低水泥含量建筑材料配比应用与性能检测探讨

（兰州二建集团有限公司，甘肃 兰州 730050）

0 引言

道路工程建设是国家基础建设中不可或缺的一部分，是非常重要的存在，对公路建设而言，其工程大多以水泥为建筑原材料，但是水泥在恶劣天气和极端环境下，容易出现混凝土裂缝和水泥断层等安全隐患，故而，加强对低水泥含量建筑材料的配比应用与性能检测是非常重要的。在性能检测和配比检测过程中，通常采用CT 扫描技术来精确检测，以下就采用CT 扫描的方式对低水泥含量建筑材料进行实验，进而更具有权威性的进行相关性能检测和配比应用。

1 相关实验设计工作

1.1.实验设备的准备与选择

上文提到，CT 技术原本是应用于医疗领域和医学行业的，被称为医用CT 扫描仪，近些年由于技术的发展和跟进才逐渐应用于建筑工程行业，被称为工业CT 扫描仪。这两种CT 扫描仪由于分工不同，其种类和射线也是不同的，通常来讲医用的是X 射线，工业的为Y 射线。在本次实验设备的准备与选择上，首先要明白实验的原因和实验的方式，结合实际情况选择扫描仪和实验设备，CT 扫描仪由扫描进行系统、计算机分析系统和实际操作系统构成，由于工程量小和实验步骤较为简洁，应优先选择医用CT 扫描仪，本着对实验数据和实验结果负责的态度，优选大型扫描仪。

1.2.完善实验步骤

在选择合适的实验仪器，并做好相应准备工作后，要对实验步骤进行完善，首先明确实验的目的和实验的方式，实验是采用CT 扫描仪对低水泥含量的建筑原材料进行内部结构变化的记录，进而得到低水泥含量的建筑材料的抗压性能和稳定性能。在制度之前要根据实际情况和理论依据，设定特有的试验温度，将温度控制在零下三十度到三十度范围内，每提升十五度做一次记录；同时要采用对比法进行实验，对低水泥含量的建筑材料进行分类试验，采用不同的水泥浓度。以下介绍具体的实验步骤：

（1）选用同量不同的实验材料，以3%水泥浓度和4%水泥浓度的材料为基准，将两种材料进行分类标识，确保可以分辨两种材料，在标识工作完成后，放在不同的温度环境下各一天。要注意的是，不同的温度环境要以十五度为基准，每十五度做一次记录，在零下三十度到三十度范围内，需要做四次记录，记录完成后，将试样放在恒温箱中储存。

（2）将恒温箱里的试样进行分层分区处理，确保每层的厚度在五毫米左右，尽可能的减少误差。同时，要做好试样的分离间隔工作，防止样品交叉，进而导致对实验结果产生一定的误导性。之后，放在CT 扫描仪下扫描样品。

（3）将相关的试样放在液压机或者压力机上，要做到压力机中心位置与试样的切合，确保试样能够完整受力，均匀受力。此外，在压样过程中，要根据实际情况对压力机的压样率和压样力度进行调整，在保证试样受力均匀的前提下，采用逐渐加大的压力来破坏试样，与此同时对压力机的压力数据和试样的现有状况进行记录，借此得出试样的抗压性能。

（4）将被破坏的试样放回恒温箱中，在此采用和（2）步骤相同的方式进行试样CT 扫描，进而在多次试验，反复探究的前提下，得出相关的压力点和压力点的定位。

2 实验结果与分析工作

2.1 抗压强度实验

（1）抗压强度实验结果

在对试样进行温差试验和压力试验后，得出以下具体的数据和实验结果：

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在实验数据中不难看出，温度和水泥含量都对试样材料的抗压程度带来了不同的影响，为了更为直观的观测这些影响，特将数据做成了曲线图。

在曲线图中可以明显的看到，在零度以下，曲线波动较大，压力不同配比的试样随着温度的提升而变化，但是水泥含量低的试样较为平稳。在达到零下十五度时，检测的结果表明两种试样的抗压能力出现峰值变化，是抗压强度差异最大的点。而在零度和十五度时，两种不同配比的试样压力强度相似，曲线波动平缓。

（2）抗压实验结果分析

上图不难看出，两种试样的抗压强度差值最大处是在零下十五度的环境温度下，差值高达0.43 兆帕斯卡。在零下二十度左右一直到零度，3%水泥含量的试样抗压能力一直低于4%水泥含量的试样抗压能力，而在零度以上则反之，3%水泥含量的试样抗压能力一直高于4%水泥含量的试样抗压能力。

2.2 CT 扫描图像的结果和分析

（1）CT 扫描图像结果

在CT 扫描后，可以更好的反应温度对试样的影响效果，在实验中，将每个试样平均分为五层进行扫描，对扫描图像进行观察和分析，通过多次扫描投影后得出以下图像。

不同温度下3%水泥含量的材料内部结构CT 图

不同温度下4%水泥含量的材料内部结构CT 图

（2）CT 扫描图像分析

从不同温度下3%水泥含量的材料内部结构CT 图可以看出，温度的变化影响着试样的内部结构，并且这种影响是有规律可循的。在环境因素的变化下，内部结构也随之出现了大小不一的裂缝，但是这些裂缝大都集中于相同的区域。在零度以下的区域，裂缝的大小随着X 射线的强度的增加而增加，随着温度减低而增加，当温度持续下降时，裂缝不断扩大，温度到达零下三十度是裂缝最大。

从不同温度下4%水泥含量的材料内部结构CT 图上可以看出，温度的变化同样影响着试样的内部结构，但是相比于3%水泥含量的试样，是没有规律的。在温度变化的条件下，内部结构同样出现了大小不一并且集中于相同区域的裂缝。但是在十五度到三十度之间，这种裂缝和内部结构并没有变化。而在零度时，裂缝随着温度的降低而增大，在零下十五度时，开始产生裂缝，在零下三十度时，裂缝相互连接，试样出现了严重的质量问题。

2.3 总体结论

（1）4%水泥含量的试样抗压能力稳定性远远低于3%水泥含量的试样，并且4%水泥含量的试样波动大，变化幅度大，在特殊温度下稳定性高于3%水泥含量的试样；温度对3%水泥含量的试样的抗压性能影响不大。

（2）不论是3%水泥含量的试样，亦或是4%水泥含量的试样，产生裂缝额的区域大致相同，而且较为集中。

（3）无论3%水泥含量还是4%水泥含量的试样，受温度变化影响最大的范围是零下三十度到零下十五度。

3 结束语

正所谓实验为检验真理的唯一标准，上述的实验中不难看出，环境温度变化和材料的配比情况都给建筑材料的稳定性和抗压性能带来了一定程度的影响。因此，相关材料配比的应用和性能检测是非常重要的，只有在合适的环境下选择合适的配比，并且在性能得以保证的前提下，才能更好的进行公路行业，进而为建筑行业的发展和前进铺路。