水泥土室内配合比试验

1  水泥土配合比设计按下列步骤进行：

1.1测定土样天然含水量和密度，当特殊要求时，可增加土样的其他相关性试验；

1.2测定风干土含水率；

1.3确定水泥掺入比基准量；

1.4选定水泥浆水灰比；

1.5计算各材料用量比例；

1.6进行水泥土试配；

1.7调整和确定水泥土配合比。

2  水泥掺入比基准值可根据使用目的及当地经验，按工程要求的水泥土性能指标确定，并宜取3%~25%，也可按工程要求的水泥参入比确定。

3  水泥浆的水灰比可根据施工方法和处理目的，按设计要求或当地经验确定。

4  水泥土的材料用量按下列步骤确定：

4.1根据试验方案，确定试验所需湿土的质量，并按下式计算：

式中：—湿土质量（kg）；—土的天然密度（g/cm3）；—土的体积（m3）。

4.2根据试验方案，确定试验所需风干土的质量，并按下式计算：

式中：—风干土质量（kg）；—土的天然含水率（%）；—土的风干含水率（%）。

4.3根据选定的水泥掺入比基准值，确定掺入的水泥质量，并按下式计算：

式中：—水泥质量（kg）；—水泥掺入比（%）。

4.4根据选定的水泥浆水灰比，确定加水量，并按下式计算：

式中：—加水质量（kg）；—水泥浆水灰比。

4.5确定外加剂用量，按下式计算：

式中：—外加剂质量（kg）；—外加剂掺量（%），可根据外加剂性能按经验取值。

5  水泥土试配时，宜采用三个配合比，其中一个配合比的水泥掺入比应为基准值，另外两个配合比的水泥掺入比，宜比基准值分别增加和减少3%。

6  试件的制备

6.1 仪器设备：

6.1.1 试验用试模符合下列规定：

1. 立方体：尺寸：70.7mm*70.7mm*70.7mm；

2. 圆柱形试模：

1） 内径39.1mm，高度80mm；

2） 内径61.8mm，高度100mm；

3） 内径101mm，高度150mm。

3. 截头圆锥试模，其上口内径为70mm，下口内径为80mm，高度为30mm。

4.试验用试模类型符合下表规定。

试验用试模类型

1. 环刀采用不锈钢材料制成，内径为61.8mm，高度为20mm或10mm；

2. 称量土料、水泥和水 用天平的量程宜为30kg，分度值为5g，称量外加剂用天平的量程宜为500g，分度值为0.01g； 

3. 捣棒宜采用直径为10mm且端部磨圆的光滑钢棒；

4. 搅拌机宜采用转速可调、可封闭搅拌的行星式搅拌机，转速宜为（100-400r/min）;

5. 振动台应符合现行行业标准《混凝土试验用振动台》JG/T3020的规定。

6.2试件的搅拌、成型与养护

6.2.1 每批试件宜一次性搅拌成型，搅拌方式采用机械搅拌，并符合下列规定：

  1. 风干土和水泥应先均匀混合，再洒水搅拌直至均匀。

  2. 拌合水可一次加入，也可以逐次加入。当采用逐次加入时，应逐次拌合1min。从加水起至搅拌均匀，搅拌时间不应少于10min，并不应超过20min。

6.2.2 试件成型应符合下列规定

   1. 成型试验室内的环境温度应为（20±5）ºC，相对湿度不应低于50%；

   2.在成型前，试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与水泥土发生反应的脱模剂；

   3.水泥土搅拌后应尽快成型，成型时间不应超过25min；

   4.试件成型步骤应符合下列规定：

     1）拌合物宜分两层插捣，每层装料高度宜相等；

     2）每层应按螺旋方向从边缘向中心均匀插捣15次，在插捣底层拌合物时，捣棒应达到试模底部，插捣上层时，捣棒应贯穿该层后插入下一层5mm-15mm，插捣时捣棒应保持竖直，插捣后应用油灰刀沿试模内壁插拔数次；

     3）试模应附着或固定在振动台上振实，振实时间不应少于2min，振实后拌合物应高出试模上沿口；

4）试验顶部多余的水泥土应刮除，抹平后应盖上塑料薄膜。

6.2.3 试件拆模与养护应符合下列规定：

    1.带环刀试件可在24h后拆模，拆模后应将环刀外侧及两端水泥土削去，并应将试件从环刀内取出，试件不应受损、变形。渗透试件的试件应带试模养护，其余试件应在（20±5）ºC的环境条件下静置48h后拆模。

    2.拆模后应检查试件外观，不得有肉眼可见的裂纹、缺棱角、倾斜及变形。

    3.应称取试件养护前的质量（m1）,精确至1g，并应根据试件的公称尺寸计算拆模后水泥土质量的重度。当同组试件的重度的最大值和最小值与平均值之差超出3%，或当组试件重度平均值小于天然土重度时，该试件应作废，并应重新制备。

4.称量后的试件应放入（20±5）º C水中养护，试件间的间隔不应小于1mm，水面高出试件表面不应小于20mm。

7  试验方法

7.1 一般规定

7.1.1试件从养护室取出后应立即进行试验。

7.1.2试验前应拧干的湿布擦干试件表面，称取试件质量（m2），精确至1g，养护后与养护前的试件缺损质量不应超过试件养护前的质量（m1）的1%。

7.1.3应测量试件尺寸，并精确至1mm。试件的不平整度应为每70.7mm不超过0.1mm，垂直度允许偏差应为±0.5 º。

7.1.3试验前，应根据试件的质量和尺寸计算水泥土试件的重度。

7.2无侧限抗压强度试验

7.2.1本试验适用于测定水泥土立方体试件的无侧限抗压强度。

7.2.2压力试验机应符合下列规定：

1.应符合现行国家标准《液压式压力试验机》GB/T3722和《试验机通用技术规程》GB/T2611的规定；

2.测量精度应为±1%；

3.应具有有加载速率控制装置，并应能均匀、连续加荷；

4.试件破坏荷载应在压力试验机全量程的20%-80%之间。

7.2.3 无侧限抗压强度试验的试件应为6个。

7.2.4无侧限抗压强度试验应按下列步骤进行：

     1.将试件安放在试验机下垫板中心，试件的承压面应成型垂直。启动试验机后，上压板与试件接近时，应调整球座，使接触面均衡受压。

     2.以（0.03-0.15）kN/s的速率连续均匀地对试件加荷，直至试件破坏后记录破坏荷载，并精确至0.01kN，

7.2.5 试件结果计算及确定应符合下列规定：

     1.试件无侧限抗压强度应按下式计算：

式中：—水泥土试件的无侧限抗压强度（MPa）,精确到0.01 MPa；

 —破坏荷载（N）；

 —试件的横截面积（mm2）

 试验结果的确定应符合下列规定：

 ）应计算6个试件的无侧限抗压强度的平均值，精确至0.01 MPa；

 ）当6个试件无侧限抗压强度的最大值或最小值与平均值之差不超过平均值的20%时，应以6个试件的平均值作为该组试件的无侧限抗压强度结果；

 ）当6个试件的最大值或最小值与平均值之差超过平均值的20%时，应以中间4个试件的平均值作为该组试件的无侧限抗压强度结果；

 ）当中间4个试件的最大值或最小值与平均值之差超过平均值的20%时，该组试件的试验结果应作废，并重新制作试件。