一种检测混凝土粗骨料力学性能的方法及其应用与流程

本发明涉及一种检测混凝土粗骨料力学性能的方法，涉及g01n，具体涉及借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料。

背景技术：

1、现在实行的国家标准：gb/t 14684-2022《建设用砂》，gb/t 14685-2022《建设用卵石、碎石》均采用压碎值表征集料的母岩强度，从而间接表征骨料对混凝土强度的影响，但是骨料的压碎值并非混凝土强度的单值函数，采用这种方法表征具有一定的局限性。制备混凝土时，采用的骨料可能会含有贝壳、木屑、石粉、粘土等杂质，这些杂质不会影响骨料的压碎值，但是会对混凝土的强度造成显著降低，并且使用的石材中可能含有风化的石材，风化石材与未风化石材粘接紧密不会影响压碎值，但是会对混凝土的强度造成显著影响，除此之外，骨料各类母岩的弹性模量，泊松比各不相同，也会影响混凝土的强度。基于上述问题，采用现行的标准用压碎值间接表征混凝土强度的方法与混凝土的实际强度存在严重偏差，因此开发一种准确表征混凝土强度的试验方法至关重要。

2、中国发明专利cn201811056672.9公开了一种测定蒸压加气混凝土砌块抗压强度的方法，在测试时只需要将试件烘干至恒重，然后按照标准规定的方法进行试验，利用回归方程计算出标准要求的抗压强度，解决了传统的蒸压加气混凝土砌块抗压强度试验所需条件较难实现，且试验龄期较长的技术问题。但是沙石强度对于混凝土的强度影响没有涉及。中国发明专利cn201010166721.1公开了一种混凝土粗集料界面粘结强度测试方法，通过模拟实际现场混凝土中粗集料粘结情况，缩小现场制作和实际工地的差距，提高粘结强度的测试准确度，但是没有涉及沙石强度比对混凝土整体强度的影响。

技术实现思路

1、为了提高表征混凝土强度的准确度，本发明的第一个方面提供了一种检测混凝土粗骨料力学性能的方法，包括以下步骤：

2、(1)将混凝土的制备原料按照生产的配比进行混合，拌合均匀，得混凝土拌合物；

3、(2)将混凝土拌合物置于搅拌机中进行搅拌，直至搅拌均匀；

4、(3)将搅拌均匀的混凝土拌合物转入模具，等待初凝定型得试件；

5、(4)对试件进行养护；

6、(5)对养护后到达试验龄期的试件取出，进行强度试验；

7、(6)对得到的强度试验数据进行计算，得到强度比。

8、作为一种优选的实施方式，所述混凝土的制备原料至少包括水泥，煤灰，矿粉，砂，石，外加剂，水。

9、作为一种优选的实施方式，所述混凝土制备原料的配比为水泥150-160kg/m3，煤灰80-100kg/m3，矿粉60-70kg/m3，砂830-850kg/m3，石1030-1050kg/m3，外加剂6-8kg/m3，水150-160kg/m3。

10、作为一种优选的实施方式，所述步骤2的搅拌方法为：外加剂为粉状时，将水泥、砂、石、外加剂一次投入搅拌机，干拌20-50s，再加入水，一起搅拌1-5min，直至搅拌均匀；外加剂为液状时，将水泥、砂、石一次投入搅拌机，干拌20-50s，再加入掺有外加剂的水一起搅拌1-5min，直至搅拌均匀。

11、作为一种优选的实施方式，所述搅拌均匀的混凝土拌合物需要符合一定的坍落度，所述混凝土拌合物的坍落度为200mm±10mm。

12、作为一种优选的实施方式，所述步骤4的具体方法为：将初凝的试件放在15-25℃，相对湿度＞50％的室内静止1-2天，然后脱模；将脱模后的试件放入标准养护室中养护。

13、作为一种优选的实施方式，所述试件为尺寸100mm×100mm×100mm或150mm×150mm×150mm的立方体试件。

14、作为一种优选的实施方式，所述标准养护室的条件为温度18-22℃，相对湿度＞95％，或在温度为18-22℃的不流动氢氧化钙饱和溶液中养护。

15、作为一种优选的实施方式，所述标准养护室内的试件放在支架上，彼此间隔l0mm～20mm，试件表面保持潮湿，但不得用水直接冲淋试件。

16、作为一种优选的实施方式，所述试件的养护龄期为1天、3天、7天、28天、56天、60天、84天、90天、180天。

17、作为一种优选的实施方式，所述试件的养护龄期为3天和28天。

18、作为一种优选的实施方式，所述强度试验的方法为在试验过程中连续均匀加荷，加荷速度为0.3-1.0mpa/s。

19、作为一种优选的实施方式，所述强度试验的具体方法为试件到达试验龄期时，从养护地点取出后检查尺寸及形状，尺寸公差满足试件各边长、直径和高的尺寸公关不得超过1mm，试件承压面的平面度公差不得超过0.0005倍的试件边长，试件相邻面的平角为90°，其公差不得超过0.5°的规定，试件取出后尽快进行试验。以试件成型时的侧面为承压面，将试件安放在试验机的下压板或垫板上，试件的中心与试验机下压板中心对准。启动试验机，试件表面与上、下承压板或钢垫板均匀接触。

