2) 将已恒温的被测溶液倒入液体密度天平的量筒内, 将测锤浸没在量筒中被测溶液的中央, 这时横梁失去平衡, 在横梁 V 形槽与小钩上加放各种骑码使之恢复平衡, 所加骑码之读数, 乘以 \(20^{\circ}\) C 时纯水的密度, 即为被测溶液的密度值。
8.4.3.3 被测溶液密度按式(8.4.3)计算,精确至0.001g/ml。 $$\rho = \rho_ {\mathrm{w}} d\tag{8.4.3} $$
式中 \(\rho\) ——被测溶液的密度(g/ml);
\(\rho_{w}\) ——20℃时纯水的密度(g/ml)，一般取0.9982；
\(d\)——20℃时被测溶液所加骑码的数值；
8.4.4 精密比重计法测定外加剂密度应符合下列规定。¶
8.4.4.1 仪器设备应满足下列要求：(1)采用波美比重计、精密比重计； (2) 超级恒温器或同等条件的恒温设备。
8.4.4.2 试验步骤应满足下列要求：(1) 将已恒温的外加剂倒入 500ml 玻璃量筒内, 以波美比重计插入溶液中测出该溶液的密度; (2) 参考波美比重计所测溶液的数据, 选择这一刻度范围的精密比重计插入溶液中, 精确读出溶液凹液面与精密比重计相齐的刻度即为该溶液的密度。
8.4.5 重复性限为 \(0.001 \mathrm{~g} / \mathrm{ml}\) , 再现性限为 \(0.002 \mathrm{~g} / \mathrm{ml}\) 。¶
8.5 细度试验¶
8.5.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)天平的最小分度值不大于0.001g;
(2) 试验筛采用孔径为 \(0.315 \mathrm{~mm}\) 的铜丝网筛布, 筛框有效直径 \(150 \mathrm{~mm}\) 、高 \(50 \mathrm{~mm}\) , 筛布紧绷在筛框上, 接缝严密, 并附有筛盖。
8.5.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 外加剂试样充分拌匀并经(100\~105)℃(特殊品种除外)烘干；
(2) 称取烘干试样 10g, 准确至 0.001g, 倒入筛内, 用人工筛样, 将近筛完时, 一手执筛往复摇动, 一手拍打, 摇动速度每分钟约 120 次; 其间, 筛子向一定方向旋转数次, 使试样分散在筛布上, 直至每分钟通过质量不超过 0.005g 时为止;
(3) 称量筛余物, 称准至 0.001g。
8.5.3 外加剂细度应按式(8.5.3)计算,精确至0.01%。¶
$$F = \frac {m _ {1}}{m _ {0}} \times 100\tag{8.5.3}
$$ 式中 F —— 外加剂筛余百分数；
\(m_{1}\) ——筛余物质量(g);
\(m_{0}\) ——试样质量(g)；
8.5.4 重复性限为 0.40%, 再现性限为 0.60%。¶
8.6 表面张力试验¶
8.6.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)采用界面张力仪或自动界面张力仪； (2) 天平的最小分度值不大于 0.0001 g。
8.6.2 测试条件应符合下列规定：¶
(1) 被测样品温度为 \((20 \pm 1)^{\circ}\mathrm{C}\) ; (2) 液体样品直接测试；
(3) 固体样品溶液的浓度为 \(10 \, g/L\) ;
(4) 被测溶液有沉淀时进行过滤, 保持溶液清澈。
8.6.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 用密度瓶或液体密度天平测定该外加剂溶液的密度； (2) 将仪器调至水平, 把铂环放在吊杆臂的下末端, 将一小纸片放在铂环上, 打开臂的制止器, 调好放大镜, 使臂上的指针与反射镜上的红线重合;
(3) 在铂圆环的小纸片上放上一定质量的砝码, 使指针与红线重合时, 游标指示正好与计算值一致, 不一致时调整臂长度, 保证铂环在试验中垂直地上下移动, 再通过游码的前后移动达到调整结果;
(4) 在测量之前, 将铂环和玻璃器皿清洗彻底;
(5)空白试验用无水乙醇作标样,测定其表面张力,测定值与理论值之差不超过0.5mN/m;
(6) 把被测溶液倒入盛样皿中(离皿口 \(5 \, mm \sim 7 \, mm\) ), 并将样品座升高, 使铂环浸入溶液内 \((5 \sim 7) \, \text{mm}\) ;
(7) 旋转蜗轮把手, 匀速增加钢丝扭力, 同时下降样品座, 使向上与向下的两个力保持平衡, 保持指针与反射镜上的红线重合, 直至铂环被拉脱离开液面, 记录刻度盘上的读数。
8.6.4 采用自动界面张力仪测量时,试验步骤按仪器使用说明书进行。¶
8.6.5 溶液表面张力按下列公式计算,精确至0.1mN/m。¶
式中 \(\sigma\) ——溶液的表面张力(mN/m);
\(F\) ——校正因子；
P——游标盘上读数(mN/m);
8 外加剂 \(C\)——铂环周长(cm);
\(\rho\) ——被测溶液密度(g/ml);
\(\rho_{0}\) ——空气密度(g/ml);
\(R\)——铂环内半径和铂丝半径之和(cm);
\(r\)——铂丝半径(cm)；
8.6.6 重复性限为 \(1.0\mathrm{mN / m}\) ，再现性限为 \(1.5\mathrm{mN / m}\) 。¶
8.7 泡沫性能试验¶
8.7.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 容积 100ml 具塞量筒；
(2) 容积 500ml 容量瓶；
(3) 容积 20ml 移液管；
(4) 摇泡机如图 8.7.1 所示。
图 8.7.1 摇泡机示意图
1-主架；2-升降器；3-具塞量筒；4-曲臂；5-减速箱；6-电动机；7-底座
8.7.2 手摇法测定外加剂溶液泡沫度应符合下列规定：¶
(1) 将引气剂 0.2g 溶解于 100ml 浓度为 1% 的氢氧化钠溶液中, 配制成测定泡沫度所需浓度引气剂溶液;
(2)用移液管移取20ml引气剂溶液,置于100ml具塞量筒中,盖紧量筒塞,在15s内摇动50次,静置1min后读取溶液的毫升数;
(3) 试验温度为 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(4) 引气剂溶液泡沫度按式(8.7.2)计算, 以三次试验结果的算术平均值作为泡沫度测定值, 精确至 \(0.1\%\) 。
式中 B——引气剂溶液泡沫度；
\(V_{0}\) ——引气剂溶液毫升数(ml);
\(V_{1}\) ——静置 1 min 后引气剂溶液毫升数(ml)；
8.7.3 机摇法测定外加剂溶液起泡力应符合下列规定：¶
8.7.3.1 在具塞量筒中,应沿壁装入外加剂溶液 20ml,将具塞量筒固定于摇泡机的样品座上。 8.7.3.2 开启摇泡机,应在 30s 内摇动 84 次,静置,并迅速量出泡沫最大体积,记录从停机开始到泡沫消退至刚露出液面所需的时间。 8.7.3.3 试验结果表示应符合下列规定：(1) 起泡力等于摇 30s 后泡沫最大体积与起始体积之差； (2) 消泡时间为从停机开始到泡沫退至刚露出液面所需的时间；
(3)试验不少于三次,结果取平均值。
8.8 氯离子含量试验¶
8.8.1 电位滴定法测定氯离子含量应符合下列规定。¶
8.8.1.1 仪器设备应满足下列要求：(1)采用电位测定仪或酸度仪、银电极或氯电极、甘汞电极、电磁搅拌器、25ml滴定管、10ml移液管；(2) 天平的最小分度值不大于 0.0001 g。
8.8.1.2 试验用试剂及配制方法应满足下列要求：(1)采用 \((1+1)\) 硝酸； (2)称取约10g氯化钠(基准试剂),盛在称量瓶中,于(130\~150)℃烘干2h,在干燥器内冷却后精确称取5.8443g,用水溶解并释释至1L,摇匀,配制成c(NaCl)=0.1000mol/L的氯化钠标准溶液;
(3)准确称取约17g硝酸银,用水溶解,放入1L棕色容量瓶中稀释至刻度,摇匀,配制成浓度为17g/L硝酸银溶液,用0.1000mol/L氯化钠标准溶液对硝酸银溶液进行标定;
(4) 用移液管吸取 \(10 \mathrm{ml}\) 的氯化钠标准溶液于烧杯中, 加水稀释至 \(200 \mathrm{ml}\) , 加 \(4 \mathrm{ml}(1 + 1)\) 硝酸, 在电磁搅拌下, 用硝酸银溶液以电位滴定法测定终点, 过等当点后, 在同一溶液中再加入 \(10 \mathrm{ml}\) 氯化钠标准溶液, 继续用硝酸银溶液滴定至第二个终点, 用二次微商法计算出硝酸银溶液消耗的体积 \(V_{01}\) 和 \(V_{02}\) , 按式 (8.8.1-1) 计算出 \(10 \mathrm{ml}\) 氯化钠消耗硝酸银溶液的体积, 硝酸银溶液的浓度 \(c\) 按式 (8.8.1-2) 计算。
式中 \(V_{0}\) ——10ml 氯化钠消耗硝酸银溶液的体积(ml);
8 外加剂 \(V_{02}\) ——加 20ml 氯化钠标准溶液所消耗的硝酸银溶液的体积(ml);
\(V_{01}\) ——加 10ml 氯化钠标准溶液所消耗的硝酸银溶液的体积(ml);
\(c\)——硝酸银溶液的浓度(mol/L);
\(c'\) ——氯化钠标准溶液的浓度(mol/L);
\(V'\) ——氯化钠标准溶液的体积(ml)；
8.8.1.3 试验步骤应符合下列规定：(1)准确称取外加剂试样(0.5000\~5.0000)g,放入烧杯中,加200ml水和4ml硝酸,使溶液呈酸性,搅拌至完全溶解,当不能完全溶解时,用快速定性滤纸过滤,并用蒸馏水洗涤残渣至无氯离子为止;(2)用移液管加入 \(10 \mathrm{ml}\) 氯化钠标准溶液, 烧杯内加入电磁搅拌子, 将烧杯放在电磁搅拌器上, 开动搅拌器, 并插入银电极和甘汞电极, 或插入氯电极和甘汞电极, 两电极与电位计或酸度计相连接, 用硝酸银溶液缓慢滴定, 记录电势和对应的滴定管读数; 接近等当点电势增加很快, 缓慢滴加硝酸银溶液, 每次定量加入 \(0.1 \mathrm{ml}\) ; 当电势发生突变时, 表示等当点已过, 此时继续滴入硝酸银溶液, 直至电势趋向变化平缓, 记录第一个终点时硝酸银溶液消耗的体积;
(3)在同一溶液中,用移液管再加入10ml氯化钠标准溶液,此时溶液电势降低,继续用硝酸银溶液滴定,直至第二个等当点出现,记录电势和对应的0.1mol/L硝酸银溶液消耗的体积;
(4) 在干净的烧杯中加入 200ml 水和 4ml (1 + 1) 硝酸, 用移液管加入 10ml 氯化钠标准溶液, 在不加入试样的情况下, 在电磁搅拌下, 缓慢滴加硝酸银溶液, 记录电势和对应的滴定管读数, 直至第一个终点出现; 过等当点后, 在同一溶液中, 再用移液管加入 10ml 氯化钠标准溶液, 继续用硝酸银溶液滴定至第二个终点, 用二次微商法计算出硝酸银溶液消耗的体积 \(V_{01}\) 及 \(V_{02}\) ；
8.8.1.4 外加剂中氯离子含量计算应符合下列规定：(1)用二次微商法计算结果,通过电压对体积二次导数(即 \(\Delta^{2}E/\Delta V^{2}\) ) 变成零的办法来求出滴定终点;邻近等当点,每次加入的硝酸银溶液相等时,此函数( \(\Delta^{2}E/\Delta V^{2}\) ) 必定会在正负两个符号变化的体积之间的某一点变成零,对应这一点的体积即为终点体积,用内插法求得硝酸银溶液消耗的体积 \(V_{1}\) 和 \(V_{2}\) ,按式(8.8.1-3)计算出外加剂中氯离子所消耗硝酸银溶液体积; $$ V = \frac {(V _ {1} - V _ {0 1}) + (V _ {2} - V _ {0 2})}{2}\tag{8.8.1-3} $$
式中 V ——外加剂中氯离子所消耗硝酸银溶液体积(ml);
\(V_{1}\) ——试样溶液加 10ml 氯化钠标准溶液所消耗的硝酸银溶液体积(ml);
\(V_{2}\) ——试样溶液加20ml氯化钠标准溶液所消耗的硝酸银溶液体积(ml)；
(2) 外加剂中氯离子含量按式(8.8.1-4)计算, 精确至 0.01%;
式中 \(\omega_{Cl^{-}}\) ——外加剂中氯离子含量；
\(k_{1}\) ——换算系数,取35.45;
\(c\)——硝酸银溶液的浓度(mol/L);
\(V\)——外加剂中氯离子所消耗硝酸银溶液体积(ml);
\(m\)——外加剂样品质量(g);
(3)外加剂中无水氯化钙含量按式(8.8.1-5)计算,精确至0.01%;
式中 \(\omega_{CaCl_{2}}\) ——外加剂中无水氯化钙含量；
\(k_{2}\) ——换算系数,取1.565；
8.8.1.5 重复性限为 \(0.05\%\) ，再现性限为 \(0.08\%\) 。
8.8.2 离子色谱法测定氯离子含量应符合下列规定。¶
8.8.2.1 仪器应满足下列要求：(1) 离子色谱仪包括电导检测器、抑制器、阴离子分离柱和 \(25 \mu L\) 、 \(50 \mu L\) 、 \(100 \mu L\) 进样定量环；(2) \(0.22\mu m\) 水性针头微孔滤器；
(3) 功能基为聚二乙烯基苯的 On Guard Rp 柱；
(4)1.0ml、2.5ml的注射器；
(5)选用碳酸盐淋洗液体系时,阴离子柱填料为聚苯乙烯、有机硅、聚乙烯醇或聚丙烯酸酯阴离子交换树脂;
(6)选用氢氧化钾淋洗液体系时,阴离子色谱柱为250mm×4mm的IonPacAs18型分离柱和50mm×4mm的IonPacAG18型保护柱,或性能相当的离子色谱柱;
(7) 连续自动再生膜阴离子抑制器或微填充床抑制器；
(8) 检出限为 \(0.01 \mu g/ml\) 。
8.8.2.2 试剂和材料应满足下列要求：(1) 纯度不小于 99.8% 的氮气；(2) 优级纯硝酸；
(3)实验室用水为电导率小于 \(18M\Omega\cdot cm,0.2\mu m\) 超滤膜过滤的一级水；
(4) 准确称取预先在 \((550 \sim 600)\) ℃ 加热 \((40 \sim 50)\) min 并在干燥器中冷却至室温的氯化钠标准试剂 1.648g，用水溶解，移入 1000ml 容量瓶中，稀释至刻度，配制成 1mg/ml 氯离子标准溶液；
(5) 准确移取上述标准溶液 100ml 至 1000ml 容量瓶中, 用水稀释至刻度, 配制成 \(100 \mu g/ml\) 氯离子标准溶液;
(6)准确分别移取 \(100 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml}\) 的氯离子的标准溶液 \(1 \mathrm{ml}, 5 \mathrm{ml}, 10 \mathrm{ml}, 15 \mathrm{ml}, 20 \mathrm{ml}, 25 \mathrm{ml}\) 至 \(100 \mathrm{ml}\) 容量瓶中, 稀释至刻度, 配制成氯离子标准溶液系列, 此标准溶液系列浓度分别为 \(1 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml}, 5 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml}, 10 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml}, 15 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml}, 20 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml}, 25 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml}\) 。
8.8.2.3 分析步骤应满足下列要求：(1)准确称取 \(1 \mathrm{~g}\) 外加剂试样,精确至 \(0.1 \mathrm{mg}\) , 放入 \(100 \mathrm{ml}\) 烧杯中, 加 \(50 \mathrm{ml}\) 水和 5 滴硝酸溶解试样;试样能被水溶解时,直接移入100ml容量瓶,稀释至刻度;当试样不能被水完全溶解时,采用超声和加热的方法溶解试样,再用快速滤纸过滤,滤液用100ml容量瓶承接,用水稀释至刻度; 8 外加剂 (2) 用 On Guard Rp 柱去除混凝土外加剂中的可溶性有机物；
(3) 将上述处理好的溶液注入离子色谱中分离, 得到色谱图, 测定所得色谱峰的峰面积或峰高;
(4) 在重复性条件下进行空白试验；
(5) 将氯离子标准溶液系列分别在离子色谱中分离, 得到色谱图, 测定所得色谱峰的峰面积或峰高, 以氯离子浓度为横坐标, 峰面积或峰高为纵坐标绘制氯离子含量标准曲线。
8.8.2.4 将样品的氯离子峰面积或峰高对照标准曲线,求出样品溶液的氯离子浓度c,并按式(8.8.2)计算出试样中氯离子含量,精确至0.01%。 $$\omega_ {\mathrm{Cl} ^ {-}} = \frac {c \times V \times 10 ^ {- 6}}{m} \times 100\%\tag{8.8.2} $$
式中 \(\omega_{Cl}\) ——样品中氯离子含量；
\(c\)——由标准曲线求得的试样溶液中氯离子的浓度( \(\mu g/ml\) );
\(V\)——样品溶液的体积,数值为100(ml);
\(m\)——外加剂样品质量(g)；
8.8.2.5 重复性限应满足表8.8.2的要求。
表 8.8.2 重复性限
| Cl-含量范围(%) | <0.01 | 0.01~0.1 | 0.1~1 | 1~10 | >10 |
| 重复性限(%) | 0.001 | 0.02 | 0.1 | 0.2 | 0.25 |
8.8.3 仲裁时应采用离子色谱法测定氯离子含量。¶
8.9 pH值测定¶
8.9.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)采用酸度计、甘汞电极、玻璃电极、复合电极；
(2)天平的最小分度值不大于0.0001g。
8.9.2 测试条件应符合下列规定：¶
(1) 液体样品直接测试；
(2) 固体样品溶液的浓度为 \(10 \, g/L\) ;
(3) 被测溶液的温度为 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 。
8.9.3 试验步骤应符合下列规定：¶
(1) 按仪器的出厂说明书校正仪器；
(2) 当仪器校正好后, 先用水, 再用测试溶液冲洗电极, 然后再将电极浸入被测溶液中轻轻摇动试杯, 使溶液均匀, 酸度计的读数稳定 \(1 \mathrm{~min}\) 时, 记录读数;
(3) 测量结束后,用水冲洗电极。
8.9.4 酸度计测出的结果即为溶液的 pH 值。¶
8.9.5 重复性限为0.2,再现性限为0.5。¶
8.10 总碱量试验¶
8.10.1 火焰光度法测定外加剂中总碱量应符合下列规定。¶
8.10.1.1 仪器设备与试验用试剂及配制方法应满足下列要求：(1)采用 \((1+1)\) 盐酸、 \((1+1)\) 氨水、100g/L碳酸铵溶液、2g/L甲基红指示剂、火焰光度计； (2) 精确称取已在 \((130 \sim 150) ^{\circ} \mathrm{C}\) 烘过 \(2 \mathrm{~h}\) 的光谱纯氯化钾 (KCl) \(0.7920 \mathrm{~g}\) 和光谱纯氯化钠 (NaCl) \(0.9430 \mathrm{~g}\) , 置于烧杯中, 加水溶解后, 移入 \(1000 \mathrm{ml}\) 容量瓶中, 用水稀释至标线, 摇匀, 转移至干燥的带盖的塑料瓶中, 配制成氧化钾和氧化钠标准溶液, 每毫升此标准溶液相当于含有 \(0.5 \mathrm{mg}\) 氧化钾和 \(0.5 \mathrm{mg}\) 氧化钠;
(3)天平的最小分度值不大于0.0001g。
8.10.1.2 试验步骤应符合下列规定：(1) 分别向 100ml 容量瓶中注入 1.00ml、2.00ml、4.00ml、8.00ml、12.00ml 的氧化钾、氧化钠标准溶液（分别相当于氧化钾、氧化钠各 0.00mg、0.50mg、1.00mg、2.00mg、4.00mg、6.00mg），用水稀释至标线，摇匀，然后分别于火焰光度计上按仪器使用规程进行测定，根据测得的检流计读数与溶液的浓度关系，分别绘制氧化钾和氧化钠的工作曲线； (2)准确称取一定量的试样置于150ml的瓷蒸发皿中,用80℃左右的热水润湿并稀释至30ml,置于电热板上加热蒸发,保持微沸5min后取下,冷却,加1滴甲基红指示剂,滴加(1+1)氨水,使溶液呈黄色;加入10ml碳酸铵溶液,搅拌,置于电热板上加热并保持微沸10min,用中速滤纸过滤,以热水洗涤,滤液及洗液盛于容量瓶中,冷却至室温,以(1+1)盐酸中和至溶液呈红色,然后用水稀释至标线,摇匀,以火焰光度计按仪器使用规程进行测定,称样量及稀释倍数见表8.10.1;
表 8.10.1 称样量及稀释倍数
| 总碱量(%) | 称样量(g) | 稀释体积(ml) | 稀释倍数n |
| 1.00 | 0.20 | 100 | 1 |
| 1.00~5.00 | 0.10 | 250 | 2.5 |
| 5.00~10.00 | 0.05 | 250或500 | 2.5或5.0 |
| 大于10.00 | 0.05 | 500或1000 | 5.0或10.0 |
(3) 同时进行空白试验。
8.10.1.3 外加剂中总碱量按式(8.10.1-1)、式(8.10.1-2)和式(8.10.1-3)计算,精确至0.01%。 $$\omega_ {\mathrm{K} _ {2} \mathrm{O}} = \frac {c _ {1} \times n}{m \times 1000} \times 100\tag{8.10.1-1} $$
8 外加剂
式中 \(\omega_{K_{2}O}\) ——外加剂中氧化钾含量；
\(c_{1}\) ——在工作曲线上查得每100ml被测定液中氧化钾的含量(mg);
\(n\)——被测溶液的稀释倍数；
\(m\)——试样质量(g);
\(\omega_{Na_{2}O}\) ——外加剂中氧化钠含量；
\(c_{2}\) ——在工作曲线上查得每100ml被测溶液中氧化钠的含量(mg);
\(\omega\) ——外加剂中的总碱量；
8.10.2 原子吸收光谱法测定外加剂中总碱量应符合下列规定：¶
8.10.2.1 仪器设备与试验用试剂及配制方法应满足下列要求：(1) 氢氟酸的密度(1.15\~1.18) g/cm \(^{3}\) , 质量分数 40%; (2) 高氯酸的密度 \(1.60 \, g/cm^{3}\) ，质量分数 \(70\% \sim 72\%\) ;
(3) \((1 + 1)\) 盐酸；
(4) 将 \(152.2 \mathrm{~g}\) 氯化锶 \(\left(\mathrm{SrCl}_{2} \cdot 6 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\right)\) 溶解于水中, 加水稀释至 \(1 \mathrm{~L}\) , 配制成氯化锶溶液 (锶 \(50 \mathrm{~g} / \mathrm{L}\) ), 必要时过滤后使用;
(5)采用原子吸收光谱仪。
8.10.2.2 分析步骤应符合下列规定：(1) 吸取每毫升含 0.05mg 氧化钾和 0.05mg 氧化钠的标准溶液 0ml、2.50ml、5.00ml、10.00ml、15.00ml、20.00ml、25.00ml 分别放入 500ml 容量瓶中, 加入 30ml 盐酸及 10ml 氯化锶溶液, 用水稀释至标线, 摇匀贮存于塑料瓶中。将原子吸收光谱仪调至最佳工作状态, 在空气—乙炔火焰中, 分别用钾元素空心阴极灯于波长 766.5nm 处和钠元素空心阴极灯于波长 589.0nm 处, 以水校零测定溶液的吸光度; 用测得的吸光度作为相对应的氧化钾和氧化钠含量的函数, 绘制工作曲线; (2)称取约0.1g试样,精确至0.0001g,置于铂坩埚(或铂皿)中,加入(0.5\~1)ml水润湿,加入(5\~7)ml氢氟酸和0.5ml高氯酸,放入通风橱内低温电热板加热,近干时摇动铂坩埚,防溅失,待白色浓烟完全驱尽后,取下冷却,加入20ml盐酸,温热至溶液澄清,冷却后,移入250ml容量瓶中,加入5ml氯化锶溶液,用水稀释至标线,摇匀;
(3)从上述分解试样中吸取一定量的溶液放入容量瓶中,试样溶液的分取量及容量瓶的容积视氧化钾和氧化钠的含量而定,加入盐酸及氯化锶溶液,使测定溶液中盐酸的体积分数为6%,锶的浓度为1mg/ml,用水稀释至标线,摇匀,用原子吸收光谱仪,在空气—乙炔火焰中,分别用钾元素空心阴极灯于波长766.5nm处和钠元素空心阴极灯于波长589.0nm处,在与绘制工作曲线时相同的仪器条件下测定溶液的吸光度,在工作曲线查出氧化钾的浓度和氧化钠的浓度。
8.10.2.3 外加剂中总碱量应按式(8.10.2-1)\~式(8.10.2-3)计算,精确至0.01%。
式中 \(\omega_{K_{2}O}\) ——氧化钾的质量分数；
\(c_{1}\) ——测定溶液中氧化钾的浓度(mg/ml);
\(V\)——测定溶液的体积(ml);
\(n\)——全部试样溶液与所分取试样溶液的体积比；
\(m\)——制备氢氟酸－高氯酸分解试样时试料的质量(g);
\(\omega_{Na_{2}O}\) ——氧化钠的质量分数；
\(c_{2}\) ——测定溶液中氧化钠的浓度(mg/ml);
\(\omega\) ——外加剂中的总碱量；
8.11 水泥净浆流动度试验¶
8.11.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)水泥净浆搅拌机符合第4.2节的有关要求；
(2) 上口直径 36mm, 下口直径 60mm, 高度为 60mm, 内壁光滑无接缝的金属制截锥圆模;
(3) \(400mm \times 400mm \times 5mm\) 玻璃板；
(4)300mm 钢直尺；
(5)采用秒表、刮刀；
(6) 最小分度值不大于 0.01g 和 1g 的天平各 1 台。
8.11.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 将玻璃板放置在水平位置; 用湿布抹擦玻璃板、截锥圆模、搅拌器及搅拌锅, 使其表面湿而不带水渍, 将截锥圆模放在玻璃板的中央, 并用湿布覆盖待用;
(2) 称取水泥 300g, 倒入搅拌锅内, 加入推荐掺量的外加剂及 87g 或 105g 水, 净浆搅拌按第 4.2 节的有关规定进行;
(3) 将拌好的净浆迅速注入截锥圆模内, 用刮刀刮平, 将截锥圆模按垂直方向提起, 同时开启秒表计时, 任水泥净浆在玻璃板上流动, \(30 \mathrm{~s}\) 时用直尺量取流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径, 取平均值作为水泥净浆流动度。
8.11.3 室内允许差为 5mm, 室间允许差为 10mm。¶
8.12 水泥砂浆工作性试验¶
8.12.1 仪器设备及材料应满足下列要求：¶
(1) 胶砂搅拌机符合第 4.3 节的有关规定；
(2) 跳桌、截锥圆模及模套、圆柱捣棒、卡尺均符合第 4.9 节的有关规定；
(3) 最小分度值不大于 \(0.01 \, g\) 和 \(1 \, g\) 天平各一台；
(4)基准水泥、ISO标准砂。
8 外加剂
8.12.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 按第4.3节的有关规定制备基准胶砂, 按第4.9节的规定进行基准胶砂流动度的测定, 直至流动度达到 \((180\pm5)(180±5)(180\pm5)(180±5)\) mm 时的用水量即为基准胶砂流动度的用水量;
(2) 将水和外加剂加入锅里搅拌均匀, 按第(1)项的操作步骤测出掺外加剂胶砂流动度达 \((180 \pm 5)\) mm 时的用水量。
8.12.3 以水泥砂浆减水率表示其工作性,应按式(8.12.3)计算,精确至0.1%。¶
$$S = \frac {M _ {0} - M _ {1}}{M _ {0}} \times 1 0 0\tag{8.12.3}
$$ 式中 S —— 砂浆减水率；
\(M_{0}\) ——基准砂浆流动度为 \((180\pm5)\) mm时的用水量(g);
\(M_{1}\) ——掺外加剂的砂浆流动度为 \((180\pm5)\) mm时的用水量(g)；
8.13 减水率试验¶
8.13.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 符合现行行业标准《混凝土试验用搅拌机》(JG 3036) 要求的公称容量为 60L 的单卧轴强制搅拌机； (2) 台秤最小分度值不大于 50g;
(3) 案秤最小分度值不大于 5g;
(4) 天平最小分度值不大于 0.5g。
8.13.2 试验用材料应满足下列要求：¶
(1) 混凝土外加剂性能检验用基准水泥； (2)符合现行国家标准《建设用砂》(GB/T 14684)中Ⅱ区要求的中砂,细度模数为2.6\~2.9,含泥量小于1%;
(3)符合现行国家标准《建设用卵石、碎石》(GB/T 14685)要求的公称粒径为(5\~20)mm的碎石或卵石,采用二级配,其中(5\~10)mm占40%, (10\~20)mm占60%,满足连续级配要求,针片状物质含量小于10%,空隙率小于47%,含泥量小于0.5%;当采用卵石进行试验,对试验结果有争议时,再采用碎石进行试验,以碎石试验结果为准;
(4)符合现行行业标准《混凝土用水标准》(JGJ 63)技术要求的水。
8.13.3 基准混凝土配合比应按现行行业标准《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55)进行设计;掺非引气型外加剂的受检混凝土与其对应的基准混凝土的水泥、砂、石的比例相同,配合比设计应满足下列要求:¶
(1) 掺高性能减水剂或泵送剂的基准混凝土和受检混凝土的单位水泥用量为 \(360 \, kg/m^{3}\) ; 掺其他外加剂的基准混凝土和受检混凝土单位水泥用量为 \(330 \, kg/m^{3}\) ; (2) 掺高性能减水剂或泵送剂的基准混凝土和受检混凝土的砂率均为 43% \~ 47%; 掺其他外加剂的基准混凝土和受检混凝土的砂率均为 36% \~ 40%; 掺引气减水剂或引气剂的受检混凝土的砂率比基准混凝土的砂率低 1% \~ 3%;
(3) 按生产厂家建议的外加剂掺量选定掺量；
(4) 掺高性能减水剂或泵送剂的基准混凝土和受检混凝土的坍落度控制在 \((210 \pm 10)\) mm，用水量为坍落度在 \((210 \pm 10)\) mm 时的最小用水量；掺其他外加剂的基准混凝土和受检混凝土的坍落度控制在 \((80 \pm 10)\) mm，用水量包括液体外加剂、砂、石材料中所含的水量。
8.13.4 混凝土拌合物的制作应符合下列规定。¶
8.13.4.1 搅拌机的拌和量不应少于 20L, 不宜大于 45L。 8.13.4.2 外加剂为粉状时,应将水泥、砂、石和外加剂一次投入搅拌机,干拌均匀,再加入拌和水搅拌2min。外加剂为液体时,应将水泥、砂和石一次投入搅拌机,干拌均匀,再加入掺有外加剂的拌和水搅拌2min。 8.13.4.3 出料后,应在铁板上用人工翻拌至均匀,再进行坍落度试验,各种混凝土试验材料及环境温度均应保持在 \((20\pm3)\) ℃; 8.13.4.4 检验外加剂的试验应进行三批,同一种外加剂的三批混凝土试件的制作宜在开始试验一周内的不同日期完成。
8.13.5 外加剂减水率的确定应符合下列规定。¶
8.13.5.1 外加剂的减水率应按式(8.13.5)计算,精确到0.1%。 $$S_{\mathrm{R}} = \frac{M_{\mathrm{c}} - M_{\mathrm{t}}}{M_{\mathrm{c}}}\times 100\%\tag{8.13.5} $$
式中 \(S_{R}\) ——减水率；
\(M_{c}\) ——基准混凝土单位用水量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\) ;
\(M_{t}\) ——受检混凝土单位用水量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\) ；
8.13.5.2 外加剂的减水率应以三批试验的算术平均值计；当三批试验的最大值或最小值与中间值之差超过中间值的 \(15\%\) 时，应取中间值作为该组试验的减水率；当最大值和最小值与中间值之差均超过 \(15\%\) 时，则该批试验结果无效，应重新进行试验。
8.14 凝结时间差测定试验¶
8.14.1 仪器设备应符合第8.13节和第11.10节的有关规定。¶
8.14.2 试验用材料、混凝土配合比、混凝土拌合物的制作应符合第8.13节的有关规定。¶
8.14.3 凝结时间的测定及确定应按第 11.10 节的规定进行,基准混凝土可在成型后 (3\~4) h、掺早强剂混凝土可在成型后 (1\~2) h、掺缓凝剂混凝土可在成型后 (4\~6) h 开始测定。¶
8.14.4 掺外加剂混凝土拌合物凝结时间差的确定应符合下列规定。¶
8.14.4.1 凝结时间差应按式(8.14.4)计算,精确到5min。 $$\Delta t = t _ {t} - t _ {c}\tag{8.14.4} $$
式中 \(\Delta t\) ——凝结时间差(min);
\(t_{t}\) ——受检混凝土的凝结时间(min);
\(t_{c}\) ——基准混凝土的凝结时间(min)；
8.14.4.2 每批混凝土拌合物取一个试样,凝结时间应取三个试样的平均值;三批试验的最大值或最小值与中间值之差超过 30min 时,应取中间值作为该组试验的凝结时间。最大值和最小值与中间值之差均超过 30min 时,则该组试验结果无效,应重新进行试验。凝结时间应以“min”表示,并修约到 5min。8 外加剂
8.15 泌水率比试验¶
8.15.1 仪器设备应符合第8.13节和第11.11节的有关规定。¶
8.15.2 试验用材料、混凝土配合比、混凝土拌合物的制作应符合第8.13节的有关规定。¶
8.15.3 泌水率的测定及确定应按第11.11节的规定进行。¶
8.15.4 掺外加剂混凝土拌合物泌水率比的确定应符合下列规定。¶
8.15.4.1 泌水率比应按式(8.15.4)计算,精确到1%。 $$ S_{\mathrm{B}} = \frac{B_{\mathrm{t}}}{B_{\mathrm{c}}}\times 100\%\tag{8.15.4} $$
式中 \(S_{B}\) ——泌水率比；
\(B_{t}\) ——受检混凝土的泌水率；
\(B_{c}\) ——基准混凝土的泌水率；
8.15.4.2 每批混凝土拌合物中取一个试样,泌水率应取三个试样的算术平均值,精确到0.1%;三个试样的最大值或最小值与中间值之差大于中间值的15%时,应取中间值作为该组试验的泌水率;最大值和最小值与中间值之差均大于中间值的15%时,则应重新进行试验。
8.16 抗压强度比测定¶
8.16.1 仪器设备应符合第8.13节和第12.1节的有关规定。¶
8.16.2 试验用材料、混凝土配合比、混凝土拌合物的制作应符合第8.13节的有关规定。¶
8.16.3 对比的基准混凝土和受检混凝土试件应同时成型,试件制作时,应采用振动台振动(15\~20)s,试件预养温度应为 \((20\pm2)\) ℃。¶
8.16.4 受检混凝土与基准混凝土的抗压强度应按第12.1节进行试验和计算。¶
8.16.5 抗压强度比应以掺外加剂混凝土与基准混凝土同龄期抗压强度之比表示,结果计算与确定应符合下列规定。¶
8.16.5.1 抗压强度比应按式(8.16.5)计算,精确到1%。 $$ S_{\mathrm{f}} = \frac{f_{\mathrm{t}}}{f_{\mathrm{c}}}\times 100\%\tag{8.16.5} $$
式中 \(S_{f}\) ——抗压强度比；
\(f_{t}\) ——受检混凝土的抗压强度(MPa);
\(f_{c}\) ——基准混凝土的抗压强度(MPa)；
8.16.5.2 试验结果应以三批试验测值的平均值表示,三批试验中有一批的最大值或最小值与中间值的差值超过中间值的 \(15\%\) 时,取中间值作为该批的试验结果;两批测值与中间值的差均超过中间值的 \(15\%\) 时,试验结果无效,应重新进行试验。
8.17 收缩率比测定¶
8.17.1 仪器设备应符合第8.13节和第12.11节的有关规定。¶
8.17.2 试验用材料、混凝土配合比、混凝土拌合物的制作应符合第8.13节的有关规定。¶
8.17.3 对比的基准混凝土和受检混凝土试件应同时成型,试件制作时,应采用振动台振动(15\~20)s,试件预养温度应为 \((20\pm2)\) ℃。¶
8.17.4 收缩率应按第 12.11 节测定和计算。¶
8.17.5 收缩率比应以 28d 龄期时的受检混凝土与基准混凝土的收缩率比值表示, 结果计算与确定应符合下列规定。¶
8.17.5.1 收缩率比应按式(8.17.5)计算,精确到1%。 $$ S_{e} = \frac{\varepsilon_{\mathrm{t}}}{\varepsilon_{\mathrm{c}}}\times 100\%\tag{8.17.5} $$
式中 \(S_{e}\) ——收缩率比；
\(\varepsilon_{t}\) ——受检混凝土的收缩率；
\(\varepsilon_{c}\) ——基准混凝土的收缩率；
8.17.5.2 每批混凝土拌合物应取一个试样,以三个试样收缩率比的算术平均值表示,计算结果精确至1%。
8.18 相对耐久性试验¶
8.18.1 仪器设备应符合第8.13节和第13.1节的有关规定。¶
8.18.2 试验用材料、混凝土配合比、混凝土拌合物的制作应符合第8.13节的有关规定。¶
8.18.3 试件应采用振动台振动(15\~20)s成型,标准养护28d后进行冻融循环试验。¶
8.18.4 混凝土动弹性模量应按第13.1节测定。¶
8.18.5 每批混凝土拌合物应取一个试样,相对动弹性模量以三个试件测值的算术平均值表示。¶
8.18.6 相对耐久性指标应以掺外加剂混凝土冻融200次后的相对动弹性模量是否不小于 \(80\%\) 评定外加剂的质量。9 拌和用水¶
9 拌和用水¶
9.1 一般规定¶
9.1.1 所用化学试剂除特别注明外,均应为分析纯化学试剂。¶
9.1.2 配制溶液用水应为蒸馏水或相当纯度的水。¶
9.1.3 样品可以采集在硬质玻璃或聚乙烯瓶中。¶
9.1.4 采样用硬质玻璃瓶或聚乙烯瓶应用洗涤剂洗净,再依次用自来水和蒸馏水冲洗,采样前应用即将采集的水样清洗三次,然后采集具有代表性的水样,盖严瓶塞。¶
9.1.5 采样时不可搅动水底沉积物。¶
9.1.6 采集的水样应尽快分析测定,如需放置,应贮存在4℃冷藏箱中,但最长不得超过七天,样品贮存时不得加入任何保护剂。¶
9.2 pH值测定¶
9.2.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)酸度计或离子浓度计精确到0.1个pH值单位,pH值范围从0\~14,如有特殊需要,使用精度更高的仪器;
(2)采用 \(\mathrm{pH}\) 值玻璃电极、饱和甘汞电极。
9.2.2 试剂应满足下列要求：¶
(1)配制标准溶液所用的蒸馏水煮沸并冷却,电导率小于 \(2 \times 10^{-6}\) s/cm,pH值以6.7\~7.3之间为宜;
(2) 称取已在 \((110 \sim 130)^\circ \mathrm{C}\) 干燥 \((2 \sim 3) \mathrm{~h}\) 的邻苯二甲酸氢钾 \(\left(\mathrm{KHC}_{8} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{4}\right) 10.12 \mathrm{~g}\) , 溶于水并在容量瓶中稀释至 \(1 \mathrm{~L}\) , 配制成邻苯二甲酸氢钾标准溶液;
(3)分别称取已在(110\~130)℃干燥(2\~3)h的磷酸二氢钾 \(\left(\mathrm{KH}_{2}\mathrm{PO}_{4}\right)\) 3.388g和磷酸氢二钠 \(\left(\mathrm{Na}_{2}\mathrm{HPO}_{4}\right)\) 3.533g,溶于水并在容量瓶中稀释至1L,配制成磷酸二氢钾和磷酸氢二钠混合标准溶液;
(4) 称取与饱和溴化钠或氯化钠加蔗糖溶液共同放置在干燥器中平衡两昼夜的硼砂 \(\left(\mathrm{Na}_{2}\mathrm{B}_{4}\mathrm{O}_{7} \cdot 10\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right)\) 3.80g，溶于水并在容量瓶中稀释至 1L，配制成硼砂标准溶液；
(5) 不同温度时标准溶液的 pH 值见表 9.2.2。
表 9.2.2 不同温度时标准溶液的 pH 值
| T(°C) | 邻苯二甲酸氢钾 | 磷酸二氢钾磷酸氢二钠混合溶液 | 硼砂 |
| 20 | 4.002 | 6.881 | 9.225 |
续表9.2.2
| T(°C) | 邻苯二甲酸氢钾 | 磷酸二氢钾磷酸氢二钠混合溶液 | 硼砂 |
| 25 | 4.008 | 6.865 | 9.180 |
| 30 | 4.015 | 6.853 | 9.139 |
| 35 | 4.024 | 6.844 | 9.102 |
| 38 | 4.030 | 6.840 | 9.081 |
| 40 | 4.035 | 6.838 | 9.068 |
9.2.3 标准溶液应在密闭聚乙烯瓶中保存,在4℃冰箱内存放,且用过的标准溶液不允许再倒回。¶
9.2.4 样品应现场测定,否则,应在采样后把样品保持在(0\~4)℃温度范围,并在采样后6h之内进行测定。¶
9.2.5 试验过程应符合下列规定。¶
9.2.5.1 使用前应将玻璃电极放入蒸馏水中浸泡 24h 以上。 9.2.5.2 测定 pH 值时, 玻璃电极的球泡应全部浸入溶液中, 并使其稍高于甘汞电极的陶瓷芯端, 避免搅拌时碰杯。 9.2.5.3 玻璃电极的内电极与球泡之间甘汞电极的内电极和陶瓷芯之间不得有气泡，避免断路。 9.2.5.4 甘汞电极中的饱和氯化钾溶液的液面必须高出汞体，在室温下有少许氯化钾晶体存在，但氯化钾晶体不可过多，防止堵塞与被测溶液的通路。 9.2.5.5 在测水样 pH 值之前不得提前打开水样瓶, 减少空气和水样中二氧化碳的溶入或挥发。 9.2.5.6 玻璃电极表面受到污染时,应进行处理;附着无机盐结垢时,可用温稀盐酸溶解;附着钙镁等难溶性结垢时,可用EDTA二钠溶液溶解;沾有油污时,可用丙酮清洗;电极按上述方法处理后,应在蒸馏水中浸泡一昼夜再使用;不得用无水乙醇、脱水性洗涤剂处理电极。 9.2.5.7 按仪器使用说明书操作程序进行仪器校准时,应先将水样与标准溶液调到同一温度,记录测定温度,并将仪器温度补偿旋钮调至该温度上;用与水样 pH 值相差不超过 2 个 pH 值单位的标准溶液校正仪器,从标准溶液中取出电极后彻底冲洗并用滤纸吸干,再浸入第二个标准溶液中,其 pH 值与第一个标准溶液相差 3 个 pH 值单位,仪器响应的示值与第二个标准溶液的 pH 值之差大于 0.1 个 pH 值单位时,应检查仪器、电极或标准溶液,当三者均正常时,方可用于测定样品。 9.2.5.8 测定样品时,应先用蒸馏水仔细冲洗电极,再用水样冲洗,然后将电极浸入样品中,小心摇动或进行搅拌使其均匀,静置,待读数稳定时记下 pH 值。
9.2.6 检验方法的精确度应满足表9.2.6 的规定。¶
表 9.2.6 检验方法的精确度
| pH 值 | 允许差(pH值单位) | |
| 重复性 | 再现性 | |
| <6 | ±0.1 | ±0.2 |
| 6~9 | ±0.1 | ±0.3 |
| >9 | ±0.2 | ±0.5 |
9 拌和用水
9.3 不溶物测定¶
9.3.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 全玻璃微孔滤膜过滤器；
(2) CN-CA 滤膜, 孔径 \(0.45 \mu m\) 、直径 60 mm;
(3)采用吸滤瓶、真空泵、无齿扁嘴镊子。
9.3.2 样品采集及贮存应满足下列要求：¶
(1) 采集具有代表性的水样 (500 \~ 1000) ml, 盖严瓶塞, 从水样中除去漂浮或浸没的不均匀固体物质;
(2)采集的水样尽快分析测定,如需放置,贮存在4℃冷藏箱中,但最长不超过七天,样品贮存时不能加入任何保护剂。
9.3.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1)用扁嘴无齿镊子夹取微孔滤膜放于恒重的称量瓶里,移入烘箱中于(103\~105)℃烘干半小时后取出置干燥器内冷却至室温,称其重量,反复烘干、冷却、称量,直至两次称量的重量差小于或等于0.2mg,将恒重的微孔滤膜正确的放在滤膜过滤器的滤膜托盘上,加盖配套的漏斗,并用夹子固定好,以蒸馏水湿润滤膜,并不断吸滤;
(2)量取充分混合均匀的试样 100ml 抽吸过滤,使水分全部通过滤膜,再以每次 10ml 蒸馏水连续洗涤三次,继续吸滤以除去痕量水分,停止吸滤后,仔细取出载有不溶物的滤膜放在已恒重的称量瓶里,移入烘箱中于(103\~105)℃下烘干 1h 后移入干燥器中,使冷却到室温,称其重量,反复烘干、冷却、称量,直至两次称量相差不超过 0.4mg 为止;
(3) 滤膜上截留过多的不溶物时酌情少取试样; 滤膜上不溶物过少时增大试样体积,一般以 \((5 \sim 100) \mathrm{mg}\) 不溶物量作为量取试样体积的实用范围。
9.3.4 不溶物含量应按式(9.3.4)计算,精确至1mg/L:¶
$$\omega_ {\mathrm{B}} = \frac {(m _ {\mathrm{A}} - m _ {\mathrm{B}}) \times 1 0 0 0 \times 1 0 0 0}{V}\tag{9.3.4}
$$ 式中 \(\omega_{B}\) ——水中不溶物含量(mg/L);
\(m_{A}\) ——不溶物、滤膜、称量瓶总质量(g);
\(m_{B}\) ——滤膜、称量瓶质量(g);
\(V\)——试样体积(ml)；
9.4 可溶物测定¶
9.4.1 仪器设备及试剂应满足下列要求：¶
(1) 分析天平最小分度值不大于 0.0001 g; (2)采用水浴锅、电恒温干燥箱、100ml瓷蒸发皿；
(3) 干燥器中用硅胶作干燥剂；
(4) 中速定量滤纸或孔径 \(0.45 \mu m\) 滤膜及相应滤器；
(5)称取 \(10\mathrm{g}\) 无水碳酸钠 \(\left(\mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3}\right)\) , 溶于纯水中, 稀释至 \(1000\mathrm{ml}\) , 配制成浓度为 \(10\mathrm{g/L}\) 的碳酸钠溶液。
9.4.2 (105±3)℃烘干法试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 将洗净的蒸发皿放在 \((105 \pm 3)\) ℃ 烘箱内烘干 30min, 取出后于干燥器内冷却 30min 称量, 再次烘烤、称量, 直至两次称量相差不超过 0.4mg 为止; (2) 将水样上清液用滤器过滤, 用无分度吸管吸取过滤水样 100ml 于蒸发皿中, 水样的溶解性总固体过少时增加水样体积;
(3) 将蒸发皿置于水浴上, 水浴液面不要接触皿底, 蒸干后移入 \((105 \pm 3)^{\circ} \mathrm{C}\) 烘箱内, \(1 \mathrm{~h}\) 后取出, 干燥器内冷却 \(30 \mathrm{~min}\) , 称量;
(4) 将称量后的蒸发皿再放入 \((105 \pm 3)\) ℃ 烘箱内 30min, 干燥器内冷却 30min, 称量, 直至两次称量相差不超过 0.4mg 为止。
9.4.3 (180±3)℃烘干法试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 将蒸发皿洗净, 放在 \((180 \pm 3)^{\circ}\mathrm{C}\) 烘箱内 30min 后取出, 于干燥器内冷却 30min; (2) 吸取 100ml 水样于蒸发皿中, 精确加入 25.0ml 碳酸钠溶液于蒸发皿内, 混匀, 同时做加入 25.0ml 碳酸钠溶液的空白试验, 计算水样结果时减去碳酸钠空白的质量。
9.4.4 水样中溶解性总固体含量结果应按式(9.4.4)计算,精确至1mg/L:¶
式中 \(\omega_{R}\) ——水样中溶解性总固体的含量(mg/L);
\(m_{1}\) ——蒸发皿和溶解性总固体的质量(g);
\(m_{0}\) ——蒸发皿的质量(g);
\(V\)——水样体积(ml)；
9.5 氯离子含量测定¶
9.5.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)250ml 锥形瓶；
(2)25ml 棕色滴定管；
(3)50ml、25ml 吸管各一支。
9.5.2 试剂应满足下列要求：¶
(1) 浓度 \(c(1/5\mathrm{KMnO}_{4})=0.01\mathrm{mol/L}c(1/5KMnO4)=0.01mol/Lc(1/5\mathrm{KMnO}_{4})=0.01\mathrm{mol/L}c(1/5KMnO4)=0.01mol/L\) 的高锰酸钾溶液；
9 拌和用水 (2) 浓度为 30% 的过氧化氢 ( \(H_{2}O_{2}\) );
(3) 浓度为 95% 的乙醇溶液 ( \(C_{6}H_{5}OH\) );
(4) 浓度 \(c\left(\frac{1}{2}\mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}\right)=0.05\mathrm{mol/L}\) 的硫酸溶液；
(5) 浓度 \(c(\mathrm{NaOH}) = 0.05 \, \mathrm{mol/L}\) 的氢氧化钠溶液；
(6) 将 125g 硫酸铝钾 \(\left[\mathrm{KAl}\left(\mathrm{SO}_{4}\right)12\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right]\) 溶解于 1L 蒸馏水中, 加热至 \(60^{\circ}C\) , 然后边搅拌边缓缓加入 55ml 浓氨水, 放置约 1h 后, 移至大瓶中, 用倾泻法反复洗涤沉淀物, 直到洗出液不含氯离子为止, 用水稀至约为 300ml, 配制成氢氧化铝悬浮液;
(7) 将氯化钠(NaCl)置于瓷坩埚内, 在 \((500 \sim 600) ^{\circ} \mathrm{C}\) 下灼烧 \((40 \sim 50) \min\) , 在干燥器中冷却后称取 \(8.2400 \mathrm{~g}\) , 溶于蒸馏水中, 在容量瓶中稀释至 \(1000 \mathrm{ml}\) , 用吸管吸取 \(10.0 \mathrm{ml}\) , 在容量瓶中准确稀释至 \(100 \mathrm{ml}\) , 配制成浓度 \(c(\mathrm{NaCl}) = 0.0141 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}\) 的氯化钠标准溶液, 该溶液相当于 \(500 \mathrm{mg} / \mathrm{L}\) 氯化物含量;
(8) 称取 5g 铬酸钾 \(\left(\mathrm{K}_{2}\mathrm{CrO}_{4}\right)\) 溶于少量蒸馏水中, 滴加硝酸银标准溶液至有红色沉淀生成, 摇匀, 静置 12h, 然后过滤并用蒸馏水将滤液稀释至 100ml, 配制成浓度为 50g/L 铬酸钾溶液;
(9)称取2.3950g于105℃烘30min的硝酸银 \(\left(\mathrm{AgNO}_{3}\right)\) ，溶于蒸馏水中，在容量瓶中稀释至1000ml，贮于棕色瓶中，配制成浓度 \(c\left(\mathrm{AgNO}_{3}\right)=0.0141\mathrm{mol/L}\) 的硝酸银标准溶液；用吸管准确吸取25.0ml氯化钠标准溶液于250ml锥形瓶中，加蒸馏水25ml，另取一锥形瓶，量取蒸馏水50ml作空白试验，各加入1ml铬酸钾溶液，在不断的摇动下用硝酸银标准溶液滴定至砖红色沉淀刚刚出现为终点，计算每毫升硝酸银溶液所相当的氯化物量，然后校正其浓度，再作最后标定；
(10) 称取 0.5g 酚酞溶于 50ml 95% 乙醇中, 加入 50ml 蒸馏水, 再滴加 0.05mol/L 氢氧化钠溶液使呈微红色配制成酚酞指示剂溶液。
9.5.3 水样中的干扰的排除应满足下列要求：¶
(1) 水样浑浊及带有颜色时, 则取 150ml 或取适量水样稀释至 150ml, 置于 250ml 锥形瓶中, 加入 2ml 氢氧化铝悬浮液, 振荡过滤, 弃去最初滤下的 20ml, 用干的清洁锥形瓶接取滤液备用;
(2)有机物含量高或色度高时,取适量水样于瓷蒸发皿中,调节pH值至8\~9,置水浴上蒸干,然后放入高温炉中在600℃下灼烧1h,取出冷却后,加10ml蒸馏水,移入250ml锥形瓶中,并用蒸馏水清洗三次,一并转入锥形瓶中,调节pH值到7左右,稀释至50ml;
(3)由有机质产生的较轻色度时,加入0.01mol/L高锰酸钾2ml,煮沸,再滴加乙醇以除去多余高锰酸钾至水样退色,过滤,滤液贮于锥形瓶中备用;
(4) 水样中含有硫化物、亚硫酸盐或硫代硫酸盐时, 加氢氧化钠溶液将水样调至中性或弱碱性, 加入 1ml 30% 过氧化氢, 摇匀, 1min 后加热至 (70\~80)℃, 以除去过量的过氧化氢。
9.5.4 测定过程应满足下列要求:¶
(1) 用吸管吸取 50ml 水样或经过预处理的水样, 置于锥形瓶中, 若氯化物含量高, 取适量水样用蒸馏水稀释至 50ml;
(2) 水样 \(\mathrm{pH}\) 值在 \(6.5 \sim 10.5\) 范围时, 直接滴定, 超出此范围的水样以酚酞作指示剂,用稀硫酸或氢氧化钠溶液调节至红色刚刚退去;
(3) 加入 1ml 铬酸钾溶液, 用硝酸银标准溶液滴定至砖红色沉淀刚刚出现即为滴定终点;
(4) 另取一锥形瓶加入 50ml 蒸馏水,采用同样方法作空白滴定。
9.5.5 水中氯化物含量应按式(9.5.5)计算,精确至1mg/L:¶
$$\omega_ {\mathrm{Cl}} = \frac {(V _ {2} - V _ {1}) \times M \times 3 5 . 4 5 \times 1 0 0 0}{V}\tag{9.5.5}
$$ 式中 \(\omega_{Cl}\) ——氯化物含量(mg/L);
\(V_{2}\) ——试样消耗硝酸银标准溶液量(ml);
\(V_{1}\) ——空白滴定消耗硝酸银标准溶液量(ml);
\(M\)——硝酸银标准溶液浓度(mol/L);
\(V\)——试样体积(ml)；
9.5.6 精密度和准确度应满足下列要求：¶
(1) 重复性限为 \(0.27\%\) ； (2)再现性限为1.2%;
