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        回彈法在蒸養(yǎng)混凝土預(yù)制構(gòu)件早期強(qiáng)度中的試驗(yàn)研究

        2020-06-03 09:25:00
        綠色環(huán)保建材 2020年5期
        關(guān)鍵詞:混凝土生產(chǎn)

        劉 嘉

        上海浦公檢測技術(shù)股份有限公司

        1 前言

        近年來,國家在工程建設(shè)領(lǐng)域大力推廣裝配式混凝土預(yù)制構(gòu)件的使用,預(yù)制構(gòu)件廠的產(chǎn)量也隨之增長。在混凝土預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)中,由于組合鋼模具的成本較高,生產(chǎn)企業(yè)難以大量持有,從而提高混凝土的早期強(qiáng)度、將混凝土預(yù)制構(gòu)件的拆模時間提前、加快模具的周轉(zhuǎn)速率、降低模具的分?jǐn)偝杀境蔀楹芏囝A(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)提高效益的關(guān)鍵[1]。蒸養(yǎng)作為一種可以快速提高混凝土早期強(qiáng)度的方法得到了廣泛的應(yīng)用。作為早期強(qiáng)度的檢驗(yàn)方法,鉆芯檢測法對于混凝土預(yù)制構(gòu)件會產(chǎn)生破壞,影響其結(jié)構(gòu)安全,并會造成資源浪費(fèi);回彈法因其方法簡便快速且不破壞構(gòu)件的特點(diǎn)更適用于混凝土預(yù)制構(gòu)件早期強(qiáng)度的檢驗(yàn)。本文通過試驗(yàn)研究了回彈法在蒸養(yǎng)混凝土預(yù)制構(gòu)件早期強(qiáng)度中的應(yīng)用。

        2 準(zhǔn)備階段

        2.1 原材料

        為保證此次試驗(yàn)的代表性,本次試驗(yàn)所使用的混凝土原材料均為預(yù)制構(gòu)件廠日常生產(chǎn)所采用的品種和廠家,具體的原材料信息為:水泥強(qiáng)度等級為P.Ⅱ52.5,品牌:銅陵海螺;礦粉等級為S95,品牌:寶田;黃砂為中砂,細(xì)度模數(shù)2.3,產(chǎn)地:安徽蕪湖;碎石級配為5mm~25mm,產(chǎn)地:安徽南陵;外加劑品種為:高效聚羧酸減水劑,型號為LWC-A30,廠家:江蘇力威馳:拌和用水為自來水。

        2.2 配合比

        本次試驗(yàn)選用預(yù)制構(gòu)件廠日常生產(chǎn)常用于蒸養(yǎng)的兩個強(qiáng)度等級(C30和C35)作為試驗(yàn)用配合比,設(shè)計坍落度為100±30mm,具體的配比用量見表1。

        表1 配合比設(shè)計用量

        2.3 試驗(yàn)設(shè)備

        采用舟山市博遠(yuǎn)科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的型號為BY2002HT 的數(shù)顯回彈儀,回彈儀在使用前需在洛氏硬度為HRC60±2 的鋼砧上進(jìn)行率定,率定值在80±2 范圍內(nèi);使用無錫東儀制造科技有限公司生產(chǎn)的型號為DY-3008DFX、精確度為1級的全自動壓力試驗(yàn)機(jī);60個的150mm×150mm×150mm試模及坍落度桶、搗棒等。

        并在試驗(yàn)前確定所有的設(shè)備在檢定有效期內(nèi)且功能正常,可以使用。

        3 試驗(yàn)階段

        3.1 蒸汽養(yǎng)護(hù)條件

        本次試驗(yàn)采用的蒸養(yǎng)條件和預(yù)制構(gòu)件廠日常生產(chǎn)中所設(shè)置的過程保持一致:設(shè)置升溫速度為12℃/h,恒溫溫度為50℃,恒溫時間為5h,降溫速度為8℃/h。蒸養(yǎng)的溫度設(shè)置及過程符合DGJ 08—2069—2016《裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件制作與質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程》中對于蒸汽養(yǎng)護(hù)的要求。

