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混凝土沸水法养护推定28d标养强度试验探讨
admin在2020-11-27发布 频道:行业资讯 标签:
     
摘要:目前混凝土强度评价主要以28d标准养护强度作为依据,但其弊端在于耗费时间较长,且受成型、养护环境波动影响较大,对混凝土配合比调整的指导具有滞后性。笔者在大量试验的基础上,探讨使用沸水法推定混凝土28d标准养护强度,以指导配合比调整的可行性。

引言
  强度作为普通混凝土最重要的指标,对混凝土生产企业的配合比制定具有很高的指导意义。但如粉料品种更换、骨料质量波动、外加剂种类变化等生产过程中常见现象,都会给混凝土强度带来波动。如以28d标养强度为依据调整混凝土配合比,具有严重的滞后性。而目前有通过3d、7d强度推断28d标养强度,作为调整配比依据的方式,周期长且不科学,如使用早期强度高的水泥则会造成误判。混凝土配合比的调整不准确,一方面造成无谓的资源浪费,另一方面会严重影响工程质量。
  为解决以上问题,利用大量的试验数据分析及现场使用经验,我们开展使用沸水法养护推定28d混凝土标准养护强度试验方法研究。

试验
2.1 原材料
2.1.1水泥与矿物掺合料
  试验所用的水泥(C)为亚泰P.O 42.5水泥,粉煤灰为沈阳热电厂Ⅱ级粉煤灰,矿粉(SL)为沈阳金石盾S95级矿粉,其性能指标见表1-表3。
表1 水泥的性能指标
密度(g/cm3 比表面积(m2/kg) 标稠(%) 凝结时间(min) R3(MPa) R28(MPa)
初凝 终凝
3.1 360 28.0 210 280 5.4/28.0 8.5/55.2
表2 粉煤灰的性能指标
细度(%) 需水量比(%) 烧失量(%) 28d活性指数(%)
17.5 95 2.3 79
表3 矿粉的性能指标
密度(g/cm3 比表面积(m2/kg) 流动度比(%) 7d活性指数(%) 28d活性指数(%)
2.87 370 95 75 98
 
2.1. 粗细集料
  细集料和粗集料的指标参数分别见表4-表5
表4 中砂性能指标
集料
品种
产地 细度模数 泥块含量(%) 含泥量(%) 堆积密度(kg/m3 表观密度(kg/m3
中砂 辽阳 2.8 0.5 4.0 1480 2440
                         
表5 碎石性能指标
集料品种 产地 粒径(mm) 泥块含量(%) 含泥量(%) 压碎指标(%) 针片状含量(%) 堆积密度(kg/m3 表观密度(kg/m3
碎石 沈阳 5-25 0.5 1.0 7.0 4.0 1470 2780
2.1.3 外加剂
  减水剂选用辽宁科隆聚羧酸减水剂,固含量15%,减水率20%。
2.2 试验方法
2.2.1 配合比设计
  配合比按照《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011进行设计,考虑到目前施工多为泵送要求,坍落度控制在200±30mm。水灰比选取0.28~0.62之间进行试验。
2.2.2 沸水法试验
  按照《早期推定混凝土强度试验方法标准》(JGJ/T15-2008)中,沸水法方法进行混凝土试件的养护、脱模、及快测;每一组配合比同时留取一组试件进行28d标准养护。
2.2.3 混凝土抗压强度测试
  混凝土强度试验按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2002)进行。

