一次大體積混凝土模擬養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)

袁棕1，付韜鋒2

(1.咸寧市華新楓丹混凝土有限公司，咸寧 437000；

2.咸寧市星晨建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)有限責(zé)任公司，咸寧 437000)

摘要：通過(guò)試驗(yàn)研究了大體積混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、同條件養(yǎng)護(hù)、模擬養(yǎng)護(hù)條件下和實(shí)體回彈檢測(cè)的一致性比較。研究結(jié)果表明，冬季低溫環(huán)境下模擬養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度與實(shí)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度一致性優(yōu)于同條件試塊強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；模擬養(yǎng)護(hù)

doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2015.03.013

Abstract:Mass concrete is studied through test standard curing, with the condition maintenance, simulated curing conditions and entity rebound testing the consistency of comparison. The research results show that the winter's low temperature curing test block intensity environment simulation and real structure strength consistency are better than that of block strength with conditions.

收稿日期：2015-05-05.

作者簡(jiǎn)介：袁棕(1975-),工程師.E-mail:674296701@qq.com

A Large Volume of Concrete Curing Simulation Test

YUANZong1,FUTao-feng2

(1.The Xianning City Huaxinfengdan Concrete Co,Ltd,Xianning 437000,China；

2.The Xianning City Stars Construction Engineering Detection Co, Ltd，Xianning 437000,China)

Key words:mass concrete;simulation of curing

用于判斷現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的混凝土試件，應(yīng)置于現(xiàn)場(chǎng)和構(gòu)件同條件養(yǎng)護(hù)[1]，同條件試塊強(qiáng)度是否達(dá)到目標(biāo)值在大體積預(yù)應(yīng)力混凝土中直接關(guān)系到整個(gè)施工安排和工期。在冬季低溫自然環(huán)境中大體積混凝土同條件試塊與混凝土實(shí)體兩者水化反應(yīng)速度不一致，強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì)不一致，按照同條件試塊強(qiáng)度安排施工進(jìn)度明顯不科學(xué)，為此找到一種較為準(zhǔn)確的體現(xiàn)大體積預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)體強(qiáng)度的方法，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?！豆窐蚝┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》(JTG/TF50—2011)規(guī)定，后張法預(yù)應(yīng)力筋的張拉時(shí)，混凝土強(qiáng)度應(yīng)不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，彈性模量應(yīng)不低于混凝土28 d彈性模量的80%[2]。張拉前獲得混凝土實(shí)體強(qiáng)度是必須完成的前提性工作,對(duì)整個(gè)施工安排和工期有著決定性影響，直接關(guān)系到經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的實(shí)現(xiàn)。

筆者受早期推定混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)方法(JGJ/T15—2008)啟發(fā)[3]，在一次橋梁工程中嘗試運(yùn)用模擬養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行混凝土實(shí)體強(qiáng)度檢測(cè)與回彈檢測(cè)相互印證，較為準(zhǔn)確地進(jìn)行混凝土實(shí)體強(qiáng)度推定和檢測(cè)，取得較好的效果[4]。

1工程概況

淦河橋項(xiàng)目位于咸寧市金桂路西段，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期100年，屬于城市次干道，設(shè)計(jì)荷載公路一級(jí)。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用主跨80 m下承式系桿混凝土拱橋.主梁采用單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土箱型邊主梁截面，邊主梁箱寬2.2 m，中心處梁高2.019 m，總混凝土方量約2 300 m3，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C50，屬于超長(zhǎng)超寬的大體積混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)要求混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以上進(jìn)行張拉。

2混凝土設(shè)計(jì)配合比及原材料

該工程所使用的原材料如下：水泥采用PO42.5水泥，產(chǎn)自華新水泥股份有限(赤壁)公司。礦粉采用湖北新冶鋼有限公司生產(chǎn)的S95級(jí)礦粉，粉煤灰采用岳陽(yáng)華能電廠生產(chǎn)的F類Ⅰ級(jí)灰，混合砂采用產(chǎn)自咸寧市恒大砂場(chǎng)的機(jī)制砂與長(zhǎng)江特細(xì)沙6∶4混合，碎石采用產(chǎn)自咸寧官塘的5～25 mm連續(xù)級(jí)配碎石，外加劑采用咸寧市天安新型建材公司生產(chǎn)的15%的TA-2000聚羧酸緩凝型高效減水劑?；炷猎O(shè)計(jì)配合比如表1所示。

表1

3試驗(yàn)過(guò)程

混凝土澆筑時(shí)間為12月23日，整個(gè)施工振搗養(yǎng)護(hù)過(guò)程嚴(yán)格按照業(yè)主、施工、監(jiān)理、商砼企業(yè)討論確定的施工養(yǎng)護(hù)方案進(jìn)行?；炷猎跐仓耐瑫r(shí)由技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)制作試塊，對(duì)應(yīng)3 d、7 d 、14 d、28 d、60 d標(biāo)準(zhǔn)、同條件和模擬溫度下的試塊強(qiáng)度。混凝土實(shí)體強(qiáng)度由檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行3 d、7 d、14 d、28 d、60 d回彈檢測(cè)，實(shí)體強(qiáng)度達(dá)到90%以上即進(jìn)行張拉。

