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        研究自密實(shí)混凝土及其性能試驗(yàn)

        2016-12-06 09:09:44李邦勛
        黑龍江交通科技 2016年10期
        關(guān)鍵詞:加荷抗折減水劑

        李邦勛

        (貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州貴陽 550001)

        研究自密實(shí)混凝土及其性能試驗(yàn)

        李邦勛

        (貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州貴陽 550001)

        針對(duì)自密實(shí)混凝土特點(diǎn),對(duì)其配比、密實(shí)效果、抗壓、劈裂、抗折、折后抗壓以及彈性模量等進(jìn)行試驗(yàn)。

        自密實(shí)混凝土;配比設(shè)計(jì);性能試驗(yàn)

        1 自密實(shí)混凝土配比設(shè)計(jì)

        1.1原材料

        (1)水泥:自密實(shí)混凝土雖有別于常規(guī)混凝土,但它并未對(duì)水泥材料提出特殊要求,所以采用普通的水泥材料即可。

        (2)砂:使用信陽河砂,其細(xì)度模量應(yīng)準(zhǔn)確控制在2.79左右。

        (3)石:石子在使用之前應(yīng)清洗干凈,盡可能去除雜質(zhì),以確保連續(xù)級(jí)配。

        (4)減水劑:自密實(shí)混凝土應(yīng)適時(shí)選用減水劑,來減少實(shí)際用水量,其減水效果對(duì)于混凝土的整體質(zhì)量而言,尤為重要。此次試驗(yàn)經(jīng)研究決定選用JM-A型萘系高效減水劑,其最大減水率可以達(dá)到20%。

        (5)粉煤灰:建議使用優(yōu)質(zhì)的粉煤灰取代一部分水泥,并提高膠凝材料的實(shí)際用量,進(jìn)而配制出理想狀態(tài)的自密實(shí)混凝土,在減水劑和粉煤灰的協(xié)同之下,混合料的各項(xiàng)性能將得到大幅的提升。

        1.2配比設(shè)計(jì)

        依靠正交設(shè)計(jì)原理,借助正交表實(shí)施配比設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程中需充分考慮的因素為:?jiǎn)挝惑w積用水量、水灰比、含砂率、減水劑用量、粉煤灰摻量等。

        2 自密實(shí)效果比較

        2.1抗壓強(qiáng)度比較結(jié)果

        由表1可以明顯看出,其中第五組、第九組與第十三組的抗壓強(qiáng)度差別較大,剩下試驗(yàn)組的自密實(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度均可以達(dá)到振搗混凝土抗壓強(qiáng)度的八成以上。由此可見,通過配比優(yōu)化設(shè)計(jì),自密實(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度基本可以滿足需求。對(duì)抗壓強(qiáng)度差別較大的三個(gè)試驗(yàn)組進(jìn)行分析,它們所對(duì)應(yīng)的坍落度以及擴(kuò)展度等都很小,使得混凝土不具備良好的垂直性與流動(dòng)性,在澆筑過程中難以依靠自重達(dá)到最佳密實(shí)度。因此,自密實(shí)混凝土的應(yīng)用,配比設(shè)計(jì)是關(guān)鍵,拌和物必須具有擁有足夠的坍落度與擴(kuò)展度,以此有效消除屈服剪力,保證拌和物可以自行填滿整個(gè)模板,并達(dá)到良好的密實(shí)效果。

        2.2劈裂強(qiáng)度比較結(jié)果

        可以看出,所有試驗(yàn)組中未發(fā)現(xiàn)明顯的劈裂強(qiáng)度區(qū)別,數(shù)值方面較為接近,通過計(jì)算得知,二者的劈裂強(qiáng)度比值可以達(dá)到0.991。因此可以斷定,是否進(jìn)行振搗對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的劈裂強(qiáng)度而言,不會(huì)產(chǎn)生較大的影響,所以自密實(shí)混凝土可以很好的滿足劈裂強(qiáng)度方面的應(yīng)用需求。

        3 抗折性能試驗(yàn)

        3.1抗折強(qiáng)度

        抗折強(qiáng)度是路橋混凝土施工中的主要參數(shù)之一,為深入開展自密實(shí)混凝土抗折性能試驗(yàn),從以上16組配比設(shè)計(jì)中隨機(jī)選取6組實(shí)施抗折強(qiáng)度試驗(yàn)。首先,進(jìn)行試件加工,試件的規(guī)格為100 mm× 100 mm×400 mm,所得試驗(yàn)結(jié)果如表1所示(主要是指抗折與劈裂強(qiáng)度對(duì)比信息)。

