利用排水法确定混凝土试件的饱水密度和干燥密度的方法

1、2利用排水法确定混凝土试件的饱水密度和干燥密度的方法 注 1：此方法主要适用于 150mm 或 100mm 的立方体试件，如果需要，也可以应用于其它 形状的饱水试件。 注 2：此方法不适用于具有大量孔隙、蜂巢状或无细骨料的混凝土试件，当用于测试轻骨 料试件时也应该注意。 21 定义 定义以下参数： 饱水密度：利用此标准第 3 部分的描述制造和养护的立方体试件的密度。 干燥密度：对饱水试件在 1055下干燥至少 3 天后测得的密度。 22 试件数量 221 实验室试件 对每批试件至少取 3 个试件，在各个龄期进行试验。 222 工地试件 按照本标准第 1 部分中的规定对各龄期试件取至少 3 个进行试验。 23 试验装置 如图 1 所示的装置，包括： （1）一台半自动天平，量程 10kg，精度 2g。 （2）一个用不锈钢材料制成的夹具，其形状适合悬挂在天平盘下，下部具有能够支撑混凝 土立方体试件的边长为 130mm 的三角形平台。 注：夹具的精确形状及是否座于天平盘上还是悬挂于天平盘下，应该取决于天平的形状。 （3）水箱 能够浸没混凝土立方体试件，底面为 230mm230mm，深度为 23

2、0mm，至于 可移动的平台上，平台能够利用踩下（或松开）脚踏板，上升（或下降） ，浸泡混凝土立方 体试块，但在水平方向上没有位移。平台应该与称重天平相互独立，而且当平台完全升起 时，夹具不能接触水箱底部。当需要测量干燥密度时： （4）通风良好的烘干炉，除了内部空间可以超过 0.085m3外，应满足 BS 2648*，内部温度 控制在 1055。 （5）干燥的密闭容器 24 试件 试件在试验时应该处于饱水状态，如果试件没有按照 2.1 的规定养护，应该进 水不少于 3 天。 25 装置的调试 对于 150mm 立方体或 100mm 立方体及其它尺寸试件，当试件完全浸入 水箱时，能够用天平读出试件的重量变化（C） 。为了避免由浸入夹具长度不同而引起的微小误差，必须保持水箱内的水面高度恒定。 26 测量饱水密度的步骤 水箱内应该装入清水，保持室温不变，水面的高度能够保证当 平台升起时，完全浸没混凝土试件。将待称重的混凝土试块从养护箱中取出，去掉表面残渣，在将试块放上夹具的平台之 前应轻轻地擦去试件表面的水。混凝土试件在空气中称重，记为重量 A，将试件完全浸入水中，使夹具不与水箱内壁 接触，称

3、重，记为重量 B。所有的重量应精确到 2g。注：浸没试块时应注意，不要带入气泡。 27 饱水密度计算 混凝土试块的饱水密度（c）应该按照下式进行计算：CBAAc式中 A空气中试件的重量；B水中试件的重量；C单独将夹具浸入水中时，天平读数变化量。饱水密度应该以 kg/m3表示，精确到 0.25%。注 1：当所需的精度不同时，可以改变试件的尺寸。 注 2：其它基于浸水法这一原理的方法，均应达到相同的精度。 28 测量干燥密度的步骤 如果需要测混凝土的干燥密度，则需将测量完饱水密度后的试 件之于干燥炉中干燥至少 3 天。从干燥炉中取出试件后，应立即将试件置于干燥的密闭容器中，在进行称重时，试件 的温度不应超过 60，记为重量 D。最终的干燥重量应精确到 2g。 29 干燥密度的计算 混凝土试件的干燥密度应该按照下式计算：CBADd式中 A、B、C 同 2.7 种规定，D 为试件的干燥重量。 干燥密度应该以 kg/m3表示，精确到 0.25%。 210 报告 每个试件的报告应该包括以下信息： （1）试验日期； （2）编号和试件描述； （3）试件龄期； （4）试件尺寸； （5）饱水密度； （6）

