混凝土试验箱

YA-200B数显式加气混凝土压力试验机该机为数显式控制，手动控制压力试验机，适用于额定试验力下压缩试验，可测试加气混凝土、水泥、混凝土等材料的抗压强度。主要技术参数最大 试验力：200KN精 度：优于1级加 荷 速 度：0-50KN/S可调（手动控制）压盘间 距离：≥130mm压盘尺寸： 125×125mm左右立柱净间距：170mm主机外形尺寸：860mm×430mm×1100mm电 源 功 率：（三相380V）0.75KW电 压： 380V ±10% ;主要功能：微型电脑芯片，具有自动存储，自动打印，自动保存功能，上下压盘具有自动找正功能，双屏幕数显，输入面积可以自动换算兆帕值，具有微型打印机。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208311042_387581_2587891_3.jpg

本文为smallstrong 原创作品，本作者是该作品唯一合法使用者，该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现的，均属侵权违法行为。说说历史：混凝土是目前土建施工，尤其是高层住宅建筑的主要施工材料。据说混凝土早在古代就被聪明的希腊人使用，当时的主要建筑材料是石材。但石材的可取材地区十分稀少，搬运困难，而且品质不一。后来人们发现将水泥（主要成分是硅酸盐）、砂石混合后能够形成具有一定强度的并且十分具有可塑性的形状类似石材的物体，而且最关键的是混凝土为水硬性材料，说通俗点，适合在湿度较大的环境中提升强度，或者干脆在水中，它的强度也能不断增长。当时广大建筑师对此十分长草。混凝土的中文简称为“砼”，分解开即为“人工石”，即为人造石材。但是问题又来了，混凝土和石材的特性很相似，抗压强度很好，但是抗剪切和抗拉的强度却只有其抗压强度的约十分之一。因此造成了梁以及楼板等有剪应力和拉应力参与受力的构件设计极为放不开，跨度十分之小。因此我们现在看到的古罗马神庙宫殿建筑，基本都是一个模式，虽然可能只需要极少数柱子即可承受屋面的重量，但是还是不得不缩短梁的跨度，加大梁的高度，搞的一个大型建筑立柱成林。屋顶也是尽量的盖成穹顶，加大水平角以减少对柱子的横向推力。十分浪费材料。后来这个问题被一个法国园艺师莫尼埃解决了。从花的根部包裹土壤的现象中获得灵感，将钢筋包裹进混凝土当中，从此成了钢筋混凝土的发明人。当然这也许是杜撰，就和凯库勒发现苯环结构式一样。无论怎样，钢筋混凝土的发明是有十分严谨的科学成分的。之所以这两种东西能够完美结合，是因为以下原因：1、 相近的线膨胀系数，保证两者能够“同进退”。2、 良好的粘结性，想要钢筋帮助混凝土承受拉力和剪力，需要做好钢筋的工作。在钢筋身上加上“肋条”，或者让钢筋轻度锈蚀，用钢筋调直机一拉，松脆的锈蚀立刻掉落，在钢筋表面流下无数的小坑洞。3、 混凝土中碱性的环境能够保护钢筋不锈蚀。钢筋混凝土的弱点：知道了钢筋混凝土结合的原因，也不免分析出混凝土的弱点。1、 钢筋不给力：钢筋若锈蚀严重，或者干脆能够承受的力度不够，自然整个构件会破坏；2、 混凝土不争气——氯化腐蚀、硫酸盐腐蚀和碱骨料反应：众所周知，铁块放在盐水中比放在清水中腐蚀的快。另外，水泥是碱性的，可以保护钢筋，但是碱含量过大时也能与砂石中一些二氧化硅等活性成分反映，这种反应的产物通常不具有太大强度，而且膨胀系数超大，能将混凝土涨开。同样，硫酸盐也会对混凝土造成同样的影响。3、 碳化：二氧化碳和碱是能够反应的，正如可乐能够除水碱一样。混凝土凝固后是有一定的毛细孔的，经过长期的碳化反应，一旦保护钢筋的混凝土碱性环境丧失，钢筋也面临被腐蚀的窘境。混凝土的亲戚：混凝土本身就是十分复杂的个体，它的亲戚自然也少不了。上文已述，混凝土主要是由水、水泥、砂石等组成，这里砂石被称为骨料。顾名思义，骨料即承受强度的主要物体。骨料讲究“粒径”选择，并不是越硬越大的石头就好，要讲究级配。我们想让混凝土达到的理想效果是：大石头的缝隙里主要是小石头，小石头缝隙里是小石子，小石子缝隙里是大沙粒，大沙粒缝隙里是小沙粒，其他地方填充细细的水泥以构成统一的整体。其次，水和水泥也是一对矛盾体，水灰比也是影响混凝土强度很重要的一项，水少了太稠，水多了强度低。故使用现场严禁往罐车中加水，否则可能引起严重的质量事故。例如北京市大兴区旧宫三角地明锐湾项目，就是由于私自加水而导致拆除部分结构重新浇筑，造成了极大的不良后果。上述两项加起来就是所谓的“配合比”了。商品混凝土厂家每批混凝土都要有符合规范规定的配合比要求，根据工程的要求来满足各种不同使用功能。