土木工程专业水泥混凝土综合试验设计任务书(学生).docx

水泥混凝土强度创新性试验 任务书 试验名称 水泥混凝土强度创新性试验 学 院(部) 人居环境与建筑工程学院 专 业 土木工程 指导教师 侯月琴 PAGE 13 本创新性实验为研究型实验，通过本次实验使学生掌握水泥混凝土配合比设计的过程，包括：初步配合比的计算、基准配合比的确定、试件成型及强度测试过程；得到不同的影响因素（水灰比、水泥浆用量、砂率、试件形状与尺寸、龄期和加载速率）下混凝土立方体28d抗压强度及各因素与强度间的关系曲线；最后通过灰色关联分析法分析水灰比、水泥浆用量、砂率、加载速率对水泥混凝土立方体28d抗压强度性能影响的主次关系和影响程度。本次实验的结论将得出诸多影响因素中的关键因素，这对混凝土配合比设计具有现实意义。 通过本次创新性实验过程，使学生加深对基础理论的理解，把理论与实践有机的结合起来，增强学生的动手能力、实践创新能力和分析能力。 一、试验方案设计 本次试验主要是考虑水灰比、水泥浆用量、砂率、粉煤灰、试件形状与尺寸、龄期与加载速率对混凝土立方体抗压强度的影响，具体试验方案如下。 （一）水泥混凝土基准配合比设计 1.设计要求 混凝土设计强度等级C30，强度标准差为σ=5MPa，混凝土拌合物塌落度为35～50mm，使用环境Ⅰ－A，设计寿命为100年。 2.所用原材料 （1）普通硅酸盐水泥32.5级，实测28d抗压强度为37 .8MPa，实测水泥密度为3100 kg/m3；（2）碎石，粒径为20~40mm，级配合格，表观密度为2750kg/m3，碎石最大粒径为31.5mm；（3）中砂，级配合格，表观密度为2650 kg/m3；（4）水，自来水，密度为1000 kg/m3；（5）粉煤灰，密度为2250 kg/m3。 3.要求完成 （1）混凝土计算配合比。 （2）试配制混凝土，测试其强度、和易性，若满足相关要求，则无需调整；若不满足要求，则计算配合比进行调整，推荐基准配合比，并写出配合比。 （二）强度的影响因素研究 1.水灰比 水灰比是影响混凝土强度最主要的因素，也是决定性因素。本部分通过试验研究不同水灰比的混凝土强度。 （1）以基准配合比的水灰比为中值，取±0.03、±0.06，共5组水灰比，成型试件并测试其28d立方体抗压强度fcu,28。 （2）绘制水灰比与水泥混凝土强度关系曲线。 （3）建立强度与水灰比的关系模型。 假设混凝土的28d抗压强度fcu,28与水灰比满足式（1），根据试验结果，确定出系数、。 （1） （4）分析水灰比对水泥混凝土强度影响的原因。 2.水泥浆用量 实际情况中，常常通过调整水灰比来确保混凝土的强度与和易性要求，但水灰比过小会影响混凝土和易性、过大又会影响混凝土耐久性，此时固定水灰比不变、而增大或减小水泥浆用量是为有效措施之一。 （1）固定水灰比且以基准配合比中的水泥浆用量mwo+mco（1方混凝土的用水量，kg）中值，以±5%、±10%调整水泥浆用量，共5组水泥浆用量，成型试件并测试其28d立方体抗压强度fcu,28。 （2）绘制水泥浆用量与水泥混凝土强度关系曲线。 （3）建立强度与水泥浆用量的关系模型。 （4）分析水泥浆用量对水泥混凝土强度影响的原因。 3.砂率 砂率影响混凝土强度与工作性的重要因素。 （1）以基准配合比中的砂率β0为中值，β0±2%、β0±4%调整砂率，共5组砂率，成型试件并测试其28d立方体抗压强度fcu,28。 （2）绘制砂率与水泥混凝土强度关系曲线。 （3）建立强度与砂率的关系模型。 （4）分析砂率对水泥混凝土强度影响的原因。 4.粉煤灰 （1）分别确定粉煤灰掺量为0、10%、15%和20%的计算配合比，确定4种配合比的1方混凝土中各材料用量。 （2）按照计算配合比拌制混凝土，成型立方体试件，并测试其28d立方体抗压强度fcu,28。 （3）分析粉煤灰掺量对强度的影响规律，并推荐粉煤灰最佳掺量。 5.试件形状及尺寸 （1）按照基准配合比，分别成型立方体（100×100×100mm）（150×150×150mm）（200×200×200mm）、圆柱体(φ150×300 mm)、棱柱体（150×150×300mm）试件，并测试其28d立方体抗压强度fcu,28。测试强度时，圆柱体试件按轴向加载、棱柱体试件按长向加载。 （2）建立立方体抗压强度与试件尺寸间的关系模型，并推荐换算系数。 （3）建立起立方体抗压强度与圆柱体抗压强度、立方体抗压强度与棱柱体抗压强度的线性关系模型，并推荐换算系数。