本发明涉及混凝土用人造硅酸盐骨料性能指标检测,具体涉及一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法。
背景技术:
1、本节中的陈述仅提供与本技术公开相关的背景信息,并且可能不构成现有技术。
2、混凝土是目前应用最广泛的建筑材料之一,随着混凝土用量的增加,作为混凝土体系中体积占比最大的粗骨料需求急剧增加。然而天然集料资源非常有限,为保护环境,实现资源可持续发展,许多性能优异的人造骨料正逐渐进入市场,例如陶粒粗骨料、再生粗骨料、硅酸盐功能骨料等。
3、人造硅酸盐功能骨料是国内目前最新研发生产的人造粗骨料产品,通过以炉渣、粉煤灰、尾矿、钢渣、赤泥、电石渣、气化渣等低品质固废为主要原材料,采用适当比例的钙质原料与硅质原料,经配料、成球与包壳等工艺制成球形颗粒,在蒸压条件下(汽压约1mpa,温度180~240℃)制备以托勃莫来石(cao-sio-ho,c-s-h)这一稳定相为主要产物的人造骨料,具有球形壳层结构(如图1所示),稳定坚固筒,改善混凝土流动性。最为重要的一点是,人造硅酸盐功能骨料内部是毛细管蜂窝状结构,具有良好的吸水-蓄水-释水能力,能够解决混凝土硬化过程中随着水化反应和蒸发,混凝土内部水分不足且外部无法干预的矛盾。依据现行国际标准《轻集料及其试验方法第1部分:轻集料》gb/t17431.1-2010规定的性能指标,硅酸盐功能骨料属于轻粗集料,堆积密度、表观密度、筒压强度和吸水率是轻粗集料最基本的四个指标。
4、由于硅酸盐功能骨料的吸水-蓄水-释水能力,尤其是吸水率对混凝土的拌合物性能及耐久性的重要影响,实际配料过程中准确掌握硅酸盐功能骨料的吸水率十分重要。
5、现目前国家标准《轻集料及其试验方法第1部分:轻集料》gb/t17431.1-2010规定,功能骨料属于人造工业废渣且密度等级为600~1200kg/m3的轻集料,1小时吸水率≤10%。其试验方法参照《轻集料及其试验方法第2部分:试验方法》gb/t17431.2-2010规定:
6、取试样4升,用筛孔为2.36mm的筛子过筛。取筛余物干燥至恒量,备用;把试样拌合均匀,分成三等份,分别称重m1,然后放入盛水的容器中,如有颗粒漂浮于水上,应将其压入水中。试样浸水1小时后,然后倒在拧干的湿毛巾上,用手握住毛巾两端,使其成为槽形,让集料在毛巾上来回滚动8次~10次后,将试样制成饱和面干,然后称量m0。
7、计算公式:w=(m0-m1)/m1×100,以三次测试值的算术平均值作为试验结果。
8、另外,国家标准(《建设用卵石、碎石》gb/t 14685-2022)、建标(《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》jgj 52-2006)和公路标准(《公路工程集料试验规程》jtg 3432-2024)等现行标准均对粗骨料的吸水率试验方法做出了规定,且结果都是饱和面干碎石的吸水质量百分数表示,唯一的区别就是骨料饱水后再烘干至恒重。总之,现行标准的检测吸水率标准均依赖饱和面干进行吸水率的计算。
9、然而骨料的饱和面干本身存在操作因素产生较大误差的问题,4l骨料仅靠在毛巾上来回滚动很难全部达到面干,具有很大的偶然性,使得依赖其测量得出的吸水率的数据不准确,进而影响实际的配比设计,导致拌合物性能不稳定。
10、而且该标准用于人造硅酸盐功能骨料使用时存在一些问题:人造硅酸盐功能骨料是轻粗集料,密度较小,2.36~10mm骨料堆积密度范围一般在950~1050kg/m3,表观密度在1800~2100kg/m3,使得在试验过程中时有大量骨料不能沉入水中,颗粒漂浮可以人为按入水中,但大面积的颗粒漂浮在水中则大大增加了试验人员的负担,且显著增加了实验误差;并且饱和面干的测量也会存在误差,4l的骨料仅依靠在毛巾上来回滚动8次~10次很难全部达到饱和面干状态,且不同检测人员、不同水温和不同的判定方式都会给实验结果带来较大的误差,给轻骨料混凝土配合比设计带来不小的麻烦。
11、本技术的发明人在试验中发现依照上述标准方法测定的含水率不准确导致水胶比难以控制,最终导致拌合物的性能不稳定,严重阻碍新型环保混凝土材料的发展应用。通过进一步分析发现必须精确掌握骨料的吸水率才能有效控制混凝土配合比用水量,确定水胶比。
技术实现思路
1、本发明的目的在于:针对目前人造硅酸盐功能骨料吸水率测量不准确的问题,提供了一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,避免了饱和面干带来的误差问题和检测过程中骨料大面积漂浮的问题,实现适应人造硅酸盐功能骨料性质,基于简单的操作,快速、精确地检测出人造硅酸盐功能骨料的吸水率,切实解决关键问题,促进新型环保混凝土材料的发展应用。
2、本发明的技术方案如下:
3、一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,包括如下步骤:
4、步骤s1:将人造硅酸盐功能骨料烘干至恒重,并冷却称重;
5、步骤s2:将步骤s1的人造硅酸盐功能骨料放入比人造硅酸盐功能骨料更轻且冷却会由液相变为固相的液体介质中,保持环境条件60℃以上,使得人造硅酸盐功能骨料充分吸入液体介质;
