フレッシュ コンクリートの試験

ソース: ロベルト ・ レオン、ブラックスバーグ, バージニア バージニア工科大学土木環境工学科

コンクリートは最も一般的な建設材料の 1 つと 2 つのフェーズで構成されています: モルタル相コンクリート、水と空気と集計の段階から成る粗・微動の集合体で構成されています。具体的なミックスを設計するとき、2 つ重要な考慮事項があります。まず、コンクリートは流動で簡単フォームが満載です鉄筋もその新鮮な状態のフォームでキャストする必要があります。この状態では重要なコンクリートのレオロジーです。第二に、ミックスは、28 日 (または同様の指定した時間) は耐久性に優れたを提供している指定された強度の硬化コンクリートを生成しなければなりません。

この実験室の練習、コンクリート混合物の調合、トライアル バッチ法をという名前のメソッドで探検されます。製造したコンクリートは、スランプ、流動性、空気量、密度など、フレッシュ コンクリートの主な特徴を決定する典型的なテストの実施に使用されます。トライアル バッチ メソッドは混合物のデザインにシンプルな経験的なアプローチです。

この実験の目的は、4 倍: 骨材、セメントおよびコンクリート研究室で具体的な混合練習を学ぶためには (2) の指定したスランプ要件を満たすために水の最適な比率を決定するトライアル バッチ調合方法を使用するには (1)環境 (3) (4) その後の評価の 4"× 8"コンクリート シリンダーを準備するフレッシュ コンクリートの特性を観察します。

トライアル バッチ法での適切な水セメント比 (w/cの質量) をまず選択して目的強度 (表 1) と (表 2); 耐久性を取得するには特定w/c、目的のプラスチック整合性 (スランプや施工性など) を達成するために細・粗骨材を組み込むとそれから混合物はなされました。実習では、このプロセスは、しばしば反復的、ここでいくつかのバッチが調製し、その結果、所望の性質を持つ最も経済的な混合を達成するために変更します。

表 1。設計基準強度を達成するために最低限の w/c。

表 2。最大 w/c 選択した耐久性のカテゴリ。

試用の方法から始まる基本的な成分の仕様: セメント、水、粗・微動の集計、目標空気量。粗・微動の集計は不活性と見なされ、セメント、水および空気のミックスで主な変数のあり。水セメント比 (w/c) には、コンクリートの強度 (表 1) が通常異なります高強度コンクリート用 0.35 について低強度コンクリート (0.6 についてこの量に直接依存して最も重要なパラメーター車道および歩道のような)。低い w/c塩イオンがコンクリートに浸透し、補強 (表 2) の腐食につながる料金を減らすことによって、耐久性の向上、コンクリートの透水性が減少します。恣意的強度は打設後 28 日目に測定習慣。

低迷や、コンクリートの流動性の測定も、一般型枠でコンクリートの施工を容易にする指定します。スランプ試験はフレッシュ コンクリートで充填し、圧縮の 3 つの層の逆鋼の円錐形から成っています。コーンがいっぱい、円錐形、垂直に持ち上げ、コンクリート スランプ量を測定します。加工性の良い、3 に 5 インチの範囲でスランプよく指定されます。このテストの下でのコンクリートの挙動もミックスの凝集性の貴重な指標です。均整ミックスは徐々 に低い標高には低迷し、悪いミックスが崩れ、分離とバラバラになる中、その原型を保持します。

空気量は、コンクリート凍結融解のサイクルを受ける地域で使用される場合は特に耐久性においても重要な役割を果たします。凍結が発生すると、無料の水が凍る急速に、約 10% 拡大します。したがって、コンクリートの割れせずこの拡張を許可するためにミックスに多くの非常に小さな、密接に間隔をあけられた気泡をする必要があります。凍結融解抵抗性を高めるため空気エントレインメント代理店は総量の約 5-7 %1-2% からの空気の量を高めるためにコンクリートに追加されます。高い空気量結果強度が低く、指定された強度の高い w/c は気体を使用する場合に必要なので (表 1 参照)。フレッシュ コンクリートの空気量を測定するために使用できるいくつかのテクニックがあります、使用するテクニックの選択が設備の可用性に基づいています。