4、干燥密度；（如果需要的话） （7）浸泡和干燥时间； （8）任何不寻常特征3用伸长仪的方法测静弹性模量 注：本方法采用圆柱形试件，试件的成型及养护方法请参见本标准第 3 部分中的条款，对 于已硬化混凝土结构的取芯试件的准备和抗压强度的试验见本标准第 4 部分。 31 试验仪器 311 压力机 压力机应该符合本标准第 4 部分中对立方体试件抗压强度测试的各项要 求，另外，其压力值能够在某一预期值保持恒定。 312 伸长仪 应准备两个伸长仪，其量程应该不少于 100mm，不大于试件长度的一半， 应该达到 BS 3846* A 级或 B 级。 32 试验步骤 321 试验载荷的确定 3211 成型试件的测试 在进行弹性模量试验前，根据本标准第 4 部分立方体抗压强 度的试验中的条款，对每组三个立方体试件进行试验，三个试件抗压强度的平均值记为抗 压强度 C，精确到 1MN/m2。 3212 钻芯试件的测试 抗压强度值 C 应该根据相似试件的强度或混凝土的性能估算。322 伸长仪的附属仪器 试件从水中取出后，伸长仪应该平行于试件的轴线，安置在 试件的相对面上，测点应该在试件的几何中心，当采用棱柱体

5、试件代替圆柱体试件时，测 点距试件两端的距离不能少于宽度的一半，伸长仪应该与记录点在同一侧。 323 试件在压力机上的放置 压力机的受力面和其它辅助平台应该擦拭干净。试件两 端松动的砂及其它材料也应该擦掉。将试件放入压力机，试件的轴线应该与压力机平台的 中间对准，将试件调整位置，使之位置最佳，在试件两端与压力机的平台之间除了辅助的 钢板外不能垫其它物品。 324 预加荷载 加载时应该没有剧烈的震动，应该以约 15MN/m2每分钟的速度均匀加 载，直到达到平均应力（C+2）MN/m2。在此荷载下至少持续 1 分钟，然后逐渐卸载，达 到 1 MN/m2，读伸长仪的读数，然后再以与前面相同的速率加载到（C+1）MN/m2。保持 压力不变，读伸长仪的读数。将压力逐渐卸载到 1MN/m2，再次读数。 325 加载 以相同的速率进行第 3 次加载，将（C+1）MN/m2分为若干个等分，在每 个等分时记录伸长仪的读数。如果第 2 次加载的平均应变与第 3 次加载的平均应变相差超 过 5%，应该继续进行加载循环，直到两次的平均应变相差不超过 5%。 33 计算 对于每个伸长仪，记录在最后一个循环中相应

6、应力水平下的应变，根据应力、 应变作图。将每个伸长仪的数据点连成直线，能够得到这两条支线的斜率及斜率的平均值。 如果两条线的斜率的差值少于平均值的 15%，则此平均值应该视为混凝土的弹性模量，并 精确计算到 500 MN/m2。如果差值超过 15%，将试件放回压力机，重复试验，如果重复试 验的差值仍然大于平均值 15%，则该实验结果应该舍弃。 34 报告 每个试件的报告应该包含以下信息： （1）试验时间； （2）试件的编号、描述及公称尺寸； （3）试件龄期； （4）静弹性模量； （5）抗压强度 C； （6）标注，如循环加载次数及是否重新试验。4用电动力学方法测动弹性模量 （缺页） 5测定干缩和湿胀的长度变化 注：本方法与 BS 2028, 1364“预成型混凝土砖”中的改进措施相似，只是规定了用一段固定 的干燥时间代替了干燥至恒重。 51 定义 本条款中各名称的定义如下： 原始干缩 在规定环境下，预成型和预养护的混凝土棱柱体经过一段时间养护后的长度变 化。 干缩 在规定环境下，预成型和预养护的混凝土棱柱体在水中饱水与干燥后的长度变化。 湿胀 在规定环境下，混凝土棱柱体在水中浸泡后的长度

7、比原始干燥长度的增长量。 52 试件尺寸 棱柱体的长度应该在 150mm 至 300mm 之间，截面尺寸应该接近于 75mm75mm，但对于锯得试件，其截面应该为 50mm50mm。 53 试件个数 每批产品里应该至少取 4 个试件，编号为 A、B、C、D。 54 试验仪器 541 测试仪器 测试仪器应该包括一个测微器或读数器，其精度为 0.0025mm。该仪器 应该固定（水平方向）在刚性的测量架上，能够根据试件的长度进行调整。图 3、4 给出了 一起的参考形状。在测试架的测量端和另一端应该各安装一个半径为 5.5-6.5mm、圆心角为 90的圆锥形 凹槽，能够容纳镶嵌在试件两端直径为 6mm 的不锈钢钢球（见 5.7.1（2） ） 。另外，对于预 成型试件，测试架的测试端和另外一端应该露出直径为 6mm 的半球形（见 5.7.1（1） ） 。注：用于长时间测试的试件，其测头应该用维氏硬度不少于 300 的热处理马氏体不锈 钢，奥氏体太软，只能用于有次数限制的测量装置。测试器两端应该采用殷钢棒，其形状与埋于试件中的测头相同，以便能够精确读数。 542 恒温箱 可以采用 5.4.2.1