混凝土的亲戚众多，被叫做各种外加剂和掺合料，根据不同的环境和使用功能，外加剂和掺合料的类型也五花八门，主要功能有几点：1、 加快混凝土早期增长：主要适用于冬季施工或拆模快的情况2、 延缓混凝土过快增长：夏天气温高，长距离运输防止混凝土过稠3、 减少水的用量增加流动性：防止混凝土过稠打灰不易堵塞4、 减少毛细孔增强防水性能：防水加强5、 加强混凝土防冻性能：防冻抗裂6、 防止各种不利反映：防止碱骨料反应等其他一系列不利反应。施工现场关于混凝土的实验主要有以下几个方面：1、 原材料：1.1 水泥：细度、标准稠度用水量、凝结时间、安定性、强度1.2 砂：细度模数、级配区域、含泥量、泥块含量、表观密度、堆积密度、碱活性指标1.3 碎（卵）石：级配情况、级配结果、最大粒径、含泥量、泥块含量、针、片状颗粒含量、压碎指标值、表观密度、堆积密度、碱活性指标1.4 掺合料：细度、需水量比、吸铵值、[/font

[color=#990000]摘要：本文编译自美国交通部联邦公路管理局的技术简报，该技术简报描述了混凝土的热膨胀系数（CTE），其在混凝土路面行为中的作用，以及如何确定混凝土路面设计和分析目的的建议。讨论了“力学-经验路面设计指南”中混凝土路面性能预测模型的敏感性。描述了用于确定或估算CTE的实验室测试和其他方法，并总结了来自“长期路面性能”对路面部分的岩心所进行CTE的实验室测试结果，提供实用的指导路线来确定或估算CTE，并在设计和建造混凝土路面时考虑CTE对混凝土板对温度变化响应的影响。[/color][color=#990000]关键词：热膨胀系数,混凝土测试,混凝土公路设计,力学-经验路面设计指南[/color][color=#990000][/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][b][color=#990000]1. 引言[/color][/b]　　混凝土在温度升高时膨胀，在温度降低时收缩。衡量温度变化对混凝土体积变化的影响称为混凝土的热膨胀系数（CTE），定义为温度变化一度时单位长度变化量。混凝土路面混合物的CTE取决于骨料类型和饱和度。　　由于粗骨料占混凝土体积的大部分，因此对混凝土CTE影响最大的因素是粗骨料的CTE。混凝土路面施工中常用的粗骨料类型中石英的CTE最高，其他常用粗骨料类型的CTE在很大程度上取决于其石英含量。根据所用骨料类型，混凝土CTE的典型值如表8-1所示。[align=center][color=#990000]表8-1 混凝土骨料类型的热膨胀系数（CTE）（LTPP标准日期版本25.0）[/color][/align][align=center][img=混凝土骨料类型的热膨胀系数,800,448]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/03/201903251803468244_6004_3384_3.png!w900x505.jpg[/img][/align]备注1. 在LTPP标准数据25.0版本（2011年1月）中共提供了2991个CTE数据，由于骨料类型没有定义或主要骨料类型只提供了一个样品，其中628个数据无法使用，另外11个CTE异常数据并未包含在此数据表中。 粗骨料对CTE值的影响最大，但细骨料也是一个影响因素。天然砂通常含有高二氧化硅（高CTE），而制造的碎石灰石细骨料的CTE则较低。　　水泥浆的CTE对水分含量非常敏感，但由于粗骨料的影响减弱使得混凝土的CTE较低（Powers和Brownyard，1947；Yeon等人，2009）。混凝土的CTE在相对湿度约70%时最高，当混凝土完全饱和时CTE会降低20~25%（美国陆军COE 1981）。[b][color=#990000]2. CTE如何影响混凝土路面行为变化[/color][/b]　　混凝土响应温度变化时在体积上的改变是混凝土路面多种行为的起因，混凝土路面中每天和季节性温度循环变化导致衔接和裂缝的循环打开和关闭。为了使横向开裂最小化，使用具有高CTE的混凝土构造的连接路面可能需要比具有较低CTE的混凝土路面更短的接缝间距，这将增加初始建造的成本。　　在白天，当混凝土路面的顶部比路面的底部更热时，混凝土将在路面的顶部膨胀而不是在底部。如果不限制这种不同的变形（通过横向接头处的销钉、纵向接头处的连杆或两者，以及路面自身的重量），则路面将向下卷曲。另一方面，如果沿着路面边缘限制路面的白天向下卷曲，结果将造成混凝土和销钉之间的支撑应力更高。　　