コンクリートの強度利得は、硬化温度と湿度の強さに他の最大の貢献の要因を表すその他のいくつかの要因に依存しています。高温高湿度で硬化強度利得を著しく促進します。

次のデータは、この研究室で資料を与えられます。

• セメント: 通常セメント (タイプ I) 3.15 の特定の重力 (SG)
• スランプ: 目的の初期のスランプは、3.5 + 0.5 では。このコンクリートは簡単にキャストが、鋼の補強とフォーム間の小さな隙間がある場合は振動が必要になります。
• 空気のコンテンツ: として非-空気混入コンクリートのミックスを指定します。ただし、いくつかの空気圧があります。捕捉 1.5% の空気を想定してください。
• 水セメント比 (w/c): この値は、変数になりますが、オリジナルのミックスになりますw/c = 0.45。
• 粗骨材: #67 破砕花崗岩グラデーションが使用されます。粗骨材は、2.65 の比重 (一括 SSD)、0.58% の吸収能力、100 pcf の 3/4"の最大合計サイズ (MSA) ドライ避雷針のついた単位重量。
• 細骨材: 天然砂が使用されます。細骨材は、2.63 と 0.40% の吸収能力、比重 (一括 SSD)。
• 粗・微動の集計のため、実際の水分 (MC) は決定する: 飽和表面ドライ (SSD) 条件の調合設計になります。

この実験に使用する材料の数量は、以下の表 3 に表示されます。材料の量は、10 4 インチ直径 8 インチの円柱供試体をキャストするコンクリートを生成するのに十分にする必要があります。粗骨材や砂の量は、コンクリート ミックスのスランプと適切な施工性を達成するためにバッチ処理中に調整されます。

表 3。コンクリート研究室 (ポンド) をバッチ処理のための材料の初期量。

記載ミックス デザインは、任意の混和を最初は含まれません。混和材料は、加工性とフレッシュ コンクリートの経済を改善するために、またはコンクリートの長期耐久性を高めるために使用されている化学添加物です。混和材料の加工性を高めるためには、高性能減水剤、またはかなりの時間の短い期間のため、ミックスの粘度を下げるため、フォームに配置の容易さを可能にするために化学物質があります。混和材料経済的な理由のための他の例では、高範囲水減速機より少ない水、従ってより少ないセメント (定数w/c比) と同じ加工性を維持する添加剤をご利用など。最後に、例として混和材料の耐久性を高めるため空気混入剤や多くの小さい、よく分散されている空気の泡を作成する化学物質硬化コンクリートに割れせず凍結拡大無料水を許可します。

以下の手順はまず、混合処理し施工性、一貫性と品質を決定するフィールドで使用される典型的なテスト (スランプ、密度、および空気量) をについて説明します。ここで説明する手順は、小さなコンクリート ミキサーでうまく動作する発見されています。

