利用排水法确定混凝土试件的饱水密度和干燥密度的方法

2．利用排水法确定混凝土试件的饱水密度和干燥密度的方法

注1：此方法主要适用于150mm 或100mm 的立方体试件，如果需要，也可以应用于其它形状的饱水试件。

注2：此方法不适用于具有大量孔隙、蜂巢状或无细骨料的混凝土试件，当用于测试轻骨料试件时也应该注意。

2．1定义 定义以下参数：

饱水密度：利用此标准第3部分的描述制造和养护的立方体试件的密度。

干燥密度：对饱水试件在105±5℃下干燥至少3天后测得的密度。

2．2试件数量

2．2．1实验室试件 对每批试件至少取3个试件，在各个龄期进行试验。

2．2．2工地试件 按照本标准第1部分中的规定对各龄期试件取至少3个进行试验。

2．3试验装置 如图1所示的装置，包括：

（1）一台半自动天平，量程10kg ，精度2g 。

（2）一个用不锈钢材料制成的夹具，其形状适合悬挂在天平盘下，下部具有能够支撑混凝土立方体试件的边长为130mm 的三角形平台。

注：夹具的精确形状及是否座于天平盘上还是悬挂于天平盘下，应该取决于天平的形状。

（3）水箱 能够浸没混凝土立方体试件，底面为230mm×230mm ，深度为230mm ，至于可移动的平台上，平台能够利用踩下（或松开）脚踏板，上升（或下降），浸泡混凝土立方体试块，但在水平方向上没有位移。平台应该与称重天平相互独立，而且当平台完全升起时，夹具不能接触水箱底部。

当需要测量干燥密度时：

（4）通风良好的烘干炉，除了内部空间可以超过0.085m 3外，应满足BS 2648*，内部温度控制在105±5℃。

（5）干燥的密闭容器

2．4试件 试件在试验时应该处于饱水状态，如果试件没有按照2.1的规定养护，应该进水不少于3天。

2．5装置的调试 对于150mm 立方体或100mm 立方体及其它尺寸试件，当试件完全浸入水箱时，能够用天平读出试件的重量变化（C ）。

为了避免由浸入夹具长度不同而引起的微小误差，必须保持水箱内的水面高度恒定。

2．6测量饱水密度的步骤 水箱内应该装入清水，保持室温不变，水面的高度能够保证当平台升起时，完全浸没混凝土试件。

将待称重的混凝土试块从养护箱中取出，去掉表面残渣，在将试块放上夹具的平台之前应轻轻地擦去试件表面的水。

混凝土试件在空气中称重，记为重量A ，将试件完全浸入水中，使夹具不与水箱内壁接触，称重，记为重量B 。

所有的重量应精确到2g 。

注：浸没试块时应注意，不要带入气泡。

2．7饱水密度计算 混凝土试块的饱水密度（ρc ）应该按照下式进行计算：

C B A A c --=ρ

式中 A ——空气中试件的重量；

B ——水中试件的重量；

C ——单独将夹具浸入水中时，天平读数变化量。

饱水密度应该以kg/m 3表示，精确到0.25%。

注1：当所需的精度不同时，可以改变试件的尺寸。

注2：其它基于浸水法这一原理的方法，均应达到相同的精度。

2．8 测量干燥密度的步骤 如果需要测混凝土的干燥密度，则需将测量完饱水密度后的试件之于干燥炉中干燥至少3天。

从干燥炉中取出试件后，应立即将试件置于干燥的密闭容器中，在进行称重时，试件的温度不应超过60℃，记为重量D 。

最终的干燥重量应精确到2g 。

2．9干燥密度的计算 混凝土试件的干燥密度应该按照下式计算：

C B A

D d --=

ρ 式中 A 、B 、C 同2.7种规定，D 为试件的干燥重量。 干燥密度应该以kg/m 3表示，精确到0.25%。

2．10报告 每个试件的报告应该包括以下信息：

（1）试验日期；

（2）编号和试件描述；

（3）试件龄期；

（4）试件尺寸；

（5）饱水密度；

（6）干燥密度；（如果需要的话）

（7）浸泡和干燥时间；

（8）任何不寻常特征

注：本方法采用圆柱形试件，试件的成型及养护方法请参见本标准第3部分中的条款，对于已硬化混凝土结构的取芯试件的准备和抗压强度的试验见本标准第4部分。

3．1试验仪器

3．1．1压力机压力机应该符合本标准第4部分中对立方体试件抗压强度测试的各项要求，另外，其压力值能够在某一预期值保持恒定。

3．1．2伸长仪应准备两个伸长仪，其量程应该不少于100mm，不大于试件长度的一半，应该达到BS 3846* A级或B级。

3．2试验步骤

3．2．1试验载荷的确定

3．2．1．1成型试件的测试在进行弹性模量试验前，根据本标准第4部分立方体抗压强度的试验中的条款，对每组三个立方体试件进行试验，三个试件抗压强度的平均值记为抗压强度C，精确到1MN/m2。

3．2．1．2钻芯试件的测试抗压强度值C应该根据相似试件的强度或混凝土的性能估算。3．2．2伸长仪的附属仪器试件从水中取出后，伸长仪应该平行于试件的轴线，安置在试件的相对面上，测点应该在试件的几何中心，当采用棱柱体试件代替圆柱体试件时，测点距试件两端的距离不能少于宽度的一半，伸长仪应该与记录点在同一侧。

3．2．3试件在压力机上的放置压力机的受力面和其它辅助平台应该擦拭干净。试件两端松动的砂及其它材料也应该擦掉。将试件放入压力机，试件的轴线应该与压力机平台的中间对准，将试件调整位置，使之位置最佳，在试件两端与压力机的平台之间除了辅助的钢板外不能垫其它物品。

3．2．4预加荷载加载时应该没有剧烈的震动，应该以约15MN/m2每分钟的速度均匀加载，直到达到平均应力（C+2）MN/m2。在此荷载下至少持续1分钟，然后逐渐卸载，达到1 MN/m2，读伸长仪的读数，然后再以与前面相同的速率加载到（C+1）MN/m2。保持压力不变，读伸长仪的读数。将压力逐渐卸载到1MN/m2，再次读数。

3．2．5加载以相同的速率进行第3次加载，将（C+1）MN/m2分为若干个等分，在每个等分时记录伸长仪的读数。如果第2次加载的平均应变与第3次加载的平均应变相差超过5%，应该继续进行加载循环，直到两次的平均应变相差不超过5%。

3．3计算对于每个伸长仪，记录在最后一个循环中相应应力水平下的应变，根据应力、应变作图。将每个伸长仪的数据点连成直线，能够得到这两条支线的斜率及斜率的平均值。如果两条线的斜率的差值少于平均值的15%，则此平均值应该视为混凝土的弹性模量，并精确计算到500 MN/m2。如果差值超过15%，将试件放回压力机，重复试验，如果重复试验的差值仍然大于平均值15%，则该实验结果应该舍弃。

3．4报告每个试件的报告应该包含以下信息：

（1）试验时间；

（2）试件的编号、描述及公称尺寸；

（3）试件龄期；

（4）静弹性模量；

（5）抗压强度C；

（6）标注，如循环加载次数及是否重新试验。