同样，在夜间，当混凝土路面顶部冷比路面底部更冷时，混凝土将在路面顶部收缩而不是在底部收缩。如果这种差异变形不受限制（通过横向接头处的销钉，纵向接头处的连杆或两者），则路面将向上卷曲。另一方面，如果沿着路面边缘限制路面的夜间向上卷曲，则结果将是混凝土和销钉之间的支撑应力更高。　　如果路面下方的基层足够柔软，则路面可以向上或向下卷曲，并且仍然与路面中间的基层和沿其边缘保持完全接触，如果路面平坦且与基层完全接触，则由交通车辆载荷引起的应力将不会差别很大。然而，如果路面下方的基层足够坚硬，且当路面响应深度方向温度梯度而向上或向下卷曲时，一部分路面会卷曲而不与基层接触，由交通车辆载荷对路面引起的应力将大于路面平坦且与基层完全接触时的情况。这种向上卷曲在夜间尤其是一个问题，当路面边缘和拐角处的支撑减少将导致交通车辆荷载下边缘和拐角处的应力增加。　　混凝土的CTE对连续钢筋混凝土路面（CRCP）的性能也有影响。CRCP中的钢含量设计为可以达到相当均匀的裂缝间距，并且是在约1~2米范围内。裂缝间距太短可能会增加冲孔的可能性，裂缝间隔过长可能会增加钢材断裂的可能性。如果混凝土的CTE高于钢设计中的假定（或隐含值），则可能无法实现所希望的裂缝间距和均匀性。因此，在设计阶段确定混凝土CTE（基于过去的经验或新测试）、调整设计以达到所需的性能水平并要求在施工期间验证CTE值就变得非常重要。[color=#990000][b]3. 热膨胀系数测试方法[/b][/color]　　确定混凝土CTE的AASHTO测试方法是T 336-11。该实验室测试包括测量直径为10 mm的饱和混凝土芯材或圆柱体的长度变化，同时温度从10℃升至50℃然后将温度降低到10℃。混凝土样品和测量装置完全浸泡在水浴中以在测试期间保持混凝土的饱和度，虽然100%饱和度混凝土的CTE不如水分含量稍低时CTE，但实验室测试是在饱和样品上进行以便控制水分含量。来自两家供应商的CTE测试设备和安装在CTE测试设备中的混凝土样品如图8-1所示。[align=center][img=测试设备测量混凝土的CTE,900,298]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/03/201903251806355253_264_3384_3.png!w900x298.jpg[/img][/align][color=#990000][/color][align=center][color=#990000]图8-1 在FHWA混凝土实验室使用的测试设备测量混凝土的CTE[/color][/align]　　在进行膨胀（加热）和收缩（冷却）段期间的测量时，需要对测量进行调整以考虑温度变化对测试设备本身的影响，通过计算两个测试段中每度温度变化的样品长度变化，并除以样品长度得到混凝土的CTE。必要时重复测试过程，直到在膨胀段和收缩段测试的CTE值相差在每度每百万分之0.3之内。然后将混凝土的CTE计算值确定为获得的两个连续CTE值的平均值，一个来自测试的膨胀段，一个来自测试的收缩段。　　美国陆军工程兵团有一个类似的测试方法来确定混凝土的CTE（美国陆军COE 1981），该测试方法CRD-C 39-81指出测试在5~60℃的温度范围内进行。工程兵团测试方法指出，当混凝土试样的长度变化仅在两个温度点之间进行测量时，应报告单个CTE值，但是当在一系列不同温度下进行长度变化测量时，应给出CTE与温度的关系曲线，并应说明不同温度区间的CTE计算值。[b][color=#990000]4. 力学-经验公路设计指南推荐的测定热膨胀系数[/color][/b]　　对于1级设计：此级别需要输入最高精度且被认为适用于最重要项目。力学-经验路面设计指南（MEPDG）建议对混凝土样品进行实验室测试以确定CTE（AASHTO 2008）。　　许多国家已开始使用其典型骨料来描述其典型的普通水泥混凝土混合物，并将这些CTE值存储在数据库中。他们将根据项目位置将这些值用作CTE输入。通过定义，这些值不是1级输入，但它们是比2级或3级输入更真实的输入。　　对于2级设计：此级别被认为适用于常规、实际项目。MEPDG建议将混凝土CTE估算为骨料和水泥浆的CTE值的平均值，相对于它们在混合物中的体积比例。　　对于3级设计：此级别是需要输入精度最低的级别。MEPDG允许使用典型的CTE值。要使用的值应该是要在项目中使用的骨料类型制作的混凝土的典型值。表 81提供了从“长期路面性能（LTPP）”项目中实验室对芯材测试获得的混凝土CTE范围，应该注意的是，这些值是基于来自美国和加拿大的骨料。