1. 試験法によるコンクリートの混合

1. 粗骨材、細骨材およびそれらは容器を別々 の店の量の重量を量る。データ ・ シートの正確な重量を記録します。
2. 表 1 に上記セメント量の重量を量るし、別の容器にそれを配置します。
3. 混合テーブル 1 で上で与えられる水の量の重さし、容器に入れます。
4. ミキサーとウェットされるように使用されますすべてのツールの任意の立って水ではなく、内部を湿らせます。
5. 粗骨材、細骨材、水の約 1/5 を小型のコンクリート ミキサーとミックスに約 2 分間置きます。
6. まだ、回転ミキサー、さらに 5 分間の小さな単位 (各ステップで合計の 20% に 10%) とミックスでセメントと水を追加し始めます。
7. ミキサーを停止し、コンクリートのスランプをテストします。スランプをテストするには、スランプ コーンを湿らせ、混合パンします。パンに対してしっかりとダウン スランプ コーンを保持します。3 つのレイヤー、各レイヤーのスランプ コーンの容積の約 3 分の 1 でコンクリートをスランプ コーンを入力します。
8. ロッド 25 ストロークで各レイヤーは円錐の断面に均等に分布。ロッドは前のレイヤーの浸透に少し。コーンは正確に満ちているので、避雷針のついた後、最上位のレイヤーを突き固め棒で余分なコンクリートを打ちます。
9. すぐに垂直方向に慎重にそれを上げることによってコンクリートからコーンを削除します。金型の高さと沈静化コンクリートの高さの違いを決定することにより、コンクリートの「不況」を測定します。
10. スランプ測定が完了、突き固め棒で軽くコンクリート錐の側面をタップします。
11. この時点で混合物のスランプは 3 に 4 インチの範囲でする必要があります。スランプが低すぎる、またはミックスは、厳しいと思われる、徐々 に罰金や粗骨材 (またはその両方) の少量を追加、徹底的にコンクリートをリミックスし、不況を再テストします。ミックス目的スランプとの整合性に到達するまでこのプロセスを繰り返します。確認する使用材料の追加量を追跡すること。
12. ときにバッチは、スランプ試験によって満足する判断は、データ ・ シートに残りの集計およびレコードを重さ。実際の初期ウエイトから具体的なミックスに使用される粗・微動の骨材の量を計算します。
13. 1 立方フィート コンテナーを計量充填してコンクリートの単位重量を決定します。コンテナーを入力する必要があります、避雷針のついた不振のコーンと同じ方法でテストします。

2. 気体のテスト

具体的なミックスが凍結融解サイクルを含む領域用で場合、は、混和剤、空気混入のコンテンツは含有空気量をもたらす範囲の 6% から 8% に指定されていることが考えられます。残りを取るこの効果を示すためには、コンクリートし、空気混入剤を追加しながらリミックスします。まず、約 3 分間、ミックスし、空気引き込み装置を使用して空気含有量試験を行います。テストを実施するための手順は、デバイスまたは類似の特定、次の手順はこのビデオで使用されるデバイスを排他的に参照するので留意してください。

1. コンクリート単位重量を取得するための指示に従うと、下のコンテナーを入力します。
2. 空気レシーバーの上に赤色のメイン空気バルブを閉じます。
3. 蓋の上に位置する両方の petcocks を開きます。
4. 材料容器ふたを配置し、トグルク ランプ 4 つを閉じます。
5. 水が蓋の中央に燃料コックを出るまで、漏斗に水を注ぐ。
6. 気泡は出てこないセンター燃料コックを介してまで、メーターを優しく jar します。両方の petcocks を閉じます。
7. 主な空気弁と空気受信機の端にブリーダ バルブを閉じます。
8. 優しくゲージ手までの受信機に空気ポンプを赤ラインに近い取得します。手は初期の開始地点を通過していることを確認します。手が 1 つの側面または赤い線の反対側にあるかは問題ではないです。
9. 片方の手でそっとゲージをタップします。同時にゲージ手にかかって初期開始点正確までブリーダ バルブを亀裂します。
10. すぐにブリーダ バルブを閉じる。空気レシーバーと材料の容器の主な空気バルブを開きます。
11. コンテナーを再配置する粒子を許可するように圧力を解放した後少し jar します。ゲージ手に残りの部分になるまでゲージを軽くタップします。流入する空気の割合として読書を記録します。

3. 具体的なテスト シリンダー準備

1. 約等しいボリュームの 3 つの層の円柱型に、コンクリートを打設してシリンダー型を入力します。
2. 各ロッドは小さな突き固め棒 (1/4 インチ径ロッド) を使用して 25 ストロークしたレイヤーします。金型の断面にストロークを一様に分散します。
3. 最上位のレイヤーには避雷針のついたした後、こてでコンクリートの表面を打ちます。10 コンクリート円柱供試体の合計を記入してください。すべて 10 シリンダー型コンクリートの重量を測定し、データ ・ シートの重量を記録します。
4. コンクリート シリンダー コンクリートからの水の蒸発を防ぐためにビニール袋でカバーします。
5. 最終ミックスのためコンクリートの 1 立方ヤードを作る材料の必要重量を計算します。データ ・ シートには、これらの結果を記録します。
6. 24 + 8 時間後コンクリート円柱試験体から使い捨てのプラスチック金型を削除します。シリンダーは、表 1 に示す養生環境で配置されます。典型的な硬化療法は: 73.5 + 3.5 養生 (1) 霧部屋^oF (23 + 2^oC) および ASTM C 192、演習では、(2) 周囲の養生、(3) 断熱ボックス硬化 (すなわち、治療ボックス) あたりの 100 %rh。この実験では周囲の養生を使用します。