(3) 准确度为 0.57%。
9.6 硫酸盐含量测定¶
9.6.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 烘箱温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ; (2)高温炉使用温度 \((800\pm25)\) ℃,并带有恒温控制装置;
(3) 分析天平最小分度值不大于 0.0001 g;
(4)采用干燥器、蒸汽浴；
(5) 慢速定量滤纸及中速定量滤纸；
(6) 滤膜孔径为 \(0.45 \mu m\) ;
(7) 约 30ml G4 熔结玻璃坩埚；
(8)30ml 瓷坩埚；
(9)250ml 铂蒸发皿。
9.6.2 试剂应满足下列要求：¶
(1) \((1 + 1)\) 盐酸； (2) \((1+1)\) 氨水；
(3) 将 100g 二水合氯化钡 \(\left(\mathrm{BaCl}_{2} \cdot 2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right)\) 溶于约 800ml 水中, 加热溶解, 冷却溶液并稀释至 1L, 配制成浓度为 100g/L 的二水合氯化钡溶液, 贮存在玻璃或聚乙烯瓶中, 此溶液能长期保持稳定, 1ml 此溶液可沉淀约 40mg \(\mathrm{SO}_{4}^{2-}\) ;
(4) 将 0.1g 甲基红钠盐溶解在水中, 并稀释到 100ml, 配制成浓度为 1g/L 的甲基红指示剂溶液;
9 拌和用水 (5) 将 1.7g 硝酸银溶解于 80ml 水中, 加 0.1ml 浓硝酸, 稀释至 100ml, 配制成浓度约为 0.1mol/L 的硝酸银溶液, 贮存于棕色玻璃瓶中, 避光保存长期稳定;
(6)采用无水碳酸钠。
9.6.3 采样和样品处理应符合下列规定。¶
9.6.3.1 容器必须用水样完全充满,避免水样中可能存在的硫化物或亚硫酸盐被空气氧化。 9.6.3.2 分析可过滤态的硫酸盐时,水样应在采样后立即在现场或尽可能快地用0.45μm的微孔滤膜过滤,滤液留待分析,需要测定硫酸盐的总量时,应将水样摇匀后取试料,适当处理后进行分析。
9.6.4 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 将量取的适量可滤态试料 (例如含 \(50 \mathrm{mg} \mathrm{SO}_{4}^{2-}\) ) 置于 \(500 \mathrm{ml}\) 烧杯中, 加两滴甲基红指示剂用适量的盐酸或者氨水调至显橙黄色, 再加 \(2 \mathrm{ml}\) 盐酸, 加水使烧杯中溶液的总体积至 \(200 \mathrm{ml}\) , 加热煮沸至少 \(5 \mathrm{~min}\) ; (2) 如果试料中二氧化硅的浓度超过 \(25 \, mg/L\) ，则将所取试料置于铂蒸发皿中，在蒸气浴上蒸发到近干，加 1ml 盐酸，将皿倾斜并转动使酸和残渣完全接触，继续蒸发到干，放在 \(180^{\circ}C\) 的烘箱内完全烘干；如果试料中含有机物质，则在燃烧器的火焰上炭化，然后用 2ml 水和 1ml 盐酸把残渣浸湿，再在蒸气浴上蒸干，加入 2ml 盐酸，用热水溶解可溶性残渣后过滤，用少量热水多次反复洗涤不溶解的二氧化硅，将滤液和洗液合并，按第(1)项的规定调节酸度；
(3)需要测总量而试料中又含有不溶解的硫酸盐时,将试料用中速定量滤纸过滤,并用少量热水洗涤滤纸,将洗涤液和滤液合并,将滤纸转移到铂蒸发皿中,在低温燃烧器上加热灰化滤纸,将4g无水碳酸钠同皿中残渣混合,并在900℃加热使混合物熔融,冷却后用50ml水将熔融混合物转移到500ml烧杯中,使其溶解,并与滤液和洗液合并,按第(1)项的规定调节酸度;
(4) 将预处理所得的溶液加热至沸, 在不断搅拌下缓慢加入 \((10 \pm 5) \mathrm{ml}\) 热氯化钡溶液, 直到不再出现沉淀, 然后多加 \(2 \mathrm{ml}\) , 在 \((80 \sim 90) ^{\circ} \mathrm{C}\) 下保持不少于 \(2 \mathrm{~h}\) , 或在室温放置 \(6 \mathrm{~h}\) 以上陈化沉淀;
(5)采用灼烧沉淀法时,用少量无灰过滤纸纸浆与硫酸钡沉淀混合,用定量致密滤纸过滤,用热水转移并洗涤沉淀,用几份少量温水反复洗涤沉淀物,直至洗涤液不含氯化物为止,滤纸和沉淀一起,置于事先在800℃灼烧恒重后的瓷坩埚里烘干,灰化滤纸避免出现火焰,将坩埚移入高温炉里,在800℃灼烧1h,放在干燥器内冷却,称重,直至灼烧至恒重;
(6)采用烘干沉淀法时,用在 \(105^{\circ} \mathrm{C}\) 干燥并已恒重后的熔结玻璃坩埚过滤沉淀,用带橡皮头的玻璃棒及温水将沉淀定量转移到坩埚中,用几份少量的温水反复洗涤沉淀,直至洗涤液不含氯化物,取下坩埚,并在烘箱内于 \((105 \pm 2)^{\circ} \mathrm{C}\) 干燥 \((1 \sim 2) \mathrm{~h}\) , 放在干燥器内冷却, 称重, 直至干燥至恒重;
(7) 在含约 5ml 硝酸银溶液的小烧杯中收集约 5ml 的洗涤水至洗涤水无沉淀生成或不显浑浊。
9.6.5 硫酸根 \(\left(\mathrm{SO}_{4}^{2-}\right)\) 含量应按式(9.6.5)计算,精确至1mg/L。¶
式中 \(\omega_{SO_{4}^{2-}}\) ——氯化物含量(mg/L);
\(m_{1}\) ——从试料中沉淀出来的硫酸钡质量(g);
\(k\)—— \(BaSO_{4}\) 质量换算为 \(SO_{4}^{2-}\) 的因数,一般取411.6;
\(V\)——试料的体积(ml)；
9.6.6 再现性标准偏差应为 \(3.3 \, mg/L\) 。10 水泥砂浆¶
10 水泥砂浆¶
10.1 一般规定¶
10.1.1 建筑砂浆试验用料应从同一盘砂浆或同一车砂浆中取样;取样量不应少于试验所需量的4倍。¶
10.1.2 施工中取样进行砂浆试验时,宜在使用地点的砂浆槽、砂浆运送车或搅拌机出料口取样,至少从三个不同部位取样,试验前应人工搅拌均匀。¶
10.1.3 从取样完毕到开始进行各项性能试验不宜超过 \(15\mathrm{min}\) 。¶
10.2 试验室拌和方法¶
10.2.1 砂浆的试验室拌和应满足下列要求：¶
(1) 试验室温度保持在 \((20 \pm 5)^{\circ} \mathrm{C}\) , 在拌和前, 材料的温度保持与室温相同; 模拟施工条件下所用砂浆时, 所用原材料的温度与施工现场保持一致;
(2) 拌制砂浆用的材料符合有关技术要求, 试验原材料与现场材料一致, 并仔细拌和均匀, 细骨料通过 4.75mm 筛;
(3) 试验室搅拌砂浆时采用机械搅拌, 先拌适量砂浆, 使搅拌机内壁黏附一薄层水泥砂浆, 预拌所用的砂浆配合比与正式拌合砂浆配合比相同; 拌制前将搅拌机、拌和铁板、铁铲、抹刀等工具表面用水润湿, 拌和铁板上无积水, 试验完毕后用水清洗干净, 无砂浆残渣等;
(4)材料用量以质量计,水泥、外加剂、掺合料的称量精度为±0.5%,细骨料的称量精度为±1%。
10.2.2 试验设备应满足下列要求：¶
(1) 砂浆搅拌机符合现行行业标准《试验用砂浆搅拌机》(JG/T 3033) 的规定；
(2) 天平最小分度值不大于 \(1 \, g\) ;
(3) 台秤最小分度值不大于 50g;
(4) 案秤最小分度值不大于 5g;
(5)采用铁铲、抹刀和盛器等。
10.2.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 先按所需质量称出各种材料, 再将砂、水泥装入砂浆搅拌机内;
(2) 开动搅拌机, 将水徐徐加入, 将料拌和均匀;
(3) 搅拌的用量为搅拌机容量的 30% \~ 70%, 搅拌时间从加水完毕时算起不少于 120s; 掺有掺合料和外加剂的砂浆, 其搅拌时间不少于 180s;
(4) 将砂浆拌合物倒在不吸水拌和板上, 再用铁铲翻拌两次, 使之均匀, 然后进行试验。
10.3 稠度试验¶
10.3.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1)砂浆稠度仪由试锥、容器和支座三部分组成,试锥由钢材或铜材制成,试锥高度为145mm,锥底直径为75mm,试锥连同滑杆的质量为 \((300\pm2)\) g;盛浆容器由钢板制成,筒高为180mm,锥底内径为150mm;支座包括底座、支架及刻度显示三个部分,由铸铁、钢或其他金属制成,如图10.3.1所示;
图 10.3.1 砂浆稠度测定仪
1-齿条测杆；2-指针；3-刻度盘；4-滑杆；5-制动螺丝；6-试锥；7-盛装容器；8-底座；9-支架
(2) 钢制捣棒直径 10mm、长 350mm，端部磨圆；
(3)采用秒表等。
10.3.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1)用少量润滑油轻擦滑杆,再将滑杆上多余的油用吸油纸擦净,使滑杆能自由滑动;
(2)用湿布擦净盛浆容器和试锥表面,将砂浆拌合物一次装入容器,砂浆表面低于容器口约10mm,用捣棒自容器中心向边缘均匀地插捣25次,然后轻轻地将容器摇动或敲击5\~6下,使砂浆表面平整,然后将容器置于稠度测定仪的底座上;
(3)拧开制动螺丝,向下移动滑杆,当试锥尖端与砂浆表面刚接触时,拧紧制动螺丝,使齿条测杆下端刚接触滑杆上端,并将指针对准零点;
(4)拧开制动螺丝,同时计时间,10s时立即拧紧螺丝,将齿条测杆下端接触滑杆上端,从刻度盘上读出下沉深度,精确至1mm,即为砂浆的稠度值;
(5)容器内的砂浆只允许测定一次稠度,重复测定时,重新取样测定。
10.3.3 试验结果确定应满足下列要求：¶
(1) 取两次试验结果的算术平均值, 精确至 1 mm;
(2)两次试验值之差大于10mm时,重新取样测定。
10.4 表观密度试验¶
10.4.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1) 容量筒由金属制成, 内径 108mm, 净高 109mm, 筒壁厚 (2\~5) mm, 容积为 1L;
(2) 天平最小分度值不大于 5g;
(3) 钢制捣棒直径 10mm, 长 350mm, 端部磨圆;
(4)砂浆密度测定仪,如图10.4.1所示;
图 10.4.1 砂浆密度测定仪(尺寸单位:mm)
1-漏斗；2-容量筒
10 水泥砂浆 (5) 振动台振幅 \((0.5 \pm 0.05)\) mm, 频率 \((50 \pm 3)\) Hz;
(6)采用秒表。
10.4.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 按第 10.3 节的规定测定砂浆拌合物的稠度；
(2)用湿布擦净容量筒的内表面,称量容量筒质量,精确至5g;
(3) 捣实采用手工或机械方法, 当砂浆稠度大于 \(50 \mathrm{~mm}\) 时, 采用人工插捣法, 当砂浆稠度不大于 \(50 \mathrm{~mm}\) 时, 采用机械振动法; 采用人工插捣时, 将砂浆拌合物一次装满容量筒,使稍有富裕, 用捣棒由边缘向中心均匀地插捣 25 次, 插捣过程中如砂浆沉落到低于筒口时, 随时添加砂浆, 再用木锤沿容器外壁敲击 \(5 \sim 6\) 下; 采用振动法时, 将砂浆拌合物一次装满容量筒连同漏斗在振动台上振 \(10 \mathrm{~s}\) , 振动过程中当砂浆沉入到低于筒口时, 随时添加砂浆;
(4) 搞实或振动后将筒口多余的砂浆拌合物刮去, 使砂浆表面平整, 然后将容量筒外壁擦净, 称出砂浆与容量筒总质量, 精确至 \(5 \mathrm{~g}\) 。
10.4.3 砂浆拌合物的表观密度应按式(10.4.3)计算,精确至 \(1\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}\) ;取两次试验结果的算术平均值,精确至 \(10\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}\) 。¶
$$\rho = \frac {m _ {2} - m _ {1}}{V} \times 1 0 0 0\tag{10.4.3}
$$ 式中 \(\rho\) ——砂浆拌合物的表观密度( \(kg/m^{3}\) );
\(m_{2}\) ——容量筒及试样质量(kg);
\(m_{1}\) ——容量筒质量(kg);
\(V\)——容量筒容积(L)；
10.4.4 容量筒的容积应按第6.5.5条的规定测定。¶
10.5 分层度试验¶
10.5.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1) 砂浆分层度筒由钢板制成, 内径为 150mm, 上节高度为 200mm, 下节带底净高为 100mm, 两节连接处应加宽到 (3\~5) mm, 并设有橡胶垫圈 (图 10.5.1);
图 10.5.1 砂浆分层度测定仪(尺寸单位:mm)
1-无底圆筒；2-连接螺栓；3-有底圆筒
(2) 振动台振幅 \((0.5 \pm 0.05)\) mm, 频率 \((50 \pm 3)\) Hz;
(3)采用砂浆稠度仪、木锤等。
10.5.2 标准法测定分层度应满足下列要求：¶
(1) 按第 10.3 节的规定测定砂浆拌合物稠度； (2) 将砂浆拌合物一次装入分层度筒内, 装满后, 用木锤在分层度筒周围距离大致相等的四个不同部位轻轻敲击 1\~2 下, 当砂浆沉落到低于筒口时, 随时添加, 然后刮去多余的砂浆并用抹刀抹平;
(3)静置 \(30 \mathrm{~min}\) 后, 去掉上节 \(200 \mathrm{~mm}\) 砂浆, 剩余的 \(100 \mathrm{~mm}\) 砂浆倒在拌和锅内拌 \(2 \mathrm{~min}\) , 再按第 10.3 节的规定测其稠度, 前后测得的稠度之差即为该砂浆的分层度值。
10.5.3 快速法测定分层度应满足下列要求：¶
(1) 按第 10.3 节的规定测砂浆拌合物的稠度； (2) 将分层度筒预先固定在振动台上, 砂浆一次装入分层度筒内, 振动 20s;
(3) 去掉上节 200mm 砂浆, 剩余 100mm 砂浆倒出放在拌和锅内拌 2min, 再按第 10.3
10 水泥砂浆 节的规定测其稠度,前后测得的稠度之差即为该砂浆的分层度值。
10.5.4 分层度试验结果应满足下列要求：¶
(1) 取两次试验结果的算术平均值作为该砂浆的分层度值, 精确至 \(1 \, mm\) ; (2)两次分层度试验值之差如大于10mm,重新取样测定;
(3) 当标准法和快速法检测结果有争议时, 以标准法测定结果为准。
10.6 保水性试验¶
10.6.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1)金属或硬塑料圆环试模,内径100mm、内部高度25mm; (2) 可密封的取样容器, 清洁、干燥;
(3)2kg 的重物；
(4) 直径为 \((110 \pm 1)\) mm 的圆形金属滤网, 网格尺寸 \(45 \mu m\) ;
(5)超白滤纸,符合现行国家标准《化学分析滤纸》(GB/T 1914)规定的中速定性滤纸,直径110mm,单位面积质量为200g/m²;
(6)2 片金属或玻璃的方形或圆形不透水片, 边长或直径大于 110mm;
(7) 最小分度值不大于 0.1g 和 1g 的天平各一台；
(8)采用烘箱。
10.6.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 称量底部不透水片与干燥试模质量和 15 片中速定性滤纸质量； (2) 将砂浆拌合物一次性装入试模, 并用抹刀插捣数次, 当装入的砂浆略高于试模边缘时, 用抹刀以 \(45^{\circ}\) 角一次性将试模表面多余的砂浆刮去, 然后再用抹刀以较平的角度在试模表面反方向将砂浆刮平;
(3) 抹掉试模边的砂浆, 称量试模、底部不透水片与砂浆总质量;
(4) 用金属滤网覆盖在砂浆表面, 再在滤网表面放上 15 片滤纸, 用上部不透水片盖在滤纸表面, 以 \(2 \mathrm{~kg}\) 的重物压住;
(5)静止2min后移走重物及不透水片,取出滤纸(不包括滤网),迅速称量滤纸质量;
(6)采用砂浆的配比及加水量计算砂浆的含水率;或称取 \((100\pm10)\) g 砂浆拌合物试样,置于一干燥并已称重的盘中,在 \((105\pm5)\) ℃ 的烘箱中烘干至恒重,按式(10.6.2)计算砂浆含水率,精确至0.1%,取两次试验结果的算术平均值作为砂浆的含水率,当两个测定值之差超过2%,此组试验结果无效。
$$
\alpha = \frac {m _ {2} - m _ {1}}{m _ {2}} \times 100\tag{10.6.2} $$
式中 \(\alpha\) ——砂浆含水率；
\(m_{2}\) ——砂浆样本的总质量(g)，精确至1g；
\(m_{1}\) ——烘干后砂浆样本的质量(g)，精确至 \(1g\) ；
10.6.3 砂浆保水性应按式(10.6.3)计算,精确至0.1%;取两次试验结果的算术平均值作为砂浆的保水率,且第二次试验应重新取样测定;当两个测定值之差超过2%,此组试验结果无效。¶
式中 W —— 砂浆保水率；
\(m_{4}\) ——15片滤纸吸水后的质量(g)，精确至0.1g；
\(m_{2}\) ——15片滤纸吸水前的质量(g)，精确至0.1g；
\(\alpha\)——砂浆含水率；
\(m_{3}\) ——试模、底部不透水片与砂浆总质量(g)，精确至1g；
\(m_{1}\) ——底部不透水片与干燥试模质量(g)，精确至 \(1g\) ；
10.7 凝结时间试验¶
10.7.1 试验设备应满足下列要求。¶
10.7.1.1 砂浆凝结时间测定仪由试针、容器、压力表和支座四部分组成，并应满足下列要求(图 10.7.1):
图 10.7.1 砂浆凝结时间测定仪示意图
1-调节螺母；2-调节螺母；3-调节螺母；4-夹头；5-垫片；6-试针；7-盛浆容器；8-调节螺母；9-压力表座；10-底座；11-操作杆；12-调节杆；13-立架；14-立柱
(1)试针由不锈钢制成,截面面积为 \(30mm^{2}\) ;
(2) 盛浆容器由钢制成, 内径 140mm, 高度 75mm;
(3) 压力表测量精度为 0.5N;
(4) 支座分底座、支架及操作杆三部分，由铸铁或钢制成。
10.7.1.2 采用时钟等。
10.7.2 砂浆凝结时间测定步骤应下列规定。10 水泥砂浆¶
10.7.2.1 将制备好的盛浆拌合物装入盛浆容器内,砂浆应低于容器上口10mm,轻轻敲击容器,并予以抹平,盖上盖子,放在 \((20\pm2)\) ℃的试验条件下保存。 10.7.2.2 砂浆表面的泌水不应清除,将容器放到压力表座上,并按下述步骤调节测定仪:(1) 调节螺母 3, 使贯入试针与砂浆表面接触; (2)松开调节螺母2,再调节螺母1,以确定压入砂浆内部的深度为25mm后再拧紧螺母2;
(3)旋动调节螺母8,使压力表指针调到零位。
10.7.2.3 测定贯入阻力值,用贯入试针与砂浆表面接触,应在10s内缓慢而均匀地垂直压入砂浆内部25mm深,每次贯入时记录仪表读数,贯入杆离开容器边缘或已贯入的部位至少12mm。 10.7.2.4 在 \((20\pm2)\) ℃的试验条件下,实际贯入阻力值应在成型后2h开始测定,每隔30min测定一次,至贯入阻力值达到0.3MPa后,改为每15min测定一次,直至贯入阻力值达到0.7MPa为止。
10.7.3 施工现场测定凝结时间应满足下列要求：¶
(1) 施工现场测定砂浆的凝结时间时, 砂浆的稠度、养护和测定的温度与现场相同;
(2)在测定湿拌砂浆的凝结时间时,时间间隔根据实际情况定为受检砂浆预测凝结时间的 \(\frac{1}{4}\) 、 \(\frac{1}{2}\) 、 \(\frac{3}{4}\) 等来测定,当接近凝结时间时每15min测定一次。
10.7.4 砂浆贯入阻力值应按下式计算,精确至0.01MPa:¶
$$f _ {\mathrm{p}} = \frac {N _ {\mathrm{p}}}{A _ {\mathrm{p}}}\tag{10.7.4}
$$ 式中 \(f_{p}\) ——贯入阻力值(MPa);
\(N_{p}\) ——贯入深度至25mm时的静压力(N);
\(A_{p}\) ——贯入试针的截面面积, \(30mm^{2}\) ；
10.7.5 砂浆的凝结时间的确定应满足下列要求：¶
(1)从加水搅拌开始计时,分别记录时间和相应的贯入阻力值,根据试验所得各阶段的贯入阻力与时间的关系绘图,由图求出贯入阻力值达到0.5MPa的所需时间,此时的 \(t_{s}\) (min)值即为砂浆的凝结时间测定值; (2) 测定砂浆凝结时间时, 在同盘内取两个试样, 以两个试验结果的平均值作为该砂浆的凝结时间值, 两次试验结果的误差不大于 30min, 否则重新测定;
(3) 凝结时间的确定采用图示法或内插法, 有争议时以图示法为准。
10.8 含气量试验¶
10.8.1 仪器法测定砂浆含气量应符合下列规定。¶
10.8.1.1 仪器设备应满足下列要求：(1) 砂浆含气量测定仪如图 10.8.1 所示；
图 10.8.1 砂浆含气量测定仪
1-压力表；2-出气阀；3-阀门杆；4-打气筒；5-气室；6-钵盖；7-量钵；8-微调阀；9-小龙头
(2)天平最小分度值不大于 \(1g\) 。
10.8.1.2 试验步骤应满足下列要求：(1)量钵水平放置,将搅拌好的砂浆分三次装入量钵内,每层由内向外插捣25次,并用木锤在周围敲数下,插捣上层时捣棒插入下层(10\~20)mm;(2) 捣实后刮去多余砂浆, 用抹刀抹平表面, 表面平整无气泡;
(3) 盖上测定仪钵盖部分, 卡紧, 不漏气;
(4) 打开两侧阀门并松开上部微调阀, 用注水器通过注水阀门注水, 直至水从排水阀流出, 立即关紧两侧阀门;
(5) 关紧所有阀门, 用气筒打气加压, 再用微调阀调整指针为零;
(6) 按下按钮, 刻度盘读数稳定后读数;
(7) 开启通气阀, 压力仪示值回零;
(8) 重复(5)\~(7)的步骤, 对容器内试样再测一次压力值。
10.8.1.3 试验结果的确定应满足下列要求：(1) 当两次测值的绝对误差不大于 0.2% 时, 取两次试验结果的算术平均值作为砂浆的含气量, 当两次测值的绝对误差大于 0.2% 时, 试验结果无效;(2) 当所测含气量数值小于 \(5\%\) 时, 测试结果精确到 \(0.1\%\) ; 当所测含气量数值大于或等于 \(5\%\) 时, 测试结果精确到 \(0.5\%\) 。
10.8.2 密度法计算砂浆含气量应满足下列要求：¶
(1)砂浆理论表观密度通过砂浆中各组成材料的表观密度与配比计算得到； (2)砂浆实际表观密度按第10.4节规定进行测定；
(3)砂浆含气量按下列公式计算,精确至0.1%。
10 水泥砂浆 $$
A_{c} = \left(1 - \frac{\rho}{\rho_{t}}\right)\times 100\%\tag{10.8.2-1} $$
式中 \(A_{c}\) ——砂浆含气量的体积百分数；
\(\rho\)——砂浆拌合物的实测表观密度 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\) ;
\(\rho_{t}\) ——砂浆理论表观密度 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\) ，精确至 \(10\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}\) ;
\(x\)——砂子与水泥的重量比；
\(y\)——外加剂与水泥用量比,当y小于1%时,可忽略不计;
\(W_{c}\) ——砂浆达到指定稠度时的水灰比；
\(\rho_{c}\) ——水泥实测表观密度 \((g/cm^{3})\) ;
\(\rho_{s}\) ——砂的实测表观密度 \((\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3})\) ;
\(\rho_{p}\) ——外加剂的实测表观密度 \((\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3})\) ；
10.8.3 砂浆含气量的测定可采用仪器法和密度法, 当发生争议时以仪器法的测定结果为准。¶
10.9 立方体抗压强度试验¶
10.9.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)试模尺寸为 \(70.7 \, mm \times 70.7 \, mm \times 70.7 \, mm\) 的带底试模,符合现行行业标准《混凝土试模》(JG 237)的有关规定,具有足够的刚度并拆装方便;试模内表面机械加工,其不平度为每 \(100 \, mm\) 不超过 \(0.05 \, mm\) ,组装后各相邻面的不垂直度不超过 \(\pm 0.5^{\circ}\) ;
(2) 钢制捣棒直径为 10mm, 长为 350mm, 端部磨圆;
(3) 压力试验机精度为 1%, 试件破坏荷载不小于压力机量程的 20%, 且不大于全量程的 80%;
(4)试验机上、下压板及试件之间垫以钢垫板,垫板的尺寸大于试件的承压面,其不平度为每100mm不超过0.02mm;
(5) 振动台空载中台面的垂直振幅为 \((0.5 \pm 0.05)\) mm，空载频率为 \((50 \pm 3)\) Hz，空载台面振幅均匀度不大于 10%，一次试验至少能固定三个试模。
10.9.2 立方体抗压强度试件的制作及养护应符合下列规定。¶
10.9.2.1 采用立方体试件,每组试件应为3个。 10.9.2.2 用黄油等密封材料涂抹试模的外接缝,试模内应涂刷薄层机油或脱模剂,将拌制好的砂浆一次性装满砂浆试模,成型方法根据稠度而确定;当稠度大于50mm时,宜采用人工插捣成型;当稠度不大于50mm时,宜采用振动台振实成型,捣实应满足下列要求:(1) 人工插捣时用捣棒均匀地由边缘向中心按螺旋方式插捣 25 次, 插捣过程中当砂浆沉落低于试模口时,随时添加砂浆,用油灰刀插捣数次,并用手将试模一边抬高(5\~10)mm各振动5次,使砂浆高出试模顶面(6\~8)mm;
(2) 机械振动时将砂浆一次装满试模, 放置到振动台上, 振动时试模不得跳动, 振动 \((5 \sim 10)\) s 或持续到表面出浆为止, 不过振。
10.9.2.3 待表面水分稍干后,应将高出试模部分的砂浆沿试模顶面刮去并抹平。 10.9.2.4 从搅拌加水开始计时,试件制作后应在室温为 \((20\pm5)\) ℃的环境下静置 \((24\pm2)\) h,然后对试件进行编号、拆模,当气温较低或者砂浆凝结时间大于24h时,可适当延长时间,但不超过2d;试件拆模后应立即放入温度为 \((20\pm2)\) ℃,相对湿度为90%以上的标准养护室中养护,养护期间,试件彼此间隔不小于10mm,覆盖试件表面,防止水滴在试件上。
10.9.3 抗压强度试验步骤应满足下列要求：¶
(1)试件从养护地点取出后及时进行试验,试验前将试件表面擦拭干净,测量尺寸,检查其外观,并据此计算试件的承压面积,如实测尺寸与公称尺寸之差不超过1mm,按公称尺寸进行计算;
(2) 将试件安放在试验机的下压板或下垫板上, 试件的承压面与成型时的顶面垂直, 试件中心与试验机下压板或下垫板中心对准, 开动试验机, 当上压板与试件或上垫板接近时, 调整球座, 使接触面均衡受压, 承压试验连续而均匀地加荷, 加荷速度为每秒钟 \((0.25 \sim 1.5) \mathrm{kN}\) , 砂浆强度不大于 \(2.5 \mathrm{MPa}\) 时, 取下限; 当试件接近破坏而开始迅速变形时, 停止调整试验机油门, 直至试件破坏, 记录破坏荷载。
10.9.4 砂浆立方体抗压强度应按式(10.9.4)计算,精确至0.1MPa。¶
$$f _ {\mathrm{m,cn}} = K \frac {N _ {\mathrm{n}}}{A}\tag{10.9.4}
$$ 式中 \(f_{m,cu}\) ——砂浆立方体试件抗压强度(MPa);
\(K\)——换算系数,取1.35;
\(N_{n}\) ——试件破坏荷载(N);
\(A\)——试件承压面积 \((\mathrm{mm}^{2})\) ；
10.9.5 试验结果的确定应满足下列要求：¶
(1) 以三个试件测值的算术平均值作为砂浆立方体试件抗压强度值, 精确至 0.1 MPa; (2) 当三个测值的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的 15% 时, 取中间值作为该组试件的抗压强度值;
(3) 当两个测值与中间值的差值均超过中间值的 15% 时, 则该组试件的试验结果无效。
10.10 水泥砂浆劈裂抗拉强度试验¶
10.10.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1) 压力机、试模、钢制捣棒符合第 10.9 节的规定； (2) 钢垫条直径 4mm 左右, 长 75mm。
10 水泥砂浆
10.10.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 抗拉强度试件的尺寸、制作、养护符合第 10.9 节的规定, 每组试件为 3 个; (2)试件按规定龄期取出后,擦净表面,及时进行试验;
(3) 将试件放在压力机垫板的正中, 劈裂面与试件成型顶面垂直; 在试件的上下面互相平行的中心线上各垫一根钢垫条, 开启压力机, 通过垫条在试件上下两面加荷, 加荷速度为 \(0.05 \mathrm{MPa} / \mathrm{s}\) 。
10.10.3 砂浆劈裂抗拉强度应按式(10.10.3)进行计算,精确至0.01MPa。¶
式中 \(f_{m,t}\) ——砂浆劈裂抗拉强度(MPa);
\(P\)——破坏总荷重(N);
\(a\)——劈裂面平均边长(mm)；
10.10.4 试验结果的确定应满足下列要求：¶
(1) 取 3 个试件的试验结果的算术平均值作为测定值, 计算精确至 0.01 MPa;
(2) 当单个试件的测值与平均值之差超过平均值的 \(\pm15\%\) 时, 该试件的测值剔除, 按余下两个试件的测值计算平均值; 剔除后, 当一组试件不足两个时, 该组试验结果无效。
10.11 黏结强度试验¶
10.11.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)水泥胶砂搅拌机符合第4.3节的规定；
(2)“8”字形钢试模,如图10.11.1-1所示,试模尺寸与允许误差见表10.11.1;
图 10.11.1-1 水泥抗拉试模
表
10.11.1 试模尺寸与允许偏差¶
| 试模尺寸代号 | A | B | C | D |
| 尺寸(mm) | 22.2 | 52.0 | 78.0 | 22.5 |
| 允许偏差(mm) | ±0.1 | ±0.4 | ±0.4 | ±0.1 |
(3)20kN 的抗拉试验机或万能试验机；
(4)“8”字形抗拉试验夹具,如图10.11.1-2所示;
图 10.11.1-2 拉头(尺寸单位:mm)
(5) 玻璃片尺寸为 \(100 \, mm \times 100 \, mm \times 5 \, mm\) ;
(6) 断面为正三角形、有效长度为 26mm 的刮刀；
(7) 捣棒直径为 10mm, 长为 200mm, 两端呈弹头状;
(8) 温度为 \((20 \pm 1)\) ℃、相对湿度不低于90%的湿气养护箱。
10.11.2 试样成型应符合下列规定：¶
10.11.2.1 新老砂浆黏结强度试件成型应满足下列要求：(1) 按第 10.2 节有关规定拌制水泥砂浆, 并装入 3 个“8”字形试模中; (2) 入模后用捣棒插捣 12 次, 1h 后用刮刀将多余砂浆刮去, 刮平后带模移入湿气养护箱内养护 \((24 \pm 2)\) h;
(3)试件脱模后,及时放入水池中养护13d;
(4) 将试件放入抗拉强度夹具内, 加荷至断, 形成 6 个近似“O”形的试件;
(5)将每个近似“O”形试件置于周壁涂有脱模剂的抗拉试模中的一半内,然后拌制欲试验用的砂浆置于“8”字形试模另一半内,用捣棒插棒6次,1h后用刮刀将多余的砂浆刮去,刮平后移入湿气养护箱内养护 \((24\pm2)\) h;
(6)试件脱模后,立即置于水中养护27d。
10.11.2.2 修补砂浆黏结强度试件成型应满足下列要求：(1) 按第 10.11.2.1 款成型抗压强度不低于 40MPa 的 “8” 字形水泥砂浆试件, 室温潮湿养护 28d, 制作成 6 个近似 “O” 形的试件; (2) 将近似“O”形试件置于周壁涂有脱模剂的抗拉试模中的一半内, 在断裂面上涂上界面黏结材料; 然后在试模另一半浇注修补砂浆, 充分压实、抹平, 置于标准养护室中养护 \(28 \mathrm{~d}\) 。
10 水泥砂浆
10.11.3 黏结强度试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 将试件通过拉头安装在试验机上, 并轻轻旋转试件, 使球面接触良好;
(2) 开动试验机, 进行加荷, 加荷速度控制在 \(0.05 \, MPa/s\) 。
10.11.4 黏结强度应按式(10.11.4)计算,精确至0.01MPa。¶
$$f _ {\mathrm{m}} = \frac {P}{A}\tag{10.11.4}
$$ 式中 \(f_{m}\) ——砂浆试件的黏结强度(MPa);
\(P\)——试件拉断荷载(N);
\(A\)——试件的受拉面积 \((\mathrm{mm}^{2})\) ，为 \(500mm^{2}\) ；
10.11.5 新老砂浆黏结强度以6个试件为一组,每组试件中应剔除最大值、最小值,其余的四个值的平均值作为黏结强度试验结果,计算结果精确至0.01MPa。¶
10.11.6 修补砂浆黏结强度试验结果以3个试件为一组,取平均值,计算结果精确至0.1MPa。¶
10.12 极限拉伸试验¶
10.12.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)20kN 的抗拉试验机或万能试验机,其有效行程满足试件尺寸要求,并符合第
12.1.1 条的有关规定;¶
(2)试模要求如图10.12.1所示；
图 10.12.1 试模(尺寸单位:mm)
1-底模；2-顶柱；3-试模
(3) 使用“8”字形抗拉试验用拉头和可在试验机上夹住的传力件, 如图 10.11.1-2 所示;
(4)电阻应变仪两台或应变量测精度能达到 \(5\times10^{-6}\) 的其他测量工具。
10.12.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 按第 10.2 节的有关规定制作水泥砂浆试件, 聚合物砂浆按国家现行有关标准的规定制作试件, 试件以 4 个为一组; (2) 到达试验龄期时, 将试件从养护室取出, 在试验室内放置一天后, 在试件左右两个侧面中部粘贴电阻应变片; 电阻片长度不小于 \(50 \mathrm{~mm}\) , 从试件取出至试验完毕, 不超过 \(36 \mathrm{~h}\) ;
(3)试件贴好电阻应变片后,通过拉头安装在试验机上,并轻轻旋转试件使球面接触良好;
(4) 开动试验机, 进行两次预拉, 预拉的荷载约相当于破坏荷载的 \(20\% \sim 25\%\) , 预拉时应测读应变值, 需要时调整荷载传递装置使偏心率不大于 \(20\%\) ; 偏心率按式 (10.12.2) 进行计算:
$$
e = \left| \frac {\varepsilon_ {1} - \varepsilon_ {2}}{\varepsilon_ {1} + \varepsilon_ {2}} \right| \times 100\tag{10.12.2} $$
式中 e ——偏心率；
\(\varepsilon_{1},\varepsilon_{2}\) ——试件两侧的应变值；
(5)预拉完毕后,重新调整测量仪器进行正式测试;拉伸时的加荷速度控制在每分钟0.24kN,每加荷0.1kN或0.2kN,记录变形值,当荷载加到破坏荷载的90%左右时,开始加密记录变形值,直至试件破坏,记录破坏荷载和断裂位置。
10.12.3 试验结果处理应满足下列要求：¶
(1) 每个试件取两侧应变的平均值, 绘制应力—应变曲线图, 试件破坏时的总应变即为极限拉伸值, 计算至 \(0.01 \times 10^{-4}\) ; 破坏时的最后一个应变读数的平均值较前一个有突然显著增加时, 则此最后读数不用; 此时试件的极限拉伸值, 用应力—应变曲线的尾部顺延来求得;
(2) 轴向抗拉强度按式(10.12.3-1)进行计算, 准确至 0.01 MPa;
式中 \(f_{mt}\) ——试验龄期的轴向抗拉强度(MPa);
\(P\)——破坏荷载(N);
\(A\)——试件断面面积( \(mm^{2}\) );
(3)抗拉弹性模数按下式计算：
式中 \(E_{mt}\) ——抗拉弹性模数(MPa);
\(\sigma_{0.5}\) ——50% 破坏应力(MPa);
\(\varepsilon_{0.5}\) ——与 \(\sigma_{0.5}\) 所对应的应变值；
10 水泥砂浆 (4) 极限拉伸值、抗拉强度、抗拉弹性模数均以 4 个试件测值的平均值作为试验结果; 当试件的断裂位置与变截面转折点的距离在 \(20 \mathrm{~mm}\) 以内或单个测值超过平均测值 \(\pm 15 \%\) 时, 该测值剔除, 按余下测值的平均值作为试验结果, 可用测值少于 2 个时, 重做试验；
10.13 抗冻性能试验¶
10.13.1 砂浆抗冻试件的制作及养护应满足下列要求：¶
(1) 砂浆抗冻试件采用 \(70.7 \, mm \times 70.7 \, mm \times 70.7 \, mm\) 的立方体试件，并制备两组，每组 3 块，分别作为抗冻和与抗冻试件同龄期的对比抗压强度检验试件；
(2)砂浆试件的制作与养护方法同第10.9.2条。
10.13.2 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)装入试件后的冷冻箱(室)内的温度保持在 \((-20\sim-15)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(2) 篮框用钢筋焊成, 其尺寸与所装试件的尺寸相适应;
(3)天平或案秤最小分度值不大于1g;
(4) 融解水槽装入试件后, 水温能保持在 \((15 \sim 20)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(5) 压力试验机精度 1%, 量程能使试件的预期破坏荷载值不小于全量程的 20%, 且不大于全量程的 80%。
10.13.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 当无特殊要求时, 试件在 \(28 \mathrm{~d}\) 龄期进行冻融试验; 试验前两天, 将冻融试件和对比试件从养护室取出, 进行外观检查并记录其原始状况; 如冻融介质为海水, 将试件风干两昼夜后再浸泡海水两昼夜, 如冻融介质为淡水, 则不必进行风干, 随后放入 \((15 \sim 20) ^{\circ} \mathrm{C}\) 的水中浸泡, 浸泡的水面至少高出试件顶面 \(20 \mathrm{~mm}\) , 冻融试件浸泡两天后取出, 并用拧干的湿毛巾轻轻擦去表面水分, 然后对冻融试件进行编号, 称其质量; 然后置入篮框进行冻融试验, 对比试件则放回标准养护室中继续养护, 直到完成冻融循环后, 与冻融试件同时试压;
(2) 冻或融时, 篮框与容器底面或地面须架高 20mm, 篮框内各试件之间至少保持 50mm 的间隙;
(3) 冷冻箱(室)内的温度均以其中心温度为准,试件冻结温度控制在 \((-20 \sim -15)^{\circ}\mathrm{C}\) ; 当冷冻箱(室)内温度低于 \(-15^{\circ}\mathrm{C}\) 时,试件方可放入;如试件放入之后,温度高于 \(-15^{\circ}\mathrm{C}\) 时,则以温度重新降至 \(-15^{\circ}\mathrm{C}\) 时计算试件的冻结时间,从装完试件至温度重新降至 \(-15^{\circ}\mathrm{C}\) 的时间不超过2h;
(4)每次冻结时间为 \(4 \mathrm{~h}\) , 冻结完成后立刻取出试件, 并立即放入能使水温保持在 \((15 \sim 20) ^{\circ} \mathrm{C}\) 的水槽中进行融化, 槽中水面至少高出试件表面 \(20 \mathrm{~mm}\) , 试件在水中融化的时间不小于 \(4 \mathrm{~h}\) , 融化完毕即为一次冻融循环; 取出试件, 送入冻冷箱 (室) 进行下一次循环试验, 依此连续进行直至设计规定次数或试件破坏为止;
(5) 每五次循环, 进行一次外观检查, 并记录试件的破坏情况; 当该组试件中有 2 块出现明显分层、裂开、贯通缝等破坏时, 该组试件终止试验;
(6) 冻融试验结束后, 将冻融试件从水槽取出, 用拧干的湿布轻轻擦去试件表面水分, 然后称其质量, 对比试件提前两天浸水;
(7) 冻融试件与对比试件同时进行抗压强度试验。
10.13.4 砂浆冻融试验后强度损失率和质量损失率应分别按下列规定确定。¶
10.13.4.1 砂浆试件冻融后的强度损失率应按式(10.13.4-1)进行计算,精确至1%。 $$\Delta f_{\mathrm{m}} = \frac{f_{\mathrm{m1}} - f_{\mathrm{m2}}}{f_{\mathrm{m1}}}\times 100\%\tag{10.13.4-1} $$
式中 \(\Delta f_{m}\) ——n 次冻融循环后的砂浆强度损失率；
\(f_{m1}\) ——对比试件的抗压强度平均值(MPa);
\(f_{m2}\) ——经 n 次冻融循环后的冻融试件抗压强度的算术平均值(MPa)；
10.13.4.2 砂浆试件冻融后的质量损失率应按式(10.13.4-2)进行计算,精确至1%。 $$\Delta m_{\mathrm{m}} = \frac{m_{0} - m_{n}}{m_{0}}\times 100\%\tag{10.13.4-2} $$
式中 \(\Delta m_{m}\) ——n 次冻融循环后的质量损失率,以 3 块试件的平均值计算;
\(m_{0}\) ——冻融试验前的试件质量(g);
\(m_{n}\) ——n 次冻融循环后的试件质量(g)；
10.13.4.3 当冻融试件的抗压强度损失率不大于25%，且质量损失率不大于5%时，应判定该组砂浆试件在相应标准要求的冻融循环次数下，抗冻性能为合格，否则为不合格。
10.14 收缩试验¶
10.14.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 立式砂浆收缩仪的标准杆长度为 \((176 \pm 1)\) mm, 测量精度为 0.01 mm (图 10.14.1-1);
图 10.14.1-1 收缩仪(尺寸单位:mm)
1-千分表；2-支架
(2) 收缩头为黄铜或不锈钢加工而成(图 10.14.1-2);
图 10.14.1-2 收缩头(尺寸单位:mm)
10 水泥砂浆 (3)试模采用 \(40\mathrm{mm}\times 40\mathrm{mm}\times 160\mathrm{mm}\) 棱柱体，且在试模的两个端面中心，各开一个 \(\phi 6.5\mathrm{mm}\) 的孔洞。
10.14.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 将收缩头固定在试模两端面的孔洞中, 收缩头露出试件端面 \((8 \pm 1)\) mm;
(2)砂浆分两层装入试模,两层厚度大致相等,每层捣两遍,每遍捣5次,在浇捣完第一层后,埋设试件两端的测点,再浇第二层砂浆并捣实;采用振动捣实时,一次性装模,振15s或跳桌跳120次;试验以3个试件为一组;置于 \((20\pm5)\) ℃的室内,4h后将砂浆表面抹平,砂浆带模在标准养护条件(温度为 \((20\pm1)\) ℃,相对湿度为90%以上)下养护7d后,方可拆模,并编号,标明测试方向;
(3) 将试件移入温度 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) ，相对湿度 \(60\% \pm 5\%\) 的试验室中预置 4h，按标明的测试方向立即测定试件的初始长度；测定前，先采用标准杆调整收缩仪上百分表的原点；
(4) 测定初始长度后, 将砂浆试件置于温度 \((20 \pm 2)^{\circ} \mathrm{C}\) , 相对湿度为 \(60 \% \pm 5 \%\) 的室内, 到第 \(7 \mathrm{~d}, 14 \mathrm{~d}, 21 \mathrm{~d}, 28 \mathrm{~d}, 56 \mathrm{~d}, 90 \mathrm{~d}\) 分别测定试件的长度, 即为自然干燥后长度。
10.14.3 砂浆自然干燥收缩值应按式(10.14.3)进行计算,精确至 \(10\times10^{-6}\)。¶
$$\varepsilon_ {\mathrm{at}} = \frac {L _ {0} - L _ {\mathrm{t}}}{L - L _ {\mathrm{d}}}\tag{10.14.3}
$$ 式中 \(\varepsilon_{ot}\) ——相应为 t 天时的砂浆试件自然干燥收缩值；
\(L_{0}\) ——试件成型后7d的长度即初始长度(mm);
\(L_{t}\) ——相应为 t 天时试件的实测长度(mm);
\(L\)——试件长度, 即 160mm;
\(L_{d}\) ——两个收缩头埋入砂浆中长度和, 即 \((20 \pm 2)\) (mm)；
10.14.4 干燥收缩值试验结果确定应满足下列要求：¶
(1)取三个试件测值的算术平均值作为干燥收缩值;当有一个值与平均值偏差大于20%时,剔除该值,取剩余两个试件测值的算术平均值作为干燥收缩值;当有两个值超过20%,则该组试件结果无效; (2) 每块试件的干燥收缩值取两位有效数字, 精确至 \(10 \times 10^{-6}\) 。
10.15 抗渗性能试验¶
10.15.1 仪器设备应满足下列要求：(1) 上口直径 70mm、下口直径 80mm、高 30mm 的截头圆锥带底金属试模；¶
(2)采用砂浆渗透仪。
10.15.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 将拌和好的砂浆一次性装入试模中, 用抹刀插捣 15 次, 再颠实 5 次, 当填充砂浆略高于试模边缘时, 用抹刀以 \(45^{\circ}\) 角一次性将试模表面多余的砂浆刮去, 然后再用抹刀以较平的角度在试模表面反方向将砂浆刮平, 共成型 6 个试件; (2)试件成型后应在室温 \((20\pm5)\) ℃的环境下,静置 \((24\pm2)\) h后脱模,试件脱模后放入温度 \((20\pm2)\) ℃、湿度90%以上的养护室养护至规定龄期,取出待表面干燥后,用密封材料密封,装入砂浆渗透仪中进行抗渗试验;
(3)从0.2MPa开始加压,恒压2h后增至0.3MPa,以后每隔1h增加0.1MPa,当6个试件中有3个试件端面出现渗水现象时,停止试验,记下当时水压;在试验过程中,发现水从试件周边渗出时,停止试验,重新密封后再继续试验。
10.15.3 砂浆抗渗压力值应以每组6个试件中4个试件未出现渗水时的最大压力计,并应按下式计算:¶
式中 P ——砂浆抗渗压力值,精确至0.1MPa;
\(H\)——6个试件中3个试件出现渗水时的水压力(MPa)；
10.16 吸水率试验¶
10.16.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 最小分度值不大于 \(1 \, g\) 的天平；
(2) 烘箱温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(3) 水槽温度控制范围为 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 。
10.16.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 按第 10.9 节的规定成型及养护试件, 第 28d 取出试件, 在 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) 温度下烘干 \((48 \pm 0.5)\mathrm{h}\) , 称其质量;
(2) 将试件成型面朝下放入水槽, 用两根 \(\phi 10 \mathrm{~mm}\) 的钢筋垫起; 试件完全浸入水中, 且上表面距离水面的高度不小于 \(20 \mathrm{~mm}\) , 浸水 \((48 \pm 0.5) \mathrm{~h}\) 后取出, 用拧干的湿布擦去表面水, 称其质量。
10.16.3 砂浆吸水率应按式(10.16.3)进行计算,取3块试件吸水率的算术平均值作为砂浆的吸水率,精确至1%。¶
$$W_{\mathrm{x}} = \frac{m_{1} - m_{0}}{m_{0}}\times 100\%\tag{10.16.3}
$$ 式中 \(W_{s}\) ——砂浆吸水率；
\(m_{1}\) ——吸水后试件质量(g);
10 水泥砂浆 \(m_{0}\) ——干燥试件的质量(g)；
10.17 静力受压弹性模量试验¶
10.17.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 试验机精度为 1%, 试件破坏荷载不小于压力机量程的 20%, 且不大于全量程的 80%; (2) 变形测量仪表精度不低于 \(0.001 \mathrm{~mm}\) ; 镜式引伸仪精度不低于 \(0.002 \mathrm{~mm}\) 。
10.17.2 试件制作及养护应按第10.9节的规定进行,砂浆弹性模量的标准试件应为棱柱体,其截面尺寸应为70.7mm×70.7mm,高宜为(210\~230)mm,底模采用钢底模;每次试验应制备6个试件。¶
10.17.3 试验步骤应符合下列规定。¶
10.17.3.1 试件从养护地点取出后,及时进行试验,试验前,先将试件擦拭干净,测量尺寸,并检查外观;试件尺寸测量精确至1mm,并计算试件的承压面积,当实测尺寸与公称尺寸之差不超过1mm时,可按公称尺寸计算。 10.17.3.2 砂浆的轴心抗压强度测定步骤应满足下列要求：(1) 将试件直立放置于试验机的下压板上, 且试件中心与压力机下压板中心对准, 开动试验机, 当上压板与试件接近时, 调整球座, 使接触均衡; 轴心抗压试验连续、均匀地加荷, 其加荷速度为 \((0.25 \sim 1.5) \mathrm{kN} / \mathrm{s}\) , 当试件破坏且开始迅速变形时, 停止调整试验机油门, 直至试件破坏, 然后记录破坏荷载; (2)砂浆轴心抗压强度应按式(10.17.3)进行计算,精确至0.1MPa;取3个试件测值的算术平均值作为该组试件的轴心抗压强度值;当3个试件测值的最大值或最小值与中间值的差值超过中间值的20%时,取中间值作为该组试件的轴心抗压强度值;当最大值或最小值与中间值的差值均超过20%时,该组试验结果为无效。
$$
f _ {\mathrm{mc}} = \frac {N _ {\mathrm{n}}}{A}\tag{10.17.3} $$
式中 \(f_{mc}\) ——砂浆轴心抗压强度(MPa);
\(N_{n}\) ——棱柱体破坏压力(N);
\(A\)——试件承压面积 \((\mathrm{mm}^{2})\) ；
10.17.3.3 测量变形的仪表应安装在用于测定弹性模量的试件上,仪表安装在试件成型时两个侧面的中线上,并对称于试件两端,试件的测量标距为 \(100 \, mm\) ；
10.17.3.4 测量仪表安装完毕后,调整试件在试验机上的位置,砂浆弹性模量试验应物理对中,对中的方法是将荷载加压至轴心抗压强度的 \(35\%\) ,两侧仪表变形值之差,不得超过两侧变形平均值的 \(\pm 10\%\) ;试件对中合格后,应按 \((0.25\sim 1.5)\mathrm{kN / s}\) 的加荷速度连续、均匀地加荷至轴心抗压强度的 \(40\%\) ,即达到弹性模量试验的控制荷载值,然后以同样的速度卸荷至零,如此反复预压3次(图10.17.3);在预压过程中,应观察试验机及仪表运转是否正常,不正常时,予以调整；
图 10.17.3 弹性模量试验加荷制度示意图
10.17.3.5 预压 3 次后,应按上述速度进行第 4 次加荷,先加荷到应力为 \(0.3 \mathrm{MPa}\) 的初始荷载,恒荷 \(30 \mathrm{~s}\) 后,读取并记录两侧仪表的测值,然后再加荷到控制荷载 \((0.4 f_{\mathrm{mc}})\) ,恒荷 \(30 \mathrm{~s}\) 后,读取并记录两侧仪表的测值,两侧测值的平均值,即为该次试验的变形值;应按上述速度卸荷至初始荷载,恒荷 \(30 \mathrm{~s}\) 后,再读取并记录两侧仪表上的初始测值,再按上述方法进行第 5 次加荷、恒荷、读数,并计算出该次试验的变形值;当前后两次试验的变形值差,不大于测量标距的 \(0.2 \%\) 时,试验方可结束,否则应重复上述过程,直到两次相邻加荷的变形值相差不大于测量标距的 \(0.2 \%\) 为止,然后卸除仪表,以同样速度加荷至破坏,测得试件的棱柱体抗压强度 \(f_{\mathrm{mc}}^{\prime}\) 。
10.17.4 砂浆的弹性模量值计算及确定应符合下列规定。¶
10.17.4.1 砂浆的弹性模量值应按式(10.17.4)进行计算,精确至10MPa。 $$E _ {\mathrm{m}} = \frac {N _ {0 . 4} - N _ {0}}{A} \times \frac {l}{\Delta l}\tag{10.17.4} $$
式中 \(E_{m}\) ——砂浆弹性模量(MPa);
\(N_{0.4}\) ——应力为 \(0.4f_{mc}\) 的压力(N);
\(N_{0}\) ——应力为0.3MPa的初始荷载(N);
\(A\)——试件承压面积( \(mm^{2}\) );
\(l\)——测量标距(mm);
\(\Delta l\) ——最后一次从 \(N_{0}\) 加荷至 \(N_{0.4}\) 时试件两侧变形差的平均值(mm)；
10.17.4.2 应取3个试件测值的算术平均值作为砂浆的弹性模量；当其中一个试件在测完弹性模量后的棱柱体抗压强度值 \(f_{mc}^{\prime}\) 与决定试验控制荷载的轴心抗压强度值 \(f_{mc}\) 的差值超过 \(f_{mc}\) 的20%时，弹性模量值应按另外两个试件的算术平均值计算；当两个试件在测完弹性模量后的棱柱体抗压强度值 \(f_{mc}^{\prime}\) 与决定试验控制荷载的轴心抗压强度值 \(f_{mc}\) 的差值超过 \(f_{mc}\) 的20%时，试验结果应判为无效。
10.18 灌浆用水泥(砂)浆拌和方法¶