該大體積混凝土共設(shè)測(cè)溫點(diǎn)24個(gè)，分別在距混凝土上表面30 cm,100 cm、170 cm三個(gè)斷面上測(cè)量，取當(dāng)日測(cè)量結(jié)果的平均值，繪制60 d升降溫度曲線如圖1所示。模擬養(yǎng)護(hù)設(shè)備采用符合JGJ/T15—2008規(guī)范要求的浙江華南儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)的水泥砼快速養(yǎng)護(hù)箱，該設(shè)備采用380 V電壓，3根2 000 W電加熱管，箱內(nèi)溫度在100 ℃之間可以自由設(shè)置自動(dòng)控制，工作室尺寸72 cm×52 cm×54 cm，可以同時(shí)養(yǎng)護(hù)8組150 mm×150 mm×150 mm試塊。水位需保持超過(guò)試塊頂部約5 cm以上， 模擬養(yǎng)護(hù)的溫度按照現(xiàn)場(chǎng)所測(cè)混凝土實(shí)體上表面、中心、下表面三個(gè)值計(jì)算平均值，由施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫人員測(cè)量各點(diǎn)取得平均值后通知商砼企業(yè)技術(shù)人員，人工設(shè)置到快速養(yǎng)護(hù)箱的控制面板中，形成自動(dòng)恒溫養(yǎng)護(hù)。7 d齡期內(nèi)每4 h設(shè)置調(diào)整一次、7 d后每8 h設(shè)置調(diào)整一次。28 d后每24 h調(diào)整一次。整個(gè)試驗(yàn)期間養(yǎng)護(hù)箱持續(xù)工作，在混凝土升溫階段養(yǎng)護(hù)箱上蓋需要蓋好，在降溫階段采用打開養(yǎng)護(hù)箱上蓋，利用冬季低溫環(huán)境溫度來(lái)降溫。試塊按照齡期由商砼企業(yè)技術(shù)人員和施工單位技術(shù)人員共同進(jìn)行破型檢測(cè)，實(shí)體回彈檢測(cè)由第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行。

標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、同條件養(yǎng)護(hù)和模擬養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度試塊和回彈檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

表2　強(qiáng)度檢測(cè)對(duì)比結(jié)果

4種檢測(cè)方法60 d強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì)如圖2所示。

從表2和圖2可以看出:

1)模擬養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度發(fā)展與混凝土實(shí)體回彈結(jié)果對(duì)應(yīng)關(guān)系明顯強(qiáng)于同條件試塊，體現(xiàn)出較強(qiáng)的趨同性。

2)在早期模擬強(qiáng)度超過(guò)標(biāo)養(yǎng)試塊強(qiáng)度和同條件試塊強(qiáng)度較多。60 d后與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)結(jié)果相差不大。

3)同條件試塊強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度和回彈強(qiáng)度差別較大，不能較好地體現(xiàn)混凝土實(shí)體強(qiáng)度。

試驗(yàn)的環(huán)境溫度、模擬溫度和標(biāo)養(yǎng)溫度累計(jì)值統(tǒng)計(jì)如表3所示。

表3　不同情況溫度累計(jì)值

由表3可以看出：

1)冬季低溫條件下混凝土實(shí)體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的100%左右滿足預(yù)應(yīng)力混凝土張拉要求，混凝土實(shí)體強(qiáng)度和模擬養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度14 d左右即可達(dá)到，此時(shí)混凝土成熟度達(dá)到600 ℃·d，而同條件養(yǎng)護(hù)則需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

2)冬季低溫條件下模擬養(yǎng)護(hù)試塊優(yōu)于同條件試塊體現(xiàn)大體積混凝土實(shí)體強(qiáng)度。

上述結(jié)果產(chǎn)生的原因與養(yǎng)護(hù)期內(nèi)大體積混凝土實(shí)體內(nèi)溫度變化有關(guān)。大量的研究表明，水泥水化速度和水泥的比表面積有關(guān)，比表面積越大反應(yīng)越快。同時(shí)也隨溫度的變化而變化，溫度越高反應(yīng)越快，溫度越低反應(yīng)越慢。溫度對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響主要體現(xiàn)在28 d以前，超過(guò)28 d則影響較小。

試驗(yàn)中模擬養(yǎng)護(hù)14 d強(qiáng)度發(fā)展到接近設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%以上時(shí)，經(jīng)過(guò)業(yè)主、施工、監(jiān)理溝通，由檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)混凝土實(shí)體再次進(jìn)行回彈檢測(cè)復(fù)查，檢測(cè)結(jié)果顯示混凝土實(shí)體強(qiáng)度值為48.7 MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的97.4%。隨即安排進(jìn)行張拉，張拉過(guò)程中未出現(xiàn)任何異常情況，大幅度地節(jié)約工期，提高了施工效率，效果反應(yīng)良好。

4結(jié)論

a.冬季由于環(huán)境溫度比較低，同條件試塊強(qiáng)度的發(fā)展與大體積混凝土實(shí)體強(qiáng)度發(fā)展同步性較差。

b.冬季低溫狀態(tài)下，大體積混凝土強(qiáng)度發(fā)展可以按照混凝土實(shí)際測(cè)量溫度進(jìn)行成熟度推算。

c.冬季低溫狀態(tài)下如何有效獲得混凝土大體積實(shí)體強(qiáng)度直接關(guān)系各方的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，由于是單次試驗(yàn)，數(shù)據(jù)的科學(xué)性有待進(jìn)一步驗(yàn)證，但采用模擬養(yǎng)護(hù)的方法獲得混凝土實(shí)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的思路是值得在冬季大體積預(yù)應(yīng)力混凝土施工中運(yùn)用的。

參考文獻(xiàn)

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