4. 高性能減水剤の追加

1. 混和剤の使用を示すためには、ミキサーにすべてコンクリートを返すし、高性能減水剤の少量を追加します。3 分混ぜて、フロー テーブル テストを実施します。
2. ウェット テーブル、金型。余分な水分を拭き取る。
3. 金型をしっかりと保持している間は、2 つの層のコンクリート金型を入力します。各レイヤー 25 回ロッド、その溶湯を確かめる断面エリア全体は均一です。
4. 金型は正確に満ちているように、カビの上から打ちます。
5. 上向きの力で引き続けますと金型を削除します。
6. ハンドルを使用して、上げるし、約 15 秒で 15 回、0.5 の高さからテーブルを削除します。
7. 最も近いシを六つの対称的に分散キャリパー測定の平均を取る。この値は、コンクリートの広がりの直径になります。

一般に、上記のものなどミックスでお越しの 3 から 4 インチのスランプ。このような値は、フォームの小さな鋼渋滞で小さなジョブで一般的です。 現代建設は、高性能減水剤の広まった使用ははるかに高いスランプ (6 〜 10 インチ、すなわち、自己平準化コンクリート) を取得する経済的なことだを意味しています。 非空気混入ミックス混和剤投与量に応じて、空気混入のミックスは 5% から 8% の空気の量を示す 2% 以下空気内容が表示されます。 ノーマル重量コンクリートの単位重量は 1 立方フィートあたり 145 に 150 ポンドの周りが、(すなわち、拡張された頁岩) 軽量骨材を用いたコンクリートは 1 立方フィートあたり 100 に 120 ポンドのように軽いかもしれません。

スランプ コーンとフロー テーブルのテストは、その場でテスト結果サイトに配信されているコンクリートに指定した作業性を確認するために使用です。すなわち、ミックスの適切なレオロジーをことを確認するためのものですこれらのテスト、良い初期長持ち「粘度」コンクリート バッチ処理から取得するための十分は大きなボイドまたは近傍類似の欠陥を離れることがなく、フォーム内の最終位置に植物、補強。また、空気量試験、凍結融解のサイクルが行われる領域で長期耐久性を確保する鍵です。それは、これらすべてのテストは最良の環境下で測定しにくい量を決定するための試みで、最高の状態で注意してください。時間のプレッシャー、現場の混乱は、これらのテストは、短期および長期の重要な性質の間接的な手段を提供します。

記載テストは、建設現場でアメリカ合衆国と世界中の何千もの毎日を使っています。このタイプのテストの主な用途は、品質管理と品質保証を提供するためにです。指定した条件の下でいくつかの研究室ではこのキャスト テスト シリンダーが治る (73.5 + 3.5 硬化霧部屋^oF と 100% の相対湿度) と 28 日調合設計が適切なかどうかを判断するテストします。比較的高温多湿により、セメントのほとんどがメタンハイド レートは、このミックスの w/cが強くて耐久性のあるコンクリートを提供するため。この実験的な作品は、バッチ処理プラントが要求仕様を満たすことを保証します。円柱試験体のいくつかは、その場でコンクリートを養生する速さを決定する現場周囲条件下で治ります。敷地では、強度の開発は主に 28 日間にわたって大幅に変わることができます、ランダムな温度および湿度の条件に関連付けられています。これらの条件を相殺するためコンクリート成熟の概念がしばしば使用されます。コンクリートの成熟度は、通常の加算日回数平均の毎日の温度と参照温度 (一般に 32^oF) の違い程度日数で計算されます。暖房度日の数千人に達すると、コンクリートをその意図した強さに達していると見なされます。