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酒精灼烧法快速测定混凝土用集料的含水率试验研究.pdf
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1、2 0 1 5 年 第 9期 (总 第 3 1 1期) Nu mb e r 9 i n 2 0 1 5( T o t a l N o 3 1 1 J 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 PRACT I CAL TE CHNOLoGY d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 5 0 9 0 3 7 酒精灼烧法快速测定混凝土用集料的含水率试验研究 张涛 一 。 张辉 一。党玉栋 ,杨正宏 , ( 同济大学 a 先进土木工程材料教育部重点实验室 b 材料科学与工程学院, 上海 2 0 1 8 0 4 ) 摘要: 混凝土中
2、集料的含水状态对混凝土生产质量控制和硬化混凝土的性能有重要影响 , 实际生产中迫切需要一种能够快速 测定集料含水率的方法。 研究了不 同类型的集料使用酒精灼烧法测定其含水率 , 分析了测试所需要的时间、 酒精消耗量 、 集料表 面温度的变化 , 并将酒精灼烧法和烘干法测试含水率的结果进行了对 比。 结果显示酒精灼烧法测定集料含水率与烘干法接近 , 可 以用于快速测定骨料含水。 通过上述试验研究, 为实际生产和工程中快速测定集料含水率提供有力参考。 关键词 : 集料 ; 含水率 ; 酒精灼烧法 ; 快速测试 中图分类号: T U 5 2 8 0 1 文献标志码 : A 文章编号: 1 0 0 2
3、 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 0 9 0 1 3 5 0 4 F a s t t e s t i n g wa t e r c o n t e n t o f a g g r e g a t e s i n c on c r e t e u s i n g e t h a n ol bu m i n g me t h o d ZHANG Ta t , ZHANG Hu i , DANG Yu d o n g , YANG Zh e n gh o n g ( a Ke y La b o r a t o r y o f Ad v a n c e d C i v i l E n g i
4、n e e r i n g Ma t e ri a l s , S t a t e o f E d u c a ti o n, b S c h o o l o f Ma t e r i als S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g, T o n g j i Un i v e r s i t y , S h ang h a i 2 0 1 8 0 4, Ch i n a ) Ab s t r a c t : W a t e r c o n t e n t o f a g g r e g a t e s i n c o n c r e te h a v
5、 e i mp o rt a n t i n fl u e n c e o n c o n c r e t e p r o d u c ti o n q u a l i t y c o n t r o l a n d t h e p r o p e r t i e s o f h a r d e ne d c o n c r e te I t s t u d i e d t h e d i f f e r e n t t e s tin g t i me, a l c o h o l c on s u mp tio n and t h e c h a n gi n g o f a g g r
6、e ga t e s u r f a c e t e mp e r a t u r e wh e n the moi s t u r e c o n t e n t wa s me a s ur e d b y e t hano lbu rni n g me tho d, c o mp a r i n g the r e s u l t o f mo i s t u r e c o n t e nt me a s u r e d b y d r yi n g a n d e t ha n o l b u rni n g me tho d Re s u l t s s h o w t h a t
7、 wa t e r c o n t e nt me a s u r e d b y d r y i n g i s c l os e t o u s i n g e tha n o l b u r n i n g me tho d Ethano lb u rni n g me th o d c a n q u i c k l y t e s t t h e mo i s t u r e c o n t e n t o f a g gre ga t e s Th r o ug h t h e a b ov e r e s e a r c h, f o r f a s t t e s ti n g
8、 t h e mo i s t u r e c o n t e n t o f a g gre ga t e i n e n g i n e e r i n g p r o v i d e s a s tro n g r e f e r e n c e Kay wor ds: a g gre g a t e; mo i s tur e c o n t e n t ; e tha n o l b u r n i n g me tho d; f a s t t e s tin g 0 引 言 在预拌混凝土生产 过程 中, 胶凝 材料 、 集料 以及外加 剂都可 以被准确的计量 , 偏差很 小 ,
