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        混凝土成熟度計算方法及應(yīng)用

        2020-09-23 02:21:56付曉麗張?zhí)炝?/span>
        山東水利 2020年9期
        關(guān)鍵詞:混凝土施工

        付曉麗,張?zhí)炝?/p>

        (1.山東省水利勘測設(shè)計院,山東 濟南 250014;2.山東廣信工程試驗檢測集團有限公司,山東 濟南 250000)

        混凝土在硬化過程中發(fā)生著復(fù)雜的物理、化學(xué)變化。在適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)條件下,混凝土澆筑后其強度的增長取決于組成原材料的品質(zhì)、比例以及養(yǎng)護(hù)溫度和硬化時間。當(dāng)混凝土原材料比例一定時,強度的增長快慢則主要取決于養(yǎng)護(hù)的溫度和養(yǎng)護(hù)的時間。養(yǎng)護(hù)溫度和養(yǎng)護(hù)時間的乘積通常稱之為成熟度。一定配合比的混凝土不管溫度與時間如何組成,只要成熟度相等,其強度大致相同。因此,對于配合比一定的混凝土,可以依據(jù)養(yǎng)護(hù)溫度與養(yǎng)護(hù)時間來推算結(jié)構(gòu)混凝土已達(dá)到的大致強度。

        早期推定混凝土強度的意義:

        1)混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d強度試驗,周期長、不能及時預(yù)報施工質(zhì)量或調(diào)整配合比,不利于加強混凝土質(zhì)量管理和充分利用水泥活性。

        2)通過早期強度推定標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d強度,利于在混凝土生產(chǎn)施工中對其進(jìn)行強度控制及對配合比進(jìn)行調(diào)整和輔助設(shè)計。

        1 混凝土成熟度計算方法

        采用與工程相同原材料制作試件,坍落度或工作度與工程相近;避免由于原材料不同而造成強度增長不一致;數(shù)量不少于30組,水膠比不少于3種,且最大最小水灰比之差≥0.2;按回歸方程建立強度關(guān)系式,相關(guān)系數(shù)不小于0.9,剩余標(biāo)準(zhǔn)差不大于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d強度的10%;專門建立強度關(guān)系式時,條件應(yīng)基本相同,加速養(yǎng)護(hù)強度在關(guān)系式最大最小值范圍內(nèi);宜利用應(yīng)用過程中積累數(shù)據(jù)加原有數(shù)據(jù)對關(guān)系式進(jìn)行修正。

        《建筑工程冬期施工規(guī)程》(JGJ104-2011)中采用的成熟度計算公式:

        正溫養(yǎng)護(hù)條件下:M=∑(t+10)αt(不摻防凍劑)

        負(fù)溫養(yǎng)護(hù)條件下:M=∑k(t+15)αt(摻防凍劑,系數(shù)k,因水泥而定)

        式中M為混凝土的成熟度,℃·h;t為混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度,℃;αt為溫度為t時的持續(xù)時間,h。

        2 成熟度的應(yīng)用

        《建筑工程冬期施工規(guī)程》JGJ/T104-2011的附錄B,關(guān)于成熟度的應(yīng)用有如下規(guī)定:

        1)本方法適用于不摻外加劑在50℃以下正溫養(yǎng)護(hù)和摻外加劑在30℃以下養(yǎng)護(hù)的混凝土;也可用于摻防凍劑負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法施工的混凝土。

        2)本方法適用于預(yù)估混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)值60%以內(nèi)的強度值。

        3)應(yīng)采用工程實際使用的混凝土原材料和配合比,制作不少于5組混凝土立方體標(biāo)準(zhǔn)試件在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù),測試 1d、2d、3d、7d、28d 的強度值。

        4)采用本法應(yīng)取得現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)混凝土的連續(xù)溫度實測資料。

        2.1 應(yīng)用范圍

        1)測定成熟度曲線,預(yù)測早期強度。

        2)用于無損測強。即:取實際的工程材料,按實際施工配合比成型4組試件,分別測定 1d、2d、3d、7d 的強度 f1、f2、f3、f7。建立齡期—度曲線(圖解法或計算法)。

        (1)圖解法。在坐標(biāo)紙上,以強度為縱坐標(biāo),以成熟度為橫坐標(biāo)建立曲線圖,依據(jù)成熟度曲線圖求對應(yīng)齡期的強度。

        (2)計算法。就是通過回歸分析,得出擬合公式,通過公式計算。依據(jù)混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度—時間關(guān)系,利用公式:

        計算達(dá)到強度時的等效齡期。即相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的養(yǎng)護(hù)時間。依據(jù)等效齡期可通過圖解法或計算法得到混凝土等效齡期的強度值。

        3)用于冬期混凝土施工。

        2.2 成熟度應(yīng)用舉例

        某混凝土經(jīng)試驗測得20℃標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,各齡期的強度如表1所示?;炷翝仓?,初養(yǎng)護(hù)階段測溫記錄見表2。

        表1 各齡期混凝土強度

        表2 混凝土初養(yǎng)護(hù)階段測溫記錄表

        計算澆筑38h后混凝土的強度。

        1)回歸計算法。計算標(biāo)養(yǎng)齡期的成熟度(計算成熟度:依據(jù)養(yǎng)護(hù)測溫資料,按下式計算混凝土的成熟度M:

        式中M,混凝土的成熟度,℃·h;T,在時間t內(nèi)混凝土的平均溫度,℃;t,溫度為T時的持續(xù)時間,h。

        設(shè)Y=AX+B,則 y=LnR;X=1/M

        經(jīng)計算,得Y=-1671.175X+3.383

        即:LnR=-1671.175/M+3.383

        表3 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期成熟度表

        計算38h后的等效成熟度為:M38h=1742℃·h,代入上式得:

        2)圖解法。計算標(biāo)養(yǎng)試件的成熟度,作成熟度與試件抗壓強度的關(guān)系曲線,如圖1所示。

        圖1 混凝土抗壓強度與成熟度關(guān)系曲線

        計算澆筑38h后的成熟度。

        在曲線圖上找出成熟度為1882℃·h對應(yīng)的強度為12.0MPa。將成熟度M分別代入上述公式計算出強度f,養(yǎng)護(hù)后混凝土的強度為計算強度的80%。

        3 結(jié)語

        成熟度的概念在水泥混凝土的施工中具有重要的地位。尤其是在冬期低溫環(huán)境下施工和無損檢測方面。但是,由于混凝土組成材料的不同,所處環(huán)境條件的差異,試驗人員業(yè)務(wù)水平的參差不齊,目前還沒有統(tǒng)一的混凝土成熟度公式,至少在低溫條件下沒有統(tǒng)一的成熟度公式,還需要進(jìn)一步探索和研究。

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