6、步骤s3:低温冷却待液体介质凝固后剥掉外部液体介质再称重人造硅酸盐功能骨料质量,计算人造硅酸盐功能骨料的吸水率。
7、根据一种优选的实施方式,所述比人造硅酸盐功能骨料更轻且冷却会由液相变为固相的液体介质能够为石蜡。石蜡熔点为50~80℃,液体石蜡的密度880~950kg/m3,比水密度小且凝固时间较长。有利于人造硅酸盐功能骨料充分吸入。
8、根据一种优选的实施方式,步骤s2中所述环境条件还包括设置为真空环境,促进人造硅酸盐功能骨料充分吸入液体介质,所述真空环境为环境真空度大于0.06mpa,而小于0.1mpa。
9、根据一种优选的实施方式,步骤s2中在真空环境下保持60-150min,以使得人造硅酸盐功能骨料充分吸入液体介质。
10、本技术中可以依据环境真空度的大小调整吸入液体介质的时间,在更大的真空度下,吸取较短的时间即可达到饱和吸入,而在更小的真空度下,吸取较长的时间才能达到饱和吸入,可依据实际情况调整。
11、优选地,步骤s2中环境条件具体包括:在环境真空度为0.06mpa的条件下保持至少150min。
12、优选地,步骤s2中环境条件具体包括:在环境真空度为0.08mpa的条件下吸取90min。
13、根据一种优选的实施方式,步骤s2中环境条件具体包括:在环境真空度为0.08mpa的条件下吸取60min,使得人造硅酸盐功能骨料充分吸入液体介质。
14、根据一种优选的实施方式,所述真空环境能够由真空饱水机提供。
15、根据一种优选的实施方式,步骤s3中,低温冷却的温度为:0-5℃。
16、根据一种优选的实施方式,骨料的吸水率计算方式为:
17、w=δm/m×100%;
18、其中w为吸水率;δm为饱和吸入前后人造硅酸盐功能骨料的质量差值;
19、m为吸入前人造硅酸盐功能骨料的质量。
20、与现有的技术相比本发明的有益效果是:
21、1、一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,避免误差,骨料饱和吸入液体石蜡冷却凝固后会在骨料表面形成一个球形外壳,剥离外壳即能得到饱和面干状态的骨料,避免了现有技术中饱和面干人为判定带来的失误,不同操作员操作得到的饱和面干状态一致,提升骨料含水率检测的精确性;
22、2、一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,创新性使用真空饱水方法使石蜡液体完全迅速吸入骨料中,直接替代现有技术指标1小时吸水率和24小时吸水率,加速了检测过程;密度较低的骨料也能够沉入液体石蜡中,无需人为辅助骨料浸没,简化试验操作过程;
23、3、一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,操作、控制、使用十分简便,促进了新型低碳环保混凝土材料的应用。
1.一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,其特征在于,步骤s2中,所述液体介质为石蜡。
3.根据权利要求2所述的一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,其特征在于,步骤s2中所述环境条件还包括设置为真空环境,促进人造硅酸盐功能骨料充分吸入液体介质,所述真空环境为环境真空度为0.06mpa-0.1mpa。
4.根据权利要求3所述的一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,其特征在于,步骤s2中在真空环境下保持60-150min,以使得人造硅酸盐功能骨料充分吸入液体介质。
5.根据权利要求4所述的一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,其特征在于,步骤s2中环境条件具体包括:在环境真空度为0.06mpa的条件下保持至少150min。
6.根据权利要求4所述的一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,其特征在于,步骤s2中环境条件具体包括:在环境真空度为0.08mpa的条件下保持至少90min。
7.根据权利要求4所述的一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,其特征在于,步骤s2中的环境条件具体包括:在环境真空度为0.10mpa的条件下保持至少60min。
8.根据权利要求3所述的一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,其特征在于,所述真空环境能够由真空饱水机提供。
9.根据权利要求1所述的一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,其特征在于,步骤s3中,低温冷却的温度为0-5℃。
10.根据权利要求1所述的一种精确检测人造硅酸盐功能骨料吸水率的方法,其特征在于,步骤s3中骨料的吸水率计算方式为:w=δm/m×100%;