10.18.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 拌和机(图 10.18.1)叶片呈 \(100 \, mm \times 125 \, mm\) 椭圆形, 用 3mm 厚的钢板制成, 每一片有 2 个 \(25 \, mm \times 75 \, mm\) 与主轴对中的翼缝，且与水平近 \(23^{\circ}\) 的夹角与主轴焊接，在受载情况下拌和机主轴转速能达到约 \(275 \, r/min\) ;
图 10.18.1 水泥(砂)浆拌和机示意图
10 水泥砂浆 (2) 案秤最小分度值不大于 5g;
(3) 天平最小分度值不大于 \(1 \, g\) 。
10.18.2 灌浆用水泥(砂)浆拌和应满足下列要求：¶
(1) 试验室温度保持在 \((20\pm5)\) ℃, 在拌和前, 材料的温度保持与室温相同, 需要模拟施工条件下所用的水泥(砂)浆时, 所用原材料及其温度与施工现场相同, 细骨料全部通过2.50mm筛且级配良好;
(2) 在决定拌和水用量时, 扣除原材料中的含水量;
(3)材料用量以质量计,水泥、外加剂、掺合料的称量精度为±0.5%,细骨料的称量精度为±1%;
(4) 拌制前将搅拌机、拌和铁板、铁铲、抹刀等工具表面用水润湿, 试验完毕后用水清洗干净, 无砂浆残渣等;
(5) 配料的搅拌应持续进行, 直至全部试样取完为止;
(6) 按稠度、膨胀和泌水、其他要求的试验顺序进行；
(7) 如果为调节流动性而调整拌和用水量, 重新制备水泥(砂)浆拌合物。
10.18.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 按照所需质量称取各种材料；
(2) 润湿拌和机筒内表面及叶片, 启动拌和机, 按水、减水剂、掺和料、水泥、细骨料的顺序在 2min 之内装入各种材料。
10.19 灌浆用新拌水泥(砂)浆流动度试验¶
10.19.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1) 流动锥出料管用不锈钢制作, 锥体用铸铝或其他非腐蚀性材料制作, 如图 10.19.1 所示;
图 10.19.1 流动锥横剖面(尺寸单位:mm)
(2) 容器最小容量为 2000ml;
(3)能保持接受容器上方流动锥位置垂直和稳定的环架或其他装置；
(4)采用水平尺；
(5)秒表最小读数不大于0.1s。
10.19.2 试验设备校准应满足下列要求：¶
(1) 流动锥以无振动的方式安装牢固, 并使其顶面水平, 保证垂直度;
(2) 流动锥使用前堵塞出料口, 将 \((1725 \pm 5)\) ml 水注入锥体内, 调节指示水面水位的测针, 使测针刚触及水面, 打开出料口, 同时按动秒表, 当水流刚断续时, 所示时间即为水的流出时间, 当流出时间为 \((8.0 \pm 0.2)\) s 时, 流动锥可供测定水泥(砂)浆流动度使用。
10.19.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 充水使流动锥内壁润湿, 在装入水泥(砂)浆试样前 1min, 将水从圆锥中放出, 堵塞出料口, 将水泥(砂)浆注入锥体内, 使水泥(砂)浆表面接触测针, 按动秒表, 同时打开出料口, 当从出料管口连续流出的水泥(砂)浆断续时, 停表并记时; 如果断续不明显, 则此流动锥试验不适合于该流动度的水泥(砂)浆;
(2)水泥(砂)浆的流出时间试验从拌和机或输送管中吸取水泥(砂)浆后的1min之内进行。
10.19.4 由秒表读出的时间为该浆体流动度值,应取两次试验结果的算术平均值作为该浆体流动度值,且第二次试验应重新取样测定,当两次试验测定值与平均值的差值超过10 水泥砂浆。¶
5%时,此组试验结果应判定无效。
10.20 灌浆用新拌水泥(砂)浆膨胀和泌水试验¶
10.20.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1) 容量为 \(1000 \, ml\) 、刻度为 \(10 \, ml\) 的量筒；容量为 \(25 \, ml\) 、刻度为 \(1 \, ml\) 的量筒；
(2) 精度为 \(0.5^{\circ}\) C 的温度计。
10.20.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 试验室环境温度为 \((20 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(2) 拌和完后, 立即测量水泥(砂)浆温度, 然后将水泥(砂)浆装入 \(1000 \mathrm{ml}\) 量筒内, 至试样体积达到 \((800 \pm 10) \mathrm{ml}\) , 记录试样的体积和读数时的室温, 在 \(3 \mathrm{~min}\) 中内完成并将量筒置于无振动的水平面上, 遮盖量筒口防止水分蒸发;
(3)最初的1h内,每15min测定一次,其后每小时测定一次并记录;在量筒中水泥(砂)浆表面和泌水表面的读数应精确到1ml,直至按规定间隔时间连续2次的读数表明不再有膨胀或泌水为止;
(4) 试验结束时, 斜置试样, 用吸管或大号医用滴管将水吸出, 慢慢注入 25ml 的量筒内, 记录最后的泌水量, 精确到 0.5ml;
(5)在现场取样和试验时,记录水泥(砂)浆试样的温度和试验时的环境温度,记录拌和完和每次测定的时间。
10.20.3 水泥(砂)浆膨胀率及其泌水率应按下列公式进行计算,分别计算出每一规定时间间隔水泥(砂)浆的膨胀率、泌水率和最终泌水率,均精确至0.2%。¶
式中 \(D_{i}\) ——每一规定时间间隔水泥(砂)浆的膨胀率；
\(V_{i}\) ——在规定时间间隔,在水层上表面处量得的试样体积(ml);
\(V_{1}\) ——试验开始时的试样体积(ml);
\(P_{i}\) ——每一规定时间间隔水泥(砂)浆的泌水率；
\(V_{g}\) ——在规定的时间间隔内，在水泥(砂)浆表面处量得的水泥(砂)浆体积(ml);
\(P\)——最终泌水率；
\(V_{w}\) ——吸出的水体积(ml)；
10.21 灌浆用新拌水泥(砂)浆凝结时间试验¶
10.21.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1) 水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪符合第 4.2 节的规定；
(2) 湿汽养护箱温度为 \((20 \pm 1)\) ℃，相对湿度不低于90%。
10.21.2 按第¶
4.2.7 条的规定测定凝结时间, 第一次读数时间应在成型试件后 \((180 \pm 15)\) min 进行。¶
10.21.3 凝结时间的确定应按第4.2节的有关规定进行。¶
10.22 灌浆用水泥(砂)浆抗压强度试件成型及养护¶
10.22.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1) 带有以螺栓固定盖板的 \(70.7 \, mm \times 70.7 \, mm \times 70.7 \, mm\) 三联试模；
(2)采用万能材料试验机、第10.18节规定的水泥浆拌和机、温度计、秤及抹刀等；
(3) 振实设备、养护室符合第 11.18 节的规定。
10.22.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 在制作试件前, 检查试模, 拧紧螺栓, 并清刷干净, 在其内壁涂上一层矿物油脂或其他脱膜剂;
(2) 将拌和均匀的水泥 (砂) 浆, 分两次装入试模中, 加盖, 并旋紧螺栓密封, 在 \((20 \pm 5)^{\circ} \mathrm{C}\) 的室内静置 \(24 \mathrm{~h}\) 后, 送入养护室, 拆模时间以试件完整无缺为限, 拆模后养护到所需龄期, 按第 10.9 节的规定测定抗压强度。
10.22.3 灌浆用水泥(砂)浆抗压强度应按第10.9节的规定确定。11 混凝土拌合物¶
11 混凝土拌合物¶
11.1 一般规定¶
11.1.1 同一组混凝土拌合物的取样,应在同一盘或同一车混凝土中取样,取样量应多于试验所需量的 1.5 倍,且不宜小于 20L。¶
11.1.2 混凝土拌合物的取样应具有代表性,宜采用多次采样的方法在同一盘或同一车混凝土中的 \(\frac{1}{4}\) 处、 \(\frac{1}{2}\) 处和 \(\frac{3}{4}\) 处分别取样,并搅拌均匀,第一次取样和最后一次取样的时间间隔不宜超过15min。¶
11.1.3 试样制备完毕后或取样后应在5min内开始各项性能试验。¶
11.1.4 现场试验时,应避免混凝土拌合物试样受到风、雨雪及阳光直射的影响。¶
11.2 试验室拌和方法¶
11.2.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 搅拌机符合现行行业标准《混凝土试验用搅拌机》(JG 244) 的有关规定；
(2) 电子台秤最小分度值不大于 50g;
(3) 最小分度值不大于 \(5 \, g\) 和最小分度值不大于 \(0.01 \, g\) 的电子天平各一台；
(4) 铁板尺寸不小于 \(1.5 \, m \times 2.0 \, m\) ，厚度不小于 \(3 \, mm\) ;
(5)采用铁铲、盛器等。
11.2.2 试验条件应满足下列要求：¶
(1) 试验环境相对湿度不小于 \(50\%\) ，温度保持在 \((20 \pm 5)^{\circ} \mathrm{C}\) ，所用材料、试验设备等与试验室温度保持一致，需要模拟施工条件下所用的混凝土时，试验室和原材料的温度与施工现场温度相同；
(2) 各种材料拌和均匀, 水泥如有结块而又必须使用时, 过 0.90mm 方孔筛, 并仔细搅拌, 当需要模拟施工所用的混凝土时, 水泥与施工条件一致;
(3) 在决定拌和水用量时, 扣除原材料中的含水量;
(4) 拌制混凝土的材料用量以质量计, 称量精确度满足表11.2.2的要求;
11.2.2 材料称量允许偏差 (%)¶
| 材料名称 | 允许偏差 | 材料名称 | 允许偏差 |
| 水泥、掺和料、水、外加剂 | ±0.2 | 粗、细骨料 | ±0.5 |
(5) 掺外加剂方法符合有关规定；
(6) 拌制混凝土所用的搅拌机、拌和铁板、铁铲、抹刀等各项用具预先用水湿润, 使用完毕后清洗干净, 无混凝土残渣;
(7) 拌和前将搅拌机冲洗干净, 并预拌少量同种混凝土或水胶比相同的砂浆, 使搅拌机内壁挂浆, 将搅拌机内混凝土倒在拌和铁板上, 使拌和铁板也黏附一薄层砂浆。
11.2.3 试验步骤应满足下列要求。¶
11.2.3.1 采用机械拌和时,一次拌和量不宜少于搅拌机容积的 \(\frac{1}{4}\) ,不大于搅拌机容积的80%,且不少于20L。 11.2.3.2 称好的粗骨料、胶凝材料、细骨料应依次加入搅拌机, 开动搅拌机, 然后将水徐徐加入, 全部加料时间不得超过 \(2 \mathrm{~min}\) , 水全部加入后, 继续拌和 \(2 \mathrm{~min}\) 以上, 直至搅拌均匀, 根据搅拌机性能和坍落度大小, 经技术论证, 可以采用其他加料顺序。 11.2.3.3 混凝土拌合物从搅拌机中卸出,倾倒在拌和板上,应再经人工翻拌3次,使拌合物均匀一致。
11.3 坍落度试验及坍落度经时损失试验¶
11.3.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 坍落度仪符合现行行业标准《混凝土坍落度仪》(JG/T 248)的规定；
(2) 钢尺量程不小于 300mm, 分度值不大于 1mm;
(3) 底板为平面尺寸不小于 \(1500 \, mm \times 1500 \, mm\) 、厚度不小于 \(3 \, mm\) 的钢板，其最大挠度不大于 \(3 \, mm\) ;
(4)采用小铁铲、抹刀等。
11.3.2 坍落度试验应满足下列要求：¶
(1) 坍落度筒、底板润湿无明水, 将坍落度筒放置在坚实水平面上, 双脚踏紧脚踏板, 坍落度筒在装料时保持位置稳定;
(2) 混凝土拌合物分三层均匀地装入坍落度筒内, 每装一层, 用捣棒由边缘向中心按螺旋线均匀插捣 25 次, 捣实后每层试样高度约为筒高的 \(\frac{1}{3}\) ;
(3) 插捣底层时, 捣棒贯穿至底部, 插捣第二层和顶层时, 捣棒插透本层至下层表面为止;
(4) 浇灌顶层时混凝土高出筒口, 低于锥形漏斗, 插捣过程中混凝土低于筒口时, 随时添加;
(5)顶层捣完后,取下锥形漏斗,用抹刀刮去多余的混凝土拌合物,抹平表面,并清除筒周围铁板上的混凝土;
(6) 在 \((3 \sim 7)\mathrm{s}\) 内, 将坍落度筒垂直平稳地提起, 并轻放于试样一旁, 当试样不再继续坍落或坍落时间达 \(30\mathrm{s}\) 时, 用钢尺量测筒高与坍落后混凝土试样最高点之间的高度差,作为该混凝土拌合物的坍落度值;
(7)从开始装料到提起坍落度筒的整个过程不间断地进行,并在150s内完成;
(8) 坍落度筒提离后, 混凝土拌合物若发生崩坍或一边剪坏现象, 则重新取样另行测定, 若第二次试验仍出现上述现象, 则表示该混凝土和易性不好, 予以记录;
(9) 混凝土拌合物坍落度值测量精确至 1mm, 结果修约至 5mm。
11 混凝土拌合物
11.3.3 坍落度经时损失试验应满足下列要求：¶
(1) 测量出机时拌合物的初始坍落度后, 将全部拌合物试样装入塑料桶或不被水泥浆腐蚀的金属桶内, 用桶盖或塑料薄膜密封静置;
(2) 自搅拌加水开始计时, 静置 60min 后将桶内拌合物试样全部倒入搅拌机内搅拌 20s, 测量拌合物的坍落度, 测得 60min 时坍落度;
(3) 计算初始坍落度与 60min 坍落度值的差值, 得出 60min 混凝土坍落度经时损失试验结果。
11.3.4 当工程要求调整静置时间时,应按实际静置时间测定并计算混凝土坍落度经时损失。¶
11.3.5 混凝土拌合物的流动性除可以坍落度大小评定外,用目测法评定混凝土拌合物黏聚性和保水性时应满足下列要求:¶
(1) 用捣棒在已坍落的混凝土锥体一侧轻轻敲打, 如果锥体在敲打后逐渐下沉, 表示黏聚性良好, 如果锥体突然倒坍、部分崩裂或发生离析现象, 即表示黏聚性不好;
(2)坍落度筒提起后若有较多稀浆从底部析出,锥体部分的混凝土也因失浆而骨料外露,则表明此混凝土拌合物保水性不好,若坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出,则表示此混凝土拌合物保水性良好。
11.4 扩展度试验及扩展度经时损失试验¶
11.4.1 扩展度试验可用于骨料最大公称粒径不大于 \(40 \, mm\) ，坍落度不小于 \(160 \, mm\) 混凝土扩展度的测定。¶
11.4.2 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 坍落度仪符合现行行业标准《混凝土坍落度仪》(JG/T 248) 的规定；
(2) 钢尺量程不小于 \(1000 \, mm\) ，分度值不大于 \(1 \, mm\) ;
(3) 底板为平面尺寸不小于 \(1500 \, mm \times 1500 \, mm\) 、厚度不小于 \(3 \, mm\) 的钢板，其最大挠度不大于 \(3 \, mm\) ;
(4)采用小铁铲、抹刀等。
11.4.3 扩展度试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 按第
11.3.2 条 (1) \~ (5) 项的规定进行试验设备准备、拌合物的装料和插捣；¶
(2) 清除筒周围铁板上的混凝土后, 在 \((3 \sim 7)\mathrm{s}\) 内将坍落度筒垂直平稳地提起, 当混凝土拌合物不再扩散或扩散持续时间已达 \(50\mathrm{s}\) 时, 用钢尺测量拌合物展开扩展面的最大直径以及与最大直径呈垂直方向的直径;
(3) 当两直径之差小于 50mm 时, 取其算数平均值作为试验结果, 当两直径之差不小于 50mm 时重新取样试验;
(4) 粗骨料在中央集堆或边缘有水泥浆析出时, 混凝土拌合物抗离析性不好, 予以记录;
(5)扩展度试验从开始装料到测得混凝土扩展度值的整个过程连续进行,并在4min内完成;
(6) 混凝土拌合物扩展度值测量精确至 1mm, 结果修约至 5mm。
11.4.4 扩展度经时损失试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 测量出机时拌合物的初始扩展度后, 将全部拌合物试样装入塑料桶或不被水泥浆腐蚀的金属桶内, 用桶盖或塑料薄膜密封静置;
(2) 自搅拌加水开始计时, 静置 60min 后将桶内拌合物试样全部倒入搅拌机内搅拌 20s, 测量 60min 时拌合物的扩展度;
(3) 计算初始扩展度与 60min 扩展度值的差值, 得出 60min 混凝土扩展度经时损失试验结果。
11.4.5 当工程要求调整静置时间时,应按实际静置时间测定并计算混凝土扩展度经时损失。¶
11.5 维勃稠度试验¶
11.5.1 本方法可用于骨料最大公称粒径不大于40mm,维勃稠度在(5\~30)s的混凝土拌合物维勃稠度的测定。¶
11.5.2 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 维勃稠度仪符合现行行业标准《维勃稠度仪》(JG/T 250) 的规定；
(2)秒表精度不低于0.1s。
11.5.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 将维勃稠度仪放置在坚实水平的地面上, 用湿布把容器、坍落度筒、喂料斗内壁及其他用具润湿;
(2) 将喂料斗提到坍落度筒上方扣紧, 校正容器位置, 使其中心与喂料斗中心重合, 然后拧紧固定螺钉;
(3) 将混凝土试样用小铲分三层经喂料斗均匀地装入筒内, 按第
11.3.2 条 (1) \~ (5) 项的规定进行拌合物的装料和插捣;¶
(4) 把喂料斗转离, 垂直提起坍落度筒, 混凝土试体不产生横向扭动;
(5) 把透明圆盘转到混凝土圆台体顶面, 完全放松测杆螺钉、降下圆盘, 使其轻轻接触到混凝土顶面;
(6)拧紧定位螺钉,开启振动台的同时用秒表计时,当振动到透明圆盘的底面被水泥浆布满的瞬间停表计时,并关闭振动台。
11.5.4 秒表记录的时间应作为混凝土拌合物的维勃稠度值,精确至 \(1s_{0}\)¶
11.6 倒置坍落度筒排空试验¶
11.6.1 本方法可用于倒置坍落度筒中混凝土拌合物排空时间的测定。¶
11.6.2 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 倒置坍落度筒符合现行行业标准《混凝土坍落度仪》(JG/T 248) 的规定, 小口端设置可快速开启的密封盖;
(2) 支撑倒置坍落度筒的台架能承受装填混凝土和插捣, 当倒置坍落度筒放于支架上时, 小口端距底板不小于 500mm, 且中轴线垂直于底板;
11 混凝土拌合物 (3)秒表精度不低于0.01s。
11.6.3 试验步骤应满足下列要求。¶
11.6.3.1 将倒置坍落度筒支撑在台架上,筒壁应湿润无明水,关闭密封盖。 11.6.3.2 混凝土拌合物应分两层装入坍落度筒内,每层捣实后高度为筒高的 \(\frac{1}{2}\) ,每层用捣棒沿螺旋方向由边缘向中心插捣15次,插捣应在横截面上均匀分布,插捣筒边混凝土时,捣棒可稍微倾斜,插捣第一层时捣棒应贯穿混凝土拌合物整个深度,插捣第二层时捣棒插透到第一层表面下50mm,插捣完毕刮去多余的混凝土拌合物,用抹刀抹平。 11.6.3.3 打开密封盖,用秒表测量自开盖至坍落度筒内拌合物全部排空的时间,应精确至0.01s,从开始装料到打开密封盖的整个过程在150s内完成。
11.6.4 两次试验应在 \(5\mathrm{min}\) 内完成, 取两次排空时间的平均值作为试验结果并应符合式 (11.6.4) 规定, 结果精确至 \(0.1\mathrm{s}_{\circ}\)¶
$$ \left| t _ {s f 1} - t _ {s f 2} \right| \leqslant 0. 0 5 t _ {s f, m}\tag{11.6.4} $$ 式中 \(t_{sf1}\) 、 \(t_{sf2}\) ——两次试验分别测得的倒置坍落度筒中混凝土拌合物排空时间(s);
\(t_{sf,m}\) ——两次试验的平均值(s)；
11.7 间隙通过性试验¶
11.7.1 本方法适用于骨料最大公称粒径不大于 \(20\mathrm{mm}\) 的混凝土拌合物间隙通过性的测定。¶
11.7.2 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) J 环由钢或不锈钢制成, 圆环中心直径为 300mm, 厚度为 25mm, 用螺母和垫圈将 16 根圆钢锁在圆环上, 圆钢直径为 16mm, 高为 100mm, 圆钢中心间距为 58.9mm, 如图 11.7.2 所示;
图 11.7.2 J 环示意图(尺寸单位:mm)
(2) 不带有脚踏板的坍落度筒, 符合现行行业标准《混凝土坍落度仪》(JG/T 248) 的规定;
(3) 底板为平面尺寸不小于 \(1500 \, mm \times 1500 \, mm\) 、厚度不小于 \(3 \, mm\) 的钢板，其最大挠度不大于 \(3 \, mm\) 。
11.7.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 湿润底板、J 环、坍落度筒内壁, 无明水; (2) J 环放在底板中心, 坍落度筒正向放在底板中心, 与 J 环同心;
(3) 将混凝土拌合物一次性填充至满, 沿坍落度筒口抹平, 清除筒边底板上的混凝土后, 垂直平稳地向上提起坍落度筒至 \((250 \pm 50)\) mm 高度, 提离时间控制在 \((3 \sim 7)\) s;
(4) 自开始入料至提起坍落度筒在 150s 内完成, 当混凝土拌合物不再扩散或扩散持续时间已达 50s 时, 用钢尺测量拌合物展开扩展面的最大直径以及与最大直径呈垂直方向的直径。
11.7.4 J环扩展度应为混凝土拌合物坍落扩展终止后扩展面相互垂直的两个直径的平均值,测量应精确至1mm,结果修约至5mm,当两直径之差大于50mm时应重新取样进行试验。¶
11.7.5 混凝土扩展度与J环扩展度的差值应作为混凝土间隙通过性性能指标结果。¶
11.7.6 骨料在 J 环圆钢处出现堵塞时应予以记录。¶
11.8 漏斗试验¶
11.8.1 本方法适用于骨料最大公称粒径不大于 \(20\mathrm{mm}\) 的混凝土拌合物稠度和填充性的测定。¶
11.8.2 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 漏斗由厚度不小于 2mm 钢板制成, 内表面经过加工, 出料口部位附设快速开启的密封盖, 如图 11.8.2 所示;
图 11.8.2 漏斗示意图(尺寸单位:mm)
1-可活动的密封盖
(2) 支撑漏斗的台架有调整装置确保台架水平, 漏斗支撑在台架上时轴线垂直于底
11 混凝土拌合物 板，台架能承受装填混凝土，且易于搬运；
(3) 盛料容器容积不小于 12L;
(4)秒表精度不低于0.1s。
11.8.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 将漏斗稳固在台架上, 使其上口呈水平, 本体为垂直, 漏斗内部湿润无明水, 关闭密封盖; (2)用盛料容器将混凝土拌合物由漏斗的上口平稳地一次性填入漏斗至满,装料过程不进行搅拌或振捣,刮平上口;
(3) 在出料口下方放置盛料容器, 漏斗装满试样静置 \(10s \pm 2s\) 后将出料口密封盖打开, 用秒表测量自开盖至漏斗内混凝土拌合物全部流出的时间。
11.8.4 两次试验应在 \(5 \mathrm{~min}\) 内完成, 以两次试验结果的算术平均值作为漏斗试验结果, 结果精确至 \(0.1 \mathrm{~s}_{\circ}\) 。¶
11.8.5 混凝土拌合物从漏斗中应连续流出,出现堵塞状况应重新试验,再次出现堵塞情况时,应予以记录。¶
11.9 扩展时间试验¶
11.9.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 坍落度筒符合现行行业标准《混凝土坍落度仪》(JG/T 248) 的规定； (2) 底板为硬质不吸水的光滑正方形平板, 边长为 1000mm, 最大挠度不超过 3mm, 在平板表面标出坍落度筒的中心位置和直径分别为 200mm、300mm、500mm、600mm、700mm、800mm、900mm 的同心圆, 如图 11.9.1 所示;
图 11.9.1 底板(尺寸单位:mm)
(3) 盛料容器容积不小于 8L, 并易于向坍落度筒装填混凝土拌合物;
(4)秒表精度不低于0.1s;
(5)采用铲子、抹刀、精度1mm的钢尺等。
11.9.2 试验步骤应满足下列要求：(1) 先润湿底板和坍筒度筒, 坍落度筒内壁和底板上无明水, 底板放置在坚实的水平面上, 并把筒放在底板中心, 在装料时保持在固定的位置;¶
(2)用盛料容器将混凝土均匀填满坍落度筒,不进行振捣,加满后用抹刀抹平,将底盘坍落度筒周围多余的混凝土清除;
(3) 自开始加料至填充结束控制在 40s 内；
(4) 垂直平稳地提起坍落度筒至 \((250 \pm 50)\) mm, 使混凝土自由流出, 坍落度筒的提离过程在 \((3 \sim 7)\) s 内完成。
11.9.3 从提离坍落度筒开始,记录混凝土拌合物外缘到达平板所绘直径500mm圆圈时所需要的时间,应精确至0.1s。¶
11.10 凝结时间测定¶
11.10.1 仪器设备应满足下列要求：¶
11.10.1.1 贯入阻力仪由加荷装置、测针、砂浆试样筒和标准筛组成,可采用手动或自动,并应满足下列要求:(1) 加荷装置最大测量值不小于 \(1000 \, N\) ，精度为 \(\pm 10 \, N\) ; (2) 测针长为 100mm, 承压面积为 \(100mm^{2}\) 、 \(50mm^{2}\) 和 \(20mm^{2}\) 三种测针; 在距贯入端 25mm 处刻有一圈标记;
(3)砂浆试样筒上口径为160mm,下口径为150mm,净高为150mm刚性不透水的金属圆筒,并配有盖子。
11.10.1.2 标准筛筛孔为 5mm，应符合现行国家标准《金属穿孔板试验筛》(GB/T 6003.2)的规定； 11.10.1.3 捣棒应符合现行行业标准《混凝土坍落度仪》(JG/T 248)的规定。
11.10.2 试验步骤应满足下列要求。(1)用标准筛从混凝土拌合物中筛出砂浆,每次筛净,然后将其拌和均匀,将砂浆一次分别装入三个试样筒中;取样混凝土坍落度不大于90mm时用振动台振实砂浆,取样混凝土坍落度大于90mm时用捣棒人工捣实;用振动台振实砂浆时,振动持续到表面出浆为止,避免过振;用捣棒人工捣实时,沿螺旋方向由外向中心均匀插捣25次,然后用橡皮锤轻轻敲打筒壁,直至插捣孔消失为止;振实或插捣后,砂浆表面低于砂浆试样筒口约10mm,砂浆试样筒立即加盖;¶
(2)砂浆试样制备完毕,置于温度为 \((20\pm2)\) ℃的环境中待试,并在整个测试过程中,环境温度始终保持 \((20\pm2)\) ℃,在整个测试过程中,除在吸取泌水或进行贯入试验外,试样筒始终加盖;现场同条件测试时,试验环境与现场保持一致;
(3) 凝结时间测定从混凝土搅拌加水开始计时, 根据混凝土拌合物的性能, 确定测针试验时间, 以后每隔 0.5h 测试一次, 在临近初、终凝时缩短测试间隔时间;
(4) 在每次测试前 2min, 将一片 \((20 \pm 5)\) mm 厚的垫块垫入筒底一侧使其倾斜, 用吸管吸去表面的泌水, 吸水后平稳地复原;
(5)测试时将砂浆试样筒置于贯入阻力仪上,测针端部与砂浆表面接触,然后在\((10 \pm 2)\) s 内均匀地使测针贯入砂浆 \((25 \pm 2)\) mm 深度, 记录最大贯入阻力值, 精确至 10N; 记录测试时间, 精确至 1min;
(6)每个砂浆筒每次测1\~2个点,各测点的间距不小于15mm,测点与试样筒壁的距离不小于25mm;
(7)每个试样的贯入阻力测试不少于6次,直至单位面积贯入阻力大于28MPa为止;
(8)根据砂浆凝结状况,在测试过程中以测针承压面积从大到小顺序更换测针,更换测针按表11.10.2的规定选用。
表
11.10.2 测针选用规定表¶
| 贯入阻力(MPa) | 0.2~3.5 | 3.5~20 | 20~28 |
| 测针面积( ) | 100 | 50 | 20 |
11 混凝土拌合物
11.10.3 单位面积贯入阻力的结果计算以及凝结时间的确定应符合下列规定。¶
11.10.3.1 单位面积贯入阻力应按下式计算： $$f _ {\mathrm{PR}} = \frac {P}{A}\tag{11.10.3-1} $$
式中 \(f_{PR}\) ——单位面积贯入阻力(MPa)，精确至0.1MPa；
\(P\)——贯入压力(N);
\(A\)——测针面积 \((\mathrm{mm}^{2})\) ；
11.10.3.2 凝结时间应按式(11.10.3-2)通过线性回归方法确定,求得当单位面积贯入阻力为3.5MPa时对应的时间为初凝时间,单位面积贯入阻力为28MPa时对应的时间为终凝时间; $$\ln (t) = A + B \ln (f _ {\mathrm{PR}})\tag{11.10.3-2} $$
式中 t —— 时间 (min);
A、B——线性回归系数；
\(f_{PR}\) ——贯入阻力(MPa)；
11.10.3.3 凝结时间也可用绘图拟合方法确定,以单位面积贯入阻力为纵坐标,测试时间为横坐标,绘制出单位面积贯入阻力与测试时间之间的关系曲线,以3.5MPa和28MPa绘制两条平行于横坐标的直线,与曲线相交的两个交点的横坐标分别为混凝土拌合物的初凝和终凝时间。 11.10.3.4 用三个试样的初凝和终凝时间的算术平均值作为此次试验的初凝和终凝时间,三个测值的最大值或最小值与中间值之差超过中间值的 \(10\%\) 时,应以中间值为试验结果;最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的 \(10\%\) 时,此次试验应判定无效。 11.10.3.5 凝结时间应精确至 \(5 \mathrm{~min}\) 。
11.11 泌水性试验¶
11.11.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 容积为 5L 的带盖容量筒；
(2) 振动台符合现行行业标准《混凝土试验用振动台》(JG/T 245) 的规定；
(3)捣棒应符合现行行业标准《混凝土坍落度仪》(JG/T 248)的规定；
(4) 电子天平最小分度值不大于 \(1 \mathrm{~g}\) ;
(5) 容积为 100ml、最小刻度为 1ml 的带盖量筒。
11.11.2 试验步骤应满足下列要求。¶
11.11.2.1 容量筒内壁应润湿,称量空筒质量。 11.11.2.2 混凝土拌合物装入容量筒,插捣或振实后拌合物表面应低于筒口(30±3)mm,用抹刀抹平,并应符合下列规定:(1) 混凝土拌合物坍落度不大于 \(90 \mathrm{~mm}\) 时用振动台振实, 将混凝土拌合物一次装入容量筒中, 振动持续到表面出浆为止, 避免过振; (2) 混凝土拌合物坍落度大于 90mm 时用人工插捣, 将混凝土拌合物分两层装入筒内, 每装一层后, 用捣棒在全部面积上, 沿螺旋线由边缘向中心均匀插捣 25 次, 插捣底层时, 捣棒穿透整个深度; 插捣第二层时, 捣棒穿透本层插入下层表面; 每捣完一层后用橡皮锤沿容量筒外壁轻敲 (5\~10) 次, 直至拌合物表面插捣孔消失且不见大气泡为止;
(3) 自密实混凝土一次性填满, 不进行振动或插捣。
11.11.2.3 将筒外壁和边缘擦净,称量容量筒与试样的总质量,盖好筒盖并开始计时。 11.11.2.4 在吸取混凝土表面泌水过程中,容量筒保持水平,不受振动,除吸水操作外始终盖好盖子,室温保持在 \((20\pm2)\) ℃。 11.11.2.5 在计时开始 1h 内, 每隔 10min 吸取一次试样表面泌水, 1h 后, 每隔 30min 吸水一次, 直至混凝土表面不再泌水时为止。 11.11.2.6 在每次吸水前 2min, 将一片 \((35 \pm 5)\) mm 厚的垫块垫于筒底一侧, 使筒倾斜, 吸完后需将筒平稳复原盖好, 吸出的水, 注入带盖量筒内, 记录每次的吸水量并计算累计水量, 精确至 1ml。
11.11.3 混凝土拌合物泌水试验结果计算及确定应满足下列要求：¶
(1)单位面积混凝土拌合物泌水量按式(11.11.3-1)计算,精确至0.01ml/mm²;泌水量取三个试样测值的平均值,三个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的15%时,取中间值为试验结果;最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%时,重新试验;
式中 \(B_{a}\) ——单位面积混凝土拌合物泌水量 \((\mathrm{ml}/\mathrm{mm}^{2})\) ;
\(V\)——累计的泌水量(ml);
\(A\)——试样外露的表面面积 \((\mathrm{mm}^{2})\) ;
(2) 混凝土拌合物泌水率按式(11.11.3-2)和式(11.11.3-3)计算,精确至 \(1\%\) ; 泌水率取三个试样测值的平均值,三个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的 \(15\%\) 时,取中间值为试验结果;最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的 \(15\%\) 时,重新试验;
11 混凝土拌合物
式中 B —— 泌水率；
\(V_{w}\) ——泌水总量(ml);
\(W\)——混凝土拌合物拌合用水量(ml);
\(m_{T}\) ——混凝土拌合物总质量(g);
\(m\)——试样质量(g);
\(m_{2}\) ——试样筒及试样总质量(g);
\(m_{1}\) ——试样筒质量(g)；
11.12 压力泌水性试验¶
11.12.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 压力泌水仪缸体内径 \((125 \pm 0.02)\) mm, 内高 \((200 \pm 0.2)\) mm, 工作活塞公称直径为 125 mm; 网筛孔径为 0.315 mm, 如图 11.12.1 所示;
图 11.12.1 压力泌水仪
1-压力表；2-工作活塞；3-缸体；4-筛网
(2)捣棒符合现行行业标准《混凝土坍落度仪》(JG/T 248)的规定；
(3)200ml 量筒；
(4)150ml 烧杯。
11.12.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 将混凝土拌合物分两层装入缸体内, 用捣棒在全部面积上, 沿螺旋线由边缘向中心均匀插捣 25 次, 第一层插捣时, 捣棒贯穿整个深度; 插捣第二层时, 捣棒穿透本层插入下层表面, 每捣完一层后用橡皮锤沿容量筒外壁轻敲 (5\~10) 次, 进行振实, 直至拌合物表面插捣孔消失且不见大气泡为止; 自密实混凝土一次性填满, 不进行振动和插捣;
(2)用抹刀将顶面轻轻抹平,试样表面低于缸体筒口 \((30\pm2)\) mm;
(3) 压力泌水仪安装完毕, 在 15s 内给混凝土试样加压至 3.2MPa, 在 2s 内打开泌水管阀门, 同时开始计时, 并保证恒压, 泌出的水接入量筒内, 读取泌水量, 精确至 1ml;
(4) 加压至 10s 时读取泌水量 \(V_{10}\) ，加压至 140s 后读取泌水量 \(V_{140}\)
11.12.3 压力泌水率应按式(11.12.3)计算,精确至1%。¶
$$B_{\mathrm{v}} = \frac{V_{10}}{V_{140}}\times 100\%\tag{11.12.3}
$$ 式中 \(B_{v}\) ——压力泌水率；
\(V_{10}\) ——加压至10s时的泌水量(ml);
\(V_{140}\) ——加压至140s时的泌水量(ml)；
11.13 表观密度试验¶
11.13.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 容量筒为金属制成的圆筒, 两旁装有提手; 对骨料最大粒径不大于 \(40 \mathrm{~mm}\) 的拌合物采用容积不小于 \(5 \mathrm{~L}\) 的容量筒, 筒壁厚不小于 \(3 \mathrm{~mm}\) ; 骨料最大粒径大于 \(40 \mathrm{~mm}\) 时, 容量筒的内径与内高均大于骨料最大粒径的 4 倍; 容量筒上缘和内壁光滑平整, 顶面与底面平行并与圆柱体轴垂直; (2) 电子天平最小分度值不大于 \(10 \, g\) ;
(3) 振动台符合现行行业标准《混凝土试验用振动台》(JG/T 245) 的规定；
(4) 捣棒符合现行行业标准《混凝土坍落度仪》(JG/T 248) 的规定。
11.13.2 试验步骤应符合下列规定。¶
11.13.2.1 容量筒的容积应按第6.5.5条的规定测定。 11.13.2.2 容量筒内外应用湿布擦干净,称出容量筒质量。 11.13.2.3 混凝土拌合物的装料及捣实方法应根据拌合物的稠度而定,并应满足下列要求:(1) 坍落度不大于 90mm 时, 用振动台振实, 振动台振实时, 一次性将混凝土拌合物装填到高出容量筒口, 装料时用捣棒稍加插捣, 振动过程中混凝土低于筒口时添加混凝土, 振动直至表面出浆为止; (2)坍落度大于90mm时,用捣棒插捣密实,插捣时,根据容量筒的大小决定分层与插捣次数,用5L容量筒时,混凝土拌合物分两层装入,每层的插捣次数为25次;用大于5L的容量筒时,每层混凝土的高度不大于100mm,每层插捣次数按每10000mm \(^{2}\) 截面不小于12次计算;各次插捣由边缘向中心均匀地插捣,插捣底层时捣棒贯穿整个深度,插捣第二层时,捣棒插透本层至下一层的表面;每一层捣完后用橡皮锤轻轻沿容器外壁敲打(5\~10)次,直至拌合物表面插捣孔消失且不见大气泡为止;
(3) 自密实混凝土一次性填满, 不进行振动和插捣。
11.13.2.4 筒口多余的混凝土拌合物应刮去,表面有凹陷应填平,将容量筒外壁擦净,称出混凝土试样与容量筒总质量,精确至10g。11 混凝土拌合物
11.13.3 混凝土拌合物表观密度应按式(11.13.3)计算,精确至 \(10kg/m^{3}\) 。¶
式中 \(\rho\) ——混凝土拌合物表观密度( \(kg/m^{3}\) );
\(m_{2}\) ——容量筒和试样总质量(kg);
\(m_{1}\) ——容量筒质量(kg);
\(V\)——容量筒容积(L)；
11.14 含气量测定¶
11.14.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 含气量仪符合现行行业标准《混凝土含气量测定仪》(JG/T 246) 的规定；
(2) 电子天平最小分度值不大于 \(10 \, g\) ;
(3) 振动台符合现行行业标准《混凝土试验室用振动台》(JG/T 245) 的规定；
(4)捣棒符合现行行业标准《混凝土坍落度仪》(JG/T 248)的规定。
11.14.2 在进行拌合物含气量测定之前,应按下列步骤测定骨料的含气量:¶
(1) 按下列公式计算粗、细骨料质量：
式中 \(W_{s}\) ——混凝土拌合物试样中细骨料质量(kg);
\(V\)——含气量测定仪容器容积(L);
\(G_{s}\) ——混凝土配合比中每立方米混凝土的细骨料用量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\) ;
\(W_{g}\) ——混凝土拌合物试样中粗骨料质量(kg);
\(G_{g}\) ——混凝土配合比中每立方米混凝土的粗骨料用量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\) ;
(2) 向含气量测定仪容器中注入 \(\frac{1}{3}\) 高度的水, 将称好的粗、细骨料拌匀, 倒入容器内并搅拌, 水面每升高 25mm 左右用捣棒轻轻插捣 10 下, 加料过程中保持水面高出骨料顶面; 骨料全部加入后, 浸泡约 5min, 并用橡皮锤轻敲容器外壁, 排除气泡, 然后除去水面泡沫, 加水至满, 擦净容器, 加盖拧紧螺栓, 保持密封不透气;
(3) 关闭操作阀和排气阀, 打开排水阀和进水阀, 通过进水阀向容器内注入水; 当排水阀流出的水流无气泡时, 在注水的状态下, 同时关闭进水阀和排水阀;
(4) 关闭排气阀, 向气室内打气, 使气室内压力略大于 0.1 MPa, 通过打开排气阀调压至 0.1 MPa, 同时关闭排气阀;
(5) 打开操作阀, 使气室内的压缩空气进入容器, 压力表显示值稳定后记录压力值;
(6) 开启排气阀, 压力表显示值归零;
(7) 根据含气量与压力值之间的关系曲线确定压力值对应的骨料含气量, 精确至 0.1%;
(8) 混凝土骨料含气量以两次测量结果的平均值作为试验结果, 两次测量结果相差大于 0.5% 时, 重新试验。
11.14.3 混凝土拌合物含气量的测定步骤应符合下列规定。¶
11.14.3.1 含气量测定仪内壁和盖的内表面应用湿布擦净,然后装入混凝土拌合物。 11.14.3.2 混凝土拌合物的装料及捣实方法应根据拌合物的稠度确定,并满足下列要求:(1) 坍落度不大于 90mm 时, 用振动台振实, 振动台振实时, 一次性将混凝土拌合物装填到高出容器口, 振动过程中混凝土低于容器口时添加混凝土, 振动直至表面出浆为止, 避免过振; (2) 坍落度大于 90mm 时, 用捣棒插捣密实, 插捣时, 混凝土拌合物分三层装入, 每层捣实后高度约为 \(\frac{1}{3}\) 容器高度, 每层装料后由边缘向中心均匀地插捣 25 次, 捣棒插透本层至下一层的表面, 每一层捣完后用橡皮锤沿容器外壁敲击 (5\~10) 次, 直至拌合物表面插捣孔消失;
(3) 自密实混凝土一次性填满, 不进行振动和插捣。
11.14.3.3 用刮尺刮平表面,有凹陷时应填平抹光。 11.14.3.4 擦净容器口及边缘,加盖并拧紧螺栓,应保持密封不透气。 11.14.3.5 混凝土拌合物的未校正含气量应按第11.14.2条中第(3)\~(6)项的操作步骤测得,精确至0.1%。 11.14.3.6 混凝土拌合物的未校正含气量应以两次测量结果的平均值作为试验结果，两次测量结果相差大于 \(0.5\%\) 时，应重新进行试验。
11.14.4 混凝土拌合物含气量应按式(11.14.4)计算,精确至0.1%。¶
$$ A = A _ {0} - A _ {\mathrm{g}}\tag{11.14.4} $$ 式中 A——混凝土拌合物含气量(%)；
\(A_{0}\) ——仪器测定的含气量(%)；
\(A_{g}\) ——骨料的含气量(%)；
11.14.5 含气量测定仪的标定和率定应满足下列要求：¶
(1) 擦净容器, 将含气量测定仪全部安装好, 测定含气量测定仪总质量, 精确至 10g; (2) 向容器内注水至上沿, 然后加盖并拧紧螺栓, 保持密封不透气; 关闭操作阀和排气阀, 打开排水阀和加水阀, 通过加水阀向容器内注水, 当排水阀流出的水流中不出现气泡时, 在继续注水的状态下, 关闭加水阀和排水阀; 擦净含气量测定仪, 测定总质量, 精确至 \(10 \mathrm{~g}\) ;
(3) 含气量测定仪容积按式(11.14.5)计算, 精确至0.01L:
$$
V = \frac {G _ {2} - G _ {1}}{\rho_ {\mathrm{w}}}\tag{11.14.5} $$
式中 V —— 含气量测定仪容积(L);
\(G_{2}\) ——含气量测定仪和水总重量(kg);
\(G_{1}\) ——含气量测定仪总重量(kg);
11 混凝土拌合物 \(\rho_{w}\) ——水的密度(kg/L)，取1.00kg/L；
(4) 关闭排气阀, 向气室内打气, 加压至大于 0.1 MPa, 且压力表显示值稳定, 打开排气阀调压至 0.1 MPa, 同时关闭排气阀;
(5) 开启操作阀, 使气室内压缩空气进入容器, 压力表显示值稳定后测得压力值为含气量为 0 时对应的压力值;
(6) 开启排气阀, 压力表显示值归零, 关闭操作阀、排水阀、排气阀, 开启加水阀, 借助标定管在注水阀口用量筒接水, 用气泵缓缓地向气室内打气, 当排出的水是含气量测定仪容积的 \(1\%\) 时, 按上述两项的操作步骤测得含气量为 \(1\%\) 时的压力值;
(7) 继续测取含气量分别为 2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10% 时的压力值；
(8) 含气量分别为 0、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10% 的试验均进行两次，以两次压力值的平均值作为测量结果；
(9) 绘制含气量与压力值之间的关系曲线。
11.15 均匀性试验¶
11.15.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)砂浆容量筒壁厚不小于2mm,容积为1L;
(2) 电子天平最小分度值不大于 \(1 \mathrm{~g}\) ;
(3) 振动台符合现行行业标准《混凝土试验用振动台》(JG/T 245) 的规定；
(4)捣棒符合现行行业标准《混凝土坍落度仪》(JG/T 248)的规定；
(5)坍落度试验用设备符合第11.3.1条的规定；
(6)扩展度试验用设备符合第11.4.1条的规定；
(7) 维勃稠度试验用设备符合第 11.5.1 条的规定；
(8) 公称直径为 5mm 的金属方孔筛。
11.15.2 砂浆密度法测定混凝土均匀性试验应满足下列要求：¶
(1)从搅拌机口分别取最新出机和最后出机的混凝土试样各一份,每份试样量不少于5L;
(2) 试验筛固定在托盘上, 分别将所取的混凝土试样倒入筛中, 筛出两份砂浆, 按第10.4节的规定分别测定砂浆的表观密度;
(3) 混凝土砂浆密度偏差率按式(11.15.2)计算, 精确至0.1%。
式中 \(DR_{p}\) ——混凝土砂浆密度偏差率；
\(\Delta\rho_{m}\) ——先后出机取样混凝土砂浆拌合物表观密度的差值 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\) ;
\(\rho_{max}\) ——先后出机取样混凝土砂浆拌合物表观密度的大值 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3})\) ；
11.15.3 混凝土稠度法测定混凝土均匀性试验应满足下列要求：¶
(1)从搅拌机口分别取最新出机和最后出机的混凝土试样各一份,每份试样量不少于10L;
(2) 按第11.3节、第11.4节、第11.5节的规定测出最新出机和最后出机的两份混凝土拌合物试样的坍落度、扩展度、维勃稠度；
(3) 按下列公式计算混凝土拌合物试样的坍落度、扩展度、维勃稠度差值：
式中 \(\Delta H\) ——混凝土拌合物坍落度的差值(mm)，精确至1mm；
\(H_{1}\) ——先出机取样混凝土拌合物坍落度值(mm);
\(H_{2}\) ——后出机取样混凝土拌合物坍落度值(mm);
\(\Delta L\) ——混凝土拌合物扩展度的差值(mm)，精确至1mm；
\(L_{1}\) ——先出机取样混凝土拌合物扩展度值(mm);
\(L_{2}\) ——后出机取样混凝土拌合物扩展度值(mm);
\(\Delta t_{v}\) ——混凝土拌合物维勃稠度的差值(s)，精确至1s；
\(t_{v1}\) ——先出机取样混凝土拌合物坍落度值(s);
\(t_{v2}\) ——后出机取样混凝土拌合物坍落度值(s)；
11.15.4 混凝土拌合物的搅拌均匀性可采用先后出机取样的混凝土拌合物砂浆密度偏差率、坍落度差值、扩展度差值或维勃稠度差值作为评定依据。¶
11.16 抗离析性能试验¶
11.16.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 天平最小分度值不大于 \(1 \, g\) ;
(2) 公称直径为 5.00mm 的金属方孔试验筛；
(3) 盛料器由钢或不锈钢制成, 内径为 208mm, 上节高 60mm, 下节带底净高为 234mm, 在上、下层连接处加宽 (3\~5) mm, 并设有橡皮圈, 如图 11.16.1 所示。
图 11.16.1 盛料器性状和尺寸(尺寸单位:mm)
11 混凝土拌合物
11.16.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 取 \((10 \pm 0.5)\) L 混凝土拌合物盛满盛料器, 放置在水平位置, 加盖静置 \((15 \pm 0.5)\) min;
(2) 方孔筛固定在托盘上, 用小铲辅助将盛料器上节混凝土完全移出, 倒入方孔筛, 下节筒中混凝土表面与下节筒上沿齐平, 称量倒入试验筛中的混凝土质量, 精确至 \(1 \mathrm{~g}\) ;
(3)倒入方孔筛中的混凝土静置 \((120\pm5)\) s后,称量通过筛孔流到托盘上的浆体质量,精确至1g。
11.16.3 混凝土拌合物离析率应按式(11.16.3)计算,精确至0.1%。¶
$$SR = \frac{m_m}{m_c}\times 100\%\tag{11.16.3}
$$ 式中 SR——混凝土拌合物离析率；
\(m_{m}\) ——通过方孔筛的砂浆质量(g);
\(m_{c}\) ——倒入方孔筛混凝土的质量(g)；
11.17 混凝土拌合物温度测试¶
11.17.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 试验容器容量不小于 10L, 容器尺寸大于骨料最大公称粒径的 3 倍; (2) 温度测试仪测温范围为 \((0 \sim 80)^{\circ} \mathrm{C}\) , 精度不小于 \(0.1^{\circ} \mathrm{C}\) ;
(3) 振动台符合现行行业标准《混凝土试验用振动台》(JG/T 245) 的规定。
11.17.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 容器内部湿润无明水； (2)一次性将混凝土拌合物装填至高出容器筒口,装填时用捣棒稍加插捣后采用振动台振实,振动过程中,拌合物低于筒口时,随时添加,振动直至表面出浆为止;自密实混凝土一次性填满,且不进行振动和插捣,将拌合物表面沿筒口刮平;
(3) 自搅拌加水开始计时, 静置 20min 后放置温度传感器;
(4) 温度传感器整体插入拌合物中的深度、传感器各方向的拌合物的厚度不小于骨料最大公称粒径, 按压传感器附近的表层混凝土填补放置传感器时混凝土中留下的空隙;
(5) 温度传感器在拌合物中埋置 \((3 \sim 5) \mathrm{~min}\) 后读取并记录温度测试仪的读数, 精确至 \(0.1^{\circ} \mathrm{C}\) , 读数时不能将传感器从拌合物中拔出。
11.17.3 工程要求调整静置时间时,应按实际静置时间测定混凝土拌合物的温度。¶
11.17.4 施工现场测试混凝土拌合物温度时,可将混凝土拌合物装入试验容器中,用捣棒插捣密实后,按第11.17.2条中第(4)项和第(5)项的操作步骤测定混凝土拌合物的温度。¶
11.18 试件的制作和养护¶
11.18.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)试模符合现行行业标准《混凝土试模》(JG 237)的规定； (2) 振动台符合现行行业标准《混凝土试验用振动台》(JG/T 245) 中技术要求的规定；
(3) 插入式振捣棒直径为 25mm;
(4)钢制捣棒符合现行行业标准《混凝土坍落度仪》(JG/T 248)的规定；
(5) 混凝土标准养护室温度为 \((20 \pm 2) ^{\circ} \mathrm{C}\) , 相对湿度在 \(95 \%\) 以上;
(6) 混凝土养护池水温为 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 的不流动的 \(\mathrm{Ca(OH)}_{2}\) 饱和溶液。
11.18.2 试验条件应满足下列要求：¶
(1) 取样或拌制好的拌合物在较短的时间内制作试件, 不超过 15min; (2)根据拌合物的稠度确定混凝土成型方法,当稠度不大于90mm时采用振动台、振动棒振实;稠度大于90mm时采用人工捣实;检验现浇混凝土或预制构件的混凝土试件制作方法与实际采用的方法相同,对于用离心法、压浆法、真空作业法和喷射法等特殊方法成型的混凝土,按相应的规定制作试件;
(3) 混凝土骨料最大料径不大于试件最小边长的 \(\frac{1}{3}\) 。
11.18.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 在制作试件前, 检查试模, 拧紧螺栓并清刷干净, 在其内表面涂上一薄层矿物油脂或其他不与混凝土发生反应的脱模剂; (2)采用振动台振实试件时,将混凝土拌合物一次装入试模,装料时用抹刀沿各试模壁插捣,拌合物高出试模口,试模附着或固定在振动台上,振动时防止在振动台上自由跳动,振动持续到表面出浆为止,避免过振;
(3)采用振捣棒成型时,将混凝土拌合物一次装入试模,装料时用抹刀沿各试模壁插捣,拌合物高出试模口,振捣棒插入试模时,振捣棒距试模底板(10\~20)mm且不触及试模底板,振动持续到表面出浆为止,避免过振,一般振捣时间为20s,振捣棒拔出时要缓慢,拔出后无孔洞;
(4)采用人工插捣成型时,混凝土拌合物分两层装入试模,每层的装料厚度大致相等,插捣时按螺旋方向从边缘向中心均匀进行,插捣底层时,捣棒达到试模底面;插捣上层时,捣棒贯穿上层后插入下层深度(20\~30)mm,插捣时捣棒保持垂直,并用抹刀沿试模内壁插入数次;每层的插捣次数视试件的截面积而定,每100mm×100mm面积插捣12次,插捣后用橡皮锤轻轻敲击试模四周,直至捣棒留下的空洞消失;对于引气混凝土,在测定含气量合格后成型;
(5) 振捣完毕后, 刮除试模顶部多余的混凝土时, 其顶面稍高出试模顶面, 待混凝土临近初凝时, 用抹刀抹平, 并用不透水的薄膜覆盖表面。
11.18.4 根据试验目的,试件应采用标准养护或构件同条件养护,抗冻试件应在标准养护池中养护,并应满足下列要求:¶
(1)采用标准养护的试件在温度为 \((20\pm5)\) ℃、湿度为50%以上的环境下至少放置一昼夜,但不超过两昼夜,编号拆模后立即移入标准养护室或标准养护池中养护;在标准养护室内,试件放在架子上,彼此间隔为 \((10\sim20)\) mm,并避免被水直接冲淋; (2)采用同条件养护的试件拆模时间与实际构件的拆模时间相同,拆模后,试件仍需保持同条件养护;
(3)采用自然放置并晾干的试件放置在干燥通风的室内,每块试件之间至少留有
11 混凝土拌合物 (10\~20)mm 的间隙。
11.18.5 标准养护龄期应为从搅拌加水开始计时 28d。¶
11.19 真空脱水率测定¶
11.19.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 真空脱水率测定仪器设备配备真空吸盘固定架； (2) 抗压强度采用 \(150 \, mm \times 150 \, mm \times 150 \, mm\) 立方体标准试模配备的真空吸盘固定架如图 11.19.1-1 所示；
