在采用砂浆扩展度法进行减水剂成分分析时,通常忽略引气剂组分的影响,因其掺量较低时对扩展度的影响较小。
然而,在一次减水剂分析时,所分析的减水剂所含引气剂组分较高,给分析带来了一定的干扰。实验发现较高组分的引气剂使砂浆扩展度和经时损失均发生了明显的变化。
引气剂的用量直接体现在砂浆含气量的变化上,本次实验就围绕含气量的定义展开,重点进行砂浆含气量的检测。
一、含气量的定义:
1、混凝土的材料都是大小不同的颗粒,这些小颗粒堆积在一起,会由于形状的不规则而产生空隙。空隙部分引入了空气,空气体积占混凝土总体积的百分比就是含气量。
含气量通常以体积百分比(%)表示,计算公式为:
含气量(%)=
空气体积混凝土总体积
x 100
二、检测方法及原理:
含气量的检测方法有三种:
1、密度法:通过理论密度与实际密度的差值推算含气量,其依据的是材料密度的物理定义;
2、气压法: 通过气压变化计算含气量,其依据的是波义耳定律,这也是国标GB/T 50080-2016中使用的方法;
3、体积法:直接测定排除空气后体积变化计算含气量,其依据阿基米德原理。
本次我们使用密度法进行砂浆的含气量检测,后续我们再用气压法来校准。
假如物质是连续的,没有间隙的,材料的理论密度就等于其质量与其体积之间的比值。但是材料的小颗粒堆积在一起,由于形状的不规则而产生了空隙。引气剂的使用也会使混凝土中通过形成稳定微气泡体系。此时,材料的实际密度是用这堆材料的质量除以其外观的体积。这个实际密度与材料自身实际密度是不相同的,通过理论密度与实际密度的差值推算含气量。
三、实验设计
1、测定实际密度ρa:
实际密度=实际质量/实际体积
实际质量是装入到固定容器中砂浆的质量m砂。
(1)砂浆实验:400g水泥、800g砂、160g水、10.66g外加剂;
(2)将砂浆倒入容器中,用玻璃棒搅拌相同次数排除大气泡;
(3)再加入砂浆高于瓶口,用直尺刮平瓶口,擦净外壁,记录质量m砂。
实际体积是容器的容积:
(1)将洁净干燥的容器称重,记录质量m0;
(2)向容器中加满水,且无气泡,擦干容器外壁,记录质量m水;
(3)常温下水得密度是1g/ml,容器的容积就是V=(m水-m0)/1mg/ml。
2、假设材料的理论密度为ρt=2.4g/ml。
3、计算含气量:
我们首先进行含气量公式的推导:
砂浆的质量=实际密度*实际体积=理论密度***体积
**体积=实际体积-空气体积
代入 Vt,那么:
A%=V空/V*100%=(1-ρa/ρt)*100%
四、实验数据及分析:
那么容器的体积V=(516.27g-142.04g)/1g/ml=374.23ml
我们称取了不同引气剂剂用量的砂浆的质量,那么m砂/V,就得到了实际密度ρa。
理论密度需要重新计算。
首先根据配合比计算各个组分的**体积:
根据资料水泥**密度通常取3.1g/ml,水的密度是1.0g/ml,不用的砂,密度的差异比较大,需要重点计算。
为了测定砂的密度,将砂加入已知容积的容器中称得砂的质量是1582g,向容器中加水,然后通过蠕动泵缓慢加水,用水填满砂的空隙,得到砂和水的总质量1936g,计算得到砂的质量。砂和水得总体积等于容器的容积。那么:
m砂/ρ砂+m水/ρ水=V桶
1000ml=1582g/ρ砂+354g
ρ砂=1582/(1000-354)=2.45g/ml将ρ砂代入砂浆**体积的公式中,**体积再代入理论密度公式中:Vt=400g/3.1g/ml+800g/2.45g/ml+160g/1g/ml+10.66g/1g/ml=626.22ml
ρt=(400g+800g+160g+10.66g)/626.22ml=2.19g/ml五、总结
密度法的优点:理论清晰,易于理解,并且无需专用设备(仅需体积固定的容器和天平即可)就可进行相对**的分析。但是需已知所有组分密度,理论密度计算相对繁琐。
此次我们先是将实际密度简化了,虽然未能得到**的含气量数值,但是对于我们进行实验的研究,对比不同的种类的引气剂或者不同用量的引气剂等这个方法也是快速可行的。