铁路工程试验知识
一、试验的重要性
铁路工程试验机构是施工企业的重要组成部分，它既要给施工过程提供质量控制数据，又要为竣工交验提供质量保证数据。数据是工程试验的语言，它能解读工程质量，也能解决施工技术难题，还能降低施工成本，使企业获得较高的经济效益。 二、试验的任务
铁路工程试验的主要任务用一句话可以概括，即为工程施工提供数据。具体分为：
a. 为施工选用材料提供技术支持，用数据判定材料的可使用性； b. 对进场材料进行复查检测，判定是否符合产品质量标准； c. 监测施工过程质量，判断是否符合施工规范要求； d. 合理地设计配合比，保证施工成本的经济性；
e. 检验工程结构和构件成品、半成品的质量，确保符合设计要求； f. 配合施工要求研究性材料和地方材料的使用，推行有关新技术、新工艺、新材料；
g. 参与施工有关的科研项目，并为研究活动提供技术数据。 三、混凝土
混凝土泛指由无机胶凝材料（硅酸盐水泥、石灰、石膏、水玻璃等）或有机胶凝材料（沥青、树脂等）、骨料（粗骨料和细骨料）、水、外加剂、外掺料，按一定比例拌和并在一定条件下凝固、硬化而成的复合体材料的总称。
1、混凝土的分类
1）、按密度分：特重混凝土（密度大于2700Kg/m³） 重混凝土（密度在1900～2500Kg/m³之间）
轻混凝土（密度小于1900Kg/m³）
2）、按性能和用途分：结构混凝土、耐热混凝土、防水混凝土、绝热混凝土、耐酸、碱混凝土等。
3）、按胶凝材料分：硅酸盐水泥混凝土、沥青混凝土、硫磺混凝土、树脂混凝土、聚合物水泥混凝土等。
4）按流动性（或坍落度）分：干硬性混凝土（小于10mm）、 塑性混凝土（10～90mm之间） 流动性混凝土（100～150mm之间） 大流动性混凝土（大于160mm） 5）、按强度分：普通混凝土、高强混凝土、超高强混凝土。 2、混凝土的主要性质 1）、工作性
混凝土的工作性等同于和易性，主要为流动性、黏聚性、保水性。 2）、力学性能
主要指强度和弹性模量。混凝土的强度一般有立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度、抗劈裂强度、抗拉强度及抗剪强度等。弹性模量反映的是材料在外力作用下的变形能力（应力与应变的比值）。 3）、耐久性能
混凝土的耐久性能与混凝土结构所处的环境有关，主要是抵抗外
界环境中腐蚀介质的性能。（如H、L、T、D等） 3．1混凝土组成部分---水泥 1）作用：在混凝土中起到凝结作用。 2）、水泥的优点： a、具有水硬性，不怕水；
b、具有可塑性，可制成各种形状和尺寸的构件； c、原料来源广、便宜； d、生产工艺相对简单；
e、调整其组成可配制出不同强度、品种的水泥； f、耐久性好，不生锈、不腐烂、不老化、抗冻性也较好； g、同钢筋具有良好的黏结力，可制作成钢筋混凝土构件。 3）、主要检测项目
比表面积、标准稠度用水量、凝结时间、安定性、胶砂强度（抗折、抗压）。
3．2混凝土组成部分---骨料
1）、分类：小于4.75mm为细骨料；大于4.75mm为粗骨料。 2）、作用：在混凝土中起到骨架及填充作用。 3）、主要检测项目
颗粒级配、堆积密度、空隙率、含泥量、泥块含量、压碎值、有机物含量、针片状含量（粗骨料）。
3．3混凝土组成部分---掺合料（粉煤灰、矿渣粉、火山灰等） 1）、作用：能增加混凝土的和易性，并能减少水泥用量。
2）、主要检测项目
细度、需水量比、烧失量、氯离子含量、三氧化硫含量、氧化钙含量等。
3．4混凝土组成部分---外加剂
1）、作用：按照性能的不同，所起到的作用也不同。
2）、种类：如减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、早强剂、速凝剂、缓凝剂、泵送剂、膨胀剂、阻锈剂、引气剂、起泡剂、消泡剂、着色剂、萘系减水剂、聚羧酸系高效减水剂等等。 3）、主要检测项目