        3.2 試塊制作

        試驗(yàn)過程嚴(yán)格按照日產(chǎn)生產(chǎn)的順序進(jìn)行,并提前完成模具的拼裝和鋼筋的綁扎,將準(zhǔn)備好的試模提前清理干凈刷好脫模劑。試塊的制作應(yīng)與構(gòu)件的生產(chǎn)同步進(jìn)行,嚴(yán)格控制混凝土的坍落度和和易性,保持試驗(yàn)過程中混凝土的穩(wěn)定性。開始制作試塊,現(xiàn)場實(shí)測坍落度為100mm,使用流水線自帶的振動功能振搗成型,試塊制作完成后應(yīng)將成型面抹平并與構(gòu)件放置在一起進(jìn)入流水線下一道工序。

        本次試驗(yàn)每一種配合比制作的試塊數(shù)量為30塊,共制作60個試塊,同一配合比的試塊應(yīng)一次性完成。

        3.3 回彈強(qiáng)度檢測

        試塊制作結(jié)束后,流水線先進(jìn)入預(yù)養(yǎng)護(hù)窯養(yǎng)護(hù)4小時,然后進(jìn)入養(yǎng)護(hù)窯開始蒸汽養(yǎng)護(hù)。按照2.1 中蒸養(yǎng)過程結(jié)束后將試塊取出,拆模,搬至試驗(yàn)間。試驗(yàn)前將試塊表面清理干凈,將澆筑面向上放置在壓力試驗(yàn)機(jī)中心,操作壓力試驗(yàn)機(jī)設(shè)置60kN的數(shù)值,使其將試塊夾緊,準(zhǔn)備進(jìn)行回彈。

        本次試驗(yàn)中采用上海市地方標(biāo)準(zhǔn)DG/T J08—2020—2007《結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測技術(shù)規(guī)程》中回彈法的要求進(jìn)行檢測,試驗(yàn)過程中結(jié)合本次試驗(yàn)的特點(diǎn)對于具體操作的過程進(jìn)行了必要的改進(jìn)。回彈測區(qū)的布置:選擇試塊相對應(yīng)的兩個面,每個面使用黑色記號筆畫出對角線,分割出的四個區(qū)域,每個區(qū)域?yàn)橐粋€測區(qū)。測試角度的選擇:預(yù)制構(gòu)件因其吊裝、堆放及運(yùn)輸?shù)奶厥庑砸话愣疾扇〉氖撬浇嵌然貜棧@樣不僅檢驗(yàn)方便,而且后期數(shù)據(jù)的處理和計算中不需要考角度修正的影響。所以本次試驗(yàn)中為了保持與實(shí)際操作中的一致性也宜采用水平角度回彈。

        使用回彈儀,按照布置好的測點(diǎn)進(jìn)行回彈,每個測點(diǎn)回彈一次且間距須不小于30mm,回彈過程中試塊不應(yīng)有移動(如有氣孔應(yīng)避開),每個試塊對應(yīng)的兩面共回彈16個點(diǎn)為一組,回彈過程中需要兩人配合完成,一人回彈操作,一人記錄數(shù)據(jù)。

        3.4 試塊抗壓強(qiáng)度檢測

        回彈完成后操作壓力機(jī)卸荷,將試塊取出,操作壓力機(jī),按照GB/T 50081—2019《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中的加荷速度的要求(每秒鐘0.3MPa~0.5MPa)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的檢驗(yàn),記錄試驗(yàn)結(jié)果fcu(MPa)。

        將所有的試塊均按照以上的方法分別進(jìn)行處理并將數(shù)據(jù)整理、記錄。

        4 數(shù)據(jù)分析

        4.1 回彈結(jié)果的處理

        回彈代表值R的計算:將每組記錄的16 個回彈值去掉3 個較大值和3個較小值,取剩余10個有效值的算數(shù)平均值;碳化深度值dm:因試塊成型及養(yǎng)護(hù)的時間較短,混凝土沒有產(chǎn)生碳化反應(yīng),經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證應(yīng)取0。本次試驗(yàn)中強(qiáng)度的換算值選用地方標(biāo)準(zhǔn)中的測強(qiáng)曲線計算公式,分別計算出每一個試塊的強(qiáng)度換算值。

        表2 回彈代表值(R)-強(qiáng)度換算值(fcuc,MPa)-試塊抗壓強(qiáng)度值(fcu,MPa)對照表

        將得到的回彈代表值(R)、試塊抗壓強(qiáng)度值(fcu)和強(qiáng)度換算值(fcuc)進(jìn)行統(tǒng)計,制成表格進(jìn)行比對(見表2)。