        表1 6組試件的劈裂與抗折強(qiáng)度間的聯(lián)系

        由表1可以看出,自密實(shí)混凝土與常規(guī)振搗混凝土在抗折與劈裂強(qiáng)度比值上并沒有二太大的差別,基本可以達(dá)到相的水平。

        3.2折后抗壓強(qiáng)度

        現(xiàn)行試驗(yàn)規(guī)程中明確指出,可以使用發(fā)生折斷以后的試件進(jìn)行試驗(yàn),進(jìn)而得出試件抗壓強(qiáng)度的近似值。但這一規(guī)定是否可用于自密實(shí)混凝土,還需進(jìn)一步的試驗(yàn)來證實(shí)。此次試驗(yàn)選取相同規(guī)格的試件實(shí)施折后測(cè)試,所得結(jié)果見表2。

        由表2可以看出,它們的強(qiáng)度比均值是0.98,方差0.04,變異系數(shù)0.04。從數(shù)據(jù)上可以證明,自密實(shí)混凝土可以使用測(cè)試折后抗壓強(qiáng)度的方法來得出試件抗壓強(qiáng)度近似值。

        表2 6組試件的折后抗壓強(qiáng)度與測(cè)值間的聯(lián)系

        4 彈性模量試驗(yàn)

        4.1試驗(yàn)結(jié)果

        混凝土彈性模量通常剛?cè)?yīng)力達(dá)到40%抗壓強(qiáng)度時(shí)的實(shí)際加荷模量,測(cè)試過程中可選用反復(fù)加、卸載的方式。彈性模量試件的規(guī)格為100 mm ×100 mm×300 mm,每個(gè)試驗(yàn)組由6根完全相同的試件組成,其中的3根進(jìn)行軸心強(qiáng)度測(cè)試,其余3根用于彈性模量測(cè)試。

        加荷之前先進(jìn)行反復(fù)預(yù)壓,不少于三次,預(yù)壓時(shí)觀察壓力機(jī)與千分表的運(yùn)行情況。預(yù)壓結(jié)束后,開始加荷,首次加荷需達(dá)到0.5 MPa應(yīng)力,持續(xù)30 s記錄此時(shí)的千分表讀數(shù);然后加荷至最終荷載標(biāo)準(zhǔn),持續(xù)30 s,記錄此時(shí)千分表讀數(shù);最后進(jìn)行卸荷。重復(fù)以上流程,直到相鄰變形值差值趨于穩(wěn)定,且滿足誤差要求。彈性模量試驗(yàn)結(jié)果如表3示。

        表3 試件彈性模量試驗(yàn)結(jié)果

        4.2彈性模量和抗壓強(qiáng)度之間的聯(lián)系

        彈性模量的計(jì)算公式為

        式中:f代表抗壓強(qiáng)度。cu

        此次試驗(yàn)過程中使用常規(guī)振搗混凝土的彈性模量計(jì)算方法實(shí)施計(jì)算發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)值和按照公式(1)計(jì)算得出的結(jié)果相比,平均降低了近20%。所以,需要對(duì)公式(1)進(jìn)行修正,修正后的計(jì)算公式為

        根據(jù)公式(2),算出自密實(shí)混凝土試件的彈性模量數(shù)值,即為表4中的計(jì)算值。對(duì)比發(fā)現(xiàn),計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。

        5 總 結(jié)

        (1)抗壓強(qiáng)度方面,自密實(shí)混凝土為常規(guī)振搗混凝土的80%,經(jīng)配比優(yōu)化設(shè)計(jì),抗壓強(qiáng)度得到有效改善。

        (2)振搗并未對(duì)劈裂強(qiáng)度造成明顯影響。

        (3)可采用折后抗壓強(qiáng)度測(cè)試的方法得出抗壓強(qiáng)度近似值。

        (4)彈性模量方面,自密實(shí)混凝土低于常規(guī)振搗混凝土約20%,可用修正后的公式進(jìn)行計(jì)算,以消除誤差。

        [1] 胡瓊,顏偉華,鄭文忠.自密實(shí)混凝土基本力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J].工業(yè)建筑,2008,(10):90-93.

        [2] 趙軍,高丹盈.高性能自密實(shí)混凝土的力學(xué)及變形性能試驗(yàn)研究[J].中外公路,2006,(2):161-165.

        [3] 侯景鵬,張璐.自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)及其性能試驗(yàn)研究[J].混凝土,2013,(2):95-96,101.

        U214

        C

        1008-3383(2016)10-0019-02

        2016-02-12

        李邦勛(1968-),男,貴州貴陽人,工程師。

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