低水泥含量建筑材料配比應用與性能檢測探討

（蘭州二建集團有限公司，甘肅 蘭州 730050）

0 引言

道路工程建設是國家基礎建設中不可或缺的一部分，是非常重要的存在，對公路建設而言，其工程大多以水泥為建筑原材料，但是水泥在惡劣天氣和極端環境下，容易出現混凝土裂縫和水泥斷層等安全隱患，故而，加強對低水泥含量建筑材料的配比應用與性能檢測是非常重要的。在性能檢測和配比檢測過程中，通常采用CT 掃描技術來精確檢測，以下就采用CT 掃描的方式對低水泥含量建筑材料進行實驗，進而更具有權威性的進行相關性能檢測和配比應用。

1 相關實驗設計工作

1.1.實驗設備的準備與選擇

上文提到，CT 技術原本是應用于醫療領域和醫學行業的，被稱為醫用CT 掃描儀，近些年由于技術的發展和跟進才逐漸應用于建筑工程行業，被稱為工業CT 掃描儀。這兩種CT 掃描儀由于分工不同，其種類和射線也是不同的，通常來講醫用的是X 射線，工業的為Y 射線。在本次實驗設備的準備與選擇上，首先要明白實驗的原因和實驗的方式，結合實際情況選擇掃描儀和實驗設備，CT 掃描儀由掃描進行系統、計算機分析系統和實際操作系統構成，由于工程量小和實驗步驟較為簡潔，應優先選擇醫用CT 掃描儀，本著對實驗數據和實驗結果負責的態度，優選大型掃描儀。

1.2.完善實驗步驟

在選擇合適的實驗儀器，并做好相應準備工作后，要對實驗步驟進行完善，首先明確實驗的目的和實驗的方式，實驗是采用CT 掃描儀對低水泥含量的建筑原材料進行內部結構變化的記錄，進而得到低水泥含量的建筑材料的抗壓性能和穩定性能。在制度之前要根據實際情況和理論依據，設定特有的試驗溫度，將溫度控制在零下三十度到三十度范圍內，每提升十五度做一次記錄；同時要采用對比法進行實驗，對低水泥含量的建筑材料進行分類試驗，采用不同的水泥濃度。以下介紹具體的實驗步驟：

（1）選用同量不同的實驗材料，以3%水泥濃度和4%水泥濃度的材料為基準，將兩種材料進行分類標識，確保可以分辨兩種材料，在標識工作完成后，放在不同的溫度環境下各一天。要注意的是，不同的溫度環境要以十五度為基準，每十五度做一次記錄，在零下三十度到三十度范圍內，需要做四次記錄，記錄完成后，將試樣放在恒溫箱中儲存。

（2）將恒溫箱里的試樣進行分層分區處理，確保每層的厚度在五毫米左右，盡可能的減少誤差。同時，要做好試樣的分離間隔工作，防止樣品交叉，進而導致對實驗結果產生一定的誤導性。之后，放在CT 掃描儀下掃描樣品。

（3）將相關的試樣放在液壓機或者壓力機上，要做到壓力機中心位置與試樣的切合，確保試樣能夠完整受力，均勻受力。此外，在壓樣過程中，要根據實際情況對壓力機的壓樣率和壓樣力度進行調整，在保證試樣受力均勻的前提下，采用逐漸加大的壓力來破壞試樣，與此同時對壓力機的壓力數據和試樣的現有狀況進行記錄，借此得出試樣的抗壓性能。

（4）將被破壞的試樣放回恒溫箱中，在此采用和（2）步驟相同的方式進行試樣CT 掃描，進而在多次試驗，反復探究的前提下，得出相關的壓力點和壓力點的定位。

2 實驗結果與分析工作

2.1 抗壓強度實驗

（1）抗壓強度實驗結果

在對試樣進行溫差試驗和壓力試驗后，得出以下具體的數據和實驗結果：

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在實驗數據中不難看出，溫度和水泥含量都對試樣材料的抗壓程度帶來了不同的影響，為了更為直觀的觀測這些影響，特將數據做成了曲線圖。

在曲線圖中可以明顯的看到，在零度以下，曲線波動較大，壓力不同配比的試樣隨著溫度的提升而變化，但是水泥含量低的試樣較為平穩。在達到零下十五度時，檢測的結果表明兩種試樣的抗壓能力出現峰值變化，是抗壓強度差異最大的點。而在零度和十五度時，兩種不同配比的試樣壓力強度相似，曲線波動平緩。

（2）抗壓實驗結果分析

上圖不難看出，兩種試樣的抗壓強度差值最大處是在零下十五度的環境溫度下，差值高達0.43 兆帕斯卡。在零下二十度左右一直到零度，3%水泥含量的試樣抗壓能力一直低于4%水泥含量的試樣抗壓能力，而在零度以上則反之，3%水泥含量的試樣抗壓能力一直高于4%水泥含量的試樣抗壓能力。

2.2 CT 掃描圖像的結果和分析

（1）CT 掃描圖像結果

在CT 掃描后，可以更好的反應溫度對試樣的影響效果，在實驗中，將每個試樣平均分為五層進行掃描，對掃描圖像進行觀察和分析，通過多次掃描投影后得出以下圖像。

不同溫度下3%水泥含量的材料內部結構CT 圖

不同溫度下4%水泥含量的材料內部結構CT 圖

（2）CT 掃描圖像分析

從不同溫度下3%水泥含量的材料內部結構CT 圖可以看出，溫度的變化影響著試樣的內部結構，并且這種影響是有規律可循的。在環境因素的變化下，內部結構也隨之出現了大小不一的裂縫，但是這些裂縫大都集中于相同的區域。在零度以下的區域，裂縫的大小隨著X 射線的強度的增加而增加，隨著溫度減低而增加，當溫度持續下降時，裂縫不斷擴大，溫度到達零下三十度是裂縫最大。

從不同溫度下4%水泥含量的材料內部結構CT 圖上可以看出，溫度的變化同樣影響著試樣的內部結構，但是相比于3%水泥含量的試樣，是沒有規律的。在溫度變化的條件下，內部結構同樣出現了大小不一并且集中于相同區域的裂縫。但是在十五度到三十度之間，這種裂縫和內部結構并沒有變化。而在零度時，裂縫隨著溫度的降低而增大，在零下十五度時，開始產生裂縫，在零下三十度時，裂縫相互連接，試樣出現了嚴重的質量問題。

2.3 總體結論

（1）4%水泥含量的試樣抗壓能力穩定性遠遠低于3%水泥含量的試樣，并且4%水泥含量的試樣波動大，變化幅度大，在特殊溫度下穩定性高于3%水泥含量的試樣；溫度對3%水泥含量的試樣的抗壓性能影響不大。

（2）不論是3%水泥含量的試樣，亦或是4%水泥含量的試樣，產生裂縫額的區域大致相同，而且較為集中。

（3）無論3%水泥含量還是4%水泥含量的試樣，受溫度變化影響最大的范圍是零下三十度到零下十五度。

3 結束語

正所謂實驗為檢驗真理的唯一標準，上述的實驗中不難看出，環境溫度變化和材料的配比情況都給建筑材料的穩定性和抗壓性能帶來了一定程度的影響。因此，相關材料配比的應用和性能檢測是非常重要的，只有在合適的環境下選擇合適的配比，并且在性能得以保證的前提下，才能更好的進行公路行業，進而為建筑行業的發展和前進鋪路。