图11.19.1-1 真空吸盘固定架
1-试模；2-吸盘固定架；3-吸盘
(3)真空吸盘采用硬吸垫,大小与试模尺寸相配,真空吸盘由尼龙布,两层塑料网格,薄镀锌铁板分别作为过滤层,骨架层和密封层,并在密封层上装吸水嘴,如图11.19.1-2所示,吸盘四周设橡胶封圈;
图 11.19.1-2 真空吸盘(尺寸单位:mm)
1-橡胶封圈；2-吸水嘴；3-骨架层；4-过滤层；5-封圈；6-密封层
(4) 振动台、捣棒, 养护室符合第 11.18 节的有关规定;
(5)试模尺寸为 \(150\mathrm{mm}\times 150\mathrm{mm}\times 150\mathrm{mm}\) 时，采用500L容量的真空集水瓶；
(6)采用适宜直径的耐压橡胶管、工业氧气管或乙炔管作为真空橡胶管；
(7)采用抽气速率为28L/s的符合国家标准的真空脱水机组。
11.19.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 混凝土拌和、成型符合第 11.2 节和第 11.18 节的有关规定； (2)试件成型后,立即在表面覆盖真空吸盘,固定吸盘后,用少量水泥浆封闭吸盘四周,用耐压橡胶管连接吸盘吸水嘴和真空集水瓶及真空脱水机组,如图11.19.2所示,开机脱水处理;
图11.19.2 混凝土脱水系统连接图
1-真空脱水机组；2-连通器；3-集水瓶；4-试件
(3)对于抗渗试件,以试模的上口尺寸制作一副模托,将试模的上口翻转朝下成型试件,真空脱水在试件的下口面进行;进行抗渗试验时保持抗渗水压作用于真空处理面;对于抗碳化试件,在试件成型的上表面进行脱水处理,在进行碳化试验之前,用熔化石腊将试件的其他五个表面封闭;
(4)试件断面尺寸为 \(100\mathrm{mm}\times 100\mathrm{mm}\) 时，脱水时间为 \((10\sim 15)\mathrm{min}\) ，断面尺寸为 \(150\mathrm{mm}\times 150\mathrm{mm}\) 时，脱水时间为 \((15\sim 20)\mathrm{min}\) ，抗渗试件脱水时间为 \((20\sim 25)\mathrm{min}\) ，真空度控制为 \(0.08\mathrm{MPa}\) ；
(5)脱水结束时,先掀开吸盘的一角,将管路中水分全部抽至集水瓶中,然后切断集水瓶与脱水泵之间的连接管路再关机,防止脱水泵中冷却水回冲到集水瓶中;
(6)根据需要,试件脱水处理后,用湿布覆盖,并在 \((20\pm5)\) ℃的室内静置24h,拆模编号;
(7)试件养护符合第11.18.4条的规定；
(8) 将脱出的水分集于真空瓶中, 然后倒入量筒中计量试件脱出水量, 准确至 \(1.0 \mathrm{ml}\) 。
11.19.3 脱水率试验结果应按式(11.19.3)计算, 结果精确至 \(0.1 \%\) ; 取三个试件测值的平均值为该组试件脱水率的试验结果, 当单个试件的测值与中间值之差超过中间值的 \(\pm 15 \%\) 时, 取中间值作为试验结果; 当有两个试件的测值与中间值之差均超过中间值的 \(\pm 15 \%\) 时, 该组试件作废。¶
11 混凝土拌合物 $$
Q = \frac {\Delta W \times \rho_ {w}}{\frac {3 . 3 7 5 W}{1 0 0 0 \rho_ {w}}} \times 1 0 0\tag{11.19.3} $$
式中 Q ——脱水率；
\(\Delta W\) ——试件脱出水量(ml);
\(\rho_{w}\) ——水的密度(g/ml)，取1.00；
\(W\)——每方混凝土的拌和用水量(kg)；
11.20 自密实混凝土拌合物试验方法¶
11.20.1 L型仪试验应符合下列规定。¶
11.20.1.1 仪器设备应满足下列要求：(1) L型仪由硬质不吸水材料制成, 由前槽和后槽组成, 前槽和后槽之间有一活动门隔开, 活动门前设一垂直钢筋栅, 钢筋栅由3根或2根长为 \(150 \mathrm{~mm}\) 的 \(\phi 12\) 光圆钢筋组成, 钢筋净间距为 \(40 \mathrm{~mm}\) 或 \(60 \mathrm{~mm}\) , 具体外形尺寸见图11.20.1-1;
图 11.20.1-1 I. 型仪结构图(尺寸单位:mm)
(2)采用铲刀、抹刀、秒表等。
11.20.1.2 试验步骤应满足下列要求：(1) 将仪器水平放在地面上, 保证活动门可以自由地开关; (2) 润湿仪器内表面且无明水；
(3) 用混凝土将仪器前槽填满；
(4) 静置 1min 后, 迅速提起活动门使混凝土拌合物流进水平部分, 见图 11.20.1-2;
图 11.20.1-2 I. 型仪试验示意图(尺寸单位:mm)
(5) 混凝土拌合物停止流动时, 分别测量混凝土流出端高度和流动末端高度, 精确至 1 mm;
(6) 整个试验在 5min 内完成。
11.20.1.3 混凝土 L 型仪流动高度比值应按式(11.20.1)计算,精确至 0.1。 $$D = \frac {H _ {2}}{H _ {1}}\tag{11.20.1} $$
式中 D——混凝土 L 型仪流动高度比值；
\(H_{2}\) ——混凝土流动末端高度(mm);
\(H_{1}\) ——混凝土流出端高度(mm)；
11.20.2 U型仪试验应符合下列规定。¶
11.20.2.1 仪器设备应满足下列要求：(1) U 型仪为由硬质透明不吸水材料制成的槽子, 槽子中央有一隔板, 将槽子分成等容积的前槽和后槽, 隔板下开一间隙, 间隙尺寸为 \(60 \mathrm{~mm}\) , 隔板处设有闸板, 抽出闸板可以使前槽和后槽相连通, 在 U 型仪中央隔板后槽一侧设置垂直钢筋栅, 钢筋栅由直径为 \(12 \mathrm{~mm}\) 的光圆钢筋组成, 钢筋净间距为 \(40 \mathrm{~mm}\) 或 \(60 \mathrm{~mm}\) , 具体尺寸见图 11.20.2;
图 11.20.2 U 型仪结构图(尺寸单位:mm)
11 混凝土拌合物 (2)采用铲刀、抹刀、秒表等。
11.20.2.2 试验步骤应满足下列要求：(1) 将仪器水平放在地面上, 保证活动门自由开关; (2) 润湿仪器内表面且无明水；
(3)用混凝土将仪器前槽部分填满；
(4) 静置 1min, 提起闸板使混凝土流进后槽;
(5) 整个试验在 5min 内完成。
11.20.2.3 试验结果应满足下列要求：(1) 当混凝土停止流动时, 测量前后槽混凝土高度;(2) 填充高度差按式(11.20.2)计算, 精确至 1mm;
式中 \(\Delta h\) —— 填充高度差(mm);
\(h_{1}\) ——前槽混凝土高度(mm);
\(h_{2}\) ——后槽混凝土高度(mm)；
11.20.3 拌合物稳定性跳桌试验应符合下列规定。¶
11.20.3.1 仪器设备应满足下列要求：(1) 拌合物稳定性检测筒由硬质、光滑、平整的金属板制成, 内径为 \(115 \mathrm{~mm}\) , 外径为 \(135 \mathrm{~mm}\) , 分 3 节, 每节高度均为 \(100 \mathrm{~mm}\) , 并用活动扣件固定, 见图 11.20.3; (2) 振幅为 \((25 \pm 2)\) mm 的跳桌；
(3)采用抹刀、5mm方孔筛、台秤、天平、海绵、料斗。
图 11.20.3 稳定性检测简立面图(尺寸单位:mm)
11.20.3.2 试验步骤应满足下列要求：(1) 将混凝土拌合物用料斗装入稳定性检测筒内, 平至料斗口, 垂直移走料斗, 静置 \(1 \mathrm{~min}\) , 用抹刀将多余的拌合物除去并抹平, 不允许压抹; (2) 将稳定性检测筒放置在跳桌上, 每秒钟转动一次摇柄, 使跳桌跳动 25 次;
(3) 分节拆除稳定性检测筒,并将每节筒内拌合物装入孔径为 \(5 \mathrm{~mm}\) 的方孔筛中,用清水冲洗拌合物,筛除浆体和细骨料,将剩余的粗骨料用海绵拭干表面的水分,称其质量,精确到 \(1 \mathrm{~g}\) ,分别得到上、中、下三段拌合物中粗骨料的湿重。
11.20.3.3 粗骨料振动离析率应按式(11.20.3)计算,精确至0.1%。 $$f _ {m} = (m _ {3} - m _ {1}) / m _ {0} \times 100\tag{11.20.3} $$
式中 \(f_{m}\) ——粗骨料振动离析率；
\(m_{3}\) ——下段混凝土拌合物中湿骨料的质量(g);
\(m_{1}\) ——上段混凝土拌合物中湿骨料的质量(g);
\(m_{0}\) ——三段混凝土拌合物中湿骨料质量的平均值(g)；
11.21 水下不分散混凝土拌合物性能测定¶
11.21.1 水下不分散混凝土拌合物的制备除应按第11.2节的有关规定进行外,搅拌时应搅拌(2\~3)min后停止30s,再搅拌(2\~3)min,反复(3\~5)次,将混凝土搅拌均匀。¶
11.21.2 水下不分散混凝土坍落扩展度、30min 坍落扩展度损失试验应按第 11.4 节的有关规定进行。¶
11.21.3 水下不分散混凝土强度试件的成型与养护应符合下列规定。¶
11.21.3.1 仪器设备应满足下列要求：(1) 边长为 \(150 \, mm \times 150 \, mm \times 150 \, mm\) 的立方体试模； (2) 水箱高度能保证试验过程中试模顶部以上水深 150mm, 长、宽尺寸根据试验需要确定。
11.21.3.2 试验步骤应满足下列要求：(1) 将水下成型用的试模置于水箱中, 将水加至该试模顶面以上 \(150 \, mm\) 处, 水温保持在 \((20 \pm 2)^\circ C\) ; (2)用手铲将水下不分散混凝土拌合物从水面处向水中落下,浇入试模中,每次投料量为试模容积的 \(\frac{1}{10}\) 左右,连续投料至超出试模表面,每个试模的投料时间为(0.5\~1)min,水下浇注方法如图11.21.3所示;
图 11.21.3 水下混凝土浇注方法(尺寸单位:mm)
11 混凝土拌合物 (3) 将试模从水中取出, 静置 \((5 \sim 10)\) min, 用木锤轻敲试模的两个侧面促进排水, 然后将其放回水中;
(4) 超出试模的混凝土在初凝之前用抹刀抹平, 放置 \(2 \mathrm{~d}\) 拆模, 在水中进行标准养护, 每一龄期以 3 个试件为一组;
(5) 在达到预定龄期时, 将试件从水中取出, 进行测试。
11.21.4 水泥流失量测定步骤应满足下列要求：¶
(1) 在高 550mm, 直径 400mm, 壁厚 (1\~2) mm 铁皮桶底部放一容积 1500ml 的广口容器, 桶内装水至高度 500mm, 拌制 2kg 水下不分散混凝土, 从水面自由落下倒入水中的容器内, 使之全部进入水下容器, 静置 5min, 将容器从水中提起, 排掉混凝土上面积留的水, 称其质量, 准确至 0.01g, 重复进行上述操作三次, 取平均值;
(2)水泥流失量按式(11.21.4)计算,精确至0.1%; $$ \Delta M = \frac{m_1 - m_2}{m_1 - m_0} \times 100\%\tag{11.21.4} $$
式中 \(\Delta M\) ——水泥流失量；
\(m_{1}\) ——浸水前混凝土和容器的总重(g);
\(m_{2}\) ——浸水后混凝土和容器的质量(g);
\(m_{0}\) ——容器的质量(g)。
11.21.5 悬浊物含量测定应满足下列要求：¶
(1) 在容积为 1000ml 烧杯中加入 800ml 水, 将 500g 不分散混凝土分成 10 等份, 用手铲将每一份从水面缓慢地自由落下, 该操作在 \((10 \sim 20)\) s 内完成, 将烧杯静置 3min;
(2)用吸管在 \(1 \mathrm{~min}\) 内将烧杯中的水轻轻吸取 \(600 \mathrm{ml}\) 作为试验样品, 不要吸入浇入的混凝土;
(3) 按第 9.3 节的有关规定测定悬浊物含量。
11.21.6 pH 值测定应符合第 9.2 节的有关规定。¶
11.21.7 水下不分散混凝土水陆抗压强度比测定应符合下列规定。¶
11.21.7.1 水下不分散混凝土试件陆上成型应满足下列要求：(1) 将试模置于空气中, 室内温度保持在 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) ; (2)用手铲将拌合物连续浇入试模中,至超出试模表面,每个试模的投料时间约为 \((0.5\sim1)\min\) ;
(3) 超出试模的混凝土在初凝之前用抹刀抹平, 放置 2d 后拆模, 在水中进行标准养护至试验龄期。
11.21.7.2 应按第 12.1 节的规定测定水下不分散混凝土抗压强度值。 11.21.7.3 水陆抗压强度比应为水下成型试件抗压强度与陆上成型试件抗压强度的比值,计算结果精确至1%。
11.22 氯离子含量测定¶
11.22.1 仪器设备、电位—氯离子浓度关系曲线的建立及氯离子浓度允许限值标准溶液电极电位值的测定应符合第6.13.2条的规定。¶
11.22.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 将氯离子选择电极放入以蒸馏水或去离子水配制的 \(0.001 \, mol/L \, NaCl\) 溶液中活化 \(1 \, h\) ;
(2)从混凝土拌合物中取出600g左右砂浆,放入烧杯中,量测温度,插入氯离子选择电极和甘汞电极,测定其电位,并进行温度校正;
(3)从 E-IgC 曲线推算得相应拌合水的氯离子浓度。
11.22.3 试验结果的计算及确定应满足下列要求：¶
(1) 氯离子含量按式(11.22.3)计算：
式中 \(P_{c}\) ——混凝土拌合物中氯离子含量,以胶凝材料质量计;
\(c_{Cl^{-}}\) ——相应拌和水中氯离子浓度(mol/L);
\(\beta\) ——混凝土的水胶比；
(2) 将测得电位值经温度校正后与相应氯离子允许限量标准溶液中电位值相比较, 前者小于后者时, 表明其氯离子含量超过允许值。
11.23 混凝土早期收缩裂缝试验方法¶
11.23.1 混凝土早期抗裂试验应符合下列规定。¶
11.23.1.1 仪器设备应满足下列要求：(1) 混凝土早期抗裂试验装置采用钢制模具如图 11.23.1 所示, 模具四边用槽钢或者角钢焊接而成, 其厚度不小于 \(5 \mathrm{~mm}\) , 模具四边与底板通过螺栓固定在一起; 底板采用不小于 \(5 \mathrm{~mm}\) 厚的钢板, 并在底板表面铺设聚乙烯薄膜或者聚四氟乙烯片做隔离层; 模具内设有 7 根裂缝诱导器, 裂缝诱导器分别用 \(50 \mathrm{~mm} \times 50 \mathrm{~mm}, 40 \mathrm{~mm} \times 40 \mathrm{~mm}\) 角钢与 \(5 \mathrm{~mm} \times 50 \mathrm{~mm}\) 钢板焊接组成, 并平行于模具短边; 模具测试时与试件连在一起;
图 11.23.1 混凝土早期抗裂试验装置示意图(尺寸单位:mm)
1-长侧板；2-短侧板；3-螺栓；4-加强肋；5-裂缝诱导器；6-底板
11 混凝土拌合物 (2)电风扇的风速保证试件表面中心处的风速不小于5m/s;
(3) 干湿温度计温度精度不低于 \(\pm0.5^{\circ}C\) ，相对湿度计精度不低于 \(\pm1\%\) ;
(4) 风速计精度不低于 \(\pm0.5m/s\) ;
(5)刻度放大镜放大倍数不小于40倍,分度值不大于0.01mm;
(6) 手电筒或者其他简易照明装置；
(7) 钢直尺最小刻度为 \(1 \, mm\) 。
11.23.1.2 采用尺寸为 \(800\mathrm{mm} \times 600\mathrm{mm} \times 100\mathrm{mm}\) 的平面薄板型试件, 每批至少应有 2 个试件, 混凝土骨料最大公称粒径不应超过 \(31.5\mathrm{mm}\) 。 11.23.1.3 试验宜在温度为 \((20\pm2)\) ℃，相对湿度为60%±5%的恒温恒湿室中进行。 11.23.1.4 试验步骤应满足下列要求：(1) 将混凝土浇筑至模具内后, 立即将混凝土摊平, 且表面比模具边框略高, 使用平板表面式振捣器或者采用振捣棒插捣, 避免过振和欠振;
(2) 振捣后, 用抹刀整平表面;
(3) 在试件成型 30min 后, 立即调节风扇位置和风速, 使试件表面中心正上方 100mm 处风速为 \((5 \pm 0.5)\) m/s, 并使风向平行于试件表面和裂缝诱导器;
(4)试验时间从混凝土搅拌加水开始计算,在 \((24\pm0.5)\) h测读裂缝;用钢直尺测量裂缝长度,取裂缝两端直线距离为裂缝长度;当一个刀口上有两条裂缝时,可以将两条裂缝的长度相加,折算成一条裂缝;
(5)裂缝宽度采用刻度放大镜进行测量,并测量每条裂缝的最大宽度;
(6) 平均开裂面积、单位面积的裂缝数目和单位面积上的总开裂面积根据混凝土浇筑 24h 时测得的裂缝数据来计算：
11.23.1.5 试验结果计算及确定应满足下列要求：(1) 每条裂缝的平均开裂面积按式(11.23.1-1)计算； $$ a = \frac {1}{2 N _ {i}} \sum_ {i = 1} ^ {N} (W _ {i} \times L _ {i})\tag{11.23.1-1} $$
(2)单位面积的裂缝数目按式(11.23.1-2)计算;
(3)单位面积上的总开裂面积按式(11.23.1-3)计算；
式中 \(W_{i}\) ——第 i 条裂缝的最大宽度(mm)，精确到 0.01 mm；
\(L_{i}\) ——第i条裂缝的长度(mm)，精确到1mm；
\(N\)——总裂缝数目(条);
\(A\)——平板的面积 \((\mathrm{m}^{2})\) ，精确到小数点后两位；
\(s\)——单位面积上的总开裂面积 \(\left(\mathrm{mm}^{2}/\mathrm{m}^{2}\right)\) ，精确到 \(1mm^{2}/m^{2}\) ;
\(a\)——每条裂缝的平均开裂面积 \(\left(\mathrm{mm}^{2}/\text{条}\right)\) ，精确到 \(1\mathrm{mm}^{2}/\text{条}\) ;
\(b\)——单位面积的裂缝数目(条/ \(m^{2}\) ),精确到0.1条/ \(m^{2}\) ;
(4) 每组分别以 2 个或多个试件的平均开裂面积的算术平均值作为该组试件平均开裂面积的测定值。
11.23.2 合成纤维混凝土早期收缩裂缝试验应符合下列规定。¶
11.23.2.1 试验模具应为 \(600 \mathrm{~mm} \times 600 \mathrm{~mm} \times 63 \mathrm{~mm}\) 的平面薄板, 边框用 \(63 \mathrm{~mm} \times 40 \mathrm{~mm} \times 6.3 \mathrm{~mm}\) 的槽钢制作, 边框内应设 \(\phi 6\) 间距 \(60 \mathrm{~mm}\) 的双排栓钉, 栓钉长度分别为 \(50 \mathrm{~mm}\) 和 \(100 \mathrm{~mm}\) , 间隔布置; 底板应采用厚度不小于 \(5 \mathrm{~mm}\) 的钢板或不小于 \(20 \mathrm{~mm}\) 的密度板, 底板上铺聚乙烯薄膜隔离层, 当采用密度板做底模时, 底模下应设木方横肋, 确保浇筑混凝土后底板不变形, 如图 11.23.2 所示。
图 11.23.2 合成纤维混凝土开裂试验模具图(尺寸单位:mm)
11 混凝土拌合物 11.23.2.2 试件的制作应满足下列要求：(1) 按工程采用的配合比配制不掺加合成纤维的基准混凝土试件 1 块；(2) 同时成型同配合比合成纤维混凝土试件 1 块；
(3)试件浇筑、振实、抹平后用塑料薄膜覆盖2h,环境温度为 \((20\pm2)\) ℃。
11.23.2.3 试验步骤应满足下列要求：(1)试件成型2h后取下塑料薄膜,每块试件各用1台电风扇吹试件表面,风向平行试件表面,风速0.5m/s,环境温度(20±2)℃,相对湿度不大于60%,24h后观察裂缝数量、宽度和长度; (2) 裂缝以肉眼可见裂缝为准, 用钢尺测量其长度, 取裂缝两端直线距离为裂缝长度, 当裂缝出现明显弯折时, 以折线长度之和代表裂缝长度;
(3)用刻度放大镜测读裂缝宽度,取裂缝中点附近的宽度代表该裂缝的名义最大宽度。
11.23.2.4 试验结果评定应满足下列要求：(1) 裂缝总面积按式(11.23.2-1)计算： $$ A _ {\mathrm{Cr}} = \sum_ {i = 1} ^ {n} \omega_ {i, \max} \times l _ {i}\tag{11.23.2-1} $$
式中 \(A_{Cr}\) ——试件裂缝的名义总面积( \(mm^{2}\) );
\(\omega_{i,\max}\) ——第i条裂缝名义最大宽度(mm);
\(l_{i}\) ——第 i 条裂缝长度(mm);
(2) 裂缝降低系数按式(11.23.2-2)计算：
式中 \(\eta\) ——裂缝降低系数；
\(A_{mCr}\) ——基准混凝土试件裂缝的名义总面积( \(mm^{2}\) );
\(A_{Cr}\) ——合成纤维混凝土试件裂缝的名义总面积( \(mm^{2}\) );
(3) 合成纤维混凝土的早龄期限裂效能等级按 2 组试验的裂缝降低系数平均值, 按相关规范的规定评定。
11.24 水下预填骨料升浆混凝土成型¶
11.24.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)砂浆搅拌机符合第10.2节的规定；
(2)抗压强度试模尺寸为 \(200\mathrm{mm} \times 200\mathrm{mm} \times 200\mathrm{mm}\) ,符合现行行业标准《混凝土试模》(JG 237)的规定,安装在试模上面的顶盖用钢材制作,厚度能抵抗砂浆的膨胀,顶盖能与试模紧密联接,并采用适当的紧固件将其组装起来,顶盖中心设有可供砂浆灌注管插入用的直径为 \(25\mathrm{mm}\) 的孔,孔的四周留有10余个直径为 \(9\mathrm{mm}\) 左右的小孔;
(3) 抗折强度试模尺寸为 \(150 \, mm \times 150 \, mm \times 550 \, mm\) ，符合现行行业标准《混凝土试模》(JG 237) 的规定，安装在试模上面的顶盖用钢材制作，厚度能抵抗砂浆的膨胀，顶盖能与试模紧密连接，并采用适当的紧固件将其组装起来，顶盖两侧距边缘 \(100 \, mm\) 各设有可供砂浆灌注管插入用的直径为 \(25 \, mm\) 的孔，孔的四周留有 30 余个直径为 \(9 \, mm\) 左右的小孔；
(4)砂浆灌注管为内径为12.4mm,长500mm左右的薄壁管;
(5) 容量约 3L 的漏斗、盛砂浆的容器。
11.24.2 试件成型应满足下列要求：¶
(1)抗压强度试件成型时,在试模中心放置砂浆灌注管之后,将用水充分洗净的粒径不大于50mm的粗骨料填入试模中,粗骨料分两层填充,每层分别用捣棒插捣25次,使之密实,粗骨料填充完成后,将顶盖紧固于试模顶面,然后将粗骨料的空隙中充满水;
(2)抗折强度试件成型时,在试模两端距边缘100mm处放置砂浆灌注管之后,将用水充分洗净的最大粒径不大于50mm的粗骨料填入试模中,粗骨料分两层填充,并按约每 \(1000mm^{2}\) 插捣一次进行插捣,使之密实;
(3)灌浆管上端与漏斗连接在一起,将灌浆管提起10mm左右后,使搅拌好的砂浆流下,在灌注砂浆的同时,用木锤轻轻敲打试模的侧面,以使砂浆切实流淌充满粗骨料空隙,当不与水掺混的砂浆开始从顶面的小孔溢出时,一边继续灌浆,一边慢慢提升灌浆管,直至拆去;
(4) 在灌注砂浆时, 漏斗中的砂浆不能流完, 否则需重新制作;
(5)去除浮浆,压板均匀压平至试模顶面,自灌注混凝土至硬化为止,试模置于水平位置;
(6)砂浆灌注完成后(1\~2)d拆模;
(7)试件拆模后,放在标准养护池中养护,直至规定的试验龄期。
11.24.3 水下预填骨料升浆混凝土试件的抗压强度、抗折强度试验及试验结果确定应符合本规范的相关规定。¶
11.25 混凝土拌合物绝热温升试验¶
11.25.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 绝热温升试验装置符合现行行业标准《混凝土热物理参数测定仪》(JG/T 329) 的规定, 如图 11.25.1 所示;
图 11.25.1 绝热温升试验装置
1-绝热试验箱；2-试样容器；3-混凝土试样；4、6-温度传感器；5-风扇；7-制热器；8-制冷器；9-温度控制记录仪
11 混凝土拌合物 (2) 温度控制记录仪测量范围为 \((0 \sim 100)^{\circ} \mathrm{C}\) , 精度不小于 \(0.05^{\circ} \mathrm{C}\) ;
(3) 试验容器由钢板制成,顶盖具有橡胶密封圈,容器尺寸大于骨料最大公称粒径的3倍;
(4) 捣棒符合现行行业标准《混凝土坍落度仪》(JG/T 248) 的规定。
11.25.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1)试样容器内装入与绝热温升试验试样体积相同的水,水温分别为40℃和60℃左右,在绝热温度跟踪状态下运行72h,试样桶内水的温度变动值不大于±0.05℃,试验时,绝热试验箱内空气的平均温度与试样中心温度的差值保持不大于±0.1℃,超出±0.1℃时,对仪器进行调整,重复试验装置绝热性检验试验,直至满足要求;
(2)试验前24h将试验用原材料放在 \((20\pm2)\) ℃室内,使其温度与室温一致;
(3) 将混凝土拌合物分两层装入试验容器内, 每层捣实后高度约为 \(\frac{1}{2}\) 容器高度, 每层装料后由边缘向中心均匀插捣 25 次, 捣棒插透本层至下一层的表面, 每一层捣完后用橡皮锤沿容器外壁敲击 (5\~10) 次, 直至拌合物表面插捣孔消失, 在容器中心埋入一根测温管, 测温管中盛入少许变压器油, 然后盖上容器上盖, 保持密封;
(4) 将容器放入绝热试验箱体内, 温度传感器装入测温管中, 测得混凝土拌合物的初始温度;
(5) 控制绝热室温度与试样中心温度相差不大于 \(\pm 0.1^{\circ} \mathrm{C}\) , 试验过程中每 \(0.5 \mathrm{~h}\) 记录一次试样中心温度, \(24 \mathrm{~h}\) 后每 \(1 \mathrm{~h}\) 记录一次, \(7 \mathrm{~d}\) 后每 \((3 \sim 6) \mathrm{~h}\) 记录一次, 试验历时 \(7 \mathrm{~d}\) 后结束, 或根据需要确定试验周期;
(6)试样从搅拌、装料到开始测读温度,在30min内完成。
11.25.3 混凝土绝热温升应按下式计算：¶
$$ \theta_ {n} = \alpha \times (\theta_ {n} ^ {\prime} - \theta_ {0})\tag{11.25.3}
$$ 式中 \(\theta_{n}\) —— n 天龄期混凝土的绝热温升值(℃);
\(\alpha\)——设备厂家提供的试验设备绝热温升修正系数,应大于1;
\(\theta_{n}^{\prime}\) ——仪器记录的 n 天龄期混凝土的温度(℃);
\(\theta_{0}\) ——仪器记录的混凝土拌合物的初始温度(℃)；
11.25.4 以龄期为横坐标,温升值为纵坐标绘制绝热温升曲线,应根据混凝土绝热温升曲线查得不同龄期的混凝土绝热温升值。12 混凝土物理力学性能¶
12 混凝土物理力学性能¶
12.1 混凝土立方体抗压强度试验¶
12.1.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 压力试验机除符合现行国家标准《液压式压力试验机》(GB/T 3722) 和《试验机通用技术要求》(GB/T 2611) 中技术要求外, 其测量精度为 \(\pm 1\%\) , 试件破坏荷载大于压力机全量程的 \(20\%\) , 且小于压力机全量程的 \(80\%\) , 具有加荷速度指示装置或加荷速度控制装置, 并能均匀、连续地加荷, 混凝土强度等级大于或等于 C60 时, 试件周围设防崩裂网罩; (2) 承压面的平面度公差为 0.04mm, 表面硬度不小于 55HRC, 硬化层厚度约为 5mm;
(3)钢垫板的平面尺寸不小于试件的承压面积,厚度不小于25mm;机械加工;
(4) 分度值为 1mm 的钢直尺。
12.1.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1)试件从养护地点取出后及时进行试验,将试件表面与上下承压板面擦干净; (2) 将试件安放在试验机的下压板或垫板上, 试件的承压面与成型时的顶面垂直, 试件的中心与试验机下压板中心对准, 开动试验机, 当上压板与试件或钢垫板接近时, 调整球座, 使接触均衡;
(3) 在试验过程中连续、均匀地加荷, 混凝土强度等级小于 C30 时, 加荷速度取 \((0.3 \sim 0.5)\) MPa/s; 混凝土强度等级大于或等于 C30 且小于 C60 时, 取 \((0.5 \sim 0.8)\) MPa/s; 混凝土强度等级不小于 C60 时, 取 \((0.8 \sim 1.0)\) MPa/s;
(4) 当试件接近破坏开始急剧变形时, 停止调整试验机油门, 直至破坏, 然后记录破坏荷载。
12.1.3 结果计算及确定应符合下列规定。¶
12.1.3.1 混凝土立方体抗压强度应按式(12.1.3)计算,精确至0.1MPa。 $$f _ {c e} = \frac {F}{A}\tag{12.1.3} $$
式中 \(f_{ce}\) ——混凝土立方体试件抗压强度(MPa);
\(F\)——试件破坏荷载(N);
\(A\)——试件承压面积 \((\mathrm{mm}^{2})\) ；
12.1.3.2 立方体抗压强度值的确定应满足下列要求：(1) 三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值, 精确至 0.1 MPa; (2) 三个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的 \(15\%\) 时, 取中间值作为该组试件的抗压强度值;
(3) 最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的 15% 时, 该组试件的试验结果无效。
12.1.3.3 标准试件应为边长 150mm 的立方体试件, 边长为 100mm 和 200mm 的立方体试件应为非标准试件; 混凝土强度等级小于 C60 时, 用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数, 200mm 的立方体试件的换算系数取 1.05, 100mm 的立方体试件的换算系数取 0.95; 当混凝土强度等级不小于 C60 时, 宜采用标准试件, 使用非标准试件时, 尺寸换算系数由试验确定。
12.2 混凝土立方体抗压强度快速试验¶
12.2.1 加速养护法快速测定混凝土立方体抗压强度应符合下列规定。¶
12.2.1.1 混凝土试件加速养护前,加速养护箱内水温应达到规定要求,且箱内各处水温相差不应大于 \(2^{\circ}\) C;加速养护箱内的水温应于浸放试件后15min内恢复到规定温度;在加速养护期间内.应连续或定时测定并记录养护水的温度;对于具有温度自动控制装置的加速养护箱,还应采用独立于温度自动控制装置之外的温度计或其他测温装置校核水的温度。
12.2.1.2 仪器设备应满足下列要求：(1)加速养护箱的形状、尺寸根据试件的尺寸、数量及在箱内放置形式确定,如图12.2.1-1所示,试件与箱壁之间及各个试件之间至少留有50mm的空隙,试件底面距热源不小于100mm,在整个养护期间,箱内水面与试件顶面之间至少保持50mm的距离;
(a)
(b)
图 12.2.1-1 加速养护箱示意图
(a)加速养护箱正面；(b)加速养护箱侧面
1-具有保温功能的养护箱；2-温度传感器；3-校核温度计；4-放置试件的支架；5-加热元件；6-试件；7-排水口
(2)试模符合现行行业标准《混凝土试模》(JG 237)的规定,带模加速养护时,试模具有密封装置,保证不漏失水分,试验时,采用特制的密封试模,如图12.2.1-2所示,或在普通试模上覆盖橡皮垫,加盖钢板,用夹具夹紧,使试模密封。
图 12.2.1-2 试模密封装置示意
1-钢板；2-橡皮垫；3-拉杆；4-试模
12 混凝土物理力学性能 12.2.1.3 沸水法试验步骤应满足下列要求：(1)试件在 \((20\pm5)\) ℃室温下成型、抹面,随即以橡皮垫或塑料布覆盖表面,然后静置,从加水拌和、取样、成型、静置至脱模,时间为24h±15min;(2) 将脱模试件立即浸入加速养护箱内的饱和 \(\mathrm{Ca(OH)}_{2}\) 沸水中, 整个养护期间, 箱中水保持沸腾;
(3)试件在沸水中养护 \(4\mathrm{h} \pm 5\mathrm{min}\) , 水温不低于 \(98^{\circ}\mathrm{C}\) , 取出试件, 在室温 \((20 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) 下静置 \(1\mathrm{h} \pm 10\mathrm{min}\) , 使其冷却, 然后按第 12.1 节的有关规定进行抗压强度试验, 测得其加速养护强度;
(4) 加速试验周期为 \(29h \pm 15min\) 。
12.2.1.4 80℃热水法试验步骤应满足下列要求：(1)试件在 \((20\pm5)\) ℃室温下成型、抹面,随即密封试模,从加水拌和、取样、成型至静置结束,时间为 \(1h\pm10min\) ; (2) 将带有试模的试件浸入养护箱 \((80 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 热水中, 整个养护期间, 箱中水温保持 \((80 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(3)试件在 \((80\pm2)\) ℃热水中养护5h±5min,取出带模试件,脱模,在室温 \((20\pm5)\) ℃下静置1h±10min,使其冷却,然后按第12.1节的有关规定进行抗压强度试验,测得其加速养护强度;
(4) 加速试验周期为 \(7h \pm 15min\) 。
12.2.1.5 55℃温水法试验步骤应满足下列要求：(1)试件在 \((20\pm5)\) ℃室温下成型、抹面,随即密封试模,从加水拌和、取样、成型至静置结束,时间为 \(1h\pm10min\) ; (2) 将带有试模的试件浸入养护箱 \((55 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 温水中, 整个养护期间, 箱中水温保持 \((55 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(3)试件在 \((55\pm2)\) ℃温水中养护23h±15min,取出带模试件,脱模,在室温 \((20\pm\)
5) ℃ 下静置 \(1 \, h \pm 10 \, min\) ，使其冷却，然后按第 12.1 节的有关规定进行抗压强度试验，测得其加速养护强度；
(4) 加速试验周期为 \(25h \pm 15min\) 。
12.2.1.6 采用沸水法、热水法、温水法测得的加速养护强度推定标准养护 28d 强度时,应事先通过试验建立二者的强度关系式,建立公式的方法和要求应符合第 12.2.4 条的规定。
12.2.2 砂浆促凝压蒸法快速测定混凝土立方体抗压强度应符合下列规定。¶
12.2.2.1 仪器设备应满足下列要求：(1) 压蒸设备采用直径约 240mm 的压蒸锅, 如图 12.2.2-1 所示, 压蒸锅上装有压力表, 其量程为 \((0 \sim 160)\) kPa;
图 12.2.2-1 压蒸锅构造
1-锅体；2-小手柄；3-蒸屉；4-压力表；5-密封圈；6-限压阀；7-易熔塞；8-锅盖；9-大手柄
(2) 热源保证带模试件放入装有沸水的压蒸锅并加盖安全阀后, 在 \((15 \pm 1)\) min 内使锅内压力达到并稳定在 \((90 \pm 10)\) kPa;
(3)专用试模尺寸为 \(40mm\times40mm\times50mm\) ，如图12.2.2-2所示，试模由可装卸的三联钢模和 \(160mm\times80mm\times8mm\) 的钢盖板组成，钢模符合现行行业标准《水泥胶砂试模》(JC/T 726)的要求；
图12.2.2-2 试模构造
\(A = 50\mathrm{min};B = C = 40\mathrm{min}\)
(4) 公称直径 5mm 的方孔筛, 并配备相应尺寸的料盘;
(5) 案秤最小分度值不大于 5g;
(6) 天平最小分度值不大于 \(0.1 \, g\) 。
12.2.2.2 促凝剂应满足下列要求：(1) 促凝剂采用分析纯或化学纯化学试剂, 并按表 12.2.2-1 规定的质量比配制, 将所用的化学试剂分别研细, 按比例拌匀后, 装入塑料袋密封, 置于阴凉干燥处保存, 保存期不超过 7d;表 12.2.2-1 促凝剂配方
| 型号 | 无水碳酸钠 (%) | 无水硫酸钠 (%) | 铝酸钠 (%) |
| CS | 75 | 25 | — |
| CAS | 60 | 25 | 15 |
12 混凝土物理力学性能 (2)试验用的促凝剂优先选用 CS 型;对于早期强度低、水化速度慢、凝结时间长的混凝土一般采用 CAS 型;
(3) 促凝剂用量通过试验确定。
12.2.2.3 试验步骤应满足下列要求：(1) 擦净后的试模紧密装配, 四周缝隙处涂抹少许黄油, 内壁均匀刷一薄层机油;(2) 压蒸锅内加水至离蒸屉 20mm 高度, 将水加热至沸腾并保证压蒸锅不漏气;
(3) 每成型一组标准养护 28d 混凝土试件的同时, 留取不少于 3kg 代表性的混凝土试样;
(4) 混凝土取样后立即进行试验, 将湿布擦过的筛子与料盘置于混凝土振动台上, 将混凝土试样一次性均匀摊放于筛子中, 开动振动台后, 用小铲翻拌筛内混凝土试样, 当粗骨料表面不粘砂浆并仅有少量砂浆落入料盘时, 停止振动;
(5)筛分完毕后,立即将料盘中的砂浆试样拌匀,并称取600g砂浆放入湿布擦过的水泥净浆搅拌锅中,均匀撒入已称好的促凝剂,快速搅拌30s;
(6)从搅拌锅中取出的砂浆一次加入置于混凝土振动台上的专用试模中,振实砂浆,振动成型时间参考表12.2.2-2,振动完毕立即用小刀将高出试模的砂浆刮去并抹平,盖上钢盖板,从掺入促凝剂至盖上钢盖板为止在3min内完成;
表 12.2.2-2 振动成型时间参考表
| 混凝土种类 | 塑性混凝土 | 流动性混凝土 |
| 振动成型时间(s) | 30~50 | 20~40 |
(7) 将盖有钢盖板的带模试件立即放入已加热至沸的压蒸锅内, 立即加盖、压阀, 压蒸时间从加盖、压阀后起计, 约 1h;
(8) 记录压蒸过程中的升压时间, 从加盖、压阀起至蒸汽压力达到 \((90 \pm 10) \mathrm{kPa}\) 并开始释放蒸汽为止, 升压时间为 \((15 \pm 1) \mathrm{min}\) ;
(9) 压蒸养护到规定的压蒸时间后, 切断热源, 去阀放气, 在确认压蒸锅内无气压后开盖取出试模, 并立即脱模, 按第 4.3 节的有关规定进行抗压强度试验, 测得其加速养护强度, 从切断热源到抗压强度试验的时间不超过 \(3 \mathrm{~min}\) ;
(10)采用砂浆促凝压蒸法测得的加速养护强度推定标准养护28d强度时,应事先通
过试验建立二者的强度关系式,建立公式的方法和要求应符合第12.2.4条的规定。
12.2.3 早龄期法快速测定混凝土立方体抗压强度应符合下列规定。¶
12.2.3.1 早龄期法的龄期宜采用 3d 或 7d。 12.2.3.2 早龄期混凝土试件的抗压强度试验宜在 \(3\mathrm{d} \pm 1\mathrm{h}\) 或 \(7\mathrm{d} \pm 2\mathrm{h}\) 龄期内完成，试验应按第12.1节的有关规定进行。 12.2.3.3 采用早龄期法时,早龄期混凝土试件与标准养护28d混凝土试件应取自同盘混凝土,且制作与养护条件相同。 12.2.3.4 采用早龄期标准养护混凝土强度推定标准养护 28d 强度时,应事先通过试验建立二者的强度关系式,建立公式的方法和要求应符合第 12.2.4 条的规定。
12.2.4 混凝土强度关系式的建立与强度的推定应符合下列规定。¶
12.2.4.1 建立混凝土强度关系式时,可采用线性方程式(12.2.4-1)或幂函数方程式(12.2.4-2): $$ f _ {\mathrm{cn}} ^ {\mathrm{e}} = a + b f _ {\mathrm{cn}} ^ {\mathrm{o}}\tag{12.2.4-1} $$
式中 \(f_{en}^{a}\) ——标准养护 28d 混凝土抗压强度的推定值(MPa);
a、b——回归系数；
\(f_{c11}^{0}\) ——加速养护混凝土或砂浆试件抗压强度值(MPa)；
12.2.4.2 线性回归法建立混凝土强度关系式应满足下列要求：(1) 回归系数按下列公式计算： $$ b = \frac {\sum_ {i = 1} ^ {n} \left(f _ {c n , i} f _ {c n , i} ^ {a} - \frac {1}{n} \sum_ {i = 1} ^ {n} f _ {c n , i} \sum_ {i = 1} ^ {n} f _ {c n , i} ^ {a}\right)}{\sum_ {i = 1} ^ {n} \left(f _ {c n , i} ^ {a}\right) ^ {2} - \frac {1}{n} \left(\sum_ {i = 1} ^ {n} f _ {c n , i} ^ {a}\right) ^ {2}}\tag{12.2.4-3} $$
式中 \(f_{cu,i}\) ——第 i 组标准养护 28d 混凝土抗压强度值(MPa);
\(f_{cm,i}^{a}\) ——第i组加速养护混凝土(砂浆)试件抗压强度值(MPa);
\(n\)——试件组数；
(2) 相关系数按下式计算：
式中 r —— 相关系数；
(3)剩余标准差按下式计算：
12 混凝土物理力学性能
式中 S ——剩余标准差。
12.2.4.3 幂函数回归法建立混凝土强度关系式应满足下列要求：(1) 回归系数按下列公式计算： $$ b = \frac {\sum_ {i = 1} ^ {n} \left(\ln f _ {\mathrm{cn} , i} \ln f _ {\mathrm{cn} , i} ^ {a}\right) - \frac {1}{n} \sum_ {i = 1} ^ {n} \ln f _ {\mathrm{cn} , i} \sum_ {i = 1} ^ {n} \ln f _ {\mathrm{cn} , i} ^ {a}}{\sum_ {i = 1} ^ {n} \left(\ln f _ {\mathrm{cn} , i} ^ {a}\right) ^ {2} - \frac {1}{n} \left(\sum_ {i = 1} ^ {n} \ln f _ {\mathrm{cn} , i} ^ {a}\right) ^ {2}}\tag{12.2.4-7} $$
(2) 相关系数按下式计算：
(3)剩余标准差按下式计算：
式中 S ——剩余标准差。
12.2.4.4 为建立混凝土强度关系式而进行专门试验时,应采用与工程相同的原材料制作试件,混凝土拌合物的坍落度或工作度应与工程所用的相近。 12.2.4.5 每一混凝土试样应至少成型两组试件并组成一个对组,其中一组应按本规范规定进行加速养护,测得加速养护强度;另一组应进行标准养护,测得28d抗压强度。 12.2.4.6 建立强度关系式时, 混凝土试件数量不应少于 30 对组, 混凝土试样拌合物的水灰比或水胶比不少于三种, 每种水灰比或水胶比拌合物成型的试件对组数宜相同, 其最大和最小水灰比或水胶比之差不宜小于 0.2, 且应使拟推定强度的混凝土的水灰比或水胶比位于所选水灰比或水胶比范围的中间区段。 12.2.4.7 按回归方法建立强度关系式时,其相关系数不应小于0.90,关系式的剩余标准差不应大于标准养护28d强度平均值的10%。 12.2.4.8 当应用专门建立的强度关系式推定实际工程用的混凝土强度时,应与建立强度关系式时的条件基本相同;其混凝土试件的加速养护强度应在事前建立强度关系式时的最大、最小加速养护强度值范围内,不应外延。 12.2.4.9 混凝土强度关系式在应用过程中,宜利用应用过程中积累的数据加原有试验数据修正原混凝土强度关系式,修正后的混凝土强度关系式仍应满足第12.2.4.7款的要求。
12.3 混凝土轴心抗压强度试验¶
12.3.1 仪器设备应符合第12.1.1条的规定。¶
12.3.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1)试件从养护地点取出后及时进行试验,用干毛巾将试件表面与上下承压板面擦干净;
(2) 将试件直立放置在试验机的下压板或钢垫板上, 并使试件轴心与下压板中心对准;
(3) 开动试验机, 当上压板与试件或钢垫板接近时, 调整球座, 使接触均衡;
(4) 连续、均匀地加荷, 无冲击, 所用加荷速度符合第 12.1 节的有关规定;
(5)试件接近破坏而开始急剧变形时,停止调整试验机油门,直至破坏,然后记录破坏荷载。
12.3.3 结果计算及确定应符合下列规定。¶
12.3.3.1 混凝土试件轴心抗压强度应按式(12.3.3)计算,精确至0.1MPa。 $$f _ {\mathrm{cp}} = \frac {F}{A}\tag{12.3.3} $$
式中 \(f_{cp}\) ——混凝土轴心抗压强度(MPa);
\(F\)——试件破坏荷载(N);
\(A\)——试件承压面积 \((\mathrm{mm}^{2})\) ；
12.3.3.2 强度值的确定应满足下列要求：(1) 三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值, 精确至 0.1 MPa; (2) 三个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的 \(15\%\) 时, 取中间值作为该组试件的抗压强度值;
(3) 最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的 15% 时, 该组试件的试验结果无效。
12.3.3.3 标准试件应为 \(150 \, mm \times 150 \, mm \times 300 \, mm\) 的棱柱体试件，边长为 \(200 \, mm \times 200 \, mm \times 400 \, mm\) 和 \(100 \, mm \times 100 \, mm \times 300 \, mm\) 的棱柱体试件应为非标准试件；混凝土强度等级小于 C60 时，用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数， \(200 \, mm \times 200 \, mm \times 400 \, mm\) 试件的换算系数取 1.05； \(100 \, mm \times 100 \, mm \times 300 \, mm\) 试件的换算系数取 0.95；当混凝土强度等级不小于 C60 时，宜采用标准试件，使用非标准试件时，尺寸换算系数应由试验确定。
12.4 离心混凝土抗压强度试验¶
12.4.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1) 压力试验机符合第
12.1.1 条的有关规定；¶
(2)采用容量筒及玻璃板或游标卡尺。
12.4.2 离心混凝土抗压强度试件截面面积可按下述任一种方法测量及计算。¶
12.4.2.1 容积法测量试件截面面积应满足下列要求：(1) 称取试件在空气中的质量；
12 混凝土物理力学性能 (2) 在试件直径方向取两处测量试件高度, 精确至 0.5mm, 以两个测量值的算术平均值作为高度值;
(3) 将一容量筒中加满水, 将玻璃板沿筒顶面水平地推过去, 使玻璃板下没有气泡, 将外面擦干后称得容量筒、水和玻璃板总质量;
(4) 将试件放入容量筒内, 注满水, 把玻璃板沿筒顶面水平地推过去, 使玻璃板下没有气泡, 将外面擦干后称得容量筒、水、玻璃板和试件的总质量;
(5)试件的截面面积按式(12.4.2-1)计算,保留3位有效数字。
式中 A ——试件的截面面积( \(mm^{2}\) );
\(G_{A}\) ——试件在空气中的质量(g);
\(G_{s}\) ——容量筒、水、玻璃板和试件的总质量(g);
\(G_{r}\) ——容量筒、水和玻璃板的质量(g);
\(H\)——试件的高度(mm);
\(\rho_{w}\) ——水的密度(kg/L)，取1.00kg/L；
12.4.2.2 测量法测量试件截面积应满足下列要求：(1) 在试件上部和下部互相垂直的 2 个方向上, 用卡尺测出试件的外径和壁厚, 精确到 \(0.25 \mathrm{~mm}\) , 以各自算术平均值作为外径和壁厚; (2) 按式(12.4.2-2) 计算试件截面积, 保留 3 位有效数字。
式中 A ——试件截面面积( \(mm^{2}\) );
\(D\)——试件的外径(mm);
\(\delta\) ——试件的壁厚(mm)；
12.4.3 离心混凝土抗压强度试验过程及试验结果计算确定应按第 12.1 节的有关规定执行。¶
12.5 混凝土轴心抗拉强度及极限拉伸率试验¶
12.5.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 万能试验机示值的相对误差和量程符合第 12.1 节的有关规定；
(2)试模尺寸 \(100mm \times 100mm \times 550mm\) ，两端板中各有一个 \(\phi14.2mm\) 的中心孔，作为固定埋件用；
(3) 埋件为 \(\phi18mm\) 的螺纹钢筋, 如图 12.5.1-1 所示;
图 12.5.1-1 埋件用的螺纹钢筋示意图(尺寸单位:mm)
(4) 铝制对中用标准块, 如图 12.5.1-2 所示;
图 12.5.1-2 对中用的标准块示意图(尺寸单位:mm)
(5) 拉力球座为万能机与试件间的荷载传递装置, 如图 12.5.1-3 所示;
图 12.5.1-3 拉力球座示意图(尺寸单位:mm)
(6) 应变量测工具精度为 \(0.1 \times 10^{-4}\)
12.5.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 成型前将螺纹钢筋有螺牙的一端穿过试验端板的中心孔, 用 2 个螺母从两侧将其垂直固定在端板上, 钢筋的肋朝上, 用对中标准块检查两根钢筋的对中, 端板的拆除时间为 \((2 \sim 3)\) d;
(2) 混凝土的拌和、成型及养护分别按第 11.2 节、第 11.18 节的有关规定执行, 成型后的试件如图 12.5.2 所示, 每 4 个试件为一组;
图 12.5.2 成型后的轴向拉伸试件示意图(尺寸单位:mm)
(3)试件从养护地点取出后,及时进行试验,防止试件的温度和湿度发生显著变化;
(4) 应变量测工具的安装使量测部位处于试件中间段的两侧, 量测标距大于或等于 100mm, 且不小于骨料最大粒径的 3 倍;
(5)拉力球座的安装使有螺牙的一端与试件外露的螺纹钢筋相连,有拉杆的一端与万能机的拉力夹头相连,安装好后,轻轻旋转试件,使球面的接触良好;
(6)开动万能试验机,先进行两次预拉,预拉荷载约相当于破坏荷载的15%\~20%,预拉时测读应变值;偏心率按式(12.5.2)计算,精确至1%,偏心率不大于15%,必要时调整荷载传递装置;
12 混凝土物理力学性能 $$ \varepsilon = \left|\frac{\varepsilon_{1} - \varepsilon_{2}}{\varepsilon_{1} + \varepsilon_{2}}\right| \times 100\%\tag{12.5.2} $$
式中 \(\varepsilon\) ——偏心率；
\(\varepsilon_{1},\varepsilon_{2}\) ——试件两侧的应变值；
(7) 以应力增量为 \((0.3 \sim 0.5) \mathrm{MPa} / \mathrm{min}\) 的速度均匀加荷, 每加荷 \(0.5 \mathrm{kN}\) 或 \(1.0 \mathrm{kN}\) , 测读并记录变形值, 直至试件破坏, 记录破坏荷载和试件的断裂位置；
12.5.3 试验结果计算及推定应满足下列要求：¶
(1) 混凝土轴向抗拉强度按式(12.5.3-1)计算,精确至0.01MPa;
式中 \(f_{ct}\) ——混凝土轴向抗拉强度(MPa);
\(P\)——破坏荷载(N);
\(A\)——试件受拉面积 \((\mathrm{mm}^{2})\) ;
(2)以应变为横坐标、应力为纵坐标,绘出每根试件的应力—应变曲线,与破坏应力相对应的应变值或必要时将曲线顺延的应变值作为该试件的极限拉伸率,如曲线不通过坐标原点,需延长曲线的起始段,使与横坐标相交,并以此交点作为曲线的起始点,应变值计算精确至 \(0.01\times10^{-4}\) ;
(3) 抗拉弹性模量按式(12.5.3-2)计算, 精确至 \(0.01 \times 10^{-4} MPa\) ;
式中 \(E_{ct}\) ——混凝土抗拉弹性模量(MPa);
\(\sigma_{0.5}\) ——50%破坏应力(MPa);
\(\varepsilon_{0.5}\) ——对应于 \(\sigma_{0.5}\) 时的应变值；
(4) 轴心抗拉强度、极限拉伸率、抗拉弹性模量均以 4 个试件的算术平均值作为试验结果, 当试件的断裂位置与内埋螺纹钢筋端点的距离小于 \(25 \mathrm{~mm}\) 或单个测值与平均值之差超过平均值的 \(15 \%\) 时, 该测值予以剔除, 以余下测值的平均值作为试验结果, 当可用的测值少于 2 个时, 重新进行试验；
12.6 混凝土劈裂抗拉强度试验¶
12.6.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 压力试验机符合第 12.1 节的有关规定；
(2) 钢制弧形垫块半径为 75mm, 其横截面尺寸如图 12.6.1-1 所示, 长度与试件相同;
图 12.6.1-1 垫块(尺寸单位:mm)
(3) 垫条为三层胶合板制成, 宽度为 \(20 \mathrm{~mm}\) , 厚度为 \((3 \sim 4) \mathrm{~mm}\) , 长度不小于试件长度, 垫条不能重复使用;
(4) 支架为钢支架, 如图 12.6.1-2 所示。
图12.6.1-2 支架示意
1-垫块；2-垫条；3-支架
12.6.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1)试件从养护地点取出后及时进行试验,将试件表面与上下承压板面擦干净;