根据矿物的不同，这些CTE值可能在不同地区有显著差异。　　MEPDG（ARA-ERES 2004）基于未校正的LTPP CTE数据和其他来源（Mindess和Young 1981 Kosmatka等2002 Jahangirnejad等2008 ）还提供了不同类型骨料典型混凝土CTE信息。[b][color=#990000]5. CTE如何影响MEPDG的性能预测[/color][/b]　　MEPDG将CTE确定为混凝土材料关键响应计算所需的输入参数之一，混凝土的CTE值对路面开裂的预测具有显著影响，并且在较小程度上对MEPDG的连接断裂具有影响（Malella等人，2005）。这两种危害都在MEPDG对路面不平整度预测中起着作用，较高的CTE值对应于更大的路面开裂预测量、更大的连接断裂和更大的路面不平整度。[b][color=#990000]6. CTE测试和MEPDG危害模型[/color][/b]　　JCP新的力学-经验路面设计指南（MEPDG）模型是使用LTPP数据库开发的，使用的LTPP数据参数之一是混凝土CTE。由于发现用于原始混凝土路面危害模型开发的混凝土CTE数据是错误的（Crawford等人2010），当时使用的是AASHTO TP 60-00（AASHTO 2005）测试方法，使用此方法导致CTE测量值偏高。对于用于校准CTE测试框架的304不锈钢校准样品，TP 60试验方法推荐值为17.3×10-6/℃，但根据ASTM E 228测定的304不锈钢试样的CTE为15.0×10-6/℃，使用这些错误的CTE数据对于混凝土而言造成实际使用的混凝土CTE相同比例的偏低。　　用于校准CTE测试框架的不锈钢校准样品CTE测试方法已在新的AASHTO T 336标准方法（AASHTO 2011； Tanesi等人2010）中得到颁布，使用新的测试方法测定的CTE值低于使用TP 60-00测试方法测定的CTE值。LTPP标准数据版本24.0及更高版本中的CTE值已经过校正，以符合T 336测试方法，并且是表8-1中报告的方法。　　截至2011年8月，混凝土路面危害模型已纳入最近发布的（2011年7月）DARWin-ME?软件（包含MEPDG版本1.1危害模型），此版本软件是基于使用TP 60-00测试方法确定的CTE值。因此，建议Darwin ME用户使用未经修正的CTE值，如AASHTO于2008年出版的“力学-经验路面设计指南：实践手册”（临时版）表11-5中所列数据，或使用根据TP 60-00测试方法确定的CTE数据。如果使用T 336标准确定可用的CTE数据，则应调整CTE值以与DARWin-ME一起使用，方法是将校准棒假定的CTE（17.3×10-6/℃）与ASTM E 228测量304不锈钢校准样品的CTE值之间的差值相加，差值约为1.5×10-6/℃。[b][color=#990000]7. 推荐[/color][/b]　　MEPDG提供了量化混凝土CTE对JCP和CRCP预测性能影响的机会，MEPDG对JCP路面裂缝的预测对所输入的CTE敏感，在较小程度上，MEPDG对连接断裂的预测也是如此。这两种危害都在MEPDG对路面不平整度的预测中起着作用。　　鉴于MEPDG的几个混凝土路面危害模型对混凝土CTE输入的敏感性，对于1级设计，应通过对具有相同骨料类型和混合设计以及应用在路面结构中的圆柱体样品进行测试来确定CTE（使用AASHTO T 336-11测试方法）。　　对于3级设计，应使用表8-1中提供的数据。这些数据是对LTPP混凝土路面的数百个芯材进行实验室测试后获得的平均CTE值，也是几个来源报告中的混凝土CTE的典型中间值。　　如上所述，重要的是如果使用DARWin-ME软件（包含MEPDG 1.1版危害模型），如果使用AASHTO T 336方法确定这些值，则应对CTE值进行调整，否则直接使用表8-1中的CTE值。　　[b][color=#990000]8. 参考文献[/color][/b]　　American Association of State Highway and Transportation Of?cials (AASHTO), “Standard Method of Test for Coef?cient of Thermal Expansion of Hydraulic Cement Concrete,” T 336-11, Washington, DC, 2011. 　　