        通過圖表中統(tǒng)計的數(shù)據(jù)可以看出,使用回彈法計算混凝土預(yù)制構(gòu)件的實(shí)體強(qiáng)度時用地方標(biāo)準(zhǔn)中的測強(qiáng)曲線公式計算出的強(qiáng)度換算值明顯較同條件蒸養(yǎng)試塊的抗壓強(qiáng)度值有著比較大的差距,其中大部分試塊的強(qiáng)度換算值甚至沒有達(dá)到DGJ 08—2069—2016《裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件制作與質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程》中對于混凝土預(yù)制構(gòu)件起吊強(qiáng)度(15MPa)的要求強(qiáng)度。

        分析其主要的原因?yàn)檎羝B(yǎng)護(hù)提高了混凝土的初終凝速度,加快了水泥的水化的進(jìn)程,使其強(qiáng)度的增長加快,從而使得混凝土的早期強(qiáng)度有了非常明顯的提高,而這樣的提高已不再適用于地方標(biāo)準(zhǔn)中測強(qiáng)曲線公式制定時的條件。

        4.2 回歸分析

        通過對比本次試驗(yàn)的數(shù)據(jù)可以看出,回彈強(qiáng)度的代表值與試塊的強(qiáng)度值之間存在著一定的關(guān)聯(lián)性。為了使用的方便,擬采用回歸分析的方法來對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,進(jìn)而得出經(jīng)驗(yàn)公式。

        將本次試驗(yàn)中得到的回彈強(qiáng)度代表值(R)和試塊強(qiáng)度值(fcu)進(jìn)行回歸分析,得出公式:

        回歸分析曲線見圖1。

        圖1

        5 結(jié)果驗(yàn)證

        在生產(chǎn)中選擇C30 和C35 兩個強(qiáng)度等級各6 個蒸養(yǎng)構(gòu)件進(jìn)行回彈檢測,將獲取的回彈值分別使用地標(biāo)曲線公式和經(jīng)驗(yàn)公式計算?;貜椡瓿珊髮?gòu)件進(jìn)行現(xiàn)場取芯,將芯樣進(jìn)行試壓。通過計算可以得出,使用經(jīng)驗(yàn)公式計算的強(qiáng)度平均相對誤差為2.20%相對標(biāo)準(zhǔn)差為2.47%;使用地標(biāo)曲線公式計算的強(qiáng)度平均相對誤差為42.2%相對標(biāo)準(zhǔn)差為44.9%。通過對比可以看出,使用經(jīng)驗(yàn)公式計算出的強(qiáng)度精確度較高,可以比較合理的反應(yīng)蒸養(yǎng)條件下預(yù)制構(gòu)件的早期強(qiáng)度。

        表3 回彈值、經(jīng)驗(yàn)計算值(MPa)和地標(biāo)計算值(MPa)的比較表

        6 結(jié)論

        在預(yù)制構(gòu)件廠實(shí)際的生產(chǎn)過程中,每天的構(gòu)件產(chǎn)量較大,批次較多。本次試驗(yàn)主要的目的就是要找到一個經(jīng)驗(yàn)公式,可以快速的通過使用回彈法檢測出的代來表值推定蒸養(yǎng)條件下混凝土預(yù)制構(gòu)件實(shí)際的強(qiáng)度值,從而判斷構(gòu)件是否可以進(jìn)入脫模起吊的工序,從而提高生產(chǎn)效率。

        通過大量的試驗(yàn)研究了回彈法在蒸養(yǎng)混凝土預(yù)制構(gòu)件早起強(qiáng)度檢驗(yàn)中的應(yīng)用,通過對比回彈強(qiáng)度代表值、地標(biāo)曲線強(qiáng)度換算值和試塊抗壓強(qiáng)度值,應(yīng)用回歸分析法得出了經(jīng)驗(yàn)公式,即Fcu=1.01R-5.53。使用取芯驗(yàn)證的方法證明所得的經(jīng)驗(yàn)公式比較準(zhǔn)確、可靠,可以用于蒸養(yǎng)混凝土預(yù)制構(gòu)件早期強(qiáng)度的檢驗(yàn)。

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