(2) 将试件放在试验机下压板的中心位置, 劈裂承压面和劈裂面与试件成型时的顶面垂直; 在上、下压板与试件之间垫以圆弧形垫块及垫条各一条, 垫块与垫条与试件上、下面的中心线对准并与成型时的顶面垂直, 把垫条及试件安装在定位架上使用, 如图 12.6.1-2 所示;
(3) 开动试验机, 当上压板与圆弧形垫块接近时, 调整球座, 使接触均衡, 加荷连续均匀, 当混凝土强度等级小于 C30 时, 加荷速度取 \((0.02 \sim 0.05)\) MPa/s; 当混凝土强度等级不小于 C30 且小于 C60 时, 取 \((0.05 \sim 0.08)\) MPa/s; 当混凝土强度等级不小于 C60 时, 取 \((0.08 \sim 0.10)\) MPa/s, 至试件接近破坏时, 停止调整试验机油门, 直至试件破坏, 然后记录破坏荷载。
12.6.3 结果计算及确定应符合下列规定。¶
12.6.3.1 混凝土劈裂抗拉强度应按式(12.6.3)计算,精确到0.01MPa: $$f _ {\mathrm{ts}} = \frac {2 F}{\pi A}\tag{12.6.3} $$
式中 \(f_{ts}\) ——混凝土劈裂抗拉强度(MPa);
\(F\)——试件破坏荷载(N);
\(A\)——试件劈裂面面积 \((\mathrm{mm}^{2})\) ；
12.6.3.2 强度值的确定应满足下列要求：(1) 三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值, 精确至 0.01 MPa; (2) 三个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的 \(15\%\) 时, 取中间值作为该组试件的劈裂抗拉强度值;
(3) 当最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值的 15% 时, 则该组试件的试验结果无效。
12.6.3.3 标准试件应为边长 \(150 \, mm \times 150 \, mm \times 150 \, mm\) 的立方体试件，边长 \(100 \, mm \times 100 \, mm \times 100 \, mm\) 的立方体试件为非标准试件；采用非标准试件测得的劈裂抗拉强度值，应乘以尺寸换算系数 0.85；当混凝土强度等级不小于 C60 时，应采用标准试件；使用非标准试件时，尺寸换算系数应由试验确定。
12.7 混凝土抗折强度试验¶
12.7.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 试验机符合第 12.1 节的有关规定, 能施加均匀、连续、速度可控的荷载, 并带有能使两个相等荷载同时作用在试件跨度 3 分点处的抗折试验装置, 如图 12.7.1 所示;
图 12.7.1 抗折试验装置(尺寸单位:mm)
12 混凝土物理力学性能 (2)试件的支座和加荷头采用直径为 \((20\sim40)\) mm、长度不小于 \((h+10)\) mm的硬钢圆柱,支座立脚点固定铰支,其他为滚动支点。
12.7.2 试验步骤应符合下列规定。¶
12.7.2.1 试件从养护地取出后应及时进行试验,将试件表面擦干净,检查试件在长向中部1/3区段内不得有表面直径超过5mm、深度超过2mm的孔洞。 12.7.2.2 按图 12.7.1 所示装置试件, 安装尺寸偏差不得大于 1mm, 试件的承压面应为试件成型时的侧面, 支座及承压面与圆柱的接触面应平稳、均匀, 否则应垫平。
12.7.2.3 施加荷载应保持均匀、连续,当混凝土强度等级小于C30时,加荷速度应取(0.02\~0.05)MPa/s;当混凝土强度等级不小于C30且小于C60时,应取(0.05\~0.08)MPa/s;当混凝土强度等级不小于C60时,应取(0.08\~0.10)MPa/s,至试件接近破坏时,应停止调整试验机油门,直至试件破坏,然后记录破坏荷载及试件下边缘断裂位置。
12.7.3 结果计算及确定应符合下列规定。¶
12.7.3.1 若试件下边缘断裂位置处于两个集中荷载作用线之间,则试件的抗折强度应按式(12.7.3)计算,精确至0.1MPa,抗折强度值的确定应符合第12.1.3.2款的规定。 $$f _ {\mathrm{f}} = \frac {F l}{b h ^ {2}}\tag{12.7.3} $$
式中 \(f_{i}\) ——混凝土抗折强度(MPa);
\(F\)——试件破坏荷载(N);
\(l\)——支座间跨度(mm);
\(b\)——试件截面宽度(mm);
\(h\)——试件截面高度(mm)；
12.7.3.2 标准试件应为边长 \(150mm \times 150mm \times 600mm\) 或 \(150mm \times 150mm \times 550mm\) 的棱柱体试件，边长为 \(100mm \times 100mm \times 400mm\) 的棱柱体试件应为非标准试件； 12.7.3.3 抗折强度值的确定应符合节 12.1.3.2 款的规定。 12.7.3.4 当三个试件有一个折断面位于两个集中荷载之外时, 混凝土抗折强度值应按另两个试件的试验结果计算; 当两个测值的差值不大于两个测值中较小值的 \(15\%\) 时,该组试件的抗折强度值应按这两个测值的平均值计算, 否则该组试件的试验无效; 当两个试件的下边缘断裂位置位于两个集中荷载作用线之外时, 该组试件试验无效。 12.7.3.5 当混凝土强度等级小于 C60, 试件为 \(100 \mathrm{~mm} \times 100 \mathrm{~mm} \times 400 \mathrm{~mm}\) 非标准试件时, 应乘以尺寸换算系数 0.85; 当混凝土强度等级不小于 C60 时, 宜采用标准试件, 使用非标准试件时, 尺寸换算系数应由试验确定。
12.8 混凝土与钢筋握裹力试验¶
12.8.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1)试模尺寸为 \(150\mathrm{mm}\times 150\mathrm{mm}\times 150\mathrm{mm}\) , 水平钢筋轴线距离模底 \(75\mathrm{mm}\) , 埋入的一端嵌入模壁, 予以固定、防止钢筋下沉, 另一端由模壁伸出, 如图 12.8.1-1 所示;
图 12.8.1-1 握裹力试验用试模
1-模壁；2-固定圈；3-橡皮圈
(2)试件夹头由两块 \(250\mathrm{mm} \times 150\mathrm{mm} \times 30\mathrm{mm}\) 的45钢钢板组成,用4根直径为 \(18\mathrm{mm}\) 的钢杆相连,下端钢板中央开有直径为 \(40\mathrm{mm}\) 的圆孔,供试件中钢筋穿入,上端钢板附有直径为 \(25\mathrm{mm}\) 的拉杆,拉杆下端套入钢板并成球面相连接,上端供万能机夹持,另附 \(150\mathrm{mm} \times 150\mathrm{mm} \times 10\mathrm{mm}\) 的钢垫板一块,中心开有直径为 \(40\mathrm{mm}\) 的圆孔,垫于试件下端与夹头的下端钢板之间,如图12.8.1-2所示;
12 混凝土物理力学性能
图 12.8.1-2 握裹力试验装置示意
1-带球座拉杆；2-上端钢板；3-千分表；4-量表固定架；5-止动螺钉；6-钢杆；7-试件；8-垫板；9-下端钢板；10-埋入试件中的钢筋（3）千分表精度为0.001mm；
(4)量表固定架由金属制成,横跨试件表面,并用止动螺钉固定在试件上,上部中央有孔,能夹持千分表,使之直立,量杆朝下;
(5)万能试验机符合第12.1节的有关规定；
(6)采用符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》(GB 1499.2)、《钢筋混凝土用钢 第1部分:热轧光圆钢筋》(GB 1499.1)的尺寸为 \(\phi 20\mathrm{mm} \times 500\mathrm{mm}\) 的带肋钢筋或光圆钢筋。
12.8.2 试验步骤应符合下列规定。¶
12.8.2.1 成型前应将尺寸、形状和螺纹均相同的试验用钢筋用钢丝刷刷净，并用丙酮擦拭，不得有锈屑和油污存在，钢筋的自由端顶面应光滑平整，并与试模预留的凹洞吻合。 12.8.2.2 混凝土的拌和应按第 11.2 节的有关规定进行,每一试验龄期制作 6 个试件;安装钢筋时,钢筋自由端应嵌入模壁,穿钢筋的模壁孔应用橡皮圈和固定圈填塞固定钢筋,并不得漏浆、漏水。 12.8.2.3 混凝土的成型和养护除应按第11.18节的规定执行外,还应满足下列要求:(1) 混凝土骨料最大粒径不超过 40mm; (2)试验成型后直至试验龄期,不能碰动钢筋,拆模时间延长至两昼夜;拆模时,先取下橡皮圈和固定圈,再将套在钢筋上的试模壁取下。
12.8.2.4 试件从养护地点取出后,应及时进行试验,避免试件的温度和湿度发生显著变化。 12.8.2.5 试验时,应先将试件擦拭干净,检查外观,试件不得有明显缺损或钢筋松动、歪斜。 12.8.2.6 将试件套上中心有孔洞的垫板,然后装入已安装在万能机上的试验夹头中,万能机的下夹头应将试件的钢筋夹牢。 12.8.2.7 在试件上安装量表固定架,并应装上千分表,使千分表杆尖端垂直朝下,与略伸出混凝土试件表面的钢筋顶面相接触。
12.8.2.8 加荷前应检查千分表量杆与钢筋顶面接触是否良好, 千分表是否灵活, 并进行适当调整。 12.8.2.9 记下千分表的初始读数后, 即开动万能机, 以不超过 \(400 \mathrm{~N} / \mathrm{s}\) 的加荷速度拉拔钢筋, 每加 \((1000 \sim 5000) \mathrm{~N}\) 的荷重应记录相应千分表读数。 12.8.2.10 当出现下列任一情况时,应停止加荷。(1)钢筋达到屈服点；(2) 混凝土发生破裂；
(3)钢筋已从混凝土拔出。
12.8.3 试验结果计算及确定应满足下列要求：¶
(1) 各级荷重下的千分表读数减去初始读数, 即为该级荷重下的滑动变形;
(2) 当采用带肋钢筋时, 以 6 个试件滑动变形的算术平均值绘出荷重—滑动变形关系曲线, 以荷重为纵坐标, 滑动变形为横坐标, 在曲线上查出滑动变形 \(0.01 \mathrm{~mm}, 0.05 \mathrm{~mm}\) 及 \(0.10 \mathrm{~mm}\) 时相应的荷重, 握裹强度按下列公式计算:
式中 \(\tau\) ——钢筋握裹强度(MPa);
\(P_{1}\) 、 \(P_{2}\) 、 \(P_{3}\) ——滑动变形分别为0.01mm、0.05mm、0.10mm时的荷重(N);
\(A\)——埋入混凝土中的钢筋表面积 \((\mathrm{mm}^{2})\) ;
\(D\)——钢筋的公称直径(mm);
\(L\)——钢筋埋入的长度(mm);
(3) 当采用光圆钢筋时, 取 6 个试件拔出试验时的最大荷重的平均值进行计算。
12.9 混凝土静力受压弹性模量试验¶
12.9.1 试验设备应满足下列要求。¶
12.9.1.1 压力试验机、试模应符合第 12.1 节的有关规定。 12.9.1.2 微变形测量仪精度不得低于0.001mm，固定架的标距应为150mm。
12.9.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 每次试验制备 6 个试件；
(2)试件从养护地点取出后将试件表面与上下承压板面擦干净；
(3) 取 3 个试件按第 12.3 节的有关规定, 测定混凝土的轴心抗压强度, 另外 3 个试件用于测定混凝土的弹性模量;
(4) 在测定混凝土弹性模量时, 变形测量仪安装在试件两侧的中线上并对称于试件的两端, 如图 12.9.2-1 所示;
(5) 调整试件在压力试验机上的位置, 使其轴心与下压板的中心线对准, 开动压力试验机, 当上压板与试件接近时调整球座, 使其接触匀衡;
图 12.9.2-1 变形测量仪安装示意图
1-试件；2-量表；3-刀口；4-千分表固定螺钉；5-接触杆；6-下金属环；7-金属环固定螺钉；8-上金属环
12 混凝土物理力学性能 (6)加荷至基准应力为 \(0.5 \mathrm{MPa}\) 的初始荷载值, 保持恒载 \(60 \mathrm{~s}\) 并在以后的 \(30 \mathrm{~s}\) 内记录每测点的变形读数; 立即连续、均匀地加荷至应力为轴心抗压强度的 \(\frac{1}{3}\) 的荷载值, 保持恒载 \(60 \mathrm{~s}\) 并在以后的 \(30 \mathrm{~s}\) 内记录每一测点的变形读数, 所用加荷速度符合第 12.1 节的有关规定;
(7) 当以上变形值之差与平均值之比大于 \(20\%\) 时, 重新对中试件后重复本条第(6)项的试验, 如果无法使其减少到低于 \(20\%\) 时, 则此次试验无效;
(8) 在确认试件对中符合第(7)项规定后, 以与加荷速度相同的速度卸荷至基准应力 \(0.5 \mathrm{MPa}\) , 恒载 \(60 \mathrm{~s}\) ; 然后用同样的加荷和卸荷速度以及 \(60 \mathrm{~s}\) 的保持恒载至少进行两次反复预压, 在最后一次预压完成后, 在基准应力 \(0.5 \mathrm{MPa}\) 持荷 \(60 \mathrm{~s}\) 并在以后的 \(30 \mathrm{~s}\) 内记录每一测点的变形读数; 再用同样的加荷速度加荷至轴心抗压强度的 \(\frac{1}{3}\) 的荷载, 持荷 \(60 \mathrm{~s}\) 并在以后的 \(30 \mathrm{~s}\) 内记录每一测点的变形读数, 见图 12.9.2-2;
图12.9.2-2 弹性模量加荷方法示意图
(9) 卸除变形测量仪, 以同样的速度加荷至破坏, 记录破坏荷载; 当试件的抗压强度与轴心抗压强度之差超过轴心抗压强度的 \(20\%\) 时, 予以注明。
12.9.3 结果计算及确定应满足下列要求：¶
(1) 混凝土弹性模量值按下列公式计算, 精确至 100MPa:
式中 \(E_{c}\) ——混凝土弹性模量(MPa);
\(F_{0}\) ——应力为 \(\frac{1}{3}\) 轴心抗压强度时的荷载(N);
\(F_{0}\) ——应力为0.5MPa时的初始荷载(N);
\(A\)——试件承压面积 \((\mathrm{mm}^{2})\) ;
\(L\)——测量标距(mm);
\(\Delta n\) ——最后一次从 \(F_{0}\) 加荷至 \(F_{a}\) 时试件两侧变形的平均值(mm);
\(\varepsilon_{0}\) —— \(F_{0}\) 时试件两侧变形的平均值(mm);
\(\varepsilon_{0}\) —— \(F_{0}\) 时试件两侧变形的平均值(mm);
(2) 弹性模量按 3 个试件测值的算术平均值计算, 当其中有一个试件的轴心抗压强度值与用以确定检验控制荷载的轴心抗压强度值相差超过后者的 \(20\%\) 时, 弹性模量值按另两个试件测值的算术平均值计算, 当有两个试件超过上述规定时, 此次试验无效;
(3) 标准试件为边长 \(150 \, mm \times 150 \, mm \times 300 \, mm\) 的棱柱体试件；边长为 \(100 \, mm \times 100 \, mm \times 300 \, mm\) 或 \(200 \, mm \times 200 \, mm \times 400 \, mm\) 的棱柱体试件为非标准试件；特殊情况下采用 \(\phi 150 \, mm \times 300 \, mm\) 的圆柱体标准试件或 \(\phi 100 \, mm \times 200 \, mm\) 和 \(\phi 200 \, mm \times 400 \, mm\) 圆柱体非标准试件；
12.10 混凝土收缩试验¶
12.10.1 试验设备应满足下列要求。¶
12.10.1.1 测量混凝土收缩变形的装置应具有硬钢或石英玻璃制作的标准杆,测量前及测量过程中应及时校核仪表读数。 12.10.1.2 收缩测量装置可采用下列形式之一：(1) 卧式或立式混凝土收缩仪测量标距为 540mm, 装有精度为 ±0.001mm 的千分表或测微仪; (2)其他形式的变形测量仪表的测量标距不小于100mm及骨料最大粒径的3倍,测量精度为±0.001mm。
12.10.2 试件和测头应满足下列要求：¶
(1)试件尺寸为 \(100mm \times 100mm \times 515mm\) 的棱柱体试件；
(2)采用卧式混凝土收缩仪时,试件两端预埋测头或留有埋设测头的凹槽,测头由不锈钢或其他不锈钢材料制成,如图12.10.2-1所示;
(a)
(b)
图 12.10.2-1 卧式收缩试验用测头(尺寸单位:mm)
(a)预埋测头；(b)后埋测头
(3)采用立式混凝土收缩仪时,试件一端中心预埋测头,如图12.10.2-2所示,立式收缩试验用测头的另一端预埋M20×35mm的螺栓,并与立式混凝土收缩仪底座固定;
图 12.10.2-2 立式收缩试验用测头(尺寸单位:mm)
12 混凝土物理力学性能 (4)采用接触式引伸仪时,所用试件的长度至少比仪器的测量标距长一个截面边长,测头粘贴在试件两侧面的轴线上;
(5) 使用混凝土收缩仪时, 制作试件的试模具有能固定测头或预留凹槽的端板; 使用接触式引伸仪时, 用有能固定测头或不带预留凹槽端板的棱柱体试模作试件;
(6)收缩试验成型时不能使用机油等憎水性脱模剂,试件成型后带模养护(1\~2)d,并保证拆模时不损伤试件,对没有预埋测头的试件,拆模后立即粘贴或埋设测头,试件拆模后立即移至标准养护室中养护。
12.10.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 收缩试验在温度为 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) ，相对湿度 \(60\% \pm 5\%\) 的恒温恒湿室中进行，试件放置在不吸水的搁板上，底面架空，每个试件的间隙大于 30mm；
(2)试件试验龄期从混凝土搅拌加水时算起;测定代表某一混凝土收缩性能的特征值时,在3d龄期时,从标准养护室取出,立即移入恒温恒湿室中测定初始长度,从移入恒温恒湿室内计时按1d、3d、7d、14d、28d、45d、60d、90d、120d、150d、180d、360d的时间间隔测量其变形读数;
(3) 测定混凝土在某一具体条件下的相对收缩值, 包括在徐变试验时的混凝土收缩变形测定, 按要求的条件进行试验, 对非标准养护试件, 当需要移入恒温恒湿室进行试验时, 先在该室内预置 \(4 \mathrm{~h}\) , 测量时记录试件的初始干湿状态;
(4) 测量前先用标准杆校正仪表的零点, 并在测定过程中至少复核 (1\~2) 次, 其中一次在全部试件测读完后进行, 当复核发现零点与原值的偏差超过 ±0.001mm 时, 调零后重新测量;
(5)试件每次在卧式收缩仪上放置的位置和方向保持一致,试件上标明相应的方向记号,试件在放置及取出时轻稳仔细,避免碰撞表架及表杆,当发生碰撞时取下试件并重新复核零点;
(6)采用立式收缩仪时,整套测试装置放在不易受外部振动影响的地方,读数时轻敲仪表或上下轻轻滑动测头,安装立式收缩仪的测试台设有减振装置;
(7) 用接触式引伸仪测量时,试件与仪表保持相对固定的位置和方向,每次读数重复3次。
12.10.4 混凝土收缩试验结果计算和处理应满足下列要求:¶
(1) 混凝土收缩率按式(12.10.4)计算, 精确至 \(1.0 \times 10^{-6}\) ;
式中 \(\varepsilon_{st}\) ——试验期为 \(t(\mathrm{d})\) 的混凝土收缩率, t 从测定初始长度时算起;
\(L_{0}\) ——试件的初始长度(mm);
\(L_{t}\) ——试件在试验期为 \(t(\mathrm{d})\) 时测得的长度读数(mm);
\(L_{b}\) ——试件的测量标距(mm)，采用混凝土收缩仪测量时等于两测头内侧的距离，即不计测头凸出部分的混凝土试件长度减去两个测头埋入深度之和，采用接触式引伸仪时即为仪器的测量标距；
(2) 每组试验取 3 个试件收缩率的算术平均值作为该组混凝土试件的收缩率测定值；
(3)作为相互比较的混凝土收缩率值为不密封试件于 \(180\mathrm{d}\) 所测得的收缩率值,将不密封试件于 \(360\mathrm{d}\) 所测得的收缩率作为该混凝土的终极收缩率值；
12.11 混凝土纵向限制膨胀或收缩率测定¶
12.11.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)试模由铸铁或钢制作,尺寸为 \(100mm\times100mm\times400mm\) ;
(2) 纵向限制器(图 12.11.1-1)采用符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》(GB 1499.2)规定的直径 \(\phi10\) 钢筋;钢筋两侧焊12mm厚的钢板,材质符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T 700)技术要求,钢筋两端各7.5mm范围内为黄铜或不锈钢,测头呈球面状,半径为3mm;钢板与钢筋焊接处的焊接强度,不低于260MPa;
图 12.11.1-1 纵向限制器(尺寸单位:mm)
1-钢板；2-钢筋
(3)采用测量仪(图12.11.1-2)或外径千分卡尺读数,精度不低于0.01mm。
图 12.11.1-2 测量仪
1-千分表；2-标准杆；3-支架
12 混凝土物理力学性能
12.11.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 混凝土的拌和、成型按第 11.2 节、第 11.18 节中的有关规定执行；
(2) 将纵向限制器放入试模中, 膨胀混凝土一次装入试模, 把试模放在振动台上振动至表面呈现水泥浆为止, 刮去多余的混凝土并抹平, 然后把试件置于温度为 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 的室内养护, 试件表面用塑料布或湿布覆盖, 防止水分蒸发;
(3) 当自由膨胀的混凝土抗压强度达到 \((3 \sim 5)\) MPa 时拆模, 测量试件初始长度, 试验龄期从混凝土搅拌加水时算起;
(4) 将测定初始长度后的试件浸入 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 的水中养护, 分别测定 3d、7d、14d 的长度, 然后移入室温为 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 、相对湿度为 \((60 \pm 5)\%\) 的恒温恒湿室养护, 分别测定 28d、3 个月和 6 个月的长度;
(5)每次测长的方法和测长的方向与测基准长度时相同,测量每个试件长度,重复三次,取其稳定值;
(6) 每组成型的三个试件, 取其算术平均值作为试件长度值。
12.11.3 补偿收缩混凝土的纵向限制膨胀率或纵向限制干缩率按下式计算：¶
$$ \varepsilon_ {\mathrm{t}} = \frac {L _ {\mathrm{t}} - L _ {0}}{L}\tag{12.11.3}
$$ 式中 \(\varepsilon_{t}\) ——试件在龄期 t 时的纵向限制膨胀率或纵向限制干缩率, 计算精确到 \(10 \times 10^{-4}\) ;
\(L_{t}\) ——试件在龄期 t 时的长度读数(mm);
\(L_{0}\) ——试件长度的初始读数(mm);
\(L\)——试件的测量标距(300mm)；
12.12 混凝土黏结强度试验¶
12.12.1 仪器设备应符合第12.6节的有关规定。¶
12.12.2 混凝土试件的制作应满足下列要求：¶
(1) 成型比原混凝土强度等级提高一级且抗压强度值不小于 \(30 \, MPa\) 的 \(150 \, mm \times 150 \, mm \times 150 \, mm\) 的立方体试件，以 3 个试件为一组，标准养护 28d； (2) 将用于黏结试验的立方体试件从中间位置劈裂成两半；
(3)选择劈裂面比较平整的一半试件,清除浮灰和其他不牢固附着物;
(4) 将一半试件置于立方体试模中, 在劈裂面涂上黏结材料, 然后在试模的另一半成型修补用混凝土, 标准养护 28d;
(5) 将试件从养护地点取出擦净, 检查外观, 在新老混凝土交界面部位划线定出试验劈裂面的位置;
(6)试件安放在压力机下压板中心位置,在上、下压板与试件之间垫以垫条和垫块各一条,垫条方向与成型时顶面垂直;
(7) 开动压力机, 当上压板与试件接近时, 调整球座使接触均衡, 以 \((0.04 \sim 0.06) \mathrm{MPa} / \mathrm{s}\) 的速率连续、均匀加荷, 当试件接近破坏时停止调整油门直至破坏。
12.12.3 检测结果的计算及确定应满足下列要求：¶
(1) 黏结强度按式(12.12.3)计算, 精确至 0.1 MPa:
式中 \(f_{n}\) ——黏结强度(MPa);
\(P\)——破坏荷载(N);
\(A\)——试件劈裂面面积( \(mm^{2}\) );
(2)三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值,精确至0.1MPa;
(3) 当三个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的 15% 时, 取中间值作为该组试件的黏结强度值; 当三个测值中最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的 15% 时, 该组试件的试验结果无效。
12.13 混凝土受压徐变试验¶
12.13.1 试验设备应满足下列要求。12 混凝土物理力学性能¶
12.13.1.1 徐变室应为温度 \((20\pm2)\) ℃、相对湿度 \((60\pm5)\) %的恒温恒湿室。
12.13.1.2 徐变仪应在要求时间范围内(至少1年)把所要求的压缩荷载加到试件上并能保持该荷载不变,工作荷载范围为(180\~500)kN,常用徐变仪应满足下列要求:(1) 弹簧式压缩徐变仪(图 12.13.1)包括上下压板、球座或球铰及其配套垫板、弹簧持荷装置以及(2\~3)根承力丝杆, 压板与垫板具有足够的刚度, 压板的受压面的平整度偏差不大于0.1mm/100mm, 并能保证对试件均匀加荷; 弹簧及丝杆的尺寸按徐变仪所要求的试验吨位确定, 在试验荷载下, 丝杆的拉应力不大于材料屈服点的30%, 弹簧的工作压力不超过允许极限荷载的80%, 且工作时弹簧的压缩变形不得小于20mm;
图 12.13.1 弹簧式压缩徐变仪
1-上板；2-中板；3-下板；4-垫板；5-球座；6-钢球；7-螺杆；8-螺帽；9-弹簧；10-加压板；11-试件
(2) 当使用液压式持荷部件时, 通过一套中央液压调节单元同时加荷几个徐变架, 该单元由储液器、调节器、显示仪表和高压氮气瓶或高压泵的高压源等组成;
(3)采用几个试件串叠受荷时,上下压板之间的总距离不超过1600mm。
12.13.1.3 加荷装置应满足下列要求：(1) 加荷架由接长杆及顶板组成, 加荷时加荷架与徐变仪丝杆顶部相连; (2) 油压千斤顶采用一般的起重千斤顶时, 其吨位大于所要求的试验荷载;
(3) 测力装置采用钢环测力计时, 荷载传感器或其他形式的压力测定装置, 测量精度达到所加荷的 \(\pm2\%\) , 试件破坏荷载不小于测力装置全量程的 20% 且不大于测力装置全量程的 80%。
12.13.1.4 变形量测装置测量的应变值精度不低于0.001mm/m，并应满足下列要求：(1)采用外装式变形量测装置时,至少测量不少于两个均匀地布置在试件周边的基线的应变,测点精确地布置在试件的纵向表面的纵轴上,且与试件端头等距,与相邻试件端头的距离不小于一个截面边长; (2)采用差动式应变计或钢弦式应变计等内埋式变形测量装置时,在试件成型时可靠固定该装置,使其量测基线位于试件中部并与试件纵轴重合;
(3)采用接触法引伸仪等便携式变形量测装置时,测钉牢固附置在试件上;
(4)量测标距大于混凝土骨料最大粒径的3倍,且不少于100mm。
12.13.2 试件应符合下列规定。¶
12.13.2.1 试件的形状与尺寸应满足下列要求：(1) 徐变试验采用棱住体试件, 试件的尺寸根据混凝土中骨料的最大粒径按表
12.13.2 选用, 长度为截面边长尺寸的 (3\~4) 倍;¶
表
12.13.2 徐变试验试件尺寸选用表¶
| 骨料最大公称粒径(mm) | 试件最小边长(mm) | 试件长度(mm) |
| 31.5 | 100 | 400 |
| 40 | 150 | 450 |
(2) 当试件叠放时, 在每叠试件端头的试件和压板之间加装一个未安装应变量测仪表的辅助性混凝土垫块, 其截面边长尺寸与被测试件的相同, 且长度至少等于其截面边长的一半。
12.13.2.2 试件数量应满足下列要求：(1) 制作徐变试件时, 同时制作相应的棱柱体抗压试件及收缩试件;(2) 收缩试件与徐变试件相同, 并装有与徐变试件相同的变形测量装置;
(3) 每组抗压、收缩和徐变试件的数量各为 3 个, 其中每个加荷龄期的每组徐变试件至少为 2 个。
12.13.2.3 试件制作应满足下列要求：(1) 当要叠放试件时, 磨平其端头;(2) 徐变试件的受压面与相邻的纵向表面之间的角度与直角的偏差不超过 \(1 \, mm/100 \, mm\) ;
(3)采用外装式应变量测装置时,徐变试件两侧面安装量测装置的测钉,测钉采用埋入式,试模的侧壁具有能在成型时使测钉定位的装置,在对黏结的工艺及材料确有把握时,采用胶粘;
12.13.2.4 试件的养护与存放方式应满足下列要求：(1)抗压试件及收缩试件随徐变试件一并同条件养护； (2) 对于标准环境中的徐变, 试件在成型后不少于 \(24 \mathrm{~h}\) 且不多于 \(48 \mathrm{~h}\) 时拆模, 且在拆模之前覆盖试件表面, 立即将试件送入标准养护室养护到 \(7 \mathrm{~d}\) 龄期, 其中 \(3 \mathrm{~d}\) 加载的徐变试验养护 \(3 \mathrm{~d}\) , 试件养护完成后移入徐变室进行徐变试验;
(3)对于适用于大体积混凝土内部情况的绝湿徐变,试件在制作或脱模后密封在保湿外套中,且在整个试件存放和测试期间保持密封;
12 混凝土物理力学性能 (4)对于需要考虑温度对混凝土弹性和非弹性性质的影响等特定温度下的徐变,控制好试件存放的试验环境温度,使其符合特定的温度环境;
(5)对于需要确定在具体使用条件下的混凝土徐变值等其他存放条件,根据具体情况确定试件的养护及试验制度。
12.13.3 徐变试验应符合下列规定。¶
12.13.3.1 对比或检验混凝土的徐变性能时,试件应在28d龄期时加荷,当研究某一混凝土的徐变特性时,至少应制备5组徐变试件并分别在龄期为3d、7d、14d、28d和90d时加荷。 12.13.3.2 徐变试验步骤应满足下列要求：(1) 测钉或测点在试验前 1d 粘好, 仪表安装好后仔细检查, 无任何松动或异常现象, 检查加荷装置、测力计等;(2) 在即将加荷徐变试件前, 测试同条件养护试件的棱柱体抗压强度;
(3) 测钉和仪表准备好以后, 将徐变试件放在徐变仪的下压板, 使试件、加荷装置、测力计及徐变仪的轴线重合, 并再次检查变形测量仪表的调零情况, 且记录初始读数; 采用未密封的徐变试件, 在将其放在徐变仪上的同时, 覆盖参比用收缩试件的端部;
(4)试件放好后,及时开始加荷,当无特殊要求时,取徐变应力为所测得的棱柱体抗压强度的40%,当采用外装仪表或者接触法引伸仪时,用千斤顶先加压至徐变应力的20%进行对中,两侧的变形相差小于其平均值的10%,当超出此值,松开千斤顶卸荷,重新调整后,再加荷到徐变应力的20%,并再次检查对中的情况,对中完毕后,立即继续加荷直到徐变应力,及时读出两边的变形值,并将此时两边变形的平均值作为在徐变荷载下的初始变形值;从对中完毕到测初始变形值之间的加荷及测量时间不超过1min,随后拧紧承力丝杆上端的螺母,松开千斤顶卸荷,观察两边变形值的变化情况,此时,试件两侧的读数相差不超过平均值的10%,否则予以调整,调整在试件持荷的情况下进行,调整过程中所产生的变形增值计入徐变变形之中;然后再加荷到徐变应力,并检查两侧变形读数,其总和与加荷前读数相比,误差不超过2%,否则予以补足;
(5) 在加荷后的 1d、3d、7d、14d、28d、45d、60d、90d、120d、180d、270d 和 360d 测读试件的变形值；
(6) 在测读徐变试件的变形读数的同时, 测量同条件放置参比用收缩试件的收缩值;
(7)试件加荷后定期检查荷载的保持情况,加荷后7d、28d、60d、90d各校核一次,荷载变化大于2%时,予以补足,在使用弹簧式加载架时,通过施加正确的荷载并拧紧丝杆上的螺母进行调整。
12.13.4 试验结果计算及处理应满足下列要求：¶
(1) 徐变应变按式(12.13.4-1)计算, 精确至 0.001 mm/m:
式中 \(\varepsilon_{ct}\) ——加荷 \(t(\mathrm{d})\) 后的徐变应变(mm/m);
\(\Delta L_{t}\) ——加荷 \(t(\mathrm{d})\) 后的总变形值(mm)，精确至 0.001 mm；
\(\Delta L_{0}\) ——加荷时测得的初始变形值(mm)，精确至0.001mm；
\(L_{b}\) ——测量标距(mm)，精确至1mm；
\(\varepsilon_{t}\) ——同龄期的收缩值(mm/m)，精确至0.001mm/m；
(2) 徐变度按式(12.13.4-2)计算, 精确至 \(1.0 \times 10^{-6}/MPa\) ;
式中 \(C_{t}\) ——加荷 \(t(\mathrm{d})\) 后的混凝土徐变度 (MPa \(^{-1}\) );
\(\varepsilon_{ct}\) ——加荷 \(t(\mathrm{d})\) 后的徐变应变(mm/m);
\(\delta\) ——徐变应力(MPa);
(3) 徐变系数按下列公式计算：
式中 \(\varphi_{t}\) ——加荷 \(t(\mathrm{d})\) 后的徐变系数；
\(\varepsilon_{ct}\) ——加荷 \(t(\mathrm{d})\) 后的徐变应变(mm/m);
\(\varepsilon_{0}\) ——在加荷时测得的初始应变值(mm/m)，精确至0.001mm/m；
\(\Delta L_{0}\) ——加荷时测得的初始变形值(mm)，精确至0.001mm；
\(L_{b}\) ——测量标距(mm)，精确至1mm；
(4) 每组分别以 3 个试件试验结果的算术平均值作为该组混凝土试件的测定值；
(5)供对比用的混凝土徐变值,采用经过标准养护的混凝土试件,在28d龄期时经受0.4倍棱柱体抗压强度恒定荷载持续作用360d的徐变值,采用测得的3年徐变值作为终极徐变值。
12.14 混凝土耐磨试验¶
12.14.1 试验设备应满足下列要求。¶
12.14.1.1 混凝土磨耗试验机由直立主轴、水平转盘、传动机构和控制系统组成,主轴和转盘不在同一轴线上,主轴和转盘同时按相反方向转动,主轴下端配有磨头连接装置,可以装卸磨头,并应满足下列要求:(1) 主轴与水平转盘垂直度, 测量长度 \(80 \, mm\) 时偏离度不大于 \(0.04 \, mm\) ; (2) 水平转盘转速 \((17.5 \pm 0.5)\) r/min，主轴与转盘转速比为 35:1；
(3) 主轴与转盘的中心距为 \((40 \pm 0.2)\) mm;
(4)负荷分为200N、300N、400N三挡,误差不大于±1%;
(5) 主轴升降行程不小于 \(80 \, mm\) ，磨头最低点距水平转盘工作面不大于 \(25 \, mm\) ;
(6)水平转盘上配有能夹紧试件的卡具,卡头单向行程为 \(150_{-1}^{+4}\) mm,水平转盘上的卡具,能卡紧 \(150mm\times150mm\times150mm\) 立方体试件或直径为 \(\phi150mm\) 的钻孔取芯试件,卡紧后试件不上浮和翘起;
(7) 花轮磨头(图 12.14.1)由三组花轮组成, 按星形排列成等分三角形, 花轮与轴心最小距离为 \(16 \mathrm{~mm}\) , 最大距离为 \(25 \mathrm{~mm}\) , 每组花轮由两片花轮片装配而成, 其间隔为 (2.6\~2.8) mm, 花轮片直径为 \(\phi 25_{0}^{+0.02} \mathrm{~mm}\) , 厚度为 \(3_{0}^{+0.02} \mathrm{~mm}\) , 边缘上均匀分布 12 个矩形齿, 齿宽为 \(3.3 \mathrm{~mm}\) , 齿高为 \(3 \mathrm{~mm}\) , 由不小于 HRC60 硬质钢制成;
图 12.14.1 花轮磨头示意图(尺寸单位:mm)
1-垫片；2-刀片
12 混凝土物理力学性能 (8)磨头与水平转盘间有效净空为(160\~180)mm；
(9)机器上装有必要的电器控制器,具有(0\~999)转盘数字自动控制显示装置,其转数误差小于 \(\frac{1}{4}\) 转,并装有电源电压监测表及自动停车报警装置,电器绝缘性能良好,噪声小于90dB;
(10) 吸尘器装置能随时将磨下的粉尘吸走。
12.14.1.2 试件应为 \(150mm \times 150mm \times 150mm\) 立方体标准试件。 12.14.1.3 烘箱可调温范围为(50\~200)℃，控制温度允许偏差为±5℃。 12.14.1.4 天平最小分度值不大于 \(\lg\) 。
12.14.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1)试件的成型和养护按第11.18节的有关规定进行；
(2)试件养护至27d龄期从养护地点取出,擦干表面水分放在室内空气中自然干燥12h,再放入 \((60\pm5)\) ℃烘箱中,烘12h至恒重;
(3)试件烘干处理后放至室温,刷净表面浮尘;
(4) 将试件用夹具紧固在耐磨试验机的水平转盘上, 磨削面与成型时的顶面垂直, 在 200N 负荷下磨 30 转后, 取下试件剔除表面粉尘, 称取试件的初始质量, 然后在 200N 负荷下磨 60 转后, 刷净表面粉尘, 称取试件的剩余质量; 整个磨损过程将吸尘器对准试件磨损面, 使磨下的粉尘被及时吸走, 当混凝土具有高耐磨性时, 增加旋转次数, 并注明;
(5)每组花轮刀片只进行一组试件的磨耗试验,进行第二组磨耗试验时,更换一组新的花轮刀片。
12.14.3 试验结果计算与确定应满足下列要求：¶
(1) 混凝土磨损量按式(12.14.3)计算, 精确至 \(0.001 \, kg/m^{2}\) ;
式中 \(G_{c}\) ——单位面积的磨损量 \((\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{2})\) ;
\(m_{1}\) ——试件的初始质量(kg);
\(m_{2}\) ——试件磨损后的质量(kg);
(2)以3块试件磨损量的算术平均值作为试验结果,结果计算精确至0.001kg/m²,当其中一块磨损量超过平均值15%时,予以剔除,取余下两块试件结果的平均值作为试验结果,当两块磨损量均超过平均值15%时,重新试验。
A——试件磨损面积 \(\left(\mathrm{m}^{2}\right)\) ，取0.0125 \(m^{2}\) ;
13 混凝土耐久性
13 混凝土耐久性¶
13.1 混疑土动弹性模量试验¶
13.1.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 动弹性模量测定仪输出频率可调范围为 \((100 \sim 20000)\) Hz, 输出功率能使试件产生受迫振动;
(2)试件支承体为厚度约 \(20\mathrm{mm}\) 的泡沫塑料垫,采用表观密度为 \((16\sim 18)\mathrm{kg / m^3}\) 的聚苯板;
(3) 天平最小分度值不大于 \(5 \, g\) 。
13.1.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 测量试件的质量准确至 5g, 长度和断面尺寸准确至 1mm;
(2) 把试件平放在支承体上, 成型面向上, 将激振换能器测杆轻轻地压在试件长边侧面中线的 \(\frac{1}{2}\) 处, 接收换能器的测杆轻轻地压在试件长边侧面中线距端面 \(5 \mathrm{~mm}\) 处, 如图 13.1.2 所示, 在测杆接触试件前, 在测杆与试件接触面涂一薄层黄油或凡士林作为耦合介质, 测杆压力的大小, 以不出现噪声为度;
图 13.1.2 试件横向测量俯视图
1-混凝土试件；2-接收换能器；3-激振换能器
(3) 调整激振换能器和接收换能器的增益旋钮至适当位置, 变换激振频率, 并注意观察指示电流表指针偏转, 当指针偏转最大时, 表示试件达到共振状态, 此时显示的共振频率数即为试件的基频振动频率, 重复测试两次以上, 当两次连续测值之差不超过两个测值的算术平均值的 ±0.5% 时, 取两个测值的算术平均值作为该试件的基频振动频率;
(4) 当用示波器作为显示的仪器时, 示波器的图形调成一个正圆时的频率为共振频率, 在测试中, 有两个以上的共振峰时, 将接收换能器移至距试件端部的 0.224 倍试件全长处, 指示电流表指针指零, 该频率值为试件的基频振动频率。
13.1.3 试验结果计算及确定应满足下列要求：¶
(1) 动弹性模量按式(13.1.3)计算, 精确至 100MPa;
式中 \(E_{d}\) ——混凝土动弹性模量(MPa);
\(W\)——试件质量(g);
L、a——试件的长度、截面边长(mm);
\(f\)——试件横向振动时的基频振动频率(Hz);
(2)以3个试件动弹性模量的试验结果的算术平均值作为测定值,精确至100MPa。
13.2 混凝土抗冻融循环性能试验¶
13.2.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1) 冷冻设备在试件入箱前冷箱冷液温度能降到 \((-20 \sim -23)^{\circ} \mathrm{C}\) , 试件箱内装满试件后, 试件的中心温度能在 \((1.0 \sim 1.5) \mathrm{h}\) 内从 \(+8^{\circ} \mathrm{C}\) 降到 \(-15^{\circ} \mathrm{C}\) , 冷、热箱内各部位的温差不超过 \(3.3^{\circ} \mathrm{C}\) ;
(2)采用的测温设备测量冻融过程中试件中心温度变化时,精度能达到0.3℃;
(3) 动弹性模量测定仪输出频率为 \((100 \sim 20000)\) Hz;
(4) 台秤最小分度值不大于 5g;
(5)试件桶用厚度不小于0.5mm镀锌铁皮或不锈钢等材料制作,尺寸为120mm×120mm×500mm,试验过程桶内冻融介质不渗漏;
(6)橡皮衬垫厚(4\~5)mm,均匀打满孔径为 \(\phi15mm\) ,净距为(15\~20)mm的孔。
13.2.2 混凝土抗冻试件标准尺寸为 \(100 \, mm \times 100 \, mm \times 400 \, mm\) ，三个试件为一组，试件的拌和、成型应分别按第 11.2 节、第 11.18 节的有关规定执行，宜采用振动台振实，并应在水中养护。¶
13.2.3 一次冻融循环的指标应满足下列要求：¶
(1)试件中心冻结温度 \(-15^{\circ}\mathrm{C}\) , 允许偏差 \((-2\sim0)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(2)试件每次循环的降温历时(1.5\~2.5)h;
(3)试件中心最高融解温度 \((8\pm2)\) ℃；
(4)试件每次循环的升温历时(1.0\~1.5)h;
(5)一次冻融循环历时(2.5\~4.0)h;
(6)试件的中心与表面的温度差小于 \(28^{\circ} \mathrm{C}\) 。
13.2.4 试验步骤应满足下列要求：¶
(1)试件到达规定的养护龄期后,自养护池中取出,冻融介质为海水时,将试件风干两昼夜后再浸泡海水两昼夜;冻融介质为淡水时,不进行风干;
(2) 对已饱水完毕的试件, 擦去表面水分, 称量初始质量, 并测量初始动弹性模量, 必要时, 对试件进行外观描述或照相;
(3) 将试件装入桶底和桶壁均衬有橡皮衬垫的试件桶内, 按要求的冻融介质, 注入海
13 混凝土耐久性 水或淡水,水面浸没试件顶面20mm;
(4)根据混凝土试件抗冻性高低情况,每经历50次或25次冻融循环后,对试件分别进行动弹性模量和质量检查,并进行外观评级,必要时,对试件进行外观描述或照像,每次检查完毕装桶时将试件掉头;
(5) 当有部分试件停冻取出后, 另用试件填充空位, 无正式试件时, 用废试件填充;
(6) 冻融循环试验连续进行, 若因故中断, 且不能确保中断时间不超过两天时, 试件在温度为 \((-2 \pm 2)^{\circ} \mathrm{C}\) 条件下保存至恢复冻融试验为止;
(7) 当采用氯化钙溶液为冷冻液时, 定期检查其密度, 密度小于 1.27kg/L 时及时调整。
13.2.5 对达到规定龄期后不能及时受冻的混凝土试件,应按下列要求对试件继续进行养护:¶
(1) 将试件装入双层塑料袋中包裹捆扎严密, 防止水分散失;
(2)包裹捆扎好的试件放置于标准养护室中养护。
13.2.6 混凝土试件自成型时间至受冻时间不得超过三个月。¶
13.2.7 试验结果计算及确定应满足下列要求：¶
(1) 相对动弹性模量按式(13.2.7-1)计算,精确至0.1%;以三个试件试验结果的平均值为测定值,当最大值或最小值与中间值之差超过中间值的20%时,取其他两值的平均值作为测定值;当最大值和最小值均超过中间值的20%时,取中间值作为测定值;
式中 P ——试件相对动弹性模量；
\(f_{n}\) ——经受 n 次冻融循环后试件的基振频率(Hz);
\(f_{0}\) ——冻融前试件的基振频率(Hz);
(2) 质量损失率按式(13.2.7-2)计算, 精确至 0.1%; 以三个试件试验结果的平均值为测定值; 但当三个值均为负值时, 测定值取 0; 当其中两个值为负值时, 正值除 3 为测定值; 其中一个为负值时, 由两正值相加除 3 为测定值; 当三个值均为正值, 最大值或最小值与中间值的差大于 1% 时, 剔除, 取剩下的两值平均作为测定值, 当最大值和最小值与中间值的差均超过 1% 时, 取中间值为测定值。
式中 \(S_{n}\) —— n 次冻融循环后试件质量损失率；
\(W_{0}\) ——冻融前混凝土试件初始饱水质量(g);
\(W_{n}\) ——n 次冻融循环后混凝土试件饱水质量(g)；
13.2.8 混凝土抗冻融等级的评定应满足下列要求：¶
(1) 当相对动弹性模量下降至 75% 或质量损失率达 5% 时, 即可认为试件已达破坏, 并以相应的冻融循环次数作为该混凝土的抗冻融等级;
(2) 相对动弹性模量或质量损失率均未达到上述指标,但冻融循环次数已满足设计
要求,根据需要停止试验。
13.2.9 抗冻混凝土试件的外观评级应满足表13.2.9的要求。¶
13.2.9 混凝土试件外观评级标准¶
| 级别 | 破坏情况 |
| 10 | 表面平整,棱角完整 |
| 9 | 表面开始出现麻面或脱皮,棱角开始变化 |
| 8 | 麻面及表皮剥落增多,局部石子外露 |
| 7 | 石子开始脱落,棱角变圆 |
| 6 | 棱线消失,棱角已掉,石子脱落较多 |
| 5 | 边缘棱角全部破坏,表面破坏面积达60%~70%,有的伴有裂缝出现 |
13.3 硬化混凝土中气泡参数测定¶
13.3.1 试验仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 测量显微镜放大倍数为 80\~128, 具有目镜测微尺和物镜测微尺, 目镜测微尺最小读数为 \(10 \mu m\) , 载物台能横向、纵向移动;
(2) 聚光型显微镜照明灯；
(3)采用切片机、磨片机、抛光机等。
13.3.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1)每组试件至少三个,最小观测总面积和最小总导线长度符合表
13.3.2 中的规定,当混凝土内骨料或大孔隙分布不均匀时,适当增大观测面积,当在同一试件中制取两个试样时,截取两试样的间距大于骨料最大粒径的 \(\frac{1}{2}\) ;¶
表
13.3.2 最小观测总面积及最小总导线长度¶
| 粗骨料最大粒径(mm) | 最小观测总面积( ) | 最小观测总导线长(mm) |
| 80 | 50000 | 3000 |
| 40 | 17000 | 2600 |
| 31.5 | 11000 | 2500 |
| 20 | 7000 | 2300 |
| 10 | 6000 | 1000 |
(2) 将硬化混凝土片锯下后, 刷洗干净, 分别采用 400 号和 800 号金刚砂仔细研磨, 每次磨完后刷洗干净, 再进行下次研磨, 最后在固定呢毡的抛光机转盘上, 涂刷三氧化二铬进行抛光, 再刷洗干净, 在 \((105 \pm 5)^{\circ} \mathrm{C}\) 的烘箱中烘干, 然后置于显微镜下试测, 当强光低入射角照射在观测面上, 观测到在表面除了气泡截面和骨料孔隙外基本是平的, 且气泡边缘清晰并能测出尺寸为 \(10 \mu \mathrm{m}\) 的气泡截面, 该观测面已处理完毕;
(3) 观测面与浇筑面垂直, 观测前用物镜测微尺校准目镜测微尺刻度, 在观测面两端, 附贴导线间距标志, 使选定的导线长度均匀地分布在观测面范围内; 调整目镜位置, 使十字丝的横丝与导线重合, 然后用目镜测微尺进行定量测量; 从第一条导线起点开始观察,分别记录测微尺所截取的每个气泡的弦长刻度值;当测完第一条导线后,按测线间距,相继观测第二条、第三条、第四条……导线,直至测完规定的总导线长度。
13 混凝土耐久性
13.3.3 各参数应根据直线导线法观测的数据按下列公式计算：¶
式中 \(m_{1}\) ——气泡平均弦长(mm);
\(\sum l\) ——全导线所切割的气泡弦长总和(mm);
\(N\)——全导线所切割的气泡总个数；
\(\alpha\)——气泡比表面积( \(mm^{2}/mm^{3}\) );
\(m_{r}\) ——气泡平均半径(mm);
\(A\)——硬化混凝土的体积比空气含量；
\(T\)——导线总长(mm);
\(n_{v}\) ——平均每1000mm \(^{3}\) 混凝土的气泡个数；
\(n_{1}\) ——平均每 1 mm 导线切割的气泡个数；
13.3.4 气泡间距系数计算应符合下列规定：¶
(1) 当混凝土中浆气比 \(\frac{P}{A}\) 大于 4.33 时, 按式 (13.3.4-1) 计算;
(2) 当混凝土中浆气比 \(\frac{P}{A}\) 小于 4.33 时, 按式 (13.3.4-2) 计算;
式中 L —— 气泡间距系数(mm)，精确至 0.001 mm；
\(A\)——硬化混凝土的体积比空气含量(%)；
\(n_{1}\) ——平均每10mm导线切割的气泡个数；
P——混凝土中水泥净浆体积比含量(%)，不包括空气含量、粗骨料体积、细骨料体积。
13.4 混凝土抗水渗透试验¶
13.4.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 混凝土抗渗仪符合现行行业标准《混凝土抗渗仪》(JG/T 249)的规定, 并能使水压按规定的制度稳定地作用在试件上, 抗渗仪施加水压力范围为 \((0.1 \sim 2.0)\) MPa;
(2)试模上口内部直径为 \(175\mathrm{mm}\) 、下口内部直径为 \(185\mathrm{mm}\) 、高度为 \(150\mathrm{mm}\) ；
(3)用石蜡加松香、水泥加黄油或采用橡胶套等其他有效密封材料；
(4)钟表最小分度值为1min;
(5)辅助设备包括烘箱、电炉、浅盘、铁锅和钢丝刷等；
(6) 安装试件的加压设备为螺旋加压或其他加压形式, 压力能保证将试件压入试件套内。
13.4.2 试验步骤应符合下列规定。¶
13.4.2.1 按第 11.18 节的有关规定进行试件的制作和养护,抗水渗透试验应以 6 个试件为一组。 13.4.2.2 试件拆模后,应用钢丝刷刷去两端面的水泥浆膜,并应立即将试件送入标准养护室中养护。 13.4.2.3 抗水渗透试验的龄期宜为 28d, 在到达试验龄期的前一天, 将试件从养护室中取出, 并擦拭干净, 待试件表面晾干后进行试件密封, 试件密封应满足下列要求:(1) 当用石蜡密封时, 在试件侧面裹涂一层熔化的内加少量松香的石蜡, 然后用螺旋加压器将试件压入经过烘箱或电炉预热过的试模中, 使试件与试模底平齐, 并在试模变冷后解除压力, 试模的预热温度, 以石蜡接触试模即缓慢熔化但不流淌为准; (2)用水泥加黄油密封时,其质量比为 \((2.5\sim3)\) :1,用三角刀将密封材料均匀地刮涂在试件侧面上,厚度为 \((1\sim2)\) mm,套上试模并将试件压入,使试件与试模底平齐。
13.4.2.4 试验时水压应从 \(0.1\mathrm{MPa}\) 开始，以后每隔8h增加0.1MPa水压，并随时观察试件端面渗水情况，当6个试件中有3个试件表面出现渗水时，或加至设计抗渗等级，在8h内6个试件中表面渗水试件少于3个时，可停止试验，并记下此时的水压力，在试验过程中，当发现水从试件周边渗出时，应按第13.4.2.3款的规定重新进行密封。
13.4.3 混凝土抗渗等级确定应满足下列要求：¶
(1) 当停止试验时, 6 个试件中有 2 个试件表面出现渗水, 该组混凝土抗渗等级按式 (13.4.3-1) 计算;
式中 P —— 混凝土抗渗等级；
\(H\)——停止试验时的水压力(MPa);
(2) 当停止试验时, 6 个试件中有 3 个试件表面出现渗水, 该组混凝土抗渗等级按式 (13.4.3-2) 计算;
式中 P —— 混凝土抗渗等级；
13 混凝土耐久性 \(H\)——停止试验时的水压力(MPa);
(3) 当停止试验时, 6 个试件中少于 2 个试件表面出现渗水, 该组混凝土抗渗等级按式(13.4.3-3)确定;
式中 P —— 混凝土抗渗等级；
\(H\)——停止试验时的水压力(MPa)；
13.5 混凝土渗水高度试验¶
13.5.1 试验用仪器设备应符合第 13.4 节的有关规定。¶
13.5.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 按第
13.4.2 条的规定进行试件的制作和养护、密封；¶
(2)试件准备好之后,启动抗渗仪,并开通6个试位下的阀门,使水从6个孔中渗出,并充满试位坑,在关闭6个试位下的阀门后将密封好的试件安装在抗渗仪上;
(3)试件安装好后,立即开通6个试位下的阀门,使水压在24h内恒定控制在(1.2±0.05)MPa,且加压过程不大于5min,以达到稳定压力的时间作为试验记录起始时间,精确至1min;在稳压过程中随时观察试件端面的渗水情况,当有一个试件端面出现渗水时,停止该试件的试验并记录时间,并以试件的高度作为该试件的渗水高度,对于试件端面未出现渗水的情况,在试验24h后停止试验,并及时取出试件,在试验过程中,当发现水从试件周边渗出时,重新按第13.4.2.3款的规定进行密封;