American Association of State Highway and Transportation Of?cials (AASHTO), Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide: A Manual of Practice, Interim Edition, Washington, DC, 2008, p. 120. 　　American Association of State Highway and Transportation Of?cials (AASHTO), “Standard Method of Test for Coef?cient of Thermal Expansion of Hydraulic Cement Concrete,” TP 60-00, Washington, DC, 2005. 　　ARA-ERES, Guide for Mechanistic-Empirical Design of New and Rehabilitated Pavement Structures, NCHRP Project 1-37a, Final Report, National Cooperative Highway Research Program, Transportation Research Board, Washington, DC, 2004. 　　Crawford, G., J. Gudimettla, and J. Tanesi, “Inter- laboratory Study on Measuring Coef?cient of Thermal Expansion of Concrete,” presented at the Annual Meeting of the Transportation Research Board, Washington, DC, January 2010. 　　Jahangirnejad, S., N. Buch, and A. Kravchenko, “A Laboratory Investigation of the Effects of Aggregate Geology and Sample Age on the Coef?cient of Thermal Expansion of Portland Cement Concrete,” presented at the Annual Meeting of the Transportation Research Board, Washington DC, January 2008. 　　Kosmatka, S. H., B. Kerkhoff, and W. C. Panerese, Design and Control of Concrete Mixtures, Engineering Bulletin EB001, 14th ed., Portland Cement Association, Skokie, IL, 2002. 　　Malella, J., A. Abbas, T. Harman, C. Rao, R. Liu, and M. I. Darter, “Measurement and Signi?cance of the Coef?cient of Thermal Expansion of Concrete in Rigid Pavement Design,” Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, No. 1919, 2005, pp. 38-46. 　　Mindess, S., and J. F. Young, Concrete, Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, NJ, 1981. 　　Powers, T. C., and T. L. Brownyard, “Studies of the Physical Properties of Hardened Cement Paste,” Proceedings of the American Concrete Institute, Vol. 43, 1947, p. 988. 　　