9、对混凝土质 量 的影 响较小 , 而集料 的含 水率则难 以准确 的控制 , 集料 含水率 受到存储方式 、 季节变化等 因素影响 , 其波动 较大 , 集 料含 水率变化会增加混凝土生产质量控制的难度 , 对不 同含水 率的集料不加区分的使用会对新拌混凝土的坍落度以及 硬化混凝土的力学性能以及耐久性产生不利的影响 J , 因 此在实际混凝土生 产和工程 实践 过程 中对集料 含水率 的 控制尤为重要 。 依据 J G J 5 2 -2 0 0 6 ( ( 普 通混凝土用砂 、 石质量 标准及 检验方 法标 准 , J T G E 4 2 -2 0 0 5 公 路 工程 集料 试 验规 程 ,
10、 烘干法是测量骨料含水率的标准方法 , 美 国材料与试 验协会标准 A S T M C 5 6 6也说 明了如何测试 集料含水率 , 普通混凝土用砂 、 石质量标准及检验方法标准 中规定了 可以用 电炉加热法来快速测定砂 的含水率 , 公 路工程集 料试验规程 中规定可用酒精燃烧法快速测定粗集料 的含 水率 。 。 除了以上标 准 中规定 的测试 含水率 的方法外 , 可以准确测定集料含水率 的方 法还有 : 微波加热法 、 电阻 法 、 密度法等 。 烘干法是测定含水率 的标准方法 , 由于试验过程耗时 较长 , 设备需求较高, 不适合现场快速测定 ; 微波加热法可 以快速准确 的测定集料含
11、水率 , 但是该方法对设备有一定 的需求, 不适合在现场测定; 电阻法和密度法也可以快速 准确 的测定含水率 , 不过这两种方法均需要在测试前做较 为复杂的准备工作 , 电阻法 只适用 于测试砂的含水率 , 需 要在试验前先在实验室确定 电阻与含水率之 间的对 照表 或 者曲线 , 同时影响砂 的电阻 率的因素较为复杂 , 用 电阻 法测定含水率是还要尽力保证试 验时砂 的密实度相同 , 而 密度法则必须先在试验室测 出砂 的干 比重和饱和面 干吸 水率。 酒精灼烧法可以快速测定集料的含水率, 试验条件 易得 , 操作简单 , 适合 一些需要快速测试含水 率的情形下 使用 , 目前尚无文献对
12、比酒精灼烧 法和传统方法 的测试结 果 , 因此酒精灼烧法测试含水率的精度 以及适用 的集料种 类值得探讨 。 本试验通过对 I: L 种不 同的集料( 天然 中砂 、 机制砂 、 三种不同粒径的粗骨料 , 页岩 陶粒、 污泥陶粒 、 再生集料 ) 收 稿 日期 : 2 0 1 4 1 2 2 2 基金项 目: 国家“ 十二五” 科技支撑课题( 2 0 1 2 B A J 2 0 B 0 2 ) ; 国家自然科学基金项目( 5 1 3 0 2 1 9 1 ) 1 35 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
13、 m 未烘干时样品的质量, g ; r n 烘干时样品的质量 , g 。 2 试验结果与分析 2 1 酒精灼烧过程中集料质量损失 图 4为三种 不 同粒 径 的粗 集料 , 随着灼 烧次 数的增 加 , 直 至集料恒重 ( 本试验 中 当灼烧后质量 较上一次灼烧 后质量差小于 0 1 时 , 即视 为恒重 ) 过程 中, 含水 状态 的 粗集料质量损失 的变化 。 由图 4可见 , 随着 灼烧次数 的增 加 , 集料 的质量损失变大 , 质量损失的速率逐渐变小。 由于 粒径较小的粗集料 比表面积较粒径大的粗集 料大 , 则粒径 越小的骨料含水率越高。 粒径为 2 5 3 1 5 tur n的粗
14、集料 , 灼烧 三次时 , 即到达恒重 , 质量损失为 0 9 9 ; 而粒径为 5 2 0 n l l n及 2 0 2 5 m l r l 的粗集 料均需 要 四次灼烧才能达 到 恒重 , 质量损失分别为2 1 7 、 1 4 9 。 由图 5可见三种不 同粒径 的粗集料灼烧后集料表面温度的变化 , 可见三种不 同粒径的石子经过酒精灼烧后, 表面温度升高差别不大, 温度升高趋势也基本一致。 由于试验中使用的三种粗集料 是同种材质, 仅粒径不同, 粒径大的集料向内部传热较多, 表面温度略低于粒径小的粗集料 。 芝 稻 血I1 瞧 灼烧次数欣 图4三种粗集料质量损失随灼烧次数的变化 赠 灼 烧
15、 次数, 次 图5三种粗集料灼烧后表面温度变化 图 6为页岩 陶粒与污泥 陶粒灼烧至恒重过程中 , 质量 损失 随灼烧次数变化的关 系。 页岩 陶粒堆积密度远大于污 泥陶粒 , 结构较污泥陶粒更加致密 , 内部孔隙较少 , 页岩陶 粒经过 五 次 灼 烧 之后 即达 到 恒 重 状 态 , 其 质 量 损 失 为 3 5 3 , 而污泥 陶粒在六次灼 烧之后才达 到恒重质量损失 为 4 8 1 。 由图 5可见 , 第一次灼烧 后 , 污泥陶粒 的质量损 失要低于页岩陶粒, 而达到恒重时污泥陶粒的质量损失高 于页岩 陶粒。 污泥陶粒 内部孔隙较多 , 内部 孔隙吸收 了较 多的水, 其表面含水
16、较少 , 由于第一次灼烧时, 首先会将集 料表面 的水烧失 , 然 后才会继续失 去 内部孔 隙中的水 , 而 页岩陶粒 由于结构较为致密 , 其含水主要是集料表面的含 水 , 在第一次灼烧时 即会失去较 多的水分 , 所 以会 出现含 水率更高的污泥陶粒在第一次灼烧后质量损失小于页岩 陶粒的情况 。 图 7为页岩陶粒与污泥陶粒在灼烧后表 面温 度 的变化 , 由于黏土陶粒 内部孔隙较多 , 温度升高较慢 , 因 此 页岩陶粒灼烧后表面温度略高于黏土陶粒。 灼烧次数, 次 图 6 两种不同陶粒质量损失随灼烧次数的变化 灼烧 次数, 次 图 7 两种不同陶粒灼烧后表面温度变化 由图 8可见 ,
17、天然砂在灼烧 三次 后即达到恒重 , 质量 损失为 8 1 6 , 机制 砂则经过 四次灼烧才达 到恒重 , 质 量 损失为6 5 2 。 由于机制砂有 8 4 的石粉含量 , 石粉的粒径 小 , 比表面积大, 水分的损失更难 , 经过更多的灼烧次数才达 到恒重。 图9 为天然砂与机制砂在灼烧后表面温度的变化。 灼 烧次数欣 图8两种不同砂质量损失随灼烧次数的变化 灼烧次数 次 图9两种不同砂在灼烧后表面温度变化 1 3 7 4 2 O 8 6 4 2 0 8 6 4 O 9 8 7 6 5 4 3 、 水 咖喀 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 图 1 0为再生
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