(4) 将从抗渗仪上取出来的试件放在压力机上, 在试件上下两端面中心处沿直径方向各放一根直径为 \(6 \mathrm{~mm}\) 的钢垫条, 并确保它们在同一竖直平面内, 开动压力机, 将试件沿纵断面劈裂为两半, 试件劈开后, 用防水笔描出水痕;
(5) 将梯形板放在试件劈裂面上, 并用钢尺沿水痕等间距量测 10 个测点的渗水高度值, 精确至 \(1 \mathrm{~mm}\) , 当某测点被骨料阻挡时, 以靠近骨料两端的渗水高度算术平均值作为该测点的渗水高度。
13.5.3 试验结果计算及处理应满足下列要求：¶
(1)试件渗水高度按式(13.5.3-1)计算；
式中 \(\overline{h}_{i}\) ——第 i 个试件的平均渗水高度(mm);
\(h_{j}\) ——第i个试件第j个测点处的渗水高度(mm);
(2)一组试件的平均渗水高度按式(13.5.3-2)计算；
式中 \(\bar{h}\) ——一组6个试件的平均渗水高度(mm);
\(\overline{h}_{i}\) ——第 i 个试件的平均渗水高度(mm);
(3) 相对渗透系数按式(13.5.3-3)计算；
式中 \(S_{k}\) ——相对渗透系数(mm/h);
\(\alpha\) ——混凝土的吸水率,一般为0.03;
\(\overline{h}\) ——一组6个试件的平均渗水高度(mm);
\(T\)——恒压经过的时间(h);
\(H\)——水压力,以水柱高度表示(mm),1MPa水压力相当于10200mm水柱高度；
13.6 混凝土吸水率试验¶
13.6.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) \(100mm \times 100mm \times 100mm\) 立方体试模；
(2) 烘箱温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(3) 天平最小分度值不大于 0.01 g;
(4)采用水槽等。
13.6.2 试验步骤应满足下列要求。¶
13.6.2.1 按所要求的原材料、配合比和成型工艺, 制作尺寸为 \(100mm \times 100mm \times 100mm\) 的立方体试件, 每组应为三个试件。 13.6.2.2 试件标准养护 28d 后, 应放入 \((105 \pm 5)\) ℃ 烘箱中烘至恒重, 冷却后用丙酮擦试件表面除去油污, 称量并记录干重; 比较水泥品种不同的混凝土时, 试件应养护至 28d; 比较水泥品种相同的混凝土时, 试件可养护至 14d。 13.6.2.3 将烘干试件放入水温为 \((20\pm2)\) ℃的水槽中,水面应高出试件30mm左右,浸泡3h。 13.6.2.4 将试件从水中取出,应用湿布擦去表面附着水,立即称重。
13.6.3 3h 的吸水率结果应按式(13.6.3)计算,精确至0.1%,以三个试件的算术平均值作为吸水率试验结果。¶
$$ \alpha = \frac {W - W _ {0}}{W _ {0}} \times 1 0 0\tag{13.6.3} $$ 式中 \(\alpha\) ——试件 3h 吸水率；
\(W\)——试件吸水3h后质量(g);
\(W_{0}\) ——试件烘干后质量(g)；
13.7 钢筋在砂浆拌合物中的阳极极化试验¶
13.7.1 仪器设备及试验材料应满足下列要求：¶
(1) 恒电流阳极极化试验仪或有恒电流装置的恒电位仪, 电流表量程 \(1000 \mu \mathrm{A}\) , 精度 \(10 \mu \mathrm{A}\) ; 毫伏表量程 \((1200 \sim 1500) \mathrm{mV}\) , 精度 \(10 \mathrm{~mV}\) ; (2)铜—硫酸铜电极构造如图13.7.1所示；
图 13.7.1 铜—硫酸铜电极
1-导线；2-紫铜棒；3-饱和硫酸铜溶液；4-玻璃管；5-多孔瓷棒
13 混凝土耐久性 (3)试模用木或塑料等绝缘材料加工而成,尺寸为40mm×100mm×150mm;
(4) 工业盐酸与水比例为 1:1, 另加纯盐酸量的 2%\~3% 的六次甲基四胺配制成酸洗液;
(5)3g 无水碳酸钠溶于97g水中配制成中和液。
13.7.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 用长 \(100 \, mm\) 、直径 \(6 \, mm\) 的无锈钢筋制作钢筋电极； (2) 将钢筋泡入酸洗液中, 待表面氧化皮溶解后取出, 每根钢筋依次放在水、中和液中摇动几下, 再放入另一盘中和液中浸泡, 然后取出用水冲洗, 再用干毛巾擦干, 放入已预先升温至 \((105 \pm 5) ^{\circ} \mathrm{C}\) 的烘箱内烘 \(5 \mathrm{~min}\) , 酸洗完毕;
(3)钢筋经过酸洗后,用 \(2 \frac{1}{2}\) 号粗砂布和 0 号细砂布先后擦磨钢筋表面至光亮,在钢筋的一端焊上导线,再将钢筋两头浸涂石蜡,焊线端涂 \(25 \mathrm{~mm}\) ,另一端涂 \(5 \mathrm{~mm}\) ,使中间暴露段长 \(70 \mathrm{~mm}\) ,用丙酮去脂,放在干燥器内备用,钢筋暴露段保持清洁,焊线时及时擦去焊油,钢筋表面用砂布处理后,当天投入试验;
(4) 按试验要求的配合比配制砂浆, 在无特定要求时, 采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥, 水胶比 0.5, 灰砂比 1:2.2 的砂浆; 当拌和用水含较多有害杂质时, 用蒸馏水拌和; 湿拌时间 2min;
(5) 把拌制好的砂浆浇入试模中, 先浇约 20mm 厚度, 将两个钢筋电极平行放在砂浆层上面, 间距约为 40mm, 各距侧模板 25mm 左右, 然后灌满砂浆, 拉出导线, 在两边轻轻插捣几下, 使钢筋表面全部与砂浆接触;
(6)以一根钢筋作为试验电极,另一根作为辅助电极,用阳极极化试验仪,测定试验电极的自然电位,测量时,硫酸铜电极的下端对准试验电极的中点位置,与砂浆拌合物表面接触,并垂直于砂浆表面,如图13.7.2所示;
图 13.7.2 试验装置示意图
1-恒电流阳极极化试验仪；2-铜—硫酸铜电极；3-钢筋；4-砂浆拌合物
(7)通电线路如图13.7.2所示,通直流电,试验电极接仪器正极,辅助电极接负极,按试验电极暴露面积计算的电流密度,保持恒定为 \(0.5\mu A/mm^{2}\) ;
(8) 在通电的同时, 开始计算时间, 分别在 \(2 \mathrm{~min} 、 6 \mathrm{~min} 、 10 \mathrm{~min} 、 15 \mathrm{~min}\) 时记录试验电极极化电位 \(V_{2} 、 V_{6} 、 V_{10} 、 V_{15}\) ;
(9)更换试验电极,按照以上步骤,进行重复测量,取两次测量结果的平均值作为测定值,当两个试验电极测量结果出现矛盾时,即一个处于钝化状态,另一个处于非钝化状态,此组试验作废,重新进行试验,在电位—时间坐标图上绘出电极阳极极化电位—时间曲线。
13.7.3 试验结果分析应满足下列要求：¶
(1)电极通电后,电位迅速向正方向移动, \(V_{2}\) 达+500mV左右,且经过15min电位跌落不超过50mV,即 \(V_{2}-V_{15}\) 不大于50mV,则为钝化电极(图13.7.3中的1号曲线),可以认为所用的外加剂和水泥本身不含有对钢筋有害的物质; (2) 若曲线很平缓或电位先向正方向移动, 后又改向负方向移动, 这两种情况均表明钢筋钝化膜已破坏 (图 13.7.3 中的 2、3、4 号曲线), 但无法对所用外加剂或水泥下明确的结论, 还需要用砂浆中的阳极极化法做进一步检验。
图 13.7.3 阳极极化电位—时间曲线
1-钝化曲线；2-钝化和活化之间曲线；3、4-活化曲线
13 混凝土耐久性
13.8 钢筋在砂浆中的阳极极化试验¶
13.8.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1) 恒电流阳极极化试验仪或有恒电流装置的恒电位仪和铜—硫酸铜电极符合第 13.7.1 条的规定； (2) 玻璃缸尺寸宽 × 长 × 高为 \(120 \, mm \times 160 \, mm \times 190 \, mm\) ;
(3)采用 \(150\mathrm{mm}\) 长的不锈钢尺作为辅助电极；
(4)用化学纯氢氧化钙配制饱和氢氧化钙溶液；
(5)电热鼓风烘箱、细钢丝刷；
(6) \(30\mathrm{mm} \times 30\mathrm{mm} \times 94\mathrm{mm}\) 三联试模。
13.8.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 钢筋砂浆电极尺寸为 \(30 \, mm \times 30 \, mm \times 94 \, mm\) ，正中埋设一根长 \(100 \, mm\) 、直径 \(6 \, mm\) 的钢筋，钢筋预先经酸洗、擦锈、去脂，钢筋擦锈用细钢丝刷刷光处理后及时埋入砂浆； (2) 按试验要求的配合比配制砂浆, 在无特定要求时, 采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥, 水胶比 0.5, 灰砂比 1:2.2 的砂浆; 当拌和用水含较多有害杂质时, 用蒸馏水拌和; 湿拌时间 2min;
(3)用振动台或跳桌成型;成型时,钢筋由两端模板上的凹洞保证其正中位置;电极成型后,带模一起放入标准养护室,盖上湿布养护;经22h拆模,需要延长脱模时间时,报告中注明;用水泥浆涂电极两端,使钢筋的两端裸露部分埋于水泥浆中,以后继续放在标准养护室中,盖上湿布再养护48h;
(4)电极养护后取出,在 \((100\pm2)\) ℃的温度下烘24h后,敲去两端硬化水泥浆,在钢筋的一端焊上导线,试件两端涂蜡,使暴露长度为85mm,如图13.8.2-1所示;
图 13.8.2-1 钢筋砂浆电极(尺寸单位:mm)
1-导线；2-石蜡；3-砂浆；4-钢筋
(5) 将 1 组 3 个砂浆电极放在 1000ml 烧杯中, 用饱和氢氧化钙溶液浸泡 (2\~4) h;
(6)电极移入盛有饱和氢氧化钙溶液的玻璃缸内,使电极浸入溶液的深度为85mm,用阳极极化试验仪测量电极的自然电位;
(7)通电线路如图13.8.2-2所示,通直流电,电极接阳极极化仪正极,辅助电极接负极,通过浸入溶液85mm长的钢筋表面的电流密度保持恒定为0.5μA/mm²;
图 13.8.2-2 试验装置示意图
1-恒电流阳极极化试验仪；2-玻璃缸；3-不锈钢尺；4-饱和氢氧化钙溶液；5-钢筋砂浆电极；6-铜—硫酸铜电极
(8) 在通电的同时开始计算时间, 分别在 2min、6min、10min、15min 时记录电极极化电位 \(V_{2}\) 、 \(V_{6}\) 、 \(V_{10}\) 、 \(V_{15}\) ;
(9)取3个电极测量结果的平均值作为测定值,点绘在电位—时间坐标图上,绘制电极的阳极极化电位—时间曲线。
13.8.3 试验结果分析应满足下列要求：¶
(1) \(V_{2}\) 达 +650mV 左右、经过 15min 电位跌落不超过 50mV 的电极, 认为是钝化电极, 所用的外加剂或水泥不含有对钢筋有害的物质; 当经过 15min 后, 电位跌落超过 50mV, 为介于钝化与活化之间的电极, 说明钢筋的钝化膜已受破坏, 损坏程度用 \(V_{2} \sim V_{15}\) 段曲线的斜率, 即电位向负向移动的斜率来判断, 斜率越大, 损坏越大; (2)电极通电后, \(V_{2}\) 小于 \(+650 \mathrm{mV}\) , 并很快地向负方向下落, 表明钝化膜破坏较厉害, 为活化电极, 其活化程度, 用 \(V_{2}\) 来衡量, \(V_{2}\) 值下降越大活化越强;
(3)对于活化电极和介于钝化与活化之间的电极,初步认为所用的外加剂或水泥对钢筋是有害的,其有害作用的大小,从钝化膜的破坏程度来定性地相对比较。
13.9 混凝土抗氯离子渗透性试验¶
13.9.1 电迁移试验法或称 RCM 法测定混凝土抗氯离子渗透性应符合下列规定。¶
13.9.1.1 仪器设备和化学试剂应满足下列要求：(1) 试验装置如图 13.9.1-1 所示；
图 13.9.1-1 试验装置示意图
13 混凝土耐久性 1-阳极板；2-阳极溶液；3-试件；4-阴极溶液；5-阴极试验槽；6-支架；7-支撑头；8-阴极扳；9-环箍；10-有机硅橡胶套；11-直流稳压电源
(2)试验装置各部件如图13.9.1-2、图13.9.1-3、图13.9.1-4所示,其中硅胶套筒、电解质水槽、阳极和阴极各6个,不锈钢管卡12个;
图 13.9.1-2 橡胶套筒、不锈钢管卡、试件和阳极
1-橡胶套筒；2-不锈钢管卡；3-试件；4-不锈钢网阳极
图 13.9.1-3 有机玻璃支架和阴极(尺寸单位:mm)
1-有机玻璃支架；2-阴极架；3-阴极（不锈钢板）
图 13.9.1-4 不锈钢管卡(尺寸单位:mm)
(3) 真空泵真空度不大于 \(1000 \, Pa\) ;
(4) 真空容器内径不小于 250mm;
(5) 温度计或可读热电偶精度为 \(\pm0.2^{\circ}C\) ;
(6)两脚规和游标卡尺,游标卡尺精度为±0.1mm;
(7)符合标准的蒸馏水或去离子水；
(8) 分析纯试剂配制的饱和氢氧化钙溶液；
(9)化学纯试剂配制的10%氯化钠溶液12L;
(10)化学纯试剂配制的 \(0.3 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}\) 氢氧化钠溶液约 \(300 \mathrm{ml}\) ;
(11)分析纯试剂配制的0.1mol/L硝酸银溶液作为显色指示剂。
13.9.1.2 试件制作和养护应满足下列要求：(1) 制作直径为 \((100 \pm 1)\) mm, 厚度为 \((100 \pm 1)\) mm、骨料最大粒径不大于 25 mm 的混凝土试件, 试件用内径 100 mm, 高度 100 mm 的圆柱体钢模按标准方法成型, 或对硬化混凝土钻芯取样, 试验以 3 块试件为一组;(2)试件成型后立即用塑料薄膜覆盖并移至标准养护室, \((24\pm2)\) h 后拆模并进行标准养护;
(3)试件到达养护龄期后,沿试件中部切成两个高度为 \((50\pm2)\) mm 的圆柱体试件;当试件在实体混凝土结构中钻取时,先切割成标准试件尺寸,然后在标准养护池中浸泡72h 后进行试验。
13.9.1.3 试验前准备应满足下列要求：(1) 将试件从养护池中取出, 并清洗试件表面的碎屑, 擦干试件表面多余的水分, 将试件在饱和面干状态下置于真空容器中进行真空处理;(2) 真空处理过程中, 每个试件表面暴露在真空中, 在 \(5 \mathrm{~min}\) 内将真空容器中的绝对压力减少至 \(1000 \mathrm{~Pa}\) 以下, 保持该真空度 \(3 \mathrm{~h}\) 后, 维持这一真空度将饱和氧氧化钙溶液吸入真空容器, 直至浸没试件, 在试件浸没 \(1 \mathrm{~h}\) 后恢复常压, 并继续浸泡 \((18 \pm 2) \mathrm{~h}\) ;
13 混凝土耐久性 (3) 将试件从氢氧化钙溶液中取出擦干水分, 用游标卡尺测量试件的高度, 精确到 \(0.1 \mathrm{~mm}\) ; 当试件达到表面干燥状态后装入橡胶套筒内, 新鲜切割面朝下, 用两个不锈钢管卡将试块与橡胶套筒箍紧至不渗漏;
(4) 将浓度为 10% 的氯化钠溶液注入阴极试验槽中, 将 0.3 mol/L 的氢氧化钠溶液注入橡胶套内约 300 ml, 橡胶套筒放入阳极水槽中; 测量氢氧化钠溶液初始温度, 注入氯化钠溶液的试验槽中的阴极连接电源负极, 注入氢氧化钠溶液的橡胶套筒中的阳极连接电源正极;
(5)每次试验6个试件,其中平行比较试样3个,检测试样3个,分别与电源的6个接口相连。
13.9.1.4 电迁移试验应满足下列要求：(1) 打开电源, 调整各回路电压到 \((30 \pm 0.2)\) V, 记录通过每个试件的初始电流, 根据初始电流值所处的范围, 按表
13.9.1 中规定, 选择试验电压, 根据实际施加的试验电压测得试验电流选择试验的时间;表¶
13.9.1 初始电流、电压与试验时间的关系¶
| 始电流 (mA) | 试验电压 (V) | 试验电流 (mA) | 试验时间 (h) |
| 60 | 96 | ||
| 60 | 48 | ||
| 60 | 24 | ||
| 50 | 24 | ||
| 40 | 24 | ||
| 35 | 24 | ||
| 30 | 24 | ||
| 25 | 24 | ||
| 20 | 24 | ||
| 15 | 24 | ||
| 10 | 24 | ||
| 10 | 6 |
(2)试验结束时,测量氢氧化钠溶液的最终温度。
13.9.1.5 氯离子渗透深度测定应满足下列要求：(1)取出试件用自来水将试件表面冲洗干净,擦去多余水分,用压力试验机沿轴向劈成两半;(2) 在劈开的断面喷涂显色指示剂, 放置 15min;(3)用两脚规和游标卡尺测量白色氯化银标示的渗透深度,从中间向两边每隔10mm测量一个数据,精确到0.1mm,共测得7个数据,测量位置如图13.9.1-5所示;
图 13.9.1-5 显色分界线位置编号
1-试件边缘部分；2-直尺；A-测量范围；L-试件厚度； \(X_{1}\sim X_{7}\) -氯离子渗透深度测点值
13.9.1.6 试验结果计算及评定应满足下列要求：(1) 混凝土非稳态氯离子扩散系数按式(13.9.1)计算,精确到 \(0.1 \times 10^{-12} \, m^{2}/s\) ; $$
D _ {\mathrm{nssm}} = \frac {0 . 0 2 3 9 (2 7 3 + T) L}{(U - 2) t} \left[ X _ {\mathrm{d}} - 0. 0 2 3 8 \sqrt {\frac {(2 7 3 + T) L X _ {\mathrm{d}}}{U - 2}} \right]\tag{13.9.1} $$
式中 \(D_{nssm}\) ——混凝土非稳态氯离子扩散系数 \((\mathrm{m}^{2}/\mathrm{s})\) ;
\(T\)——阳极溶液的初始温度和最终温度的平均值(℃);
\(L\)——试件厚度(mm);
\(U\)——试验电压(V);
\(X_{d}\) ——氯离子渗透深度的平均值(mm)，精确到0.1mm；
\(t\)——试验持续时间(h);
(2) 每组以 3 个试样的扩散系数的算术平均值作为该组试件的测定值, 当最大值或最小值与中间值之差超过中间值的 \(15\%\) 时, 取中间值作为测定值, 当最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的 \(15\%\) 时, 该组试验无效；
13.9.2 电通量法测定混凝土抗氯离子渗透性应符合下列规定。¶
13.9.2.1 试验仪器设备和化学试剂应满足下列要求：(1) 试验装置如图 13.9.2-1 所示；
图 13.9.2-1 电通量试验装置示意图
1-直流稳压电源；2-电流表；3-试验槽；4-紫铜垫板和铜网；5-混凝土试件；6-3.0%氯化钠溶液；7-0.3mol/L氢氧化钠溶液218
(2) 塑料或有机玻璃试验槽结构尺寸如图 13.9.2-2 所示；
图 13.9.2-2 试验槽结构图(尺寸单位:mm)
13 混凝土耐久性 (3)紫铜垫板宽度为 \((12\pm2)\) mm,厚度为 \((0.50\pm0.05)\) mm,铜网孔径为0.95mm或者20目;
(4) 直流稳压电源输出 60V 直流电压, 精度为 ±0.1V;
(5) 数字式电流表量程为 20A, 精度为 ±0.1mA;
(6)真空泵保持容器内的气压处于(1\~5)kPa;
(7) 真空干燥器内径不小于 250mm;
(8)化学纯试剂配制的质量浓度为3.0%的氯化钠溶液；
(9)化学纯试剂配制的摩尔浓度为0.3mol/L的氢氧化钠溶液；
(10) 硅橡胶或树脂密封材料；
(11) 硫化橡胶垫外径 100mm, 内径 70mm, 厚度 6mm。
13.9.2.2 电通量法试验应满足下列要求：(1)采用直径 \((95\pm2)\) mm,高度 \((51\pm3)\) mm的素混凝土试件或芯样试件,试件的制作、养护符合第13.9.1条的规定;当试件表面有涂料等附加材料时,预先去除,试样内不含有钢筋等良导电材料;(2) 试验在试件标准养护到 \(28 \mathrm{~d}\) 或 \(56 \mathrm{~d}\) 时进行; 将养护到规定龄期的试件暴露于空气中至表面干燥, 并以硅橡胶或树脂密封材料涂刷于试件侧面, 必要时填补涂层中的孔洞;
(3)试验前将试件进行真空饱水,将试件放入1000ml烧杯,一起放入真空干燥器中,启动真空泵,在5min内将真空干燥器中的绝对压强减少至(1\~5)kPa,保持该真空度3h后,维持这一真空度并注入足够的蒸馏水至淹没试件,浸泡1h后恢复常压,再继续浸泡(18±2)h;
(4)从水中取出试件,抹掉多余水分,安装于试验槽内,用橡胶密封环或其他密封胶密封,并用螺杆将两试验槽和试件夹紧;
(5) 将浓度为 3.0% 的氯化钠溶液和 0.3 mol/L 的氢氧化钠溶液分别注入试件两侧的试验槽中, 注入氯化钠溶液的试验槽内的铜网连接电源负极, 注入氢氧化钠溶液的试验槽中的铜网连接电源正极;
(6) 接通电源, 对上述两铜网施加 60V 直流恒电压, 并记录电流初始读数, 通电并保持试验槽中充满溶液, 开始时每隔 5min 记录一次电流值, 当电流值变化较小时, 每隔 10min 记录一次电流值, 当电流变化很小时, 每隔 30min 记录一次电流值, 直至通电 6h;
(7)采用自动采集数据的测试装置时,记录电流的时间间隔设定为5min,电流测量值精确至 \(\pm0.5mA\) ;
(8) 试验室温度控制在 \((20 \sim 25)^{\circ}\mathrm{C}\) 。
13.9.2.3 试验结果的计算及处理应满足下列要求：(1) 绘制电流与时间的关系图, 将各点数据以光滑曲线连接起来, 对曲线作面积积分或按梯形法进行面积积分, 得到试验 6h 通过的电量; (2) 当试件直径不等于 95mm 时, 将所得电量按截面面积比的正比关系换算成直径为 95mm 的标准值, 按下式进行换算:
式中 \(Q_{s}\) ——通过直径为 95mm 的试件的电通量(C);
\(Q_{x}\) ——通过直径为 x 的试件的电通量(C);
\(x\)——试件的实际直径(mm);
(3)取同组3个试件通过电量的算术平均值作为该组试件的电通量测定值,当通过电量的最大值或最小值与中间值的差值超过中间值的20%时,取中间值,当通过电量的最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值的20%时,该组数据无效。
13.9.3 NEL法测定混凝土抗氯离子渗透性应符合下列规定。¶
13.9.3.1 试验仪器设备和化学试剂应满足下列要求：(1) NEL 型快速真空饱水饱盐装置; (2) NEL 型混凝土渗透性电测仪；
(3) 分析纯试剂配制的 4 mol/L 氯化钠溶液, 静停 8 h 以上备用。
13.9.3.2 NEL法试验应满足下列要求：(1)试件制作和养护符合第13.9.1条的规定； (2) 将混凝土试样垂直码放于快速真空饱水饱盐装置的真空室中, 试样间留有间隙, 密闭真空室并开动真空泵和气路开关, 在真空表显示值小于 \(-0.05 \mathrm{MPa}\) 的压力下保持 \(6 \mathrm{~h}\) 后, 断开气路, 导入 \(4 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}\) 的氯化钠溶液至液位指示灯灭, 关闭水路开关, 再打开气路开关, 抽真空至上述真空度并保持 \(2 \mathrm{~h}\) , 关闭真空泵和所有开关, 继续保持试样浸泡于真空室的状态至 \(24 \mathrm{~h}\) 为止;
(3)每次饱盐完毕,及时更换真空泵油,若用无油泵,则需检查工作状态是否正常,并
清洗真空室；
(4) 擦去饱盐试样侧面盐水并置于试样夹具中两 \(\phi50mm\) 紫铜电极间当混凝土试样表面略不平整时, 在两电极与试样表面各加一块浸有 4mol/L 氯化钠的 80 目铜网, 用 NEL 型渗透性电测仪进行量测, 测得该混凝土试样中氯离子扩散系数值。
13.9.3.3 试验结果的计算及处理应满足下列要求：(1) 每组以 3 个试样的扩散系数的算术平均值作为该组试件的测定值, 当最大值或最小值与中间值之差超过中间值的 15% 时, 取中间值作为测定值, 当最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的 15% 时, 该组数据无效;(2) 根据表
13.9.3 的评价标准对混凝土渗透性进行分级。¶
表
13.9.3 混凝土渗透性评价标准¶
| 氯离子扩散系数 ( mm /s) | 混凝土渗透性等级 | 混凝土渗透性评价 |
| I | 高 | |
| II | 中 | |
| III | 低 | |
| IV | 很低 | |
| V | 极低 |
13 混凝土耐久性
13.10 混凝土碳化试验¶
13.10.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1) 碳化箱符合现行行业标准《混凝土碳化试验箱》(JG/T 247)的规定,并采用带有密封盖的密闭容器,容器的容积至少为预定进行试验的试件体积的两倍,碳化箱内有架空试件的支架、二氧化碳引入口、分析取样用的气体导出口、箱内气体对流循环装置、为保持箱内恒温恒湿所需的设施以及温湿度监测装置,在碳化箱上设玻璃观察口对箱内的温度进行读数;
(2)气体分析仪能分析箱内气体中的二氧化碳浓度,精确到±1%;
(3)二氧化碳供气装置包括气瓶、压力表及流量计；
(4)采用含20%蒸馏水的1%酚酞乙醇溶液、变色硅胶、钢尺、喷雾器等。
13.10.2 试件处理应满足下列要求：¶
(1)采用棱柱体混凝土试件,以3块为一组,棱柱体的长宽比不小于3,无棱柱体试件时,用立方体试件代替,但其数量相应增加;
(2)试件采用标准养护,一般在28d龄期进行碳化,掺有掺合料的混凝土根据其特性决定碳化前的养护龄期,试件在试验前2d从标准养护室取出,在60℃温度下烘48h;
(3) 经烘干处理后的试件, 除留下一个或相对的两个侧面外, 其余表面用加热的石蜡予以密封, 在暴露侧面上沿长度方向用铅笔以 \(10 \mathrm{~mm}\) 间距画出平行线, 作为预定碳化深度的测量点。
13.10.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 将经过处理的试件放入碳化箱内的支架上, 试件之间的间距不小于 \(50 \mathrm{~mm}\) ;
(2)采用机械法或油封将碳化箱密封,开动箱内气体对流调节装置,逐步调节充入的二氧化碳流量,使箱内的二氧化碳浓度保持在 \(20\% \pm 3\%\) ,试验期间采取去湿措施,使箱内的相对湿度控制在 \(70\% \pm 5\%\) 的范围内,温度控制在 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 的范围内;
(3) 试验的前 2d 每隔 2h 测定一次, 以后每隔 4h 测定一次箱内的二氧化碳浓度、温度及湿度, 并随时调节二氧化碳流量, 去湿用的硅胶经常更换;
(4) 碳化至 3d、7d、14d 及 28d 时, 分别取出试件破型, 测定其碳化深度, 棱柱体试件在压力试验机上用劈裂法从一端开始破型, 每次切除的厚度约为试件宽度的一半, 用石蜡将破型后试件的切断面封好, 放入箱内继续碳化, 直到下一个试验期, 当采用立方体试件, 则在试件中部劈开, 立方体试件只做一次检验, 劈开后不再重复使用;
(5) 将切下的试件刷去断面上的粉末, 喷上 \(1\%\) 酚酞乙醇溶液, 经 30s 后, 按原先标画的每 \(10 \mathrm{~mm}\) 一个测量点, 用钢尺分别测出两侧面各点的碳化深度, 当测点处的碳化分界线上刚好嵌有粗骨料颗粒时, 取该颗粒两侧处碳化深度的平均值作为该点的深度值, 碳化深度测量精确至 \(0.5 \mathrm{~mm}\) 。
13.10.4 试验结果计算及处理应满足下列要求：¶
(1) 混凝土在各试验龄期时的平均碳化深度按式(13.10.4)计算,精确到0.1mm;
式中 \(\overline{d}_{t}\) ——试件碳化 t 天后平均碳化深度(mm);
\(n\)——测点总数；
\(d_{i}\) ——各测点的碳化深度(mm);
(2) 以 3 个试件的碳化深度平均值作为测定值;
(3)以各龄期计算所得的碳化深度绘制碳化时间与碳化深度的关系曲线,以表示在该条件下的混凝土碳化发展规律。
13.11 混凝土中钢筋腐蚀快速试验¶
13.11.1 海水环境混凝土中钢筋腐蚀快速试验应符合下列规定。¶
13.11.1.1 试验设备和化学药品应满足下列要求：(1) 电热鼓风箱； (2) 长、宽、高分别为 900mm、600mm、500mm 的带盖塑料箱；
(3) 分析天平最小分度值不大于 0.1 mg;
(4)试模断面尺寸100mm×100mm,长度(200\~400)mm;
(5) 工业盐酸、碳酸钠、食盐等。
13.11.1.2 试验步骤应满足下列要求：(1) 将直径 6mm 的 HPB235 无锈钢筋用木锤敲直, 按每根 100mm 长剪断, 挑选光滑平直的作为钢筋试样, 然后按第 13.7 节中有关规定进行酸洗, 用细钢丝刷或砂布擦磨钢筋表面, 使之光亮, 称得钢筋初始质量后移入干燥器中备用; (2) 每种技术条件的混凝土制作 4 个试件; 对比基准组一般多制 (4\~6) 个; 先用混凝土浇制 100mm 长的中间段, 混凝土中粗骨料的最大粒径与混凝土保护层厚度之比不大于 \(\frac{3}{4}\) , 浇制时, 两头采用端头板和木楔固定钢筋, 以保证钢筋的保护层为 30mm 或 40mm (图 13.11.1), 混凝土装入试模后, 在振动台上振动至出浆, 然后卸去木楔和端头板, 在两头浇灌水胶比小于中间混凝土的富配比砂浆, 用油灰刀仔细插捣, 使其密实;
图 13.11.1 试件成型示意图(尺寸单位:mm)
1-试模；2-端头板；3-木楔
13 混凝土耐久性 (3)试件成型后,在 \((20\pm5)\) ℃的温度下盖湿布养护24h,然后拆模,放入标准养护室养护,比较水泥品种不同的混凝土时,试件养护至龄期28d,比较水泥品种相同的混凝土时,试件养护至14d或28d;
(4)试件养护后,放入烘箱,在 \((80\pm2)\) ℃的温度下烘4d,冷却后放入塑料箱中,用浓度为3.5%的食盐水浸泡24h后取出,再放入电热鼓风箱,在 \((60\pm2)\) ℃的温度下烘13d,从开始泡盐水至烘毕,共历时14d,为一次循环,经过(4\~5)次循环后,劈开1块对比基准组试件,观察钢筋锈况,未生锈时,仍继续进行浸烘循环;锈积率大于15%时,对试件进行检查;塑料箱中的食盐水浓度保持恒定,经常检查。
13.11.1.3 试验结果的分析及计算应满足下列要求：(1) 沿钢筋劈开试件, 用钢尺量测钢筋两端的混凝土保护层厚度, 精确至 \(1 \mathrm{~mm}\) , 取其平均值作为该试件的混凝土保护层厚度;(2)取出钢筋,用玻璃纸描绘钢筋表面的锈蚀面积,复印在方格纸上,计算锈蚀面积,锈积率按下式计算:
式中 P ——钢筋锈积率；
\(S_{n}\) ——n 次循环后钢筋锈蚀面积( \(mm^{2}\) );
\(S_{0}\) ——钢筋表面积 \((\mathrm{mm}^{2})\) ;
(3) 按第
13.7.2 条的规定酸洗钢筋, 洗液中同时放入两根尺寸相同的同类无锈钢筋作空白校正, 酸洗、烘干后, 称重, 钢筋失重率按式 (13.11.1-2) 计算, 精确至 \(0.01\%\) :¶
式中 M ——钢筋失重率；
\(W_{0}\) ——试验钢筋初始质量(g);
\(W\)——试验后钢筋质量(g);
\(W_{01}\) 、 \(W_{02}\) ——空白校正用的两根钢筋的初始质量(g);
\(W_{1}\) 、 \(W_{2}\) ——空白校正用的两根钢筋酸洗后相应的质量(g)；
13.11.2 淡水环境混凝土中钢筋腐蚀快速试验应符合下列规定。¶
13.11.2.1 试验设备和化学药品应满足下列要求：(1)电热鼓风箱、塑料箱、分析天平、试模符合第13.11.1条的规定； (2)碳化箱、气体分析仪、二氧化碳钢瓶等符合第13.10.1条的规定；
(3)采用玻璃转子流量计、干湿温度计、钢尺等；
(4) 工业盐酸、碳酸钠和加 20% 蒸馏水的 1% 酚酞酒精溶液、10% 硫酸溶液、33% 苛性钾溶液、变色硅胶等。
13.11.2.2 试验步骤应满足下列要求：(1) 按第
13.11.1 条的规定制备钢筋、成型试件, 钢筋保护层厚度为 30mm;¶
(2)试件养护到龄期后,放入电热鼓风箱中,在 \((60\pm2)\) ℃的温度中烘24h,然后,放入碳化箱进行人工碳化,开动箱内气体对流调节装置,逐步调节充入的二氧化碳流量,使箱内的二氧化碳浓度保持为50%±3%,碳化时间为3个月;
(3)试件碳化后先在80℃烘箱中烘4d,冷却后放入塑料箱,在自来水中浸24h,再放入烘箱,在(60±2)℃的温度下烘13d,从浸水至烘毕,历时14d,为一次循环,经过(6\~7)次循环后,劈开1块对比基准组试件,观察钢筋锈况,未生锈时,仍继续进行浸烘循环;锈积率大于15%时,对试件进行检查。
13.11.2.3 试验结果的分析及计算应满足下列要求：(1) 混凝土保护层厚度、钢筋锈积率和失重率按第
13.11.1 条的规定进行测定；¶
(2)用酚酞酒精溶液测量劈开面上混凝土保护层的碳化深度,一块试件,量测等距离4个点的碳化深度,取其平均值作为该试件的碳化深度值。
13.11.3 当混凝土保护层厚度小于原设计试件保护层厚度的 80% 时,该试验结果应作废,根据试验所得同组 4 块试件的混凝土保护层碳化深度和钢筋锈积率、失重率平均值的大小,综合比较各组试件防止钢筋腐蚀的性能。¶
13.12 砂浆中钢筋腐蚀快速试验¶
13.12.1 海水环境砂浆中钢筋腐蚀快速试验应符合下列规定。¶
13.12.1.1 试验设备和化学药品应符合下列规定：(1) 试模尺寸为 \(40 \, mm \times 40 \, mm \times 160 \, mm\) 三联模； (2)其余试验设备和化学药品符合第13.11.1条的规定。
13.12.1.2 试验步骤应满足下列要求：(1) 按第
13.11.1 条的规定制备钢筋；¶
(2) 浇制砂浆试件时, 试模两端采用端头板固定钢筋, 保证钢筋在试件正中位置, 装入试模后, 当砂浆稠度不大于 \(60 \mathrm{~mm}\) 时, 用振动台振 \(15 \mathrm{~s}\) , 当稠度大于 \(60 \mathrm{~mm}\) 时, 用砂浆试验用捣棒人工均匀插捣20下,试件成型后,在 \((20\pm5)\) ℃的温度下盖湿布养护24h后拆模,将暴露在试件两端面外的钢筋头用水泥浆包裹,放入 \((20\pm2)\) ℃标准养护室养护13d,每种技术条件制作4块试件,对比基准组试件多制(4\~6)块,试件尺寸为40mm×40mm×130mm,如图13.12.1-1所示;
图13.12.1-1 试件成型示意图
1-试模；2-端头板；3-钢筋
(3)试件养护后,放入 \((60\pm2)\) ℃的烘箱中烘6d取出,凿去试件两端包裹的水泥石,在两端面和侧面两头15mm范围内涂以三道环氧树脂,上一道干后,再涂下一道,如图13.12.1-2所示;
图 13.12.1-2 试件端头处理示意图
13 混凝土耐久性 (4) 将试件放入 3.5% 氯化钠溶液中浸泡 6h 后取出, 放入烘箱, 在 \((60 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 的温度下烘 162h, 从浸水至烘毕, 历时 7d 为一次循环, 经过 \((5 \sim 6)\) 次循环后从对比基准组取出一块试件, 敲开观察钢筋锈况, 钢筋未生锈时, 继续进行浸烘循环; 锈积率大于 15% 时, 对全部试件进行检查; 当做初选试验时, 浸烘循环制度允许酌情变动。
13.12.1.3 试验试验结果的分析及计算应符合第13.11.1条的规定。
13.12.2 淡水环境砂浆中钢筋腐蚀快速试验应符合下列规定。¶
13.12.2.1 试验设备和化学药品应满足下列要求：(1) 试模尺寸为 \(40 \, mm \times 40 \, mm \times 160 \, mm\) 三联模； (2) 其余试验设备和化学药品符合第 13.12.1 条的规定。
13.12.2.2 试验步骤应满足下列要求：(1) 按第
13.11.1 条规定制备钢筋；¶
(2) 按第
13.12.1 条规定成型试件；¶
(3)试件养护到期后,放入烘箱,在 \((60\pm2)\) ℃的温度中烘24h后,按第13.12.1条的规定,在试件两端头涂以三道环氧树脂,然后放入碳化箱中进行人工碳化,开动箱内气体对流调节装置,逐步调节充入的二氧化碳流量,使箱内的二氧化碳浓度保持为50%±3%,碳化时间为40d;
(4) 将试件先在 \(60^{\circ}\) C 烘箱中烘 6d, 冷却后在自来水中浸 6h, 放入烘箱, 在 \((60 \pm 2)^{\circ}\) C 的温度下烘 162h, 从浸水至烘毕, 历时 7d 为一次循环, 经过 \((10 \sim 12)\) 次循环后从对比基准组取出一块试件, 敲开观察钢筋锈况, 钢筋未生锈时, 继续进行浸烘循环, 锈积率大于 15% 时, 对全部试件进行检查; 当做初选试验时, 浸烘循环制度允许酌情变动。
13.12.2.3 试验结果的分析及计算应符合第13.11.2条的规定。
13.13 混凝土透气性试验¶
13.13.1 试验设备应满足下列要求。¶
13.13.1.1 试验用设备应满足下列要求,如图 13.13.1 所示。
图 13.13.1 试验装置图(尺寸单位:mm)
1-真空泵；2-真空瓶；3-阀门；4-真空表；5-真空橡皮管；6-橡皮塞；7-真空橡皮垫圈（两层）；8-试验槽；9-试件；10-乳胶套
(1)ZX-1旋片式小型真空泵1台；
(2)1.5级真空表,量程0.1MPa,感量0.002MPa;
(3) 尺寸为 \(\phi100mm \times 60mm\) 的三联试模；
(4) 塑料试验槽两只, 外形尺寸 \(152 \, mm \times 152 \, mm \times 50 \, mm\) , 内开深 \(35 \, mm\) 、直径 \(80 \, mm\) 的凹槽;
(5) 螺旋加压器或压力机、阀门、钢丝刷、真空橡胶垫圈；
(6) 内径为 10mm 的真空橡胶管或耐压硬质橡胶管, 从阀门至试验槽, 皮管长度控制在 500mm 左右。
13.13.1.2 应采用秒表、医用乳胶手套、化学纯氢氧化钙。 13.13.1.3 烘箱温度控制范围应为 \((50\pm2)\) ℃； 13.13.1.4 带盖塑料桶容积应为 \(10L\) 。
13.13.2 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 制作 \(\phi100mm \times 60mm\) 的混凝土试件, 以 3 块试件为 1 组, 试件成型后, 保留与试件紧贴的塑料圈在 \((20 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) 的温度下盖湿布养护 24h 后拆模, 用钢丝刷刷毛两端面后, 将试件与塑料圈一起放入盛有 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 的饱和氢氧化钙溶液塑料桶中养护 24h 后取出, 用螺旋加压器或压力机将试件顶出塑料圈, 试件再在 \((20 \pm 2)^{\circ}\mathrm{C}\) 饱和氢氧化钙溶液中养护 26d; 对于混凝土芯样, 切割成 \(\phi100mm \times 60mm\) 试件, 浸水 24h;
(2) 将试件取出, 擦干表面, 放入 \((50 \pm 2)\) ℃ 烘箱中烘 7d, 然后放在密闭桶内备用;
(3) 将图
13.13.1 所示的带皮管的橡皮塞, 涂上真空油脂后, 塞紧在一口径与塞大小匹配的玻璃三角瓶上, 开启真空泵, 瓶中真空度上升到 \(0.06 \mathrm{MPa}\) 左右时, 关闭阀门, 观察真空度, 若在 \(5 \mathrm{~min}\) 内真空度稳定不变, 则管路气密性合格;¶
(4)试件圆侧面及抹面面、约10mm宽的底面边缘用两层乳胶套封闭后,装入塑料试 验槽,试件底面与真空橡皮管相通,用试件四周的6根螺杆把两试验槽和试件夹紧,开启真空泵,抽真空5min,然后关闭真空泵,当试验槽的真空度下降接近0.056MPa时关闭阀门,真空度下降至0.056MPa时,开始用秒表计时,测定真空度从0.056MPa下降至0.050MPa所经过的透气时间,测量时,试验槽与试件、橡皮塞之间接触紧密,不漏气。
13 混凝土耐久性
13.13.3 气体扩散系数应按式(13.13.3)计算,精确至 \(0.01\times10^{-7}m^{2}/s\) ,取3块试件透气时间的算术平均值作为该组试件的测定值。¶
$$K = 0. 1 1 3 \frac {V _ {\mathrm{s}}}{t _ {\mathrm{d}}} \cdot \frac {L}{A}\tag{13.13.3}
$$ 式中 K ——气体扩散系数 \(\left(\mathrm{m}^{2}/\mathrm{s}\right)\) ;
\(V_{s}\) ——抽真空试验槽体积与连接阀门、试验槽皮管的体积之和 \((\mathrm{m}^{3})\) ;
\(L\)——试件厚度(m);
\(t_{d}\) ——所测的透气时间(s);
\(A\)——试件透气截面面积 \((\mathrm{m}^{2})\) ；
13.14 混凝土中氯离子含量测定¶
13.14.1 混凝土中砂浆的水溶性氯离子含量的测定应符合下列规定。¶
13.14.1.1 试验设备和化学药品应满足下列要求：(1) 最小分度值不大于 \(0.0 \lg, 0.001 \lg, 0.0001 \lg\) 的天平各一台； (2) \(25 \mathrm{ml}\) 或 \(50 \mathrm{ml}\) 的棕色滴定管；
(3)250ml 三角烧瓶；
(4)100ml、1000ml 容量瓶各一只；
(5)20ml 移液管；
(6)孔径为0.63mm的标准筛；
(7) 密度 1.84kg/L 的硫酸；
(8)95%乙醇；
(9)化学纯硝酸银、铬酸钾、酚酞、分析纯氯化钠。
13.14.1.2 试剂配制应符合下列规定：(1) 称取 5g 铬酸钾溶于少量蒸馏水中, 加入少量硝酸银溶液使出现微红, 摇匀后放置过夜, 过滤并移入 100ml 容量瓶中, 稀释至刻度, 配制成浓度约 5% 铬酸钾指示剂; (2) 称取 0.5g 酚酞, 溶于 75ml 乙醇后再加 25ml 蒸馏水配制成浓度约 0.5% 酚酞溶液;
(3)以1份体积硫酸倒入20份蒸馏水中配制成稀硫酸溶液；
(4)将分析纯氯化钠置于瓷坩锅中加热,以玻璃棒搅拌,至不再有盐的爆裂声为止,冷却后称取 \(1.2 \mathrm{~g}\) 左右,精确至 \(0.1 \mathrm{mg}\) ,用蒸馏水溶解后移入 \(1000 \mathrm{ml}\) 容量瓶,并稀释至刻度,配制成浓度约为 \(0.02 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}\) 氯化钠标准溶液,氯化钠标准溶液浓度按下列公式计算:
式中 \(C_{NaCl}\) ——氯化钠溶液的标准浓度(mol/L);
\(n_{NaCl}\) ——氯化钠的量(mol);
\(V\)——溶液的体积(L);
\(m\)——氯化钠质量(g);
\(M_{r}\) ——氯化钠的摩尔质量(g/mol)，取58.45g/mol；
(5)称取硝酸银3.4g溶于蒸馏水中并稀释至1000ml,置于棕色瓶中保存,用移液管吸取氯化钠标准溶液20ml于三角烧瓶中,加入10滴铬酸钾指示剂,用已配制的硝酸银溶液滴定至溶液刚呈砖红色,记录所消耗的硝酸银体积,配制成浓度约为0.02mol/L硝酸银溶液;需要时,根据所测的氯离子含量,配制浓度略高的硝酸银溶液;硝酸银溶液标准浓度按下式计算:
式中 \(C_{AgNO_{3}}\) ——硝酸银标准溶液的浓度(mol/L):
\(C_{NaCl}\) ——氯化钠标准溶液的浓度(mol/L);
\(V_{1}\) ——氯化钠标准溶液的体积(ml);
\(V_{2}\) ——消耗硝酸银溶液的体积(ml)；
13.14.1.3 试验步骤应满足下列要求：(1)取混凝土中的砂浆约30g,研磨至全部通过0.630mm方孔筛,置于 \((105\pm5)\) ℃烘箱中烘2h,取出后放入干燥器冷却至室温,称取20g,精确到0.01g,置于三角烧瓶中,加入200ml蒸馏水,塞紧瓶塞,剧烈振荡 \((1\sim2)\) min,浸泡24h; (2) 将上述试样过滤, 用移液管分别吸取滤液 \(20 \mathrm{ml}\) , 置于两个三角烧瓶中, 各滴加 2 滴酚酞, 使溶液呈微红色, 用稀硫酸中和至无色后, 加铬酸钾指示剂 10 滴, 立即用硝酸银溶液滴至砖红色, 记录所消耗的硝酸银体积；
13.14.1.4 水溶性氯离子含量按式(13.14.1-4)计算,精确至0.01%,试验结果取两次测定结果的算术平均值。 $$P = \frac {C _ {\mathrm{AgNO} _ {3}} V _ {5} \times 0 . 0 3 5 4 5}{G \times \frac {V _ {4}}{V _ {3}}} \times 1 0 0\tag{13.14.1-4} $$
式中 P ——砂浆样品中水溶性氯离子含量；
\(C_{AgNO_{3}}\) ——硝酸银标准溶液浓度(mol/L);
\(V_{5}\) ——每次滴定时消耗的硝酸银溶液量(ml);
\(G\)——砂浆样品质量(g);
\(V_{4}\) ——每次滴定时提取的滤液量(ml);
\(V_{3}\) ——浸样品的水量(ml)；
13.14.2 混凝土中砂浆的氯离子总含量测定应符合下列规定。¶
13 混凝土耐久性 13.14.2.1 试验设备和化学药品应满足下列要求：(1) 烘箱温度控制范围为 \((105 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ; (2) 最小分度值不大于 0.1mg 和 0.01g 的天平各一台；
(3)10ml 酸式滴定管两支、100ml 和 1000ml 容量瓶各 1 个、250ml 三角烧瓶、1000ml 试剂瓶、20ml 移液管、玻璃干燥器、研钵、表面皿；
(4)化学纯氯化钠、硝酸银、硫氰酸钾、硝酸、铁矾、铬酸钾；
(5) 分析纯氯化钠。
13.14.2.2 试剂配制应满足下列要求：(1) 按第
13.14.1 条的规定配制浓度为 0.02 mol/L 的氯化钠标准溶液；¶
(2) 按第
13.14.1 条的规定配制与标定浓度为 0.02 mol/L 的硝酸银溶液；¶
(3)取化学纯浓硝酸25.8ml, 硝酸含量65%\~68%, 放入100ml容量瓶中, 用蒸馏水稀释至刻度, 配制成6mol/L的硝酸溶液;
(4) 将 10g 化学纯铁矾溶于 90g 蒸馏水, 摇匀, 配制成 10% 铁矾溶液;
(5)称取化学纯硫氰酸钾晶体约1.95g,溶于1000ml蒸馏水,充分摇匀,装在瓶内配成0.02mol/L硫氰酸钾溶液;将硝酸银标准溶液装入滴定管,从滴定管放出硝酸银标准溶液约25ml,加6mol/L硝酸5ml和10%铁矾溶液4ml,然后用硫氰酸钾标准溶液滴定,滴定时,激烈摇动溶液,当滴至红色维持(5\~10)s不褪时即为终点;硫氰酸钾标准溶液的浓度按下式计算:
式中 \(C_{KSCN}\) ——硫氰酸钾标准溶液的浓度(mol/L);
\(C_{AgNO_{3}}\) ——硝酸银标准溶液的浓度(mol/L);
\(V_{2}\) ——硝酸银标准溶液体积(ml);
\(V_{1}\) ——滴定时消耗的硫氰酸钾标准溶液体积(ml);
(6) 按体积比配制 15: 85 的稀硝酸。
13.14.2.3 试验步骤应满足下列要求：(1)用小锤仔细除去混凝土试样中石子部分,保存砂浆,把砂浆研碎成粉状,置于 \((105\pm5)\) ℃烘箱中烘2h,取出放入干燥器内冷却至室温; (2) 称取 \((10 \sim 20)\) g 砂浆试样, 精确至 0.01 g, 倒入三角烧瓶, 加入 100 ml 稀硝酸, 盖上瓶塞浸泡一昼夜左右, 以水泥全部溶解为度, 其间摇动三角烧瓶, 然后过滤;
(3)用移液管准确量取滤液 20ml 两份,置于三角锥瓶,每份由滴定管加入硝酸银溶液约 20ml,根据估算的氯离子含量酌量增减;然后分别用硫氰酸钾溶液滴定,滴定时激烈摇动溶液,当滴至红色能维持(5\~10)s 不褪时即为终点;
(4) 必要时加入 (3\~5) 滴 10% 铁矾溶液以增加水泥含有的 \(Fe^{3+}\) ；
13.14.2.4 氯离子总含量应按式(13.14.2-2)计算,精确至0.01%,试验结果取两次测定结果的算术平均值。 $$ P = \frac {0 . 0 3 5 4 5 (C _ {\mathrm{AgNO} _ {3}} V - C _ {\mathrm{KSCN}} V _ {1})}{G \frac {V _ {2}}{V _ {3}}} \times 1 0 0\tag{13.14.2-2} $$
式中 P ——砂浆样品中氯离子总含量；
\(C_{AgNO_{3}}\) ——硝酸银标准溶液的浓度(mol/L);
\(V\)——加入滤液试样中的硝酸银标准溶液量(ml);
\(C_{KSCN}\) ——硫氰酸钾标准溶液的浓度(mol/L);
\(V_{1}\) ——滴定时消耗的硫氰酸钾标准溶液量(ml);
\(G\)——砂浆样品质量(g);
\(V_{2}\) ——每次滴定时提取的滤液量(ml);
\(V_{3}\) ——浸样品的水量(ml)；
14 现场混凝土质量检验¶
14.1 射钉法检测建筑物混凝土强度¶
14.1.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1) 经国家有关部门批准许可的专门用于向混凝土发射的射钉, 用淬火的合金钢制成, 尖端锋利, 顶端平整, 便于测定外露长度, 易拔出回收, 射钉长度均匀一致, 长度误差在 ±0.5% 范围内;
(2) 经国家有关部门批准许可的发射枪专用的配套子弹；
(3) 保证射钉能嵌入混凝土中的发射设备, 发射能量能使射钉嵌入混凝土中的深度和外露长度均不小于 \(10 \mathrm{~mm}\) , 不大于 \(70 \mathrm{~mm}\) ;
(4) 测量基准板尺寸如图 14.1.1 所示；
图 14.1.1 测量基准板(尺寸单位:mm)
14 现场混凝土质量检验 (5) 游标卡尺。
14.1.2 首次启用射钉装置应确定其标准状态,射钉装置标准状态的确定应符合下列规定。¶
14.1.2.1 将一块型号为 LY12 的铝合金板平稳的置于坚实的地面, 铝合金板面积不应小于 \(0.1 \, m^{2}\) , 厚度 40mm 以上且不小于射钉的最大射入深度。 14.1.2.2 从所采用的一批射钉和子弹中各随机取出30枚,在铝合金板上向下射钉30次,射钉间距不应小于30mm,射钉距铝合金板边缘距离不应小于20mm。 14.1.2.3 量取各射钉外露长度,射钉平均外露长度、外露长度标准差及变异系数应按下列公式计算: $$ L _ {0} = \frac {\sum_ {i = 1} ^ {3 0} L _ {i}}{3 0}\tag{14.1.2-1} $$
式中 \(L_{0}\) ——射钉平均外露长度(mm);
\(L_{i}\) ——各射钉的外露长度(mm);
\(S\)——射钉外露长度标准差(mm);
\(C_{v}\) ——变异系数；
14.1.2.4 当 \(C_{v} \leqslant 0.02\) 时, 该射钉装置的重复性能合格, 此时所获得的外露长度平均值应为该装置的标准外露值； 14.1.2.5 新购同型号射钉和子弹、进行工程检测或试验前、累计射钉达100次时,均应复验射钉装置的标准外露值,并应满足下列要求:(1) 每次在铝合金板上复验标准外露长度时射钉次数不少于 3 次； (2) 当外露长度平均值满足式(14.1.2-4)的要求时,该装置仍处于标准状态;
式中 \(L_{0}\) ——标准外露值(mm);
\(L\)——复验时平均外露值(mm)；
14.1.3 混凝土强度与射钉外露长度关系专用曲线的建立应满足下列要求：¶
(1) 制作一批大试件和同条件的小试件, 分别用于射钉和抗压强度试验; 试件的材料和养护条件与现场构筑物相同, 大小试件的拌和、振捣和养护情况相同; 大试件采用边长为 \(400 \mathrm{~mm}\) 立方体, 四个浇注侧面用于射钉, 或采用其他形状尺寸的试件, 小试件为边长 \(150 \mathrm{~mm}\) 的立方体, 大试件的每一浇注侧面与相应三个同条件小试件为一对应试验组, 试验组不少于 30 组, 建立曲线用的试件具有不同的强度, 且有较大变化范围, 覆盖需检测的构筑物混凝土强度的变化范围, 采用改变水胶比或在不少于 \(7 \mathrm{~d}\) 的不同龄期进行试验两种方法获得;
(2) 选择与所测混凝土强度等级相配的射钉与射钉弹型号；
(3)测点布置在大试件的侧面,位置如图14.1.2所示,每个测试面布置5个射击点,为一试验组;试件平稳放置于坚硬平地上,测试面向上,将射钉、子弹先后装入射钉仪,按画定位置把射钉仪对准混凝土测试面射击点,射钉仪压紧在测试面上击发,把射钉射入混凝土,射钉嵌入不牢固者不能作为试验结果,另在附近补射,在射钉上套入测量基准板,以游标卡尺测量射钉外露尾端至基准板面的垂直距离,计算外露长度值时加上基准板厚度,射钉周围有混凝土鼓起时,处理平整后再测量;
图 14.1.2 试件测点布置图(尺寸单位:mm)
(4) 射钉试验后, 进行小试件的抗压强度试验;
(5) 当试验组的 5 个射钉外露长度值的极差超出表
14.1.3 中规定的容许极差时, 将 5 个测值平均, 剔除离平均值最远的测值, 所剩测值仍不满足规定时, 再按以上方法进行剔除, 直至所剩测值满足极差要求且不少于 3 个, 以满足极差要求测值的平均值作为该试验组的外露长度值, 采用最小二乘法原理按式 (14.1.2-5) 回归出混凝土强度与射钉外露长度曲线的方程式, 回归线的精度不大于两倍的剩余标准差;¶
式中 R —— 推定的现场混凝土抗压强度(MPa);
a、b——回归系数；
\(L\)——射钉外露长度(mm);
\(S\)——推定式的剩余标准差(MPa);
表
14.1.3 外露长度的容许极差 (mm)¶
| 材料 | 测值的容许极差 | ||
| 砂浆 | 6 | ||
| 混凝土 | 骨料最大粒径 | 20 | 8 |
| 40 | 11 | ||
14 现场混凝土质量检验 (6)建立的关系曲线仅限于标定时所使用的射钉装置,即一台射钉仪、一种型号射钉及子弹对应一条标定曲线;当被测混凝土与建立测强曲线混凝土的粗骨料品种、强度、粒径及混凝土干湿状态等因素有较大差异时,重新建立条件相同的测强曲线,或采用在测点处钻取混凝土芯样进行强度试验的方法进行修正。
14.1.4 现场测试应满足下列要求：¶
(1) 被测混凝土龄期不小于 7d, 所测结构混凝土厚度不小于 150mm;