Tanesi, J., G. L. Crawford, M. Nicolaescu, R. Meininger, and J. M. Gudimettla et al., “New AASHTO T336-09 Coef?cient of Thermal Expansion Test Method: How Will It Affect You?” in Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, No. 2164, pp. 52-57, 2010. 　　U.S. Army Corps of Engineers, “Test Method for Coef?cient of Linear Thermal Expansion of Concrete,” CRD-C 39-81, issued 1 June 1981.　　Yeon, J. H., S. Choi, and M. C. Won. “Effect of Relative Humidity on Coef?cient of Thermal Expansion of Hardened Cement Paste and Concrete,” Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, No. 2113, 2009, pp. 83-91.[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

1.粗集料的技术标准 　　普通混凝土中采用的粗集料，主要是碎石和卵石。混凝土用粗集料的质量应满足下列技术要求。　　（1）水泥混凝土用粗集料的压碎值、含泥量、针片状颗粒含量等指标　　水泥混凝土用粗集料的压碎值、含泥量、针片状颗粒含量等技术指标应符合表3-1的规定。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/05/201005161841_218746_2034074_3.jpg[/img][align=left]注：① 混凝土强度为c60及以上时，必要时应进行岩石抗压强度检验，岩石的抗压强度与混凝土强度等级之比，不应小于1.5，且火成岩强度不宜低于80mpa，变质岩不宜低于60mpa，沉积岩不宜低于30mpa。 　　② 混凝土强度等级等于及小于c10级的，其针、片状颗粒含量可放宽到40%。[/align][align=left]　　（2）粗集料的坚固性[/align] 　　碎石或卵石的坚固性是指集料在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗碎裂的能力。为保证水泥混凝土的耐久性，选用的粗集料应具有足够的坚固性，以抵抗冻融和自然因素的风化作用。混凝土用粗集料的坚固性用硫酸钠溶液法检验，试样经５次循环后，其质量损失应符合表3-2的规定[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/05/201005161843_218748_2034074_3.jpg[/img][align=left]注：① 寒冷地区系指最寒冷月份的月平均温度低于-5℃的地区；[/align][align=left]　　② 对于有抗疲劳、耐磨、抗冲击等要求的集料，或混凝土强度大于c40时，其集料的质量损失率应不大于8%。[/align][align=left]　　③ 若发现粗集料有显著缺陷时（指风化状态及软弱颗粒较多），应进行坚固性检验；[/align][align=left]　　④ 对同一产源的碎石或卵石，在类似的气候条件下使用已有可靠经验时，可不作坚固性检验[/align][align=left]　　⑤ 当坚固性不符合本指标要求时，可作混凝土抗冻性试验，合格后方可使用。[/align][align=left]　　（3）粗集料的有害杂质含量[/align][align=left]　　粗集料中常含有一些有害物质（如粘土、淤泥、云母、硫酸盐、硫化物和有机质），能够防碍水泥的水化反应，降低集料与水泥的粘附性。粗集料的有害杂质主要应控制其硫化物和硫酸盐，以及卵石中有机质的含量符合表3-2的规定。[/align][align=left]　　（4）粗集料颗粒级配[/align][align=left]　　粗骨料颗粒级配是否合适，直接影响水泥混凝土的技术性质和经济效果，因而粗集料级配的选定是保证混凝土质量的重要环节。水泥混凝土用粗集料的级配应符合表3-3的规定。[/align][align=center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/05/201005161844_218749_2034074_3.jpg[/img][/align]