8、中描述的可调节恒温箱或 5.4.2.2 描述的置于可控温房间 中的恒温箱，能够按照 5.4.2.3 中描述的情况进行调节和检查。 5421 可调节恒温箱 可调节恒温箱应该满足下面的要求： （1）其总体积不能少于 0.05m3，每个试件所占的空间不能少于 0.008 m3。 （2）内部应该配备风扇，以便在干燥试件的过程中空气能够有效的循环。 （3）恒温箱内应该安装温度计，从恒温箱外可以读数，其玻璃泡在炉内距恒温箱内壁的距 离不能少于 75mm。 （4）恒温箱内的温度能够控制在 50-65的范围内，温度的浮动范围应该不超过 1。 （5）当恒温箱内空闲时，控制恒温箱内的温度不少于 55，恒温箱内部空气的相对湿度 应能按照 5.4.2.3 中描述的进行控制。 注：符合 BS 3898“试验室用湿度箱（注入式） ”和 BS 3718“试验室用湿度箱（非注入式） ”要 求的恒温箱也可能满足本试验的要求，但是将这些类型的恒温箱应用于本试验目前还没有 足够的经验。 （6）具有可靠的气密性。当使用的箱子气密性不是很好时，下面的步骤会满足 5.4.2.1(6)的要求。在箱子壁的贯 通孔处用柔性不透气的材料

9、密封，例如聚乙烯塑料薄膜，将密封材料紧贴在箱子的内壁上。 任何周围的沟槽或孔洞也都应该密封（例如用造型粘土） 。箱子内壁的任何气密性缺陷都应 该弥补，任何透气的孔洞都应该封闭，箱门也应该密封良好。 （7）应该用一下辅助装置将箱子内饱和空气： （i）每小时能够对箱子内的空气换气两次的气泵（对于每立方米体积的箱子，气泵的泵送 能力应该在 35l/min） 。（ii）流量计，接在气泵上，检查空气流速 （iii）含有蒸馏水或去离子水的装置，能够产生在某一温度下的饱和空气，还应该含有一 个不锈的密闭容器。该容器能够保持水的平均温度在 271，温度浮动不能超过 1/2。在水面以下应该 接一个弯曲的引气管，在容器底部接一个空气发散器，在水面的上方进气管端应该接一个 出气管，开口处应该呈喷射状。在水面以下应该插一支温度计，温度计应该具有合适的长 度，从外面能够读出温度。容器上还应该留一条管道，以便能够向里面加水。管子低的一端应该在水面以下，高 的一端与漏斗相接。如果需要的话在容器外面应该接一段玻璃管，以便从外面能够观察到 水面的高度。应该尽可能的缩短容器与恒温箱的距离以减少水的冷凝。 注：可以用这样的建议附属装置代替标准的化学实验装置，但是经过特殊设计的装置具有 更高的精度。 （8）准备一根管子将饱和的空气从附属装置（见 5.4.2.1(7)）通过一个密封的装置（例如 顶部通风器）传送至恒温箱，以便饱和空气能够直接进入循环风扇的进气口。 5422 置于可控温房间中的恒温箱 此恒温箱应该用于高湿度的房间内，应该满足以 下要求： （1）恒温箱的体积、空气循环和温度测量装置应该按照 5.4.2.1(1) 、5.4.2.1(2) 、5.4.2.1(3) 、和 5.4.2.1(4)的要求。 （2）恒温箱应该设有通风孔，允许空气流入流出。 （3）恒温箱周围 1.5m 的空气应该是相对湿度不少于 90%，温度为 202。 543 调整和检查 首先应该调整恒温箱的温度控制开关的灵敏性，以保证水的温度恒 定，水温的浮动范围不超过1/2。调整开关以保证水

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