(2) 被测构件的测区数量及布置按测试目的和构件情况而定, 但测区数不少于 3 个, 每个测区布置 3 个测点, 测点位置布置在边长为 \(200 \mathrm{~mm}\) 的等边三角形内, 射钉之间距离不小于 \(140 \mathrm{~mm}\) , 射钉点与混凝土边缘相距不小于 \(100 \mathrm{~mm}\) , 测点表面平整;
(3) 当测区 3 个测值的极差超出表
14.1.2 规定时, 补射第四个射钉, 剔除离四个测值平均值最大的数据, 当其余三个测值仍不能满足要求时, 再发射第五个射钉按上述方法进行处理, 仍不满足要求时, 重新选择测区进行试验。¶
14.1.5 试验结果的处理应满足下列要求：¶
(1) 将满足极差规定的三个外露长度的平均值作为该测区的试验结果, 按强度—外露长度的关系式换算出各测区的混凝土强度值;
(2) 统计计算被测构件的平均强度, 用以推定该构件混凝土现有强度, 当测区数量较多时, 计算强度标准差和变异系数, 评估构件强度均匀性。
14.1.6 检测时应符合下列规定。¶
14.1.6.1 操作人员应经过专门上岗培训。 14.1.6.2 操作前应首先检查射钉仪是否有保险装置。 14.1.6.3 发射时必须安装保护罩。 14.1.6.4 必须先装射钉,后装子弹,当已装射钉和子弹而不拟发射时,应先卸弹后卸钉。 14.1.6.5 射钉及子弹安装后管口向下,不得将射钉仪管口朝向人体。 14.1.6.6 混凝土表面不平整,保护罩不能贴紧表面时,不得匆忙发射,应将表面处理平整,再发射。 14.1.6.7 发射时,非操作人员不得靠近射击点。 14.1.6.8 射钉弹放置和运输时,应妥善保管,不得靠近火源、受潮和受挤压。 14.1.6.9 射钉仪使用完毕之后，应将其拆卸，清洗干净，再用机油擦拭后复原。
14.2 取芯法检测混凝土气泡参数¶
14.2.1 仪器设备应符合第 13.3 节的有关规定。¶
14.2.2 芯样试件的制作应满足下列要求：¶
(1) 垂直于混凝土浇筑面钻取直径不小于 \(100 \, mm\) 且长度不小于 \(60 \, mm\) 的芯样；
(2) 芯样切取 4 片, 切片厚度为 \((10 \sim 15)\) mm, 切口面作为观测面, 每一个切片为一个试件, 每组试件不少于 3 个。
14.2.3 气泡间距系数观测及计算应符合第 13.3 节的有关规定。¶
14.3 混凝土中钢筋半电池电位测定¶
14.3.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)采用分析纯硫酸铜试剂晶体溶解于蒸馏水中,有一定量硫酸铜晶体积聚在溶液底部,配制成饱和硫酸铜溶液;
(2)用一内径不小于 \(20 \mathrm{~mm}\) 、长度不小于 \(100 \mathrm{~mm}\) 的玻璃管或刚性塑料管, 上端用橡皮塞或火漆封闭, 下端塞一软木塞, 管内灌满饱和硫酸铜溶液, 通过橡皮塞在溶液中插入一根直径不小于 \(5 \mathrm{~mm}\) 的紫铜棒; 紫铜棒预先经过擦锈、去脂; 在电极下端软木塞外面用海绵包裹, 制成铜—硫酸铜参比电极; 测量前电极下端浸在硫酸铜溶液中备用;
(3) 直流电压表量程 2000mV, 最小分刻度 10mV, 输入阻抗不低于 10MΩ;
14 现场混凝土质量检验 (4) 电瓶夹头一只；
(5) 导线总长不大于 \(100 \, m\) 。
14.3.2 现场检测应满足下列要求：¶
(1) 现场检测环境温度为 \((22 \pm 5)^{\circ}\mathrm{C}\) ;
(2) 在构件表面以网格形式布置测点, 测点纵、横向间距为 \((300 \sim 500) \mathrm{~mm}\) , 当相邻两测点测值之差超过 \(150 \mathrm{mV}\) 时, 适当缩小测点间距, 但最小间距保持不小于 \(100 \mathrm{mV}\) 的读数差;
(3) 在构筑物表面与内部钢筋网电连接的露头钢筋上, 用电瓶夹头引出导线, 钢筋与夹头电连接处, 预先用砂布除锈、擦光, 引出的导线接电压表的正极, 当无可供电连接的露头钢筋时, 在构筑物表面某一处凿去混凝土保护层, 使钢筋暴露, 并引线;
(4)从铜—硫酸铜参比电极的铜棒上引出导线,连接电压表的负极;
(5) 将铜—硫酸铜参比电极下端依次放置在各测点处, 同时电极纵轴线保持与构件表面垂直, 读出并记录各测点的钢筋半电池电位, 精确至 \(10 \mathrm{~mV}\) ; 测量时, 半电池电位读数不随时间变化或摆动, \(5 \mathrm{~min}\) 内电位读数变化在 \(\pm 20 \mathrm{~mV}\) 以内, 否则用浸透硫酸铜溶液的海绵预先在各测点预湿; 在混凝土较干的情况下, 用喷淋等方法预湿整个混凝土表面, 使读数稳定; 当采用以上预湿方法, 未能使电位稳定在 \(\pm 20 \mathrm{~mV}\) 以内时, 不能采用本方法; 在水平方向或垂直方向测量时, 要确保参比电极中硫酸铜溶液始终与软木塞、紫铜棒接触。
14.3.3 测量结果处理应满足下列要求：¶
(1) 当检测环境温度大于或等于 \(27^{\circ}C\) 时, 按式 (14.3.3-1) 对测定电位值进行温度修正;
式中 V —— 温度修正后电位值(mV)，精确至 1mV；
\(K\)——系数(mV/℃)，一般取0.9mV/℃；
\(T\)——检测环境温度(℃)，精确至1℃；
\(V_{R}\) ——温度修正前电位值(mV)，精确至1mV；
(2) 当检测环境温度小于或等于 \(17^{\circ}C\) 时, 按式 (14.3.3-2) 对测定电位值进行温度修正;
式中 V —— 温度修正后电位值(mV)，精确至 1mV；
\(K\)——系数(mV/℃)，一般取0.9mV/℃；
\(T\)——检测环境温度(℃)，精确至1℃；
\(V_{R}\) ——温度修正前电位值(mV)，精确至1mV；
(3) 绘制的构件表面钢筋半电池等电位图, 是构件中可能发生钢筋腐蚀活动性区域图, 在比例适当的构件表面图上, 点绘出各测点的位置和测值, 通过电位等值点和内插等值点, 画等电位线, 等电位线的最大间隔为 \(100 \mathrm{~mV}\) , 如图 14.3.3 所示;
图 14.3.3 电位等值线示意图
1-与钢筋连接点；2-钢筋；3-铜—硫酸铜参比电极
(4)根据各测点的半电池电位和累积频率,以半电池电位为纵坐标,累积频率为横坐标,在图上绘出的累积频率曲线,是构件中钢筋腐蚀活动区域所占的大小,将所有的半电池电位,按其负值从小到大排列,电位相同的测点任意排列次序,并连续编号,按式(14.3.3-3)计算各测值的累积频率;
式中 \(f_{x}\) ——所测值的累积频率；
\(r\)——各个半电池电位的排序；
\(\sum n\) ——总测值个数；
14.3.4 检测区域钢筋腐蚀概率评估应满足下列要求：¶
(1) 当半电池电位正向大于 \(-200\mathrm{mV}\) 时, 此区域发生钢筋腐蚀概率小于 \(10\%\) ;
(2)当半电池电位负向大于 \(-350\mathrm{mV}\) 时,此区域发生钢筋腐蚀概率大于 \(90\%\) ;
(3) 半电池电位在 \((-200 \sim -350) \mathrm{mV}\) 范围内时, 此区域发生钢筋腐蚀性状不确定。
14.4 混凝土温度测定¶
14.4.1 仪器设备应满足下列要求：¶
(1)由康铜线一端与铜线一端焊接制成康铜—铜热电偶;康铜线裸线或漆包线外包裹一层塑料外皮,铜线采用普通单芯胶质铜线;在一般场合所用的热电偶用锡焊,长期在低温环境中使用的热电偶用熔焊;当工作点埋设在混凝土内部时,在焊结点上涂一薄层沥青或环氧树脂;
(2)电位差计为最小分度为 \(1\mu \mathrm{V}\) 或 \(10\mu \mathrm{V}\) 、测量范围不小于 \(15\mathrm{mV}\) 的低电势直流电位差计；使用老式的电位差计时，配备低临界电阻、低内阻和高灵敏的检流计、标准电池和6V直流电源，当以蓄电池为电源时，用绝缘物支承蓄电池，使蓄电池与地绝缘；
14 现场混凝土质量检验 (3) 多点测量用自制的接线箱时, 转换开关采用接触良好、可靠的双刀刷型开关, 接线柱与转换器之间的连接线按所接线的不同, 分别采用康铜线或铜线, 或直接将热电偶导线焊在刷型开关的焊片上, 接线箱有盖, 保证各接线柱温度不因空气流动、日照等影响而相差过大, 使用接线箱时, 注意使各接点的连接牢靠, 开关接触良好, 并尽量保持各接线柱温度一致;
(4)精度为0.1℃的玻璃水银温度计；
(5)采用保温瓶。
14.4.2 热电偶的率定应满足下列要求：¶
(1) 测量过程中将介质盛在保温瓶内, 使介质温度稳定, 温度计和热电偶从塞子上的小孔插入;
(2) 工作点的介质, 负温时用盐溶液或酒精, 常温时用自来水, 当介质温度与室温相差较大时, 加强保温措施;
(3) 恒温点温度为 \(0^{\circ}C\) ，恒温点的介质用冰、水混合物，保证其温度固定在预先确定的数值上；
(4) 将康铜线和铜导线的两端分别焊接起来, 一端作为工作点, 浸于模拟的工作介质中, 一端作为恒温点, 浸于温度固定为 \(t_1\) 的介质中, 再将铜导线截断, 将两个线头接在电位差计的两个未知接线柱上, 构成热电偶的测量回路; 每改变一个工作介质温度 \(t_2\) , 用电位差计测出一个对应的热电势 \(E\) , 最后根据得出的热电势 \(E\) 和温度值 \(t\) , 绘制出以恒温点为 \(t_1\) 的 \(E - t\) 曲线, 或者根据已得曲线编制 \(E - t\) 表;
(5)在进行率定工作时,注意检查一批热电偶的热电性能是否一致。
14.4.3 温度测量与结果的换算应满足下列要求：¶
(1) 多个测点在实际的温度测量中, 往往使用一公共的恒温点, 以接线箱依次把各测点热电偶接入, 构成完整回路, 如图 14.4.3 所示;
图 14.4.3 热电偶多点测试示意图
1-恒温介质；2-保温瓶；3-检验热电偶；4-测量热电偶；5-接线箱；6-电位差计
(2) 将专用热电偶和温度计一起插入介质中, 检验整个测量装置是否正确;
(3) 当测量过程中恒温点温度与率定时的恒温点温度相同时, 直接利用 E-t 曲线或
表格换算出工作点温度；
(4) 当测量时的恒温点温度 \(t_{2}\) 与率定时的恒温点温度 \(t_{1}\) 不同时, 工作点温度即使与率定时相同, 也不能直接套用原率定曲线或表格; 当恒温点温度为 \(t_{2}\) 时, 按式 (14.4.3) 计算 \(E(t, t_{1})\) , 然后再查原 E-t 曲线换算出 t 的数值。
式中 \(E(t, t_{1})\) ——工作点为任一温度 t，恒温点温度为 \(t_{1}\) 时的热电势；
\(E(t,t_{2})\) ——工作点为任一温度t，恒温点温度为 \(t_{2}\) 时的热电势；
\(E(t_{2},t_{1})\) ——工作点温度为 \(t_{2}\) ，恒温点温度为 \(t_{1}\) 时的热电势；
14.5 混凝土现场压水试验¶
14.5.1 试验设备应满足下列要求：¶
(1) 手动或电动小型水泵；
(2) 小型空气压缩机；
(3) 天平最小分度值不大于 5g;
(4) 最小分度值不大于 \(5 \, g\) 的案秤或流量表；
(5)量程为最大压力(1.3\~1.5)倍的压力表；
(6) 压力胶管；
(7) 钻头直径为 38mm 的冲击钻机；
(8) 止水活塞如图 14.5.1 所示。
图 14.5.1 止水活塞示意图
1-固定钢垫板；2-橡胶垫圈；3-钢垫圈；4-受试段钢套筒（带孔）；5-钢套筒；6-手把螺母；7-连接螺母；8-压力表
14.5.2 试验前准备工作应满足下列要求：¶
(1) 用冲击钻垂直于被测的混凝土建筑物表面钻孔, 钻孔深度根据被测建筑物厚度确定, 但不小于 200mm;
(2)用压缩空气将孔内的混凝土碎块和粉末吹干净,或采用钢丝刷刷净孔壁,保证孔内没有冲击钻孔时的残留物;
(3) 将止水塞插入试孔中, 使压力水达到试压部位, 转动止水塞的螺丝手把, 使垫圈受压扩大而起到止水作用;
(4) 装上压力表, 用压力胶管将止水塞与水泵接通, 水泵的进水管通入放在天平或案秤上的盛水容器中, 压水试验装置如图 14.5.2 所示。
图 14.5.2 混凝土现场压水试验装置示意图
1-铁支架；2-案秤；3-盛水容器；4-水泵；5-压力胶管；6-压力表；7-止水塞；8-压力孔；9-测试的混凝土建筑物
14 现场混凝土质量检验
14.5.3 试验步骤应满足下列要求：¶
(1) 启动水泵加压到 0.05MPa, 检查各接头是否漏水, 称量盛水容器和水的总质量, 测得初读数;
(2) 加压试验时水压从 0.1 MPa 开始, 每隔 30 min 增加水压 0.1 MPa; 在每次加压时先将压力下降到 0.05 MPa, 读取盛水容器和水的质量, 然后立即加压到试压等级, 重复上述过程直到终压;
(3) 整个试验过程保证各个节头不漏水; 试压过程中混凝土建筑物表面有洇渗水现象时停止试验;
(4) 终压根据试验要求确定,一般比混凝土建筑物的设计抗渗等级提高一级,当没有抗渗要求时,终压达到 0.5MPa 时停止试验。
14.5.4 混凝土钻孔内吸水量的确定应按下列公式计算：¶
式中 \(n_{i}\) ——1MPa 压力下，钻孔在每分钟内所吸水量， \((\mathrm{kg}\cdot\mathrm{m}/(\mathrm{min}\cdot\mathrm{MPa}))\) ;
\(Q_{i}\) ——在所试等级内，平均每分钟钻孔部分吸水量(kg/min);
\(L\)——受试验部分的钻孔长度(m);
\(H_{i}\) ——相应试压等级的压力(MPa);
\(W_{i-1}\) ——试压等级前一个试压等级测读的盛水容器和水的质量(kg);
\(W_{i}\) ——试压等级测读的盛水容器和水的质量(kg);
\(t_{i}\) ——相应某压力持续试压时间(min)，一般为30min。
附录A 试验筛修正系数测定方法
附录 A 试验筛修正系数测定方法¶
A.0.1 试验条件应满足下列要求：¶
(1) 符合现行国家实物标准《水泥细度和比表面积标准样品》(GSB 14—1511) 要求的水泥细度标准样品, 或相同等级的标准样品, 当有争议时以现行国家实物标准《水泥细度和比表面积标准样品》(GSB 14—1511) 要求的标准样品为准;
(2) 粉煤灰细度标准粉或其他同等级标准样品。
A.0.2 仪器设备应符合第4.4节的有关规定。¶
A.0.3 被标定试验筛应事先经过清洗,去污,干燥,试验筛温度应与标定试验室温度一致。¶
A.0.4 试验筛标定步骤应满足下列要求：¶
(1) 将标准样装入干燥洁净的密闭广口瓶中, 盖上盖子摇动 2min, 消除结块, 静置 2min 后, 用一根干燥洁净的搅拌棒搅匀样品;
(2) 称量标准样品, 精确至 0.01g, 将标准样品倒进被标定试验筛, 中途无任何损失;
(3) 按第 4.4.3 条或第
5.1.1 条的规定进行筛析试验。¶
A.0.5 以两个样品试验结果的算术平均值作为最终标定结果,当两个样品筛余结果相差大于0.3%时,应称取第三个样品进行试验,并取接近的两个结果进行平均作为最终标定结果。¶
A.0.6 试验筛修正系数应按式(A.0.6)计算,精确至0.01。¶
式中 C ——试验筛修正系数；
\(F_{s}\) ——标准样品的筛余标准值(%)；
\(F_{t}\) ——标准样品在试验筛上的筛余值(%)；
A.0.7 试验筛合格判定应符合下列规定。¶
A.0.7.1 当 C 值在 0.80 \~ 1.20 范围内时,试验筛可继续使用,C 可作为结果修正系数;
A.0.7.2 当 C<0.80 或 C>1.20 时,试验筛应予以淘汰。
附录 B 水泥 28d 抗压强度预测公式建立方法¶
B.0.1 待定常数 a、b 值的确定应符合下列规定。¶
B.0.1.1 常数 a、b 值应按式(B.0.1-1) \~ 式(B.0.1-4) 计算, 计算结果保留至小数点后两位。
式中 a、b——常数；
\(n\)——试验组数,大于或等于30;
\(R_{28,i}\) ——第i个水泥样品28d标准养护实测抗压强度(MPa);
\(R_{k,i}\) ——第i个水泥样品快速抗压强度测定值(MPa);
\(\overline{R}_{28}\) ——n个水泥样品28d标准养护实测抗压强度平均值(MPa);
\(\overline{R}_{k}\) ——n个水泥样品快速抗压强度平均值(MPa)；
B.0.1.2 a、b 值应根据试验数据确定。
B.0.2 a、b 值确定后，可获得水泥 28d 强度预测专用式(B.0.2)，必要时可修正 a、b 值。¶
式中 \(R_{28, y}\) ——水泥 28d 预测强度(MPa);
a、b——常数；
\(R_{k}\) ——水泥样品快速抗压强度测定值(MPa)；
B.0.3 预测公式的可靠性应满足下列要求。¶
B.0.3.1 水泥 28d 标准养护实测抗压强度检验方法的精确性,应符合现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法(ISO 法)》(GB/T 17671)的有关规定,同一试验室的重复性试验,28d 抗压强度变异系数应在 1%\~3% 之间;不同试验室间再现性试验,28d 抗压强度变异系数不应超过 6%;水泥快速强度方法的精确性,同一试验室得出的水泥快速强度值变异系数不应大于 3%。
B.0.3.2 相关系数 r 和剩余标准偏差 S 应分别按式(B.0.3-1)和式(B.0.3-2)计算, 计算结果保留至小数点后两位; 相关系数 r 不应小于 0.75 , 单一强度等级时不作规定; 剩余标准偏差 S 不应大于所用全部水泥样品 28d 实测抗压强度平均值 \(\overline{R}_{28}\) 的 7.0%。
附录 B 水泥 28d 抗压强度预测公式建立方法 $$ \begin{array}{r l} r = & \frac {\sum_ {i = 1} ^ {n} R _ {2 8 , i} \times R _ {k , i} - \left(\sum_ {i = 1} ^ {n} R _ {2 8 , i}\right) \times \left(\sum_ {i = 1} ^ {n} R _ {k , i}\right) / n}{\sqrt {\left[ \sum_ {i = 1} ^ {n} R _ {2 8 , i} ^ {2} - \left(\sum_ {i = 1} ^ {n} R _ {2 8 , i}\right) ^ {2} / n \right] \left[ \sum_ {i = 1} ^ {n} R _ {k , i} ^ {2} - \left(\sum_ {i = 1} ^ {n} R _ {k , i}\right) ^ {2} / n \right]}} \ & S = \sqrt {\frac {(1 - r ^ {2}) \times \left[ \sum_ {i = 1} ^ {n} R _ {2 8 , i} ^ {2} - \frac {1}{n} \left(\sum_ {i = 1} ^ {n} R _ {2 8 , i}\right) ^ {2} \right]}{n - 2}} \end{array}\tag{B.0.3-1} $$
(B.0.3-2)
式中 r —— 相关系数；
\(R_{28,i}\) ——第 i 个水泥 28d 标准养护实测抗压强度(MPa);
\(R_{k,i}\) ——第i个水泥快速抗压强度(MPa);
\(S\)——剩余标准偏差(MPa);
\(n\)——试验组数；
B.0.4 将任一快速强度值 \(R_{\mathrm{k},0}\) 代入预测公式中, 得到相应的 28d 预测抗压强度值 \(R_{28\mathrm{Y}}\) ；预测抗压强度的试验标准差 \(S_{\mathrm{x}}\) 可按式 (B.0.4) 计算, 计算结果保留至小数点后一位, 预测抗压强度的置信区间为 \([R_{28\mathrm{Y}} - 2S_{\mathrm{x}}, R_{28\mathrm{Y}} + 2S_{\mathrm{x}}]\) 。¶
式中 \(S_{x}\) ——试验标准差(MPa);
\(S\)——剩余标准偏差(MPa);
\(n\)——确立预测常数时水泥样品的试验组数；
\(R_{k,0}\) ——新输入的快速强度值(MPa);
\(\overline{R}_{k}\) ——确立预测常数时水泥样品快速强度平均值(MPa);
\(R_{k,i}\) ——确立预测常数时的第i个水泥样品快速强度值(MPa)。
附录 C 1.5h 促凝压蒸法快速测定水泥胶砂强度推定经验式的建立方法及精度要求¶
C.0.1 仪器设备应符合第4.3节、第4.8节的有关规定。¶
C.0.2 材料与试剂应符合下列规定。¶
C.0.2.1 水泥、ISO砂、水、促凝剂技术要求应符合第4.8.2条的规定。
C.0.2.2 预备试验采用的水泥样品数不应少于30个,不同样品的水泥胶砂28d抗压强度最高、最低值之差不应小于20MPa。
C.0.3 每种水泥样品应同时取两份试样,分别按照第4.3节、第4.8节的有关规定测定水泥胶砂28d抗压强度、抗折强度及促凝压蒸1.5h的快硬强度。¶
C.0.4 水泥胶砂强度推定经验式的建立方法及精度要求应满足下列要求。¶
C.0.4.1 将各个水泥样品的28d龄期抗压强度、抗折强度及促凝压蒸1.5h的快硬强度试验结果汇总,进行数据回归分析,可以建立直线型 \((y=a+bx)\) 或幂函数型 \((y=Ax^{b})\) 的水泥胶砂抗压、抗折强度推定经验式,所建强度推定式的相关性,一般情况下相关系数不应小于0.85,偏差 \(C_{v}\) 不应超过8%,最大不应超过10%。
C.0.4.2 预备试验建立的强度经验式应经试用验证其推定精度,确认推定精度满足实用要求后方可正式采用;采用中的推定式,也须经常进行推定精度校核;在试验数据不少于(20\~30)组的条件下,根据经验式得出的28d强度推定值( \(\hat{R}_{c28}\) 或 \(\hat{R}_{t28}\) )与试验实测值( \(R_{c28}\) 或 \(R_{t28}\) )的平均误差百分率 \(\overline{V}\) 应按式(C.0.4-1)计算,且不宜超过8%,最大不超过10%;当发现推定精度有异常变化时,分析原因,必要时对此经验式进行适当修正或重新建立新的经验式:
式中 \(\bar{V}\) ——平均误差百分率；
\(Y_{i}\) ——试验实测的水泥胶砂28d抗压或抗折强度(MPa);
\(\hat{Y}_{i}\) ——根据水泥胶砂快硬强度 \(f_{1.5h}\) 推定的28d强度(MPa);
\(n\)——试验组数；
C.0.4.3 统计试验误差应满足下列要求：
(1) 组内试验误差 \(V_{t}\) 及其平均值 \(\overline{V}_{t}\) 按下列公式计算：
式中 \((V_{t})_{i}\) ——任意一组试验的组内试验误差；
附录 C 1.5h 促凝压蒸法快速测定水泥胶砂强度推定经验式的建立方法及精度要求 \(d_{2}\) ——极差系数，一组3个数据时， \(d_{2}\) 取1.693；一组6个数据时， \(d_{2}\) 取2.534；
\(R_{t}\) ——组内极差,1 组几个试件强度的最大值与最小值之差(MPa);
\(\overline{R}\) ——1 组几个试件强度的平均值；
\(\overline{V}_{t}\) ——n 组试验的平均组内试验误差；
\(n\)——试验组数；
(2) 多天变异系数 \(V_{d}\) 及其平均值 \(\overline{V}_{d}\) 按式 (C.0.4-4) \~ 式 (C.0.4-6) 计算, 在试验数据不少于 30 组的条件下, \(R_{c28}\) 、 \(R_{f28}\) 或 \(f_{1.5h}\) 的平均组内试验误差 \(\overline{V}_{t}\) 小于 5%; 平均多天试验变异系数 \(\overline{V}_{d}\) 小于 10%; 否则, 分析原因, 采取相应改进措施；
式中 \((V_{d})_{i}\) ——任意一个水泥样品的多天试验变异系数；
\(S\)——同一水泥样品不同天重复试验强度结果的标准差(MPa);
\(R\)——同一水泥样品不同天 n 次重复试验强度结果的平均值(MPa);
\(\overline{V}_{d}\) ——m个水泥样品的平均多天变异系数；
\(m\)——不同水泥样品的个数；
\(R_{i}\) ——任意一个水泥样品任意一次试验的强度结果(MPa);
\(n\)——同一水泥样品不同天重复试验的次数；
附录 D 水泥比表面积测定有关参数¶
表 D.0.1 在不同温度下水银密度、空气黏度 \(\eta\) 和 \(\sqrt{\eta}\)
| 室温(°C) | 水银密度(g/ml) | 空气黏度 (μPa·s) | |
| 8 | 13.58 | 0.0001749 | 0.01322 |
| 10 | 13.57 | 0.0001759 | 0.01326 |
| 12 | 13.57 | 0.0001768 | 0.01330 |
| 14 | 13.56 | 0.0001778 | 0.01333 |
| 16 | 13.56 | 0.0001788 | 0.01337 |
| 18 | 13.55 | 0.0001798 | 0.01341 |
| 20 | 13.55 | 0.0001808 | 0.01345 |
| 22 | 13.54 | 0.0001818 | 0.01348 |
| 24 | 13.54 | 0.0001828 | 0.01352 |
| 26 | 13.53 | 0.0001837 | 0.01355 |
| 28 | 13.53 | 0.0001847 | 0.01359 |
| 30 | 13.52 | 0.0001857 | 0.01363 |
| 32 | 13.52 | 0.0001867 | 0.01366 |
| 34 | 13.51 | 0.0001876 | 0.01370 |
表 D.0.2 水泥层空隙率值
| 水泥层空隙率 | 水泥层空隙率 | ||
| 0.495 | 0.348 | 0.506 | 0.360 |
| 0.496 | 0.349 | 0.507 | 0.361 |
| 0.497 | 0.350 | 0.508 | 0.362 |
| 0.498 | 0.351 | 0.509 | 0.363 |
| 0.499 | 0.352 | 0.510 | 0.364 |
| 0.500 | 0.354 | 0.515 | 0.369 |
| 0.501 | 0.355 | 0.520 | 0.374 |
| 0.502 | 0.356 | 0.525 | 0.380 |
| 0.503 | 0.357 | 0.530 | 0.386 |
| 0.504 | 0.358 | 0.535 | 0.391 |
| 0.505 | 0.359 | 0.540 | 0.397 |
附录 D 水泥比表面积测定有关参数 续表 D.0.2
| 水泥层空隙率 | 水泥层空隙率 | ||
| 0.545 | 0.402 | 0.570 | 0.430 |
| 0.550 | 0.408 | 0.575 | 0.436 |
| 0.555 | 0.413 | 0.580 | 0.442 |
| 0.560 | 0.419 | 0.590 | 0.453 |
| 0.565 | 0.425 | 0.600 | 0.465 |
表 D.0.3 空气流过时间
| T | T | T | T | T | T | ||||||
| 26 | 5.10 | 44 | 6.63 | 62 | 7.87 | 80 | 8.94 | 98 | 9.90 | 165 | 12.75 |
| 27 | 5.20 | 45 | 6.71 | 63 | 7.94 | 81 | 9.00 | 99 | 9.95 | 170 | 13.04 |
| 28 | 5.29 | 46 | 6.78 | 64 | 8.00 | 82 | 9.06 | 100 | 10.00 | 175 | 13.12 |
| 29 | 5.39 | 47 | 6.86 | 65 | 8.06 | 83 | 9.11 | 102 | 10.10 | 180 | 13.32 |
| 30 | 5.48 | 48 | 6.93 | 66 | 8.12 | 84 | 9.17 | 104 | 10.20 | 185 | 13.50 |
| 31 | 5.57 | 49 | 7.00 | 67 | 8.19 | 85 | 9.22 | 106 | 10.30 | 190 | 13.68 |
| 32 | 5.66 | 50 | 7.07 | 68 | 8.25 | 86 | 9.27 | 108 | 10.39 | 195 | 13.86 |
| 33 | 5.74 | 51 | 7.14 | 69 | 8.31 | 87 | 9.33 | 110 | 10.49 | 200 | 14.5 |
| 34 | 5.83 | 52 | 7.21 | 70 | 8.37 | 88 | 9.38 | 115 | 10.72 | 210 | 14.39 |
| 35 | 5.92 | 53 | 7.28 | 71 | 8.43 | 89 | 9.43 | 120 | 10.95 | 220 | 14.73 |
| 36 | 6.00 | 54 | 7.35 | 72 | 8.49 | 90 | 9.49 | 125 | 11.18 | 230 | 15.17 |
| 37 | 6.08 | 55 | 7.42 | 73 | 8.54 | 91 | 9.54 | 130 | 11.40 | 240 | 15.49 |
| 38 | 6.16 | 56 | 7.48 | 74 | 8.60 | 92 | 9.59 | 135 | 11.62 | 250 | 15.81 |
| 39 | 6.24 | 57 | 7.55 | 75 | 8.66 | 93 | 9.64 | 140 | 11.83 | 260 | 16.12 |
| 40 | 6.32 | 58 | 7.62 | 76 | 8.72 | 94 | 9.70 | 145 | 12.04 | 270 | 16.43 |
| 41 | 6.40 | 59 | 7.68 | 77 | 8.77 | 95 | 9.75 | 150 | 12.14 | 280 | 16.73 |
| 42 | 6.48 | 60 | 7.75 | 78 | 8.83 | 96 | 9.80 | 155 | 12.35 | 290 | 17.03 |
| 43 | 6.56 | 61 | 7.81 | 79 | 8.89 | 97 | 9.85 | 160 | 12.55 | 300 | 17.32 |
表中：T-空气流过时间(s)； \(\sqrt{T}\) -式中应用的因素。
附录 E 混凝土试验数据处理¶
E.0.1 混凝土试验过程中的数据处理应包括试验误差的计算、试验结果的回归分析以及试验方案的正交设计等内容。¶
E.0.2 组内重复取样试验误差应按下列公式计算：¶
式中 \(\sigma_{e}\) ——试验的标准误差；
\(d(n,l)\) ——系数,可从表E.0.2中查得;
\(l\)——试验的组数,一般不小于20;
\(n\)——组内试样的个数,一般不大于10;
\(\overline{\omega}\) ——1 组内测试数据最大值与最小值之差,称为各组极差的平均值;
\(\delta_{e}\) ——试验误差的变异系数；
\(\bar{x}\) ——全部测试数据的平均值；
表 E.0.2 \(d(n, l)\) 数值表
| \l | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 2 | 1.41 | 1.28 | 1.23 | 1.21 | 1.19 | 1.128 | |
| 3 | 1.91 | 1.81 | 1.77 | 1.75 | 1.74 | 1.693 | |
| 4 | 2.24 | 2.15 | 2.12 | 2.11 | 2.10 | 2.059 | |
| 5 | 2.48 | 2.40 | 2.38 | 2.37 | 2.36 | 2.326 | |
| 6 | 2.67 | 2.60 | 2.58 | 2.57 | 2.56 | 2.534 | |
| 7 | 2.83 | 2.77 | 2.75 | 2.74 | 2.73 | 2.704 | |
| 8 | 2.96 | 2.91 | 2.89 | 2.88 | 2.87 | 2.847 | |
| 9 | 3.00 | 3.02 | 3.01 | 3.00 | 2.99 | 2.970 | |
| 10 | 3.18 | 3.13 | 3.11 | 3.10 | 3.10 | 3.078 |
E.0.3 组内重复取样试验误差的分级,当测试数据为抗压强度时,可参照表 E.0.3,按抗压强度变异系数的大小,划分试验水平的优劣。¶
表 E.0.3 试验误差等级表
| 试验水平 | 优秀 | 良好 | 一般 | 差 | |
| 组内变异系数 (%) | 室内 | ||||
| 现场 | |||||
E.0.4 测试数据离散大于 \(3\sigma\) 时，该数据没有代表性，应予以剔除，不参与统计。¶
附录 E 混凝土试验数据处理
E.0.5 试验结果的回归分析的主要内容应包括一元线性回归和非线性回归,并应符合下列规定。¶
E.0.5.1 一元线性回归应满足下列要求：
(1)一元线性回归的数学模型见式(E.0.5-1)，设有满足上述数学模型的两个变量 \(x\) 、 \(y\) ，通过试验得到 \(n\) 组观测值 \((x_{1}, y_{1})\) 、 \((x_{2}, y_{2}) \cdots (x_{n}, y_{n})\) ，假定随机变量 \(\varepsilon_{1}, \varepsilon_{2} \cdots \varepsilon_{n}\) 相互独立并服从 \(N(0, \sigma^{2})\) 的正态分布，则自变量为 \(x_{1}, x_{2} \cdots x_{n}\) ，因变量为 \(y_{1}, y_{2} \cdots y_{n}\) 且服从 \(N(\alpha + \beta x, \sigma^{2})\) 的正态分布；
式中 y、x——随机变量；
\(\alpha,\beta\) ——待定系数,称为回归系数;
\(\varepsilon\) ——随机变量；
(2) 回归系数 \(\alpha\) 与 \(\beta\) 采用最小二乘法确定；
(3) 回归方程的显著性采用统计量 F 或统计量 r (相关系数) 检验；
(4)采用回归方程推定因变量 y 的置信区间。
E.0.5.2 非线性回归应满足下列要求：
(1)非线性回归的数学模型采用双曲线型、幂函数型、指数函数型或对数曲线型等；
(2) 将非线性回归转化成线性回归处理时, 按第 E.0.5.1 的规定执行; 判断曲线拟合效果时, 一般选用几种不同的函数类型进行比较。
E.0.6 采用正交设计方法进行试验方案的设计时,应进行因素分析和试验结果方差分析等。¶
附录 F 本规范用词说明¶
为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度的用词说明如下:
(1) 表示很严格, 非这样做不可的, 正面词采用“必须”, 反面词采用“严禁”;
(2) 表示严格, 在正常情况下均应这样做的, 正面词采用“应”, 反面词采用“不应”或“不得”;
(3) 表示允许稍有选择, 在条件许可时首先应这样做的, 正面词采用“宜”, 反面词采用“不宜”;
(4) 表示允许选择, 在一定条件下可以这样做的采用“可”。
引用标准名录
引用标准名录¶
1.《煤油》(GB 253)
2.《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》(GB 1499.2)
3.《钢筋混凝土用钢 第1部分:热轧光圆钢筋》(GB 1499.1)
4.《数值修约规则与极限数值的表示和判定》(GB/T 8170)
5.《水泥取样方法》(GB/T 12573)
6.《分析实验室用水规格和试验方法》(GB/T 6682)
7.《试验筛金属丝编织网》(GB/T 6005)
8.《试验筛技术要求和检验》(GB/T 6003.1)
9.《化学分析滤纸》(GB/T 1914)
10.《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T 17671)
11.《金属丝编织网试验筛》(GB/T 6003.1)
12.《金属穿孔板试验筛》(GB/T 6003.2)
13.《化学试剂标准滴定溶液的制备》(GB/T 601)
14.《化学试剂杂质测定用标准溶液的制备》(GB/T 602)
15.《建设用砂》(GB/T 14684)
16.《建设用卵石、碎石》(GB/T 14685)
17.《液压式压力试验机》(GB/T 3722)
18.《试验机通用技术要求》(GB/T 2611)
19.《碳素结构钢》(GB/T 700)
20.《化学分析滤纸》(GB/T 1914)
21.《水泥净浆搅拌机》(JC/T 729)
22.《水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪》(JC/T 727)
23.《水泥安定性试验用沸煮箱》(JC/T 955)
24.《行星式水泥技术搅拌机》(JC/T 681)
25.《水泥胶砂试模》(JC/T 726)
26.《水泥胶砂试体成型振实台》(JC/T 682)
27.《水泥胶砂电动抗折试验机》(JC/T 724)
28.《水泥抗压夹具》(JC/T 683)
29.《水泥标准筛和筛析仪》(JC/T 728)
30.《勃氏透气仪》(JC/T 956)
31.《混凝土试验用搅拌机》(JG 3036)
32.《混凝土用水标准》(JGJ 63)
33.《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55)
34.《试验用砂浆搅拌机》(JG/T 3033)
35.《混凝土试模》(JG 237)
36.《混凝土试验用搅拌机》(JG 244)
37.《维勃稠度仪》(JG/T 250)
38.《混凝土试验用振动台》(JG/T 245)
39.《混凝土含气量测定仪》(JG/T 246)
40.《混凝土热物理参数测定仪》(JG/T 329)
41.《混凝土抗渗仪》(JG/T 249)
42.《混凝土碳化试验箱》(JG/T 247)
43.《混凝土坍落度仪》(JG/T 248)
44.《强度检验用标准样标准样品》(GSB 14—1511)
45.《水泥细度和比表面积标准样品》(GSB 14—1510)
附加说明 附加说明
本规范主编单位、参编单位、主要起草人、主要审查人、总校人员和管理组人员名单¶
主编单位:中交天津港湾工程研究院有限公司
参编单位:中交第一航务工程局有限公司 中交四航工程研究院有限公司 中交武汉港湾工程设计研究院有限公司 中交上海三航科学研究院有限公司 南京水利科学研究院
主要起草人: 李俊毅(中交天津港湾工程研究院有限公司) 许彩虹(中交天津港湾工程研究院有限公司) (以下按姓氏笔画为序) 米胜东(中交天津港湾工程研究院有限公司) 李广森(中交第一航务工程局有限公司) 范卫国(南京水利科学研究院) 翁友法(中交上海三航科学研究院有限公司) 黄孝蘅(中交天津港湾工程研究院有限公司) 屠柳青(中交武汉港湾工程设计研究院有限公司) 熊建波(中交四航工程研究院有限公司)
主要审查人:解曼莹 李永恒 (以下按姓氏笔画为序) 王胜年、李德春、刘国辉、刘佳东、闫福山、李青、李遵云 李森林、吴翔、苏宁、黄宏宝、韩立刚
总校人员:刘国辉、李荣庆、檀会春、吴敦龙、董方、叶国良、梁爱华 曹忠露、周晓鹏、李沛、吴克雄、陈浩宇
管理组人员: 叶国良(中交天津港湾工程研究院有限公司) 李俊毅(中交天津港湾工程研究院有限公司) 许彩虹(中交天津港湾工程研究院有限公司) 米胜东(中交天津港湾工程研究院有限公司) 梁爱华(中交天津港湾工程研究院有限公司)
中华人民共和国行业标准¶
水运工程混凝土试验检测技术规范¶
JTS/T 236—2019
条文说明
条文说明
目次¶
4 水泥 …… (259) 4.1 一般规定 …… (259) 5 矿物掺合料 …… (260) 5.1 粉煤灰 …… (260) 5.3 硅灰 …… (260) 8 外加剂 …… (261) 8.1 一般规定 …… (261) 8.8 氯离子含量试验 …… (261) 9 拌和用水 …… (263) 9.5 氯离子含量测定 …… (263) 1.0 水泥砂浆 …… (264) 附录 E 混凝土试验数据处理 …… (265)
条文说明
4 水 泥¶
4.1 一般规定¶
4.1.4 化学分析中用体积比表示试剂稀释程度,如硝酸 \((1+2)\) 表示1份体积的浓硝酸与2份体积的水相混合。¶
5 矿物掺合料¶
5.1 粉煤灰¶
5.1.4 用于混凝土中的粉煤灰三氧化硫含量检验方法仅采用现行国家标准《水泥化学分析方法》(GB/T 176)中的“硫酸钡重量法”，其他代用方法“碘量法”“铬酸钡分光光度法”“库仑滴定法”，当试样中除硫化物和硫酸盐外，还有其他状态的硫存在时，会给测定结果造成误差，故本规范未采纳其他代用方法。¶
5.3 硅灰¶
5.3.2 多分子层吸附理论(BET方程)是三位科学家(Brunauer、Emmett、Teller)首创的理论,是三人姓名首字母的缩写,BET测试法是基于多分子层吸附理论BET比表面积测试法的简称。¶
8 外加剂¶
8.1 一般规定含固量、含水率、密度、细度、pH值、表面张力、氯离子含量、硫酸钠含量、水泥净浆流动度、水泥胶砂减水率、总碱量的检验，是外加剂的匀质性检验，高性能减水剂、高效减水剂、普通减水剂、引气减水剂、泵送剂、早强剂、缓凝剂、引气剂、防水剂、防冻剂、速凝剂共11种混凝土外加剂可以采用。¶
混凝土外加剂减水率试验适用于高性能减水剂、高效减水剂、普通减水剂、引气减水剂、泵送剂、早强剂、缓凝剂及引气剂共8类外加剂。
8.8 氯离子含量试验¶
8.8.1.3 二次微商法计算混凝土外加剂中氯离子含量实例：(1)空白试验及硝酸银浓度的标定： 表8.1
| 加10ml 0.1000mol/L氯化钠溶液 | 加20ml 0.1000mol/L氯化钠溶液 | ||||||
| 滴加硝酸银体积 (ml) | 电E(mV) | (mV/ml) | (mV/ml2) | 滴加硝酸银体积 (ml) | 电势E(mV) | (mV/ml) | (mV/ml2) |
| 10.30 | 242 | 20.20 | 240 | ||||
| 10.40 | 253 | 110 | 300 | 20.30 | 251 | 110 | 200 |
| 140 | 130 | ||||||
| 10.50 | 267 | -100 | 20.40 | 264 | -100 | ||
| 130 | 120 | ||||||
| 10.60 | 280 | 20.50 | 276 | ||||
条文说明 计算：
(2) 称取外加剂样品 0.769g, 加入 200ml 蒸馏水, 溶解后加 4ml 硝酸 (1 + 1), 用硝酸银滴定:
表8.2
| 加10ml 0.1000mol/L氯化钠溶液 | 加20ml 0.1000mol/L氯化钠溶液 | ||||||
| 滴加硝酸银体积 (ml) | 电势 (mV) | (mV/ml) | (mV/ml2) | 滴加硝酸银体积 (ml) | 电势 (mV) | (mV/ml) | (mV/ml2) |
| 13.20 | 244 | 23.20 | 241 | ||||
| 13.30 | 256 | 120 | 100 | 23.30 | 252 | 110 | 100 |
| 130 | 120 | ||||||
| 13.40 | 269 | -200 | 23.40 | 264 | 110 | -100 | |
| 110 | |||||||
| 13.50 | 280 | 23.50 | 275 | ||||
计算：
条文说明
9 拌和用水¶
9.5 氯离子含量测定当水样中氯化物含量高于(10\~500)mg/L可以稀释后进行测定。溴化物、碘化物和氰化物能与氯化物一起被滴定。正磷酸盐及聚磷酸盐分别超过250mg/L及25mg/L时有干扰。铁含量超过10mg/L时使终点不明显。¶
10 水泥砂浆¶
第10.18节\~第10.22节中的灌浆用水泥(砂)浆主要是指水下升浆混凝土中的水泥(砂)浆,水下升浆混凝土又名水下预填骨料升浆混凝土,是在预先处理好的基槽中,抛填一定粒径级配的骨料,然后打入升浆管,把搅拌好的水泥砂浆输送到骨料的空隙中进行填充,骨料中浆液由压力高处向压力低处移动,移动在上面和前面的浆液由于与水接触浆液浓度降低,密度减小,浆液在整个移动过程中,密度小的浆液始终在整体移动浆液的上面和前面,而密度较大的浆液在下面,随着砂浆的不断输入,浆液在骨料中不断移动,将粗骨料空隙中的水置换成砂浆,最终填充所有骨料的空隙,达到水下预填骨料全部被升浆填充成混凝土的目的,主要应用于大型船坞工程的船坞底板和湿法施工坞墙的止水工程、堵口围堰基床止水、船坞底板配重体、重力式沉箱基床加固、重载码头沉箱内块石整体强度的加固和局部堵洞等项目中。
制备水下升浆混凝土水泥(砂)浆时采用高速搅拌机,在受载情况下搅拌机主轴能以约275r/min的转速旋转,通过高、低速搅拌机搅拌的砂浆性能对比试验结果见表10.1。
表 10.1 高、低速搅拌机搅拌的砂浆性能对比试验结果
| 搅拌方式 | 水泥:砂:水的配合比 | 流动性(s) | 泌水量(ml) | 强度(MPa) | |||||
| 3d | 7d | 28d | |||||||
| 抗折 | 抗压 | 抗折 | 抗压 | 抗折 | 抗压 | ||||
| 低速 | 1:1:0.49 | 27 | 24.5 | 3.18 | 13.0 | 4.76 | 23.4 | 7.50 | 46.0 |
| 高速 | 19 | 19 | 3.52 | 14.5 | 5.47 | 28.2 | 7.62 | 52.2 | |
| 人工 | 36 | 36 | — | — | — | — | — | — | |
试验证明,高速搅拌机搅拌砂浆时将水泥颗粒充分破碎,使水泥水化更完全,从而提高砂浆的流动性和强度。
附录 E 混凝土试验数据处理¶
E.0.2 从一次称料,均匀拌和的同一罐混凝土中,经常同时重复制取若干个试样,通常(3\~6)个作为1组,以测试结果的组平均值作为该试验的代表值,此时组内试样之间测试数据的离散,就反映了试验误差,构成此种离散的主要原因是试验方法的影响,如浇模取样的不均匀、试模尺寸的偏差、捣实成型、养护条件、测试技术的差异以及测试仪器的精度等,所以可以认为,组内重复取样试验误差的大小,反映了试验水平的高低,同时也常被用来作为异常数据剔除的判据。¶
E.0.4 异常测试数据的剔除,经常采用的判据是 \(3\sigma\) 准则,即认为正常情况下,测试数据的离散应在3倍试验误差的范围之内(出现概率为 \(99.73\%\) ),离散大于 \(3\sigma\) 的数据时,即认为测试中出现了人为造成的粗大误差。¶
[实例1] 某试验室经常进行水泥砂浆的抗折强度试验, 以3个试件为1组, 共得9组数据, 见表E.1。
表 E.1 水泥砂浆抗折强度测试数据
| 组号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 抗折强度(MPa) | 试件1 | 7.30 | 7.02 | 7.05 | 7.19 | 7.30 | 7.06 | 6.74 | 7.63 | 5.50 |
| 试件2 | 7.91 | 7.61 | 6.75 | 6.97 | 6.95 | 6.92 | 7.65 | 6.74 | 6.84 | |
| 试件3 | 7.37 | 7.28 | 6.55 | 7.30 | 6.80 | 7.11 | 7.34 | 7.00 | 6.81 | |
| 组平均 | 7.53 | 7.30 | 6.78 | 7.15 | 7.02 | 7.03 | 7.24 | 7.12 | 6.83 | |
条文说明 问:(1)由于试件制作和测试误差而造成的组内标准差和变异系数;
(2) 以 \(3\sigma\) 为准则, 需要剔除的数据;
(3)如将 \(3\sigma\) 准则用平均值的百分数表示, 则如何规定粗大误差的剔除范围。
解:(1)组内标准差可用各组极差的平均值 \(\overline{\omega}\) 来估计:
此时, \(n=3, l=9, d(n, l)\) 由表 E.0.2 查得。以组平均作为一个统计数据 \(x_{i}, \overline{x}_{i}=7.06\text{MPa}\) 。
(2) 以 \(\pm 3\sigma\) 。作为粗大误差的别除准则，正常数据的范围应为：
\(\bar{x} \pm 3\sigma_{e} = 7.06 \pm 1.14\) （即 \((5.92 \sim 8.20)\) MPa），第9组的试件1，抗折强度为5.50MPa，刚好在 \(3\sigma_{e}\) 范围之外，需要予以剔除。（剔除后数据应重新计算，略）
(3)用平均值的百分数来表达时：
即当单个测值与平均值之差超过平均值的 \(\pm 15\%\) 时，认为含有粗大误差，需要予以剔除。
本规范中为简化计算,规定1组3个数据中以中值±15%为界限值来剔除异常数据。以本例中第9组数据为例,中值为6.81:
试件 1 为 5.50, 低于界限值, 需要予以剔除。最后以中值 6.81MPa 作为该组的代表值。
E.0.5 试验结果的回归分析是研究自变量与应变量之间回归关系的统计方法,主要内容包括:根据一组 n 对相互独立的观测值,确定这些变量间的定量关系式;判断关系式的可信程度;判断自变量对应变量影响的显著性,以及对应变量进行预报或控制。¶
E.0.5.1 (2) 回归方程的两个回归系数 \(\alpha\) 与 \(\beta\) , 一般总是未知的, 原则需要根据 \(y\) 与 \(x\) 的观测值来确定。设以 \(y = a + bx\) , 作为 \(y = a + bx\) 的估计直线。 \(a, b\) 分别为 \(\alpha, \beta\) 的估值。为使 \(a, b\) 选择得最好, 显然需要使估计直线与观测值拟合得最好。通常使用最小二乘法原则, 使观测点离估计直线纵坐标的偏差平方和为最小, 见图 E.1。
图 E.1 \(y - \overline{y}\) 的分解图
令
则
能使 Q 达最小值的 a、b，就是 \(\alpha\) 、 \(\beta\) 的最好估值。利用微积分中的极值原理，解联立方程：
称为正规方程组,可解得:
条文说明 $$ b = \frac {\sum_ {i - 1} ^ {n} x _ {i} , y _ {i} - \frac {1}{n} \sum_ {i - 1} ^ {n} x _ {i} \sum_ {i - 1} ^ {n} y _ {i}}{\sum_ {i - 1} ^ {n} x _ {i} ^ {2} - \frac {1}{n} \left(\sum_ {i - 1} ^ {n} x _ {i}\right) ^ {2}}\tag{E. 3} $$
\(\hat{y} = a + bx\) 即为估计的回归直线，此线必定通过点 \((\overline{x},\overline{y})\) 。为简便计，令
则回归系数 \(\beta\) 的估值 \(b\) 可写作：
n 个观测值之间的差异,可以用观测值 \(y_{i}\) 与其算术平均值 \(\bar{y}\) 的偏差平方和表示。经推导,可以分解为:
或写作
等式左边: \(S = l_{yy}\) , 是 \(y_1, y_2, \cdots, y_n\) 对 \(\overline{y}\) 的偏差平方和 ( \(\overline{y}\) 是 \(n\) 个 \(y_i\) 的平均值), 它描述了这 \(n\) 个 \(y_i\) 数据的分散程度；
等式右边: U 是 \(\hat{y}_{1}, \hat{y}_{2}, \cdots, \hat{y}_{n}\) 对 \(\bar{y}\) 的偏差平方和 ( \(\bar{y}\) 也是 n 个 \(\hat{y}_{i}\) 的平均值), 它描述了这 n 个 \(\hat{y}_{i}\) 数据的分散程度, 其分散性来源于 \(x_{1}, x_{2}, \cdots, x_{n}\) 的分散性, 是通过 x 对 y 的线性相关关系引起的, 称为回归平方和；
等式右边: \(Q = \sum_{i=1}^{n} (y_i - \hat{y}_i)^2\) , 它就是 \(\sum_{i=1}^{n} \delta_i^2\) 的最小值, 称为残差平方和。是除了 \(x\) 和 \(y\) 的线性影响之外的剩余因素对 \(y_1, y_2, \cdots, y_n\) 分散性的作用, 通常指试验误差, 以及 \(x\) 和 \(y\) 的非线性影响等, 所以又常称为剩余平方和；
如以 \(v_{s}\) 、 \(v_{0}\) 、 \(v_{u}\) 分别表示上述三个变量的自由度，则有：
它们分别为 \(v_{s}=n-1\) 、 \(v_{u}=1\) 、 \(v_{Q}=n-k-1\) 。k 为自变量个数，在一元线性回归中 k=1，所以 Q=n-2；
\(Q/v_{0}\) 称为剩余方差, 可以看作排除了 x 对 y 的线性影响后(或者说当 x 固定时), 衡量 y 随机波动大小的一个估计量, 其平方根称为剩余标准差, 记作 \(s_{0}\) :
上述这种把平方和及自由度进行分解的方法,称为方差分析。全部分析结果可以归纳在一个简单的表格中,见表 E.2。
表 E.2 一元线性回归的方差分析表
| 来源 | 平方和 | 自由度 | 方差 | 方差比 |
| 回归(因素x)剩余 | 1 | U/1 | ||
| n-2 | Q/n-2 | |||
| 总和 | n-1 |
E.0.5.1 (3)曾假设变量 \(y\) 与 \(x\) 符合线性回归的数学模型 \(y = \alpha + \beta_{x} + \varepsilon\) , 亦即曾假设 \(\beta \neq 0\) , 由于总体是未知的, 需要根据观测值来检验原假设, 以判断假设是否可信。通常可以在以下两种方法中任选一种作假设检验:
①用统计量 F 作检验：
假设 \(H_{0}:\beta=0\) ，假定假设是成立的，由结构或构件值计算统计量 F：
对于检验水平 \(\alpha\) ，自由度 \(v_{1} = 1, v_{2} = n - 2\) ，查 \(F\) 分布表，得 \(F_{n}\)
比较 \(F\) 与 \(F_{0}\) 作出判断。当 \(F > F_{0}\) 时，拒绝 \(H_{0}\) ，认为线性回归是显著的，算得的回归直线方程是有意义的；当 \(F < F_{0}\) 时，接受 \(H_{0}: \beta = 0\) ，认为线性回归不显著，该回归直线方程没有实用价值（要注意的是：此时 \(y\) 与 \(x\) 之间还可能存在非线性相关）；
②用统计量 r(相关系数)作检验:
假设 \(H_{0}:\beta=0\) ，假定假设是成立的，由结构或构件值计算统计量——相关系数 r：
对于检验水平 \(\alpha\) (通常取0.05或0.01), 自由度 \(v_{1} = n - 2\) , 查相关系数临界值表, 见表E.3, 得 \(r_{n}\) .