结果与讨论
  试验数据如表6
  根据大量试验,通过对比沸水法养护强度与28d标准养护强度数据对比,建立两者线性关系式。
  根据线性曲线,建立公式为y=1.350x-0.519  R2=0.979
 表6 不同水灰比沸水法与28d标养强度对应数据
编号 水灰比 沸水法强度(MPa) 标养28d强度(MPa) 比值% 编号 水灰比 沸水法强度(MPa) 标养28d强度(MPa) 比值%
1 0.28 57.4 75.8 76% 41 0.46 34.6 43.7 79%
2 0.28 54.0 75.5 72% 42 0.46 29.6 39.3 75%
3 0.28 55.0 75.4 73% 43 0.46 33.4 43.2 77%
4 0.31 45.0 66.2 68% 44 0.47 29.4 40.4 73%
5 0.31 44.1 61.4 72% 45 0.47 28.8 41.0 70%
6 0.32 58.9 76.5 77% 46 0.47 30.4 41.9 72%
7 0.32 45.9 61.8 74% 47 0.47 30.0 42.1 71%
8 0.32 45.0 63.3 71% 48 0.47 32.9 42.3 78%
9 0.33 45.3 59.2 77% 49 0.48 31.7 40.9 78%
10 0.33 51.7 67.7 76% 50 0.48 26.8 33.5 80%
11 0.34 46.5 59.2 79% 51 0.48 30.1 41.9 72%
12 0.35 44.4 61.9 72% 52 0.49 26.5 34.9 76%
13 0.35 41.5 56.4 74% 53 0.49 25.6 33.7 76%
14 0.37 39.1 56.4 69% 54 0.49 25.7 34.5 74%
15 0.37 40.1 53.4 75% 55 0.49 24.3 32.4 75%
16 0.38 40.7 52.0 78% 56 0.49 28.1 37.8 74%
17 0.38 39.6 52.2 76% 57 0.50 28.9 35.6 81%
18 0.39 38.9 53.0 73% 58 0.50 26.4 34.8 76%
19 0.39 29.8 41.5 72% 59 0.50 24.9 35.7 70%
20 0.39 37.8 47.6 79% 60 0.51 18.6 25.9 72%
21 0.40 32.9 41.4 79% 61 0.52 25.5 35.0 73%
22 0.40 35.9 46.4 77% 62 0.52 22.6 30.5 74%
23 0.40 32.9 43.7 75% 63 0.52 22.9 31.6 73%
24 0.40 33.8 44.7 76% 64 0.52 24.4 33.1 74%
25 0.40 34.9 45.0 77% 65 0.53 18.6 25.2 74%
26 0.41 30.5 41.7 73% 66 0.53 20.1 26.3 76%
27 0.41 34.8 47.9 73% 67 0.53 23.3 29.9 78%
28 0.41 31.2 39.5 79% 68 0.53 21.2 28.0 76%
29 0.41 31.0 39.6 78% 69 0.54 28.6 38.6 74%
30 0.41 27.6 36.3 76% 70 0.55 24.3 29.4 83%
31 0.41 32.7 43.6 75% 71 0.55 29.2 37.8 77%
32 0.42 27.5 37.1 74% 72 0.56 17.4 25.4 69%
33 0.42 27.9 39.7 70% 73 0.56 30.4 36.5 83%
34 0.43 32.0 40.0 80% 74 0.57 21.2 28.2 75%
35 0.43 27.2 35.4 77% 75 0.57 22.6 30.6 74%
36 0.44 35.0 46.9 75% 76 0.57 27.6 35.7 77%
37 0.44 30.0 43.0 70% 77 0.58 25.0 31.3 80%
38 0.45 31.5 40.5 78% 78 0.59 21.4 26.6 80%
39 0.45 34.4 47.3 73% 79 0.61 17.1 25.4 67%
40 0.46 31.0 40.5 76% 80 0.62 16.9 20.7 81%
 表7 沸水法与28d标养强度关系曲线
  沸水法养护采用HJ-84型混凝土加速养护箱进行试验,养护前需保证试件成型的环境温度在20±5℃内,脱模时间控制在24h±15min内进行。沸水养护应待水温达到98℃以上时,再将试件放入沸水中,并保证整个养护过程中,水温保持恒定。
  混凝土中的水泥在沸水中加速水化,在4h±5min内可达到28d标养强度的70%~80%,且随水灰比增大,占比逐步增高。因此推断利用沸水法推断混凝土强度以调整配合比是科学有效的。相比标准养护的超长周期,沸水法加速试验周期仅为29h±15min,有效避免了标养试验的滞后性,且根据试验数据观测,具有良好的稳定性。
  但推断出的公式仅限于本次试验所用原材料,对比其他不同种类原材料试验没有做深入研究。配合比方面,在设计阶段,粉煤灰、矿粉两种掺合料的比例固定为15%与20%,对于胶凝材料体系不同或掺合料比例不相同的情况,本次推断公式同样不适用。建议不同试验室可按照自身配合比设计体系,自行参照建立线性关系式。最重要的先期因素为成型、脱模前的环境温度与沸水法试验的时间保持一致。
  沸水法养护过程也有一些特殊情况需注意。如:受外加剂或特殊项目影响,脱模时间无法控制在24h以内,则可适当延长脱模时间,但要保证实验周期时间一致,或可采用带模养护。

结论
  (1)不同水灰比的混凝土,在原材料不变,且胶凝体系中掺合料比例一定的情况下,沸水法养护与28d标准养护强度具有一定的线性关系,可作为推测混凝土配合比强度的依据;
  (2)不同试验室可根据原材料及配合比情况,建立相应28d标养强度快测曲线。
参考文献
[1] 梁立涛、牟龙;混凝土加速养护推定28d标养强度的试验探讨,水泥与混凝土,(2005)03-0016-04
[2] 杨文,利用8h水泥标号快测技术控制现场混凝土质量,山西建筑,2003年3月 第29卷第三期
[3] 胡企才;混凝土早期加热促硬快速推定28天强度试验方法的评述
[4] 潘敏豪;新拌混凝土快测技术的综合应用
作者:韩宇 修晓明 殷艳春 姜兴彦 刘洪江
信息来源:混凝土视频网      
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