20、作为一种优选的实施方式，当立方体试件抗压强度小于30mpa时，加荷速度取0.3mpa/s-0.5mpa/s；立方体抗压强度为30mpa-60mpa时，加荷速度取0.5mpa/s-0.8mpa/s；立方体抗压强度不小于60mpa时，加荷速度取0.8mpa/s-l.0mpa/s。

21、作为一种优选的实施方式，所述强度试验的计算公式为fcc＝f/a，fcc为试件的抗压强度值mpa，f为试件破坏载荷n，a为试件承压面积mm2。

22、作为一种优选的实施方式，所述抗压强度计算结果精确至0.1mpa。

23、作为一种优选的实施方式，所述抗压强度值的确定，符合以下统计学规定；

24、1.取3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；

25、2.当3个测值中的最大值或最小值有一个与与中间值的差值超过中间值的15％时，把最大及最小值剔除，取中间值作为该组试件的抗压强度值；

26、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，该组试件的试验结果无效。

27、作为一种优选的实施方式，所述步骤4的养护为加速养护时，具体步骤如下：

28、将初凝的试件放入加速养护箱内。加速养护箱放入试件前注入自来水，水位高度为70mm-100mm，水面高出热源(电热管)20mm±2mm，且水面距试件架下表面不少于50mm。放入试件前加速养护箱内的水温处于20℃-35℃。开启加速养护箱电源，在50min-70min将加速养护箱内水升温至90℃±2℃，并保持此温度。自开启加速养护箱电源开始计时，养护时间为6h±5min，整个试验过程不中途添补试验用水。取出试件，在20℃±5℃的环境下静置2h±10min。然后进行抗压强度试验，测得加速养护混凝土抗压强度。加速试验周期为31h±15min。

29、作为一种优选的实施方式，所述力学性能为强度比，所述强度比的计算公式为ai＝ri/r0i×100％，ai为抗压强度比％，ri为生产试件的抗压强度mpa，r0i为对比试件的抗压强度mpa。

30、作为一种优选的实施方式，试验石为待检测的石，对比石选自花岗岩、玄武岩、安山岩、辉绿岩中的一种或组合。所述对比石的技术要求包括：母岩抗压强度≥100mpa，无明显裂隙，孔隙率≤43％，针片状含量≤5％，压碎值≤8％，含泥量≤0.5％。

31、生产试件为采用试验石制备的试件；对比试件为采用对比石制备的试件。

32、申请人发现，制备混凝土的石料中含有部分风化石，风化后的石材与未风化的石材结合在一起，通过洗砂很难除去，但是风化部分对混凝土强度的影响很大，从而很大程度上降低了混凝土强度的准确度。并且混凝土骨料中各类母岩的弹性模量、泊松比各不相同，细骨料的弹性模量、泊松比与水泥石的弹性模量、泊松比，粗骨料的弹性模量、泊松比与砂浆的弹性模量、泊松比的匹配关系对混凝土强度具有明显影响，但是压碎值不能表征这种匹配关系，而本技术中采用直接测试的计算方法，可以综合表征出混凝土的强度，使得测试标准更加接近真实值，提高准确度。

33、本发明的第二个方面提供了一种检测混凝土粗骨料力学性能的方法的应用，应用于大规模的混凝土生产强度检测中。

34、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

35、(1)本发明所述检测混凝土粗骨料力学性能的方法，通过采用实验胶砂的强度与标准值直接计算强度比，用来表征混凝土的强度，替换原先采用压碎值间接表征混凝土强度的测试方法，可以排除砂石原料的表面影响，提高测试混凝土强度的准确度。

36、(2)本发明所述检测混凝土粗骨料力学性能的方法，采用fcc＝f/a的公式计算成品试件的抗压强度，并且用ai＝ri/r0i×100％的强度比表征实验石与标准石的差异测试方法更加直接准确，进一步提高了建设用石的强度表征准确度。

37、(3)本发明所述检测混凝土粗骨料力学性能的方法，具有良好的重现性和再现性，使得相同批次间的方法测试结果接近，误差较小。