表 E.3 相关系数 \(r_{a}\) 的临界值表
| 0.05 | 0.01 | 0.05 | 0.01 | 0.05 | 0.01 | |||
| 1 | 0.997 | 1.000 | 15 | 0.482 | 0.606 | 29 | 0.355 | 0.456 |
| 2 | 0.950 | 0.990 | 16 | 0.468 | 0.590 | 30 | 0.349 | 0.449 |
| 3 | 0.878 | 0.959 | 17 | 0.456 | 0.575 | 35 | 0.325 | 0.418 |
| 4 | 0.811 | 0.917 | 18 | 0.444 | 0.561 | 40 | 0.304 | 0.393 |
| 5 | 0.754 | 0.874 | 19 | 0.433 | 0.549 | 45 | 0.288 | 0.372 |
| 6 | 0.707 | 0.834 | 20 | 0.423 | 0.537 | 50 | 0.273 | 0.354 |
| 7 | 0.666 | 0.798 | 21 | 0.413 | 0.526 | 60 | 0.250 | 0.325 |
| 8 | 0.632 | 0.765 | 22 | 0.404 | 0.515 | 70 | 0.232 | 0.302 |
| 9 | 0.602 | 0.735 | 23 | 0.396 | 0.505 | 80 | 0.217 | 0.283 |
续表 E. 3
| 0.05 | 0.01 | 0.05 | 0.01 | 0.05 | 0.01 | |||
| 10 | 0.576 | 0.708 | 24 | 0.388 | 0.496 | 90 | 0.205 | 0.267 |
| 11 | 0.553 | 0.864 | 25 | 0.381 | 0.487 | 100 | 0.195 | 0.254 |
| 12 | 0.532 | 0.661 | 26 | 0.374 | 0.478 | 150 | 0.159 | 0.208 |
| 13 | 0.514 | 0.641 | 27 | 0.367 | 0.470 | 200 | 0.138 | 0.181 |
| 14 | 0.797 | 0.623 | 28 | 0.361 | 0.463 | 300 | 0.113 | 0.148 |
条文说明 比较 \(|r|\) 与 \(r_{0}\) ，作出判断。当 \(|r| > r_{0}\) 时，拒绝 \(H_{0}\) ，即认为 \(y\) 与 \(x\) 之间存在线性相关关系 \((|r| > r_{0.05}\) ，认为此关系是显著的， \(|r| > r_{0.01}\) ，认为此关系是高度显著的）；当 \(|r| \leqslant r_{0}\) 时，接受 \(H_{0}: \beta = 0\) 。
相关系数 r 具有如下的性质(图 E.2):
图 E.2 不同相关系数的散点示意图
a. \(r\) 结构或构件值计算得来，是总体相关系数 \(\rho_{xy}\) 的估值。 \(\vert r\vert \leqslant 1\)
b. 当 \(|r| = 1\) 时, \(Q = 0\) , 即不存在试验误差以及 \(x\) 对 \(y\) 的非线性影响等作用。 \(S = U\) , \(y_i\) 值的离散完全由变量 \(x\) 通过线性相关关系引起。 \(|r|\) 愈接近于 1 , 线性相关关系愈好。
c. 当 \(r = 0\) 时, \(U = 0, b = 0\) , 回归方程 \(\hat{y} = \bar{y}\) , \(y\) 与 \(x\) 之间不存在线性相关关系, \(S = Q, y_{i}\) 值的离散完全由试验误差以及 \(x\) 对 \(x\) 的非线性影响造成。
d. 当 \(r > 0\) ，回归直线的斜率 \(b > 0, y\) 随 \(x\) 的增大而增大，称正相关；当 \(r < 0, b < 0, y\) 随 \(x\) 的增大而减小，称负相关。
以上两种假设检验,只需选做一种即可,因为:
对于检验水平 \(\alpha\) ，表 E.0.5-2 所列的临界值与分布表中的临界值，就保持了上述的函数关系，所以两种方法的检验是等效的；
E.0.5.1 (4) 经假设检验被判为线性相关关系显著的回归直线, \(\hat{y} = a + bx\) , 可以用来进行应变量 y 值的预报；
对于给定的 \(x_{0}\) 、 \(\hat{y}_{0}\) ，是真实值 \(y_{0}\) 的估值。由于：
a、b 是结构或构件估计量, 是随机变量, 再加上 \(\varepsilon_{0}\) 的作用, 所以用 \(\hat{y}_{0}\) 来估计 \(y_{0}\) 总是有误差的。可以证明:
服从 \(\pmb{v} = n - 2\) 的学生氏 \(T\) 分布。对于给定的显著性水平 \(\alpha\) ，可以查得 \(T_{\alpha}\) 。真实值 \(y_0\) 的置信区间为
该区间以 \(\hat{y}\) 为中点， \(2T_{0}S_{0}\sqrt{1+\frac{1}{n}+\frac{(x_{0}-x)^{2}}{l_{xx}}}\) 为长度。中点 \(\hat{y}_{0}\) 随 \(x_{0}\) 线性地变化，其长度在 \(x_{0}=\bar{x}\) 处最短， \(x_{0}\) 越远离 \(\bar{x}\) ，长度就越长。因此，置信区间的上限与下限的曲线，对称地落在回归直线的两侧，呈喇叭形（图 E.3）；
当 \(n\) 较大，且 \(x_0\) 较接近 \(\overline{x}\) 时， \(\sqrt{1 + \frac{1}{n} + \frac{(x_0 - \overline{x})^2}{l_{xx}}} \approx 1\) ，又因为 \(n\) 较大时，学生氏 \(T\) 分布
接近于标准正态分布,可以从标准正态分布表中查得 \(t_{\frac{1}{2}}\) ,则 \(y_{0}\) 的置信区间简化为:
图 E.3 利用回归方程作预报的置信区间
条文说明 如在平面图上作两条与回归直线平行的直线：
则可以预料, \(y_{i}\) 落在此两条直线所夹范围内的可能性为 \((1-\alpha)\%\)
对于指定的自变量 \(x_0\) ，可以根据回归方程预报 \(y_0\) 的区间，剩余标准差 \(S_0\) 则反映了预报的精度。 \(S_0\) 愈小， \(y_0\) 的置信区间愈狭窄，预报就愈准确。
[实例2] 混凝土 \(28\mathrm{d}\) 抗压强度 \((f_{\mathrm{ce},28})\) 与灰水比 \((C / W)\) 之间的相关关系近似直线。现有8组试验实测数据见表E.4。
表 E.4 实测数据
| 序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 水胶比 | 0.40 | 0.45 | 0.50 | 0.55 | 0.60 | 0.65 | 0.70 | 0.75 |
| 强度(MPa) | 36.3 | 35.3 | 28.2 | 24.0 | 23.0 | 20.6 | 18.4 | 15.0 |
要求:(1)建立 \(f_{ce,28}\sim C/W\) 的回归直线方程;
(2) 判断是否存在显著的线性相关;
(3)试预报 W/C=0.60 时, 混凝土抗压强度的置信区间。
解:(1)先将原始实测数据及初步整理结果列于表 E.5。
表 E.5 数值及整理结果
| 序号 | 水胶比 | 灰水比 | 抗压强度(MPa) | |||
| 1 | 0.40 | 2.500 | 36.3 | 6.250 | 1318 | 90.75 |
| 2 | 0.45 | 2.222 | 35.3 | 4.937 | 1246 | 78.44 |
| 3 | 0.50 | 2.000 | 28.2 | 4.000 | 795.9 | 56.40 |
| 4 | 0.55 | 1.818 | 24.0 | 3.306 | 576 | 43.63 |
| 5 | 0.60 | 1.667 | 23.0 | 2.779 | 529 | 38.34 |
续表 E.5
| 序号 | 水胶比 | 灰水比 | 抗压强度(MPa) | |||
| 6 | 0.65 | 1.538 | 20.6 | 2.366 | 424.4 | 31.68 |
| 7 | 0.70 | 1.429 | 18.4 | 2.042 | 338.6 | 26.29 |
| 8 | 0.75 | 1.333 | 15.0 | 1.777 | 225 | 20.00 |
| Σ | 14.507 | 200.8 | 27.457 | 5452.2 | 385.53 | |
| 平均 |
回归直线方程：
解:(2)相关系数检验:
查相关系数临界值表, \(v=8-2=6\) 、 \(r_{0.05}=0.707\) 、 \(r_{0.01}=0.834\) 。0.983>0.834，可以认为混凝土抗压强度 \((f_{ce,28})\) 与灰水比(C/W)之间存在高度显著的线性相关关系，而且是正相关，回归直线方程是有意义的。
解:(3)先求剩余标准差 \(S_{0}\) :
取 \(\alpha=0.05\) ，查标准正态分布表，得 \(t_{\frac{3}{2}}=1.96\) 。置信区间的长度为 \(t_{\frac{3}{2}}S_{Q}=1.96\times1.52=3.0(MPa)\) 。
当指定 W/C=0.60，即 W/C=1.667，按已求得的回归直线方程可以算得 \(f_{ce,28}=18.6\times1.667-8.6=22.4(\mathrm{MPa})\) ，其置信区间为 \([22.4-3.0,22.4+3.0]\) ，即 \([19.4,25.4]\) 。可以有 95% 的可靠性预报：当 W/C=0.60 时，混凝土 28d 抗压强度在 \((19.4\sim25.4)\mathrm{MPa}\) 之间。
注:从长期实践经验得知,对于不同抗压强度的混凝土,其反映盘内强度离散的特征值,以变异系数 \(\delta\) 为常数,标准差 \(\sigma\) 则随混凝土强度的增大而增大。因此,混凝土强度 f关于灰水比 C/W 的条件方差是不同的,强度预报范围应呈喇叭形,本例根据混凝土强度的总剩余方差,用两条平行线给出预报范围,是一种粗略近似的做法。
条文说明 E.0.5.2 (1) 混凝土试验中常遇到的函数类型及其直线变转有下列形式(式中 a、b、c 为系数):
①双曲线 \(y=\frac{x}{ax+b}\) :
等式左右取倒数 \(\frac{1}{y}=a+\frac{b}{x}\) ，令 \(y'=\frac{1}{y},x'=\frac{1}{x}\) ，则有 \(y'=a+bx'\) ，可以按一元线性回归处理。
例如：混凝土抗压强度 \((f_{\mathrm{c,e}})\) 与龄期(T)的相关关系近似表达为：
混凝土弹性模量(E)与抗压强度 \((f_{ce})\) 的相关关系近似表达为：
水泥水化热(q)与龄期(T)的相关关系近似表达为:
均可以将等式左右各取倒数,再转换成一元线性回归。
②幂函数 \(y = cx^{\mathrm{h}}\) :
等式左右取对数 \(\log y = \log c + b \log x\) ，令 \(y' = \log y, x' = \log x, a = \log c\) ，则有 \(y' = a + bx'\) ，可以按一元线性回归处理。
例如混凝土抗拉强度 \((f_{\mathrm{ts}})\) 与抗压强度 \((f_{\mathrm{ce}})\) 的相关关系近似
混凝土抗压强度 \((f_{ce})\) 与超声波速度(v)的相关关系近似 \(f_{ce}=cv^{b}\) 均可通过取对数的方式,转换成一元线性回归。
③指数函数 \(y = ce^{bx}\) :
等式左右取自然对数 \(\ln y = \ln c + bx\) ，令 \(y' = \ln y, a = \ln c\) ，则有 \(y' = a + bx'\) ，可以按一元线性回归处理。
例如：混凝土抗压强度 \((f_{c,e})\) 与超声波速度 \((v)\) 的相关关系近似也可以近似地表达为：
仍可通过取自然对数,转换成一元线性回归。
④对数曲线 \(y = a + b \log x\) :
令 \(x'=\log x\) ，则 \(y'=a+bx'\) ，可以按一元线性回归处理。
例如:混凝土拌合物当坍落度保持一定时,每立方米混凝土的用水量(W)与石子最大粒径(D)之间的相关关系近似表达为:
可以转换成一元线性回归。
E.0.5.2 (2) 将非线性回归转化成线性回归处理时, 必须注意: 不能用变换成直线后的线性相关系数 \(r\) 来判断曲线拟合的效果, 应该直接根据原始观测值 \(\mathcal{Y}_i\) 与回归曲线上相应估计点 \(\hat{\mathcal{Y}}_i\) 来计算剩余平方和 \(Q\) , 此时有:
称 \(R^2\) 为相关指数, 以示与相关系数 \(r\) 的区别。 \(R^2\) (或 \(R\) ) 愈大 (愈接近 1), 表示曲线的拟合效果愈好；
相应的剩余标准差 \(s_0\) 也应按此原则计算：
一般最好选用几种不同的函数类型,分别转换成线性回归,最后再按观测点 \(y_{i}\) 与曲线上的相应估计点 \(\hat{y}_{i}\) 来计算Q、 \(R^{2}\) 或 \(s_{0}\) 以进行比较。以Q、 \(s_{0}\) 小,或 \(R^{2}\) 大者为优;
[实例3] 为研究超声波速度 \((v)\) 与混凝土抗压强度 \((f_{ce})\) 间的相关关系, 测得12对相应的数据见表E.6；
表 E. 6 实测观测值
| 序号i | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 声速v(km/s) | 3.32 | 3.48 | 3.45 | 3.77 | 3.75 | 3.78 | 3.98 | 4.02 | 4.07 | 4.35 | 4.40 | 4.70 |
| 强度 (MPa) | 3.8 | 4.0 | 4.7 | 8.4 | 8.8 | 8.8 | 11.2 | 11.6 | 12.0 | 19.6 | 20.0 | 23.4 |
试建立混凝土抗压强度\~超声波速度的回归方程。
解:从以往实践经验知 \(f_{ce} \sim v\) 的相关关系近似指数曲线 \(f_{ce} = ce^{bx}\) 。等式左右取自然对数 \(\ln f_{ce} = \ln c + bv\) ，令 \(y = \ln f_{ce}, x = v, a = \ln c\) ，则有 \(y = a + bx\) ，按一元线性回归列表计算，见表 E.7。
表 E.7 观测值计算表
| 序号 | |||||
| 1 | 3.32 | 1.3350 | 11.0224 | 1.7822 | 4.4322 |
| 2 | 3.48 | 1.3863 | 12.1004 | 1.9218 | 4.8243 |
| 3 | 3.45 | 1.5476 | 11.9025 | 2.3951 | 5.3392 |
| 4 | 3.77 | 2.1282 | 14.1029 | 4.5292 | 8.0233 |
| 5 | 3.75 | 2.1748 | 14.0625 | 4.7298 | 8.1555 |
| 6 | 3.78 | 2.1748 | 14.2884 | 4.7298 | 8.2207 |
| 7 | 3.95 | 2.4159 | 15.8404 | 5.8366 | 9.6153 |
| 8 | 4.02 | 2.4510 | 16.1604 | 6.0074 | 9.8530 |
续表 E. 7
| 序号 | |||||
| 9 | 4.07 | 2.4849 | 16.5649 | 6.1747 | 10.1135 |
| 10 | 4.35 | 2.9755 | 18.9225 | 8.8536 | 12.9434 |
| 11 | 4.40 | 2.9957 | 19.3600 | 8.9742 | 13.1811 |
| 12 | 4.70 | 3.1527 | 22.0900 | 9.9395 | 14.8177 |
| Σ | 47.07 | 27.2224 | 186.5373 | 65.8739 | 109.5193 |
| 平均 | |||||
条文说明 $$ \frac {1}{n} \left(\sum_ {i = 1} ^ {n} x _ {i}\right) ^ {2} = 1 8 4. 6 3 2 1 \frac {1}{n} \left(\sum_ {i = 1} ^ {n} y _ {i}\right) ^ {2} = 6 1. 7 5 4 9 $$
混凝土抗压强度 \(f_{c}\) 对超声波速度v的回归方程可写作
相关指数 \(R^{2}\) 的计算见表 E.8。
表 E.8 相关指数计算表
| 序号i | |||||
| 1 | 3.32 | 3.8 | 1.4021 | 4.06 | 0.07 |
| 2 | 3.48 | 4.0 | 1.6322 | 5.12 | 1.25 |
| 3 | 3.45 | 4.7 | 1.5891 | 4.90 | 0.04 |
| 4 | 3.77 | 8.4 | 2.0492 | 7.76 | 0.41 |
| 5 | 3.75 | 8.8 | 2.0204 | 7.54 | 1.59 |
| 6 | 3.78 | 8.8 | 2.0636 | 7.87 | 0.86 |
| 7 | 3.98 | 11.2 | 2.3511 | 10.50 | 0.49 |
| 8 | 4.02 | 11.6 | 2.4087 | 11.12 | 0.23 |
| 9 | 4.07 | 12.0 | 2.4806 | 11.95 | 0.003 |
续表 E. 8
| 序号i | |||||
| 10 | 4.35 | 19.6 | 2.8832 | 17.87 | 2.99 |
| 11 | 4.40 | 20.0 | 2.9551 | 19.20 | 0.64 |
| 12 | 4.70 | 23.4 | 3.3864 | 29.56 | 37.95 |
| Σ | Q=46.52 |
由表 E.8 可以看出序号 i=12 的观测值 \(R_{i}\) ，与曲线上相应的 \(\hat{R}_{i}\) 差别甚大，即曲线在高强度部分拟合还不够好，使总的剩余平方和 Q 大大提高。
为了比较,列出了交换成直线回归时的线性相关系数和剩余标准差:
可以看出,此时虽然直线回归的效果是好的,但不能反映曲线拟合的好坏。
较好的办法是对混凝土抗压强度 \((f_{ce})\) 与超声波速度(v)的另外两种函数形式：
也进行回归分析,比较三者的 \(Q, S_{0}\) 或 \(R^{2}\) ,以选择最佳的回归曲线。
E.0.6 正交试验设计是利用数学上的正交特性,通过使用“正交表”,来安排多因素多水平试验,并分析试验结果的一整套方法常用的正交表附后;可以用尽可能少的试验工作量,来获得较理想的效果。¶
E.0.6.1 正交试验设计的基本原理和特点：
(1)均衡分散性。以1组A、B、C三个因素,各有1、2、3三个水平的试验为例,如要求各因素的所有水平之间都在试验中相遇,就有 \(A_{1}B_{1}C_{1}\) 、 \(A_{1}B_{1}C_{2}\) 、 \(A_{1}B_{1}C_{3}\) 、 \(A_{1}B_{2}C_{1}\) 、 \(A_{1}B_{2}C_{2}\) 、…、 \(A_{3}B_{3}C_{3}\) 等共 \(3^{3}=27\) 试验条件,这种试验方法称为全面试验。全面试验虽然可以反映试验考察范围的全面情况,但试验次数往往太多。正交试验设计是按正交表选点,只要做9个试验就可以比较全面地反映整个情况,所选的9个点是均衡分散的,有很强的代表性,这种均衡分散可以在图E.4中直观看出。图中用三个坐标轴代表三个因素,坐标轴上的点代表因素的水平,立方体内的27个“·”代表按全面使用的27个试验点。立方体内9个“。”点代表按正交表安排的9个试验条件。由图中可以看出,在立方体的每个面上(对应于 \(A_{1}, A_{2}, A_{3}\) 的是左、中、右三个面, 对应于 \(B_{1}, B_{2}, B_{3}\) 的下、中、上三个面, 对应于 \(C_{1}, C_{2}, C_{3}\) 的是前、中、后三个面), 都恰好有 3 个点, 且立方体的每条线上也恰好有 1 个点。 9 个点均衡地散布于整个立方体内;
图 E.4 正交试验的均衡分散性
条文说明 (2)整齐可比性。仍以上述三因素三水平的试验方案为例,可以看出正交表上的9个试验点是在其他因素有规则地变化下比较某一因素的三个水平的。如:
由此可见， \(A\) 因素的各个水平都在试验中重复了三次，且在 \(A\) 的某一水平下， \(B\) 的三个水平， \(C\) 的三个水平都变到了。这对 \(B\) 因素、 \(C\) 因素也是如此。这样，试验条件处于完全相似的状态，就具备了可比性；
[实例4] 考察水泥组分、水泥温度、拌合物初始温度和水胶比对混凝土抗压强度的影响。比较全面试验和按正交试验设计进行试验的结果。因素水平表的安排见表E.9。
表 E.9 因素水平表
| 因素水平 | 水泥组分(A) | 水泥温度K(°C)(B) | 拌合物温度K(°C)(C) | 水胶比(D) |
| 1 | 甲 | 344(71°C) | 299.6(26.6°C) | 0.40 |
| 2 | 乙 | 355(82°C) | 308.0(35.0°C) | 0.47 |
| 3 | 丙 | 366(93°C) | 316.4(43.4°C) | 0.54 |
解:本试验是个四因素三水平问题。全面试验应进行 \(3^{4}=81\) 次试验,其试验结果列于表 E.10。
表 E.10 抗压强度试验结果(MPa)
| C\AB | D | |||||||||
| 70.0 | 68.3 | 68.5 | 56.1 | 56.8 | 61.7 | 48.3 | 45.4 | 49.0 | ||
| 64.7 | 63.0 | 62.4 | 52.7 | 54.0 | 53.9 | 40.6 | 44.1 | 43.2 | ||
| 69.7 | 38.9 | 70.4 | 61.2 | 58.8 | 59.5 | 51.9 | 50.1 | 51.1 | ||
| 65.6 | 70.2 | 62.1 | 58.4 | 59.8 | 58.1 | 44.4 | 59.8 | 47.5 | ||
| 66.2 | 69.8 | 58.7 | 56.2 | 53.8 | 49.6 | 42.0 | 46.0 | 41.1 | ||
| 70.5 | 68.1 | 70.5 | 60.7 | 58.6 | 62.7 | 50.7 | 49.6 | 52.9 | ||
| 69.3 | 68.1 | 61.1 | 58.7 | 61.5 | 56.1 | 47.9 | 50.6 | 48.2 | ||
| 64.0 | 62.1 | 60.4 | 54.2 | 51.6 | 52.0 | 42.1 | 40.8 | 44.1 | ||
| 64.1 | 63.3 | 68.4 | 52.4 | 59.4 | 62.0 | 49.7 | 50.8 | 51.1 | ||
表 E.10 的 81 个强度数据中, 强度在 70.0 MPa 以上的, 其组合条件分别为: \(A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}\) 、 \(A_{1} B_{2} C_{2} D_{1}\) 、 \(A_{3} B_{3} C_{1} D_{1}\) 、 \(A_{3} B_{1} C_{2} D_{1}\) 、 \(A_{3} B_{3} C_{2} D_{1}\) 。
按正交试验设计,选用 \(L_{9}(3^{4})\) 正交表安排试验,所挑选的9次试验,其强度数据在表E.10中用“□”示出。就已做的9次试验来看,较好的组合是 \(A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}\) 和 \(A_{3}B_{3}C_{2}D_{1}\) 所得结论与全面做了81次试验所得结论是基本相同的。
E.0.6.2 正交试验的方案设计： (1) 方案设计的基本步骤为:
①明确试验目的,确定试验指标。在正交试验设计中,衡量试验效果的好坏需要用定量指标。当遇到试验指标只能用肉眼观察来定性、不能定量时,则需要把观察结果打出分数或定出等级,用数量来表示,就可与定量指标同样分析了。
②挑因素,选水平。因素是指影响试验结果的各个方面,水平是指因素在试验中变化的各种状态。根据专业知识挑选好的因素和水平,列成因素水平表。
③选用正交表。正交表的规模要与所选定的因素和水平数相匹配。以一个三因素三水平的试验研究为例，最适宜的正交表应选 \(L_{9}(3^{4})\) ，其形式见表 E.11。
表 E.11 \(L_{9}(3^{4})\) 正交表
| 试验号\列号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 试验号\列号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 试验号\列号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 2 | 1 | 2 | 3 | 7 | 3 | 1 | 3 | 2 |
| 2 | 1 | 2 | 2 | 2 | 5 | 2 | 2 | 3 | 1 | 8 | 3 | 2 | 1 | 3 |
| 3 | 1 | 3 | 3 | 3 | 6 | 2 | 3 | 1 | 2 | 9 | 3 | 3 | 2 | 1 |
条文说明 表中横为行,共有9行,表的左边写着9个试验号,表示需做试验的次数;纵为列,共有4列,表头上写着4个列号,表示最多能安排因素的个数;表中整齐地排列着1、2、3三种数码,表示可容纳的水平数。正交表的上述特性集中表达在表号 \(L_{9}(3^{4})\) 中。
④表头设计。将选定的各个因素 A、B、C 分别放在表头的各列下，至少保留一空列作为计算试验误差之用。
⑤列出试验方案。在正交表的第1列,将该列下的1、2、3分别换成A因素的三个水平;把第2列下的1、2、3分别换成B因素的三个水平。这样,每一行都是一个试验条件。正交表就变成了试验方案表。空列下的数字与试验条件无关,只在试验成果分析时用到。
按上述规定试验条件进行试验完毕后,将各试验号对应的试验指标值填入表的最右边一栏,供以后分析用。
(2)[实例5] 为研究钢纤维的纤维参数对水泥砂浆抗折强度的影响,钢纤维长度取20mm、30mm、40mm,钢纤维体积掺量取1.5%、2.0%、3.0%,制成薄板型小梁,标准养护后,按同龄期测抗折强度。希望通过试验分清影响抗折强度的因素主次和最佳组合条件。
解:本例的试验指标是水泥砂浆的抗折强度,因素有钢纤维长度和钢纤维体积掺量两项,水平数为3,所以是一个两因素三水平问题。
列因素水平表见表 E.12。
表 E.12 因素水平表
| 因素水平 | 钢纤维长度(mm)A | 钢纤维掺量(%)B |
| 1 | 20 | 1.5 |
| 2 | 30 | 2.0 |
| 3 | 40 | 3.0 |
选定正交表 \(L_{9}(3^{4})\) 作表头设计, 并列出试验方案见表 E.13。按试验方案进行试验, 将实测的水泥砂浆抗折强度列入表中最右边一栏。
表 E.13 表头设计及试验方案
| 列号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 抗折强度(MPa) |
| 因素试验号 | 钢纤维长度(mm)(A) | 钢纤维掺量(%) (B) | (C) | (D) | |
| 1 | 7.28 | ||||
| 2 | 7.22 | ||||
| 3 | 11.27 | ||||
| 4 | 11.32 | ||||
| 5 | 16.17 | ||||
| 6 | 18.97 | ||||
| 7 | 16.11 | ||||
| 8 | 17.72 | ||||
| 9 | 20.40 |
E.0.6.3 正交试验的成果分析： (1) 极差分析法：
①数据整理的基本规则。在正交表中以行数为 \(i\) ，列数为 \(j\) 。分别对各到按下式计算出 \(K_{i}, \overline{K}_{i}\) 和极差 \(\omega\) ：
\(K_{i}\) (第j列)=第j列中数字“i”所对应的试验指标之和：
极差 \(\omega(\text{第 }j\text{ 列})=\text{第 }j\text{ 列各个 }\overline{K}\text{ 中,最小值与最小值之差。}\)
为简化计算,先将试验指标值减去一常数,再按上述规则计算,所得极差是相同的。
同一列的 \(K_{i}\) 之和，等于全部试验指标的总和，作为计算校核用。
比较各列的极差,极差大表示在这个水平变化范围内造成的差别大,是影响试验指标的主要因素,极差小的则是次要因素。
用因素的诸水平作横坐标,用平均试验指标 \(\bar{K}_{i}\) 作纵坐标,辅以作图的方法,还可以更直观地分析试验成果。
空列的极差代表试验误差,当空列占有两列或两列以上时,对于等水平且无交互作用的正交试验,可以将所有空列的极差合并求其平均值,作为试验误差更精确的估计。为了提高试验误差估计的精度,还可以将极差小于空列的其他因素列也视作空列,即认为微小极差属试验误差范畴。
②[实例]对 E.0.6.2 的实例作极差分析。计算结果列于表 E.14。
表中第1列 \([A\) 因素]下的 \(K_{1}\) ，为对应于 \(A_{1}\) 的3个抗折强度之和，即：
表中第2列(B因素)下的 \(K_{1}\) ，为对应于 \(B_{1}\) 的3个抗折强度之和，即：
表中第3列(误差)下的 \(K_{3}\) ，为对应于 \(C_{3}\) 的3个抗折强度之和，即：
余类推。
表 E.14 极差分配表
| 列号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 抗折强度(MPa) | |
| 因素试验号 | 长度(A) | 体积(B) | (C) | (D) | ||
| 1 | 7.28 | -2.72 | ||||
| 2 | 7.22 | -2.78 | ||||
| 3 | 11.27 | 1.27 | ||||
续表 E. 14
| 列号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 抗折强度(MPa) | |
| 因素试验号 | 长度(A) | 体积(B) | (C) | (D) | ||
| 4 | 30( ) | 1.5( ) | ( ) | ( ) | 11.32 | 1.32 |
| 5 | 30( ) | 2.0( ) | ( ) | ( ) | 16.17 | 6.17 |
| 6 | 30( ) | 3.0( ) | ( ) | ( ) | 18.97 | 8.97 |
| 7 | 40( ) | 1.5( ) | ( ) | ( ) | 16.11 | 6.11 |
| 8 | 40( ) | 2.0( ) | ( ) | ( ) | 17.72 | 7.72 |
| 9 | 40( ) | 3.0( ) | ( ) | ( ) | 20.40 | 10.40 |
| -4.23 | 4.71 | 13.97 | 13.85 | |||
| 16.46 | 11.11 | 8.94 | 12.30 | |||
| 24.23 | 20.64 | 13.45 | 10.31 | |||
| -1.41 | 1.57 | 4.66 | 4.62 | |||
| 5.49 | 3.70 | 2.98 | 4.10 | |||
| 8.08 | 6.88 | 4.52 | 3.44 | |||
| ω | 9.49 | 5.31 | 1.68 | 1.18 | ||
条文说明 本例误差项的平均极差为 \((1.68+1.18)/2=1.43\) 。按极差大小排列的因素主次顺序为：钢纤维长度→钢纤维掺量。最佳组合条件为 \(A_{3}B_{3}\) ，即正交试验表中的试验号9，钢纤维长度40mm，掺量3.0%时，可以获得最高的抗折强度。实际应用时，正交试验得出的最佳组合，还需要结合专业知识作综合分析，以期获得最好的技术经济效果。本例中考虑到掺量一定下纤维长度的增大，既无需提高成本，在适当范围内还能改善拌和工艺。因此，为满足一定抗折强度的要求，优先选用结构物断面和拌和工艺所允许的，尽可能长一些的纤维。
将 \(\overline{K}_{i}\) 与抗折强度绘制成图, 见图 E.5, 可以更形象地看出各因素不同水平对试验指标的影响。
图 E.5 不同水平下的抗折强度(纵坐标为 \(\overline{K}_{i} + 10\) )
(2) 方差分析法：
①数据整理的基本规则：
用 S 表示变动平方和(或称离差平方和、偏差平方和), 其角注分别表示总的、各因素
的、误差项或空列的变动平方和，它们的计算公式为：
式中 CT——修正项；
\(n\)——试验号；
\(m\)——水平数；
\(r\)——水平重复数；
用 v 表示自由度, 其脚注分别表示总的、各因素的、误差项或空列的自由度。
用 V 表示各因素的平均变动,或称方差(是由结构或构件值计算而得的总体方差估计值)。
对统计量 \(F_{因}\) ，用 F 分布作显著性检验；
当 \(F_{\text{因}} > F_{v_1, v_2(0.05)}\) 时，认为该因素对试验指标有显著的影响，用 \(*\) 表示；当 \(F_{\text{因}} > F_{v_1, v_2(0.01)}\) 时，认为该因素对试验指标有高度显著的影响，用 \(*\) 表示；
为了提高显著性检验的灵敏度,当空列有两列或两列以上时,合并计算误差变动平方和,相应的自由度也需要合并。当某一因素项的 V 比 \(V_{误}\) 还小,可以把该因素的变动平方和也看作是误差变动平方和,与误差项合并,并改称为 \(S_{误}\) 。相应的自由度也应合并,然后再用 \(V_{误}\) 去检验其他因素的显著性,具体计算方法为:
②[实例]对 E.0.6.2 的实例作方差分析：
变动平方和 \(S\) 的计算：
条文说明 $$ \begin{array}{r l} & {\sum_ {i = 1} ^ {n} y _ {i} = 3 6. 4 6} \ & {C T = \left(\sum_ {i = 1} ^ {n} y _ {i}\right) ^ {2} / n = 3 6. 4 6 ^ {2} / 9 = 1 4 7. 7 0} \ & {\sum_ {i = 1} ^ {n} y _ {i} ^ {2} = 3 4 2. 1 0} \ & {S _ {\text {总}} = 3 4 2. 1 0 - 1 4 7. 7 0 = 1 9 4. 4 0} \ & {S _ {\mathrm{A}} = \frac {(- 4 . 2 3) ^ {2} + (1 6 . 4 6) ^ {2} + (2 4 . 2 3) ^ {2}}{3} - 1 4 7. 7 0 = 1 4 4. 2 7} \ & {S _ {\mathrm{B}} = \frac {(4 . 7 1) ^ {2} + (1 1 . 1 1) ^ {2} + (2 0 . 6 4) ^ {2}}{3} - 1 4 7. 7 0 = 4 2. 8 4} \ & {S _ {\mathrm{C}} = \frac {(1 3 . 9 7) ^ {2} + (8 . 9 4) ^ {2} + (1 3 . 5 5) ^ {2}}{3} - 1 4 7. 7 0 = 5. 1 9} \ & {S _ {\mathrm{D}} = \frac {(1 3 . 8 5) ^ {2} + (1 2 . 3 0) ^ {2} + (1 0 . 3 1) ^ {2}}{3} - 1 4 7. 7 0 = 2. 1 0} \ & {S _ {\text {空}} = S _ {\mathrm{C}} + S _ {\mathrm{D}} = 5. 1 9 + 2. 1 0 = 7. 2 9} \ & {S _ {\text {误}} = S _ {\text {总}} - (S _ {\mathrm{A}} + S _ {\mathrm{B}}) = 1 9 4. 4 0 - (1 4 4. 2 7 + 4 2. 8 4) = 7. 2 9} \end{array} $$
误差项的变动平方和既可以用空列计算,也可以从总变动平方和中减去诸因素变动平方和的办法来求得,两者的结果是相同的,可用来校核计算。
自由度 \(v\) 的计算：
误差项的自由度可用空列来计算,也可以用从总自由度中减去诸因素的自由度的办法来求得,两者的结果也是相同的,可用于校核计算。
方差分析表列于表 E.15。表中：
表 E.15 方差分析表
| 来源 | 变动平方和S | 自由度v | 方差V | F | 显著性 | 临界值 |
| A | 144.27 | 2 | 72.14 | 39.64 | ||
| B | 42.84 | 2 | 21.42 | 11.77 | ||
| 误 | 7.29 | 4 | 1.82 |
方差分析结果表明:钢纤维长度对抗折强度的影响是高度显著性,钢纤维掺量的影响是显著的,其结论与极差分析一致。两者的差别在于:极差分析法演算简便;而方差分析法可以从同样的试验数据中提取更多的信息,知道分析的精度和得出结论的可信程度。
E.0.6.4 正交试验重复取样的成果分析： (1) 重复取样时数据整理的基本规则：
采用重复取样,对极差分析的结果影响不大。但在方差分析中将增大自由度,特别是误差项的自由度,从而使检验的灵敏度大大提高。
①变动平方和的计算：
式中 \(CT\) ——修正项；
\(N\)——数据总数；
\(n\)——试验号；
\(l\)——取样重复数；
\(m\)——水平数；
\(r\)——水平重复数；
②自由度的计算：
③试验误差的计算：
重复取样的试验总误差包括两部分。一部分是试验误差，是整个试验过程误差的反映，通常称为 \(S_{误1}\) ，可以通过空列来计算。另一部分是取样误差，是同一试验条件下材料不均匀性和各个试样测试误差的反映，通常称为 \(S_{误2}\) 。用单个试样与本组平均值的差求平方和再累加；
通常试验的总误差：
但在误差归并前,还需进行一次 F 检验,
当 \(F < F_{v\text{误}1,v\text{误}2(0.05)}\) 时，可以认为两部分误差是大体相当的，可以相加，如出现 \(F > F_{v\text{误}1,v\text{误}2(0.05)}\) ，说明 \(V_{误1}\) 中除含有试验误差的影响外，还含有其因素的影响，需进一步查明原因，两部分误差不能相加；
(2)[实例6] 某单位因工程需要拟研制一种高强度耐冲击的水泥混凝土。在高强水泥混凝土的基础上,采用掺钢纤维及进行聚合物浸渍处理两项措施,分别有掺与不掺、浸与不浸两个水平。相同试验条件下重复取三个试样,测试其抗压强度。试进行正交试验设计和成果分析。
解:本例是一个两因素两水平问题,采用 \(L_{4}(2^{3})\) 正交表按排试验。成果的初步整理和极差分析见表 E.16；
表 E. 16 试验成果和极差分析表
| 列号 | 1 | 2 | 3 | 抗压强度 | ||||
| 因素试验号 | 钢纤维(A) | 浸渍(B) | (C) | 1 | 2 | 3 | 合计 | 平均 |
| 1 | 不掺( ) | 不浸( ) | ( ) | 8.0 | 6.2 | 7.1 | 21.3 | 7.1 |
| 2 | 不掺( ) | 浸( ) | ( ) | 35.0 | 16.4 | 31.3 | 92.7 | 30.9 |
| 3 | 掺( ) | 不浸( ) | ( ) | 14.2 | 12.6 | 11.4 | 38.2 | 12.73 |
| 4 | 掺( ) | 浸( ) | ( ) | 49.6 | 47.8 | 38.7 | 136.1 | 42.37 |
| 114.0 | 59.5 | 157.4 | ||||||
| 174.3 | 228.8 | 130.9 | ||||||
| 19.0 | 9.92 | 26.23 | ||||||
| 29.05 | 38.13 | 21.82 | ||||||
| ω | 10.05 | 28.21 | 4.41 | |||||
条文说明 用极差分析法时,数据的演算可以用合计值,也可以用平均值,但要注意:当用合计值演算时,由于合计值中包括三次重复取样的数据,所以实际水平重复数为 \(2 \times 3 = 6\) ; 当用平均值时,水平重复数为2。空列为试验误差。从极差分析可见:因素的主次顺序为聚合物浸渍处理→掺钢纤维。最优组合为 \(A_{2}B_{2}\) 。因素与试验指标的关系可绘制成图。
用方差分析法时,因素变动平方和必须用合计值进行演算。按题意有 N=12、n=4、l=3、m=2、r=2。
校核计算：
与原计算的 \(S_{总}\) 相同,说明计算无误。
与原计算的 \(v_{总}\) 相同,说明计算无误。
然后,再按一般方法进行方差分析、见表 E.17。
表 E.17 方差分析
| 来源 | 变动平方和S | 自由度v | 方差V | F | 显著性 | 临界值 |
| A | 303.01 | 1 | 303.01 | 16.08 | ||
| B | 2388.54 | 1 | 2388.54 | 126.78 | ||
| 误 | 169.59 | 9 | 18.84 |
可以认为掺钢纤维与进行聚合物浸渍处理都对混凝土抗压强度有高度显著的影响，最优组合条件为 \(A_{2}B_{2}\) 。与极差分析法得出的结论基本一致。
E.0.6.5 正交试验结果的回归分析： (1) 正交回归分析的优点：
由于正交试验设计具有均衡分散、整齐可比的特点,所以用其试验结果进行回归分析,建立多元线性回归方程,较之通常的多元线性回归分析要简便得多。其主要优点在于:
①当各因素诸水平的选择,其数值保持等差级数且水平数为奇数时,可以消除回归系数间的相关性,使演算过程大为简化。
②此时回归系数具有直观性,可以直接用来判断因素的影响是否显著。当某一自变量的回归系数接近于零时,可认为该因素对试验指标无显著影响,而从回归方程中除去。除去后,无需对其他各项的回归系数作重新计算。
条文说明 (2)交回归分析的基本步骤为：
①假定试验结果与 k 个因素之间近似地存在多元线性关系,则有回归方程: \(y = b_{0} + b_{1}x_{1} + b_{2}x_{2} + \cdots + b_{k}x_{k}\)
②根据几个试验变化的组合和试验结果,按最小二乘法原则,建立方程组如下:
利用正交试验的特点,对数据作简化处理。将自变量、应变量的数值分别减去各自的平均值,列表计算,解出回归系数并得到相应的回归方程。
③对回归方程作显著性检验,即对回归平方和 U 和剩余平方和 Q 列出方差分析表,当 \(F > F_{临界值}\) 时,认为回归方程的线性相关关系是显著的,回归方程是有意义的；
④利用回归方程,根据诸因素状态的变化,对试验指标作出预测。
(3)[实例7] 某单位试制高强混凝土,拟通过复合掺用矿渣、石膏和铁粉来提高混凝土的抗压强度。矿渣掺量用 \(10\%\) 、 \(15\%\) 、 \(20\%\) ，石膏掺量用 \(2.0\%\) 、 \(3.5\%\) 、 \(5.0\%\) ，铁粉掺量用 \(3\%\) 、 \(6\%\) 、 \(9\%\) （均为水泥重量的%）。选用了正交表 \(L_{9}(3^{4})\) ，将矿渣、石膏、铁粉顺序安排在第1、2、3列，按正交表规定的试验条件进行9次抗压强度试验。试进行：①建立多元线性回归方程；②作回归方程的显著性检验；③预报当矿渣掺 \(18\%\) 、石膏掺 \(2\%\) 、铁粉掺 \(5 \%\) 时，混凝土抗压强度的置信区间；
解:(1)设混凝土抗压强度(y)与矿渣掺量 \((x_{1})\) 、石膏掺量 \((x_{2})\) 、铁粉掺量 \((x_{3})\) 之间,近似地具有线性相关关系。则有 \(y=b_{0}+b_{1}x_{1}+b_{2}x_{2}+b_{3}x_{3}\) ；
按正交表规定的试验条件及相应的测试结果列于表 E.18。
表 E.18 试验条件及测试结果
| 结构或构件序号\变量名 | (%) | (%) | (%) | (MPa) |
| 1 | 10 | 2.0 | 3 | 76.5 |
| 2 | 10 | 3.5 | 6 | 81.0 |
| 3 | 10 | 5.0 | 9 | 75.8 |
| 4 | 15 | 2.0 | 6 | 85.7 |
| 5 | 15 | 3.5 | 9 | 89.0 |
| 6 | 15 | 5.0 | 3 | 76.5 |
| 7 | 20 | 2.0 | 9 | 90.7 |
| 8 | 20 | 3.5 | 3 | 86.7 |
| 9 | 20 | 5.0 | 6 | 86.0 |
| 平均 |
将自变量、因变量的数值分别减去各自的平均值，并列表计算，见表 E.19 及表 E.20。
表 E.19 计算结果
| 序号 | ||||||||||||||
| 1 | -5 | -1.5 | -3 | -6.6 | 25 | 2.25 | 9 | 43.56 | 7.5 | 4.5 | 15 | 33.0 | 9.9 | 19.8 |
| 2 | -5 | 0 | 0 | -2.1 | 25 | 0 | 0 | 4.41 | 0 | 0 | 0 | 10.5 | 0 | 0 |
| 3 | -5 | 1.5 | 3 | -7.3 | 25 | 2.25 | 9 | 53.29 | -7.5 | 4.5 | -15 | 36.5 | -10.95 | -21.9 |
| 4 | 0 | -1.5 | 0 | 2.6 | 0 | 2.25 | 0 | 6.76 | 0 | 0 | 0 | 0 | -3.9 | 0 |
| 5 | 0 | 0 | 3 | 5.9 | 0 | 0 | 9 | 34.81 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 17.7 |
| 6 | 0 | 1.5 | -3 | -6.6 | 0 | 2.25 | 9 | 43.56 | 0 | -4.5 | 0 | 0 | -9.9 | 19.8 |
| 7 | 5 | -1.5 | 3 | 7.6 | 25 | 2.25 | 9 | 57.76 | -7.5 | -4.5 | 15 | 38.0 | -11.4 | 22.8 |
| 8 | 5 | 0 | -3 | 3.6 | 25 | 0 | 9 | 12.96 | 0 | 0 | -15 | 18.0 | 0 | -10.8 |
| 9 | 5 | 1.5 | 0 | 2.9 | 25 | 2.25 | 0 | 8.41 | 7.5 | 0 | 0 | 11.17 | 4.35 | 0 |
| Σ | 0 | 0 | 0 | 0 | 150 | 13.4 | 54 | 265.52 | 0 | 0 | 0 | 150.5 | -21.9 | 47.4 |
表 E.20 计算结果
解方程：
得回归方程：
解:(2)作回归方程显著性检验:
回归平方和：
剩余平方和：
多元线性回归的方差分析表列于表 E.21。
表 E.21 方差分析
| 来源 | 平方和 | 自由度 | 方差 | 方差比 | 临界值 |
| 回归 | 3 | 75.90 | 10.03 | ||
| 剩余 | 5 | 7.57 | |||
| 总计 | 8 |
10.03 > 5.41，可以认为回归方程的线性相关关系是显著的，回归方程是有意义的。
在实际应用时注意: \(x_{2}\) 的回归系数是负值,即石膏掺量过多有使混凝土强度下降的趋势,选用时最好维持在2%左右。
解:(3)如矿渣掺18%、石膏掺2%、铁粉掺5%，将 \(x_{1}=18\) 、 \(x_{2}=2\) 、 \(x_{3}=5\) 代入回归方程得：
剩余标准差：
取 \(\alpha=0.10, t_{\frac{\alpha}{2}}=1.645\) ，区间长度 \(t_{\frac{\alpha}{2}}s_{0}=1.645\times2.75=4.52\) 。混凝土抗压强度的置信区间为 \([87.65-4.52, 87.65+4.52]\) ，即 \([83.13, 92.17]\) MPa。
常用正交表¶
一、二水平表¶
- \(L_{4}(2^{3})\)
| 列号试验号 | 1 | 2 | 3 | 列号试验号 | 1 | 2 | 3 | ||||
| 1 | 1 | 1 | 1 | 3 | 2 | 1 | 2 | ||||
| 2 | 1 | 2 | 2 | 4 | 2 | 2 | 1 | ||||
| 2.L8(27) | |||||||||||
| 列号试验号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 列号试验号 | 1 | 2 | 3 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 | 2 | 1 | 2 | 1 |
| 2 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 6 | 2 | 1 | 2 | 1 |
| 3 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 7 | 2 | 2 | 1 | 2 |
| 4 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 8 | 2 | 2 | 1 | 1 |
| 3.L12(211) | |||||||||||
| 列号试验号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 3 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 |
| 4 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 |
| 5 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 |
| 6 | 1 | 2 | 2 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 |
| 7 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 |
| 8 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 2 |
| 9 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 |
| 10 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 |
| 11 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 |
| 12 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 |
二、三水平表¶
| 试验号\列号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 试验号\列号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 试验号\列号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 2 | 1 | 2 | 3 | 7 | 3 | 1 | 3 | 2 |
| 2 | 1 | 2 | 2 | 2 | 5 | 2 | 2 | 3 | 1 | 8 | 3 | 2 | 1 | 3 |
| 3 | 1 | 3 | 3 | 3 | 6 | 2 | 3 | 1 | 2 | 9 | 3 | 3 | 2 | 1 |
- \(L_{18}(8^7)\)
| 试验号\列号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 试验号\列号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 10 | 1 | 1 | 3 | 3 | 2 | 2 | 1 |
| 2 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 11 | 1 | 2 | 1 | 1 | 3 | 3 | 2 |
| 3 | 1 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 12 | 1 | 3 | 2 | 2 | 1 | 1 | 3 |
| 4 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 13 | 2 | 1 | 2 | 3 | 1 | 3 | 2 |
| 5 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 1 | 1 | 14 | 2 | 2 | 3 | 1 | 2 | 1 | 3 |
| 6 | 2 | 3 | 3 | 1 | 1 | 2 | 2 | 15 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 2 | 1 |
| 7 | 3 | 1 | 2 | 1 | 3 | 2 | 3 | 16 | 3 | 1 | 3 | 2 | 3 | 1 | 2 |
| 8 | 3 | 2 | 3 | 2 | 1 | 3 | 1 | 17 | 3 | 2 | 1 | 3 | 1 | 2 | 3 |
| 9 | 3 | 3 | 1 | 3 | 2 | 1 | 2 | 18 | 3 | 3 | 2 | 1 | 2 | 3 | 1 |
三、四水平表¶
| 试验号\列号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 试验号\列号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 9 | 3 | 1 | 3 | 4 | 2 | |
| 2 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 10 | 3 | 2 | 4 | 3 | 1 |
| 3 | 1 | 3 | 3 | 3 | 3 | 11 | 3 | 3 | 1 | 2 | 4 |
| 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 12 | 3 | 4 | 2 | 1 | 3 |
| 5 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 13 | 4 | 1 | 4 | 2 | 3 |
| 6 | 2 | 2 | 1 | 4 | 3 | 14 | 4 | 2 | 3 | 1 | 4 |
| 7 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 15 | 4 | 3 | 2 | 4 | 1 |
| 8 | 2 | 4 | 3 | 2 | 1 | 16 | 4 | 4 | 1 | 3 | 2 |
标准正态分布表¶
(表中数字为 \(\Phi(t_{\alpha})\) 值)
| 0.00 | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.07 | 0.08 | 0.09 | ||
| -0.0 | 0.5000 | 0.4960 | 0.4920 | 0.4880 | 0.4840 | 0.4801 | 0.4761 | 0.4721 | 0.4681 | 0.4641 | -0.0 |
| -0.1 | 0.4602 | 0.4562 | 0.4522 | 0.4483 | 0.4443 | 0.4404 | 0.4364 | 0.4325 | 0.4286 | 0.4247 | -0.1 |
| -0.2 | 0.4207 | 0.4168 | 0.4129 | 0.4090 | 0.4052 | 0.4013 | 0.3974 | 0.3936 | 0.3897 | 0.3859 | -0.2 |
| -0.3 | 0.3821 | 0.3788 | 0.3745 | 0.3707 | 0.3669 | 0.3632 | 0.3594 | 0.3557 | 0.3520 | 0.3483 | -0.3 |
| -0.4 | 0.3446 | 0.3409 | 0.3372 | 0.3336 | 0.3300 | 0.3264 | 0.3228 | 0.3192 | 0.3156 | 0.3121 | -0.4 |
| -0.5 | 0.3085 | 0.3050 | 0.3015 | 0.2981 | 0.2946 | 0.2912 | 0.2877 | 0.2843 | 0.2810 | 0.2776 | -0.5 |
| -0.6 | 0.2743 | 0.2709 | 0.2676 | 0.2643 | 0.2611 | 0.2578 | 0.2546 | 0.2514 | 0.2483 | 0.2451 | -0.6 |
| -0.7 | 0.2420 | 0.2389 | 0.2358 | 0.2327 | 0.2297 | 0.2266 | 0.2236 | 0.2206 | 0.2177 | 0.2148 | -0.7 |
| -0.8 | 0.2119 | 0.2090 | 0.2061 | 0.2033 | 0.2005 | 0.1977 | 0.1949 | 0.1922 | 0.1894 | 0.1867 | -0.8 |
| -0.9 | 0.1841 | 0.1814 | 0.1788 | 0.1762 | 0.1736 | 0.1711 | 0.1685 | 0.1660 | 0.1635 | 0.1611 | -0.9 |
| -1.0 | 0.1587 | 0.1562 | 0.1539 | 0.1515 | 0.1492 | 0.1469 | 0.1446 | 0.1423 | 0.1401 | 0.1379 | -1.0 |
| -1.1 | 0.1357 | 0.1335 | 0.1314 | 0.1292 | 0.1271 | 0.1251 | 0.1230 | 0.1210 | 0.1190 | 0.1170 | -1.1 |
| -1.2 | 0.1151 | 0.1131 | 0.1112 | 0.1093 | 0.1075 | 0.1056 | 0.1038 | 0.1020 | 0.1003 | 0.09853 | -1.2 |
| -1.3 | 0.09680 | 0.09510 | 0.09342 | 0.09176 | 0.09012 | 0.08851 | 0.8691 | 0.08534 | 0.08379 | 0.08226 | -1.3 |
| -1.4 | 0.08076 | 0.07927 | 0.07780 | 0.07636 | 0.07493 | 0.07353 | 0.07215 | 0.07078 | 0.06944 | 0.06811 | -1.4 |
| -1.5 | 0.06881 | 0.06552 | 0.06426 | 0.06301 | 0.06178 | 0.06057 | 0.05938 | 0.05821 | 0.05705 | 0.05592 | -1.5 |
| -1.6 | 0.05480 | 0.05370 | 0.05262 | 0.05155 | 0.05050 | 0.04947 | 0.04846 | 0.04746 | 0.04648 | 0.04551 | -1.6 |
| -1.7 | 0.04457 | 0.04363 | 0.04272 | 0.04182 | 0.04093 | 0.04006 | 0.03920 | 0.03836 | 0.03754 | 0.03673 | -1.7 |
| -1.8 | 0.03598 | 0.03515 | 0.03438 | 0.03362 | 0.03288 | 0.03216 | 0.03144 | 0.03074 | 0.03005 | 0.02938 | -1.8 |
| -1.9 | 0.02872 | 0.02807 | 0.02743 | 0.02680 | 0.02619 | 0.02559 | 0.02500 | 0.02442 | 0.02385 | 0.02330 | -1.9 |
| -2.0 | 0.02275 | 0.02222 | 0.02169 | 0.02118 | 0.02068 | 0.02018 | 0.01970 | 0.01923 | 0.01876 | 0.01831 | -2.0 |
| -2.1 | 0.01786 | 0.01743 | 0.01700 | 0.01659 | 0.01618 | 0.01578 | 0.01539 | 0.01500 | 0.01463 | 0.01426 | -2.1 |
| -2.2 | 0.01390 | 0.01355 | 0.01321 | 0.01287 | 0.01255 | 0.01222 | 0.01191 | 0.01160 | 0.01130 | 0.01101 | -2.2 |
| -2.3 | 0.01072 | 0.01044 | 0.01017 | -2.3 | |||||||
| -2.4 | -2.4 | ||||||||||
| -2.5 | -2.5 | ||||||||||
| -2.6 | 0.024661 | 0.024527 | 0.024396 | 0.024269 | 0.024145 | 0.024025 | 0.023907 | 0.023793 | 0.023681 | 0.023573 | -2.6 |
| -2.7 | 0.023467 | 0.023364 | 0.023264 | 0.023167 | 0.023072 | 0.022980 | 0.022890 | 0.022803 | 0.022718 | 0.022635 | -2.7 |
| -2.8 | 0.022555 | 0.022477 | 0.022401 | 0.022327 | 0.022256 | 0.022186 | 0.022118 | 0.022052 | 0.021988 | 0.021926 | -2.8 |
| -2.9 | 0.021866 | 0.021807 | 0.021750 | 0.021695 | 0.021641 | 0.021589 | 0.021538 | 0.021489 | 0.021441 | 0.021395 | -2.9 |
| -3.0 | 0.021350 | 0.021306 | 0.021264 | 0.021223 | 0.021183 | 0.021144 | 0.021107 | 0.021070 | 0.021035 | 0.021001 | -3.0 |
| -3.1 | 0.029676 | 0.029354 | 0.029043 | 0.028740 | 0.028447 | 0.028164 | 0.027888 | 0.027622 | 0.027364 | 0.027114 | -3.1 |
| -3.2 | 0.026871 | 0.026637 | 0.026410 | 0.026190 | 0.025976 | 0.025770 | 0.025571 | 0.025377 | 0.025190 | 0.025009 | -3.2 |
| -3.3 | 0.024834 | 0.024665 | 0.024501 | 0.024342 | 0.024189 | 0.024041 | 0.023897 | 0.023758 | 0.023624 | 0.023495 | -3.3 |
| -3.4 | 0.023369 | 0.023248 | 0.023131 | 0.023018 | 0.022909 | 0.022803 | 0.022710 | 0.022602 | 0.022507 | 0.022415 | -3.4 |
| -3.5 | 0.022326 | 0.022241 | 0.022158 | 0.022078 | 0.022001 | 0.021926 | 0.021854 | 0.021785 | 0.021718 | 0.021653 | -3.5 |
| -3.6 | 0.021591 | 0.021531 | 0.021473 | 0.021417 | 0.021362 | 0.021311 | 0.021261 | 0.021213 | 0.021166 | 0.021122 | -3.6 |
| -3.7 | 0.021078 | 0.021036 | 0.029961 | 0.029574 | 0.029201 | 0.028842 | 0.028496 | 0.028162 | 0.027841 | 0.027532 | -3.7 |
| -3.8 | 0.027235 | 0.026948 | 0.026973 | 0.026407 | 0.026152 | 0.025906 | 0.025669 | 0.025442 | 0.025223 | 0.025012 | -3.8 |
| -3.9 | 0.024810 | 0.024615 | 0.024427 | 0.024247 | 0.024074 | 0.023908 | 0.023747 | 0.023594 | 0.023446 | 0.023304 | -3.9 |
| -4.0 | 0.023167 | 0.023036 | 0.022910 | 0.022789 | 0.022673 | 0.022561 | 0.022454 | 0.022351 | 0.022252 | 0.022157 | -4.0 |
| -4.1 | 0.022066 | 0.021978 | 0.021894 | 0.021814 | 0.021737 | 0.021662 | 0.021591 | 0.021523 | 0.021458 | 0.021395 | -4.1 |
| -4.2 | 0.021335 | 0.021277 | 0.021222 | 0.021168 | 0.021118 | 0.021069 | 0.021022 | 0.029774 | 0.029345 | 0.028934 | -4.2 |
| -4.3 | 0.028540 | 0.028163 | 0.027801 | 0.027455 | 0.027124 | 0.026807 | 0.026503 | 0.026212 | 0.025934 | 0.025668 | -4.3 |
| -4.4 | 0.025413 | 0.025169 | 0.024935 | 0.024712 | 0.024498 | 0.024294 | 0.024098 | 0.023911 | 0.023732 | 0.023561 | -4.4 |
| -4.5 | 0.023398 | 0.023241 | 0.023092 | 0.022949 | 0.022813 | 0.022682 | 0.022558 | 0.022469 | 0.022325 | 0.022216 | -4.5 |
| -4.6 | 0.022112 | 0.022013 | 0.021919 | 0.021828 | 0.021742 | 0.021660 | 0.021581 | 0.021506 | 0.021434 | 0.021366 | -4.6 |
| -4.7 | 0.021301 | 0.021239 | 0.021179 | 0.021123 | 0.021069 | 0.021017 | 0.029680 | 0.029211 | 0.028765 | 0.028339 | -4.7 |
| -4.8 | 0.027933 | 0.027547 | 0.027178 | 0.026827 | 0.026492 | 0.026173 | 0.02569 | 0.025580 | 0.025304 | 0.025042 | -4.8 |
| -4.9 | 0.024792 | 0.024554 | 0.024327 | 0.024111 | 0.028906 | 0.023711 | 0.023525 | 0.023348 | 0.023179 | 0.023019 | -4.9 |
\(F\) 分布表¶
(表中数字为 \(F_{\alpha}\) 值)
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 12 | 15 | 20 | 60 | ∞ | |
| 1 | 161.4 | 199.5 | 215.7 | 224.6 | 230.2 | 234.0 | 236.3 | 238.9 | 240.5 | 241.9 | 243.9 | 245.9 | 248.0 | 252.2 | 254.3 |
| 2 | 18.51 | 19.00 | 19.16 | 19.25 | 19.30 | 19.38 | 19.35 | 19.37 | 19.38 | 19.40 | 19.41 | 19.43 | 19.45 | 19.48 | 19.50 |
| 3 | 10.13 | 9.55 | 9.28 | 9.12 | 9.01 | 8.94 | 8.89 | 8.85 | 8.81 | 8.78 | 8.74 | 8.70 | 8.68 | 8.57 | 8.53 |
| 4 | 7.71 | 6.94 | 6.95 | 9.39 | 6.26 | 6.16 | 6.09 | 6.04 | 3.00 | 5.96 | 5.91 | 5.86 | 5.80 | 5.69 | 5.63 |
| 5 | 6.61 | 5.79 | 5.41 | 5.19 | 5.05 | 4.95 | 4.88 | 4.82 | 4.77 | 4.74 | 4.68 | 4.62 | 4.56 | 4.43 | 4.36 |
| 6 | 5.99 | 5.14 | 4.76 | 4.53 | 4.39 | 4.28 | 4.21 | 4.15 | 4.10 | 4.06 | 4.00 | 3.94 | 3.87 | 3.74 | 3.67 |
| 7 | 5.59 | 4.74 | 4.35 | 4.12 | 3.97 | 3.87 | 3.79 | 3.73 | 3.68 | 3.64 | 3.57 | 3.51 | 3.44 | 3.30 | 3.23 |
| 8 | 5.32 | 4.46 | 4.07 | 3.84 | 3.69 | 3.58 | 3.50 | 3.44 | 3.30 | 3.35 | 3.28 | 3.22 | 3.15 | 3.01 | 2.93 |
| 9 | 5.12 | 4.26 | 3.86 | 3.63 | 3.48 | 3.37 | 3.29 | 3.23 | 3.18 | 3.14 | 3.07 | 3.01 | 2.94 | 2.79 | 2.71 |
| 10 | 4.96 | 4.10 | 3.71 | 3.48 | 3.33 | 3.22 | 3.14 | 3.07 | 3.02 | 2.98 | 2.91 | 2.85 | 2.77 | 2.62 | 2.54 |
| 11 | 4.84 | 3.98 | 3.59 | 3.36 | 3.20 | 3.09 | 3.01 | 2.95 | 2.90 | 2.85 | 2.79 | 2.72 | 2.65 | 2.49 | 2.40 |
| 12 | 4.75 | 3.89 | 3.49 | 3.26 | 3.11 | 3.00 | 2.91 | 2.85 | 2.80 | 2.75 | 2.69 | 2.62 | 2.54 | 2.38 | 2.30 |
| 13 | 4.67 | 3.81 | 3.41 | 3.18 | 3.03 | 2.92 | 2.83 | 2.77 | 2.71 | 2.67 | 2.60 | 2.53 | 2.46 | 2.30 | 2.21 |
| 14 | 4.60 | 3.74 | 3.34 | 3.11 | 2.96 | 2.85 | 2.76 | 2.70 | 2.65 | 2.60 | 2.53 | 2.46 | 2.39 | 2.22 | 2.13 |
| 15 | 4.54 | 3.68 | 3.29 | 3.06 | 2.90 | 2.79 | 2.71 | 2.64 | 2.59 | 2.54 | 2.48 | 2.40 | 2.33 | 2.16 | 2.07 |
| 16 | 4.49 | 3.63 | 3.24 | 3.01 | 2.85 | 2.74 | 2.66 | 2.59 | 2.54 | 2.49 | 2.42 | 2.35 | 2.28 | 2.11 | 2.01 |
| 17 | 4.46 | 3.59 | 3.20 | 2.96 | 2.81 | 2.70 | 2.61 | 2.55 | 2.49 | 2.45 | 2.38 | 2.31 | 2.23 | 2.06 | 1.96 |
| 18 | 4.41 | 3.55 | 3.16 | 2.93 | 2.77 | 2.66 | 2.58 | 2.51 | 2.46 | 2.41 | 2.34 | 2.27 | 2.19 | 2.02 | 1.92 |
| 19 | 4.38 | 3.52 | 3.13 | 2.90 | 2.74 | 2.63 | 2.54 | 2.48 | 2.42 | 2.38 | 2.31 | 2.23 | 2.16 | 1.98 | 1.88 |
| 20 | 4.35 | 3.49 | 3.10 | 2.87 | 2.71 | 2.60 | 2.51 | 2.45 | 2.39 | 2.35 | 2.28 | 2.20 | 2.12 | 1.95 | 1.82 |
| 21 | 4.32 | 3.47 | 3.07 | 2.84 | 2.68 | 2.57 | 2.49 | 2.42 | 2.37 | 2.32 | 2.25 | 2.18 | 2.10 | 1.92 | 1.81 |
| 22 | 4.30 | 3.44 | 3.05 | 2.82 | 2.66 | 2.55 | 2.46 | 2.40 | 2.34 | 2.30 | 2.23 | 2.15 | 2.07 | 1.89 | 1.78 |
| 23 | 4.28 | 3.42 | 3.03 | 2.80 | 2.64 | 2.53 | 2.44 | 2.37 | 2.32 | 2.27 | 2.20 | 2.13 | 2.05 | 1.86 | 1.76 |
| 24 | 4.26 | 3.40 | 3.01 | 2.78 | 2.62 | 2.51 | 2.42 | 2.36 | 2.30 | 2.25 | 2.18 | 2.11 | 2.03 | 1.84 | 1.73 |
| 25 | 4.24 | 3.39 | 2.99 | 2.76 | 2.60 | 2.49 | 2.40 | 2.34 | 2.28 | 2.24 | 2.16 | 2.09 | 2.01 | 1.82 | 1.71 |
| 30 | 4.17 | 3.32 | 2.92 | 2.69 | 2.53 | 2.42 | 2.33 | 2.27 | 2.21 | 2.16 | 2.09 | 2.01 | 1.93 | 1.74 | 1.62 |
| 40 | 4.08 | 3.23 | 2.84 | 2.61 | 2.45 | 2.34 | 2.25 | 2.18 | 2.12 | 2.08 | 2.00 | 1.92 | 1.84 | 1.64 | 1.51 |
| 60 | 4.00 | 3.15 | 2.76 | 2.53 | 2.37 | 2.25 | 2.17 | 2.10 | 2.04 | 1.99 | 1.92 | 1.84 | 1.75 | 1.53 | 1.39 |
| 120 | 3.92 | 3.07 | 2.68 | 2.45 | 2.29 | 2.17 | 2.09 | 2.02 | 1.96 | 1.91 | 1.83 | 1.75 | 1.66 | 1.43 | 1.25 |
| ∞ | 3.84 | 3.00 | 2.60 | 2.37 | 2.21 | 2.10 | 2.01 | 1.94 | 1.88 | 1.83 | 1.75 | 1.67 | 1.57 | 1.32 | 1.00 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 12 | 15 | 20 | 60 | ∞ | |
| 1 | 4052 | 4999.5 | 5403 | 5625 | 5764 | 5859 | 5928 | 5982 | 6022 | 6056 | 6106 | 6157 | 6209 | 6313 | 6366 |
| 2 | 98.50 | 99.00 | 99.17 | 99.25 | 99.30 | 99.33 | 99.36 | 99.37 | 99.39 | 99.40 | 99.42 | 99.43 | 99.45 | 99.48 | 99.50 |
| 3 | 34.12 | 30.82 | 29.46 | 28.71 | 28.24 | 27.91 | 27.67 | 27.49 | 27.35 | 27.23 | 27.05 | 26.87 | 26.69 | 26.82 | 26.13 |
| 4 | 21.20 | 18.00 | 16.69 | 15.98 | 15.52 | 15.21 | 14.98 | 14.89 | 14.66 | 14.55 | 14.37 | 14.20 | 14.02 | 13.65 | 13.46 |
| 5 | 16.26 | 13.27 | 12.03 | 11.39 | 10.97 | 10.67 | 10.46 | 10.29 | 10.16 | 10.05 | 9.89 | 9.72 | 9.55 | 9.20 | 9.02 |
| 6 | 13.75 | 10.92 | 9.78 | 9.15 | 8.75 | 8.47 | 8.26 | 8.10 | 7.98 | 7.87 | 7.72 | 7.56 | 7.40 | 7.06 | 6.88 |
| 7 | 12.25 | 9.55 | 8.45 | 7.85 | 7.46 | 7.19 | 6.99 | 6.84 | 6.72 | 6.62 | 6.47 | 6.31 | 6.16 | 5.82 | 5.65 |
| 8 | 11.26 | 8.65 | 7.59 | 7.01 | 6.63 | 6.37 | 6.18 | 6.03 | 5.19 | 5.81 | 5.67 | 5.52 | 5.36 | 5.03 | 4.86 |
| 9 | 10.56 | 8.02 | 6.99 | 6.42 | 6.06 | 5.80 | 5.61 | 5.47 | 5.35 | 5.26 | 5.11 | 4.96 | 4.81 | 4.48 | 4.31 |
| 10 | 10.04 | 7.56 | 6.55 | 5.99 | 5.64 | 5.39 | 5.20 | 5.06 | 4.94 | 4.85 | 4.71 | 4.56 | 4.41 | 4.08 | 3.91 |
| 11 | 9.65 | 7.21 | 6.22 | 5.67 | 5.32 | 5.07 | 4.89 | 4.74 | 4.63 | 4.54 | 4.40 | 4.25 | 4.10 | 3.78 | 3.60 |
| 12 | 9.33 | 6.93 | 5.95 | 5.41 | 5.06 | 4.82 | 4.64 | 4.50 | 4.39 | 4.30 | 4.16 | 4.01 | 3.86 | 3.54 | 3.36 |
| 13 | 9.07 | 6.70 | 5.74 | 5.21 | 4.86 | 4.62 | 4.44 | 4.30 | 4.19 | 4.10 | 3.96 | 3.82 | 3.66 | 3.34 | 3.17 |
| 14 | 8.86 | 6.51 | 5.66 | 5.04 | 4.69 | 4.46 | 4.28 | 4.14 | 4.03 | 3.94 | 3.80 | 3.66 | 3.51 | 3.18 | 3.00 |
| 15 | 8.68 | 6.36 | 5.42 | 4.89 | 4.56 | 4.32 | 4.14 | 4.00 | 3.89 | 3.80 | 3.67 | 3.52 | 3.37 | 3.05 | 2.87 |
| 16 | 8.53 | 6.23 | 5.29 | 4.77 | 4.44 | 4.20 | 4.03 | 3.89 | 3.78 | 3.69 | 3.55 | 3.41 | 3.26 | 2.93 | 2.75 |
| 17 | 8.40 | 6.11 | 5.18 | 4.67 | 4.34 | 4.10 | 3.93 | 3.79 | 3.38 | 3.59 | 3.46 | 3.31 | 3.16 | 2.83 | 2.65 |
| 18 | 8.29 | 6.01 | 5.09 | 4.58 | 4.25 | 4.01 | 3.84 | 3.71 | 3.60 | 3.51 | 3.37 | 3.23 | 3.08 | 2.75 | 2.57 |
| 19 | 8.18 | 5.93 | 5.01 | 4.50 | 4.17 | 3.94 | 3.77 | 3.63 | 3.52 | 3.43 | 3.30 | 3.15 | 3.00 | 2.67 | 2.49 |
| 20 | 8.10 | 5.85 | 4.94 | 4.43 | 4.10 | 3.87 | 3.70 | 3.56 | 3.46 | 3.37 | 3.23 | 3.09 | 2.94 | 2.61 | 2.42 |
| 21 | 8.02 | 5.78 | 4.87 | 4.37 | 4.04 | 3.81 | 3.64 | 3.51 | 3.40 | 3.31 | 3.17 | 3.03 | 2.88 | 2.55 | 2.36 |
| 22 | 7.95 | 5.72 | 4.82 | 4.31 | 3.99 | 3.76 | 3.59 | 3.45 | 3.35 | 3.26 | 3.12 | 2.98 | 2.83 | 2.50 | 2.31 |
| 23 | 7.88 | 5.66 | 4.76 | 4.26 | 3.94 | 3.71 | 3.54 | 3.41 | 3.30 | 3.21 | 3.07 | 2.93 | 2.78 | 2.45 | 2.26 |
| 24 | 7.82 | 5.61 | 4.72 | 4.22 | 3.90 | 3.67 | 3.50 | 3.36 | 3.26 | 3.17 | 3.03 | 2.89 | 2.74 | 2.40 | 2.21 |
| 25 | 7.77 | 5.57 | 4.68 | 4.18 | 3.85 | 3.63 | 3.46 | 3.32 | 3.22 | 3.13 | 2.99 | 2.85 | 2.70 | 2.36 | 2.17 |
| 30 | 7.56 | 5.39 | 4.51 | 4.02 | 3.70 | 3.47 | 3.30 | 3.17 | 3.07 | 2.98 | 2.84 | 2.70 | 2.55 | 2.21 | 2.01 |
| 40 | 7.31 | 5.18 | 4.31 | 3.83 | 3.51 | 3.29 | 3.12 | 2.99 | 2.89 | 2.80 | 2.66 | 2.52 | 2.37 | 2.02 | 1.80 |
| 60 | 7.08 | 4.98 | 4.13 | 3.65 | 3.34 | 3.12 | 2.95 | 2.82 | 2.72 | 2.63 | 2.50 | 2.35 | 2.20 | 1.84 | 1.60 |
| 120 | 6.85 | 4.79 | 3.95 | 3.48 | 3.17 | 2.96 | 2.79 | 2.66 | 2.56 | 2.47 | 2.34 | 2.19 | 2.03 | 1.66 | 1.38 |
| ∞ | 6.63 | 4.61 | 3.78 | 3.32 | 3.02 | 2.80 | 2.64 | 2.51 | 2.41 | 2.32 | 2.18 | 2.04 | 1.88 | 1.47 | 1.00 |