匀质性指标（材料本身质量性能）、掺外加剂混凝土性能指标。 3．5混凝土组成部分---水
1）、作用：在混凝土中起到至关重要的作用，一是水本身应该是没有腐蚀性的，二是用水量的多少决定着混凝土和易性的好坏和强度的高低以及耐久性。所以应严格控制用水及用水量。 2）、主要检测项目
pH值、不溶物、可溶物、氯化物、硫酸盐、镁离子等。 4、混凝土配合比设计 1）、确定配制强度 fcu,c≥fcu,k+1.645σ
fcu,c：混凝土配制强度（MPa）；
fcu,k：混凝土立方强度抗压度标准值（MPa）; σ：混凝土强度标准差（MPa）。
2）、确定水灰比
fce：水泥28天抗压强度实测值。fcu，c：混凝土配制强度，（当混凝土强度等级小于C60时，就用配制强度计算） 3）、复核水灰比
确定混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。 4）、确定单位用水量
单位用水量是混凝土配合比设计中的一个重要指标，它的选择是决定混凝土配合比设计的一个关键。 5）、确定水泥用量
混凝土的单位用水量选定后，可由水灰比、单位用水量计算满足强度要求的水泥用量。
C=W/(W/C)（根据结果还要核定最小水泥用量，如喷射混凝土的最小水泥用量为400Kg/m³） 6）、确定砂率
根据经验及表格数据选择。 7）、确定砂、石用量（体积法、重量法）
C+S+G+W=Mcp （Mcp：假定容重）
5、配合比试配和调整
例：根据已知条件计算配合比：P.O42.5水泥（水泥富余系数Yc=1.1;砂率SP为37%；用水量为190Kg/m3;标准差σ取4.5MPa，细骨料含水率为3.1%；粗骨料含水率为0.6%）工地需要配置强度等级为C35的混凝土，求工地每方混凝土的水：水泥：细骨料：粗骨料用量理论配合比及施工配合比。 解：
据题意已知条件计算C35混凝土理论配合比； 1、水灰比计算：
混凝土配制强度=35+1.645*标准差4.5=42.4
回归系数；a b根据石子品种查表得碎石a =0.46 ,b=0.07 水泥实际强度=42.5*1.1=46.75
W/C=0.46*46.75/(42.4+0.46*0.07*46.75)=0.49 2、计算每立方米混凝土水泥用量； 用水量/水灰比=190/0.49=388kg/m3
核验水泥用量是否符合耐久性允许最小水泥用量260kg/m3,计算得水泥用量388kg/m3大于规定符合 3、选用砂率=37 ％
4、计算每立方米混凝土砂、石用量，按重量法计算；
已知每立方米混凝土用水量=190kg/m3，水泥用量=388kg/m3，砂率=37 ％，假定混凝土拌合物2400kg/m3
388+G+S+190=2400 S/（G+S）=0.37
G+S=2400-388-190=1822kg/m3 S=(G+S)*0.37=1822*0.37=674kg/m3 G=(G+S)-S=1822-674=1148kg/m3 按重量法计算得到的理论配合比如下； 水泥388kg 水190kg 砂674kg 碎石1148kg 理论配合比=1：1.74:2.96:0.49
5、根据细骨料含水率为3.1%；粗骨料含水率为0.6% 调整施工配合比； 水泥388kg
砂674+（674*3.1%）=695kg 碎石1148+（1148*0.6%）=1155kg 水190-（674*3.1%+1148*0.6%）=162kg 施工配合比=1：1.79:2.98:0.418
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