低溫混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律的試驗(yàn)研究(共7頁(yè))

1、低溫(dwn)混凝土強(qiáng)度(qingd)增長(zhǎng)規(guī)律的試驗(yàn)(shyn)研究陳琴摘要：通過(guò)對(duì)低溫混凝土試件強(qiáng)度的試驗(yàn)研究，探討了低溫混凝土強(qiáng)度在不同養(yǎng)護(hù)條件下隨齡期和成熟度增長(zhǎng)的規(guī)律。統(tǒng)計(jì)分析表明，低溫混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)與齡期的關(guān)系不確定性較大，但與成熟度呈明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系。低溫條件下成熟度應(yīng)根據(jù)冬季施工規(guī)程考慮溫度等效系數(shù)進(jìn)行折算，并由折算成熟度累積確定等效養(yǎng)護(hù)齡期。關(guān)鍵詞：低溫混凝土；強(qiáng)度增長(zhǎng)；折算成熟度0 引言由于混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)受溫度和濕度的影響極大，低溫條件下混凝土拆模時(shí)間不易確定。在低溫條件下，混凝土強(qiáng)度發(fā)展緩慢，如果拆模過(guò)早，必然會(huì)對(duì)混凝土質(zhì)量造成較大的負(fù)面影響1。如果能夠根據(jù)環(huán)境溫度，推測(cè)混

2、凝土強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì)，確定脫模時(shí)間，不僅可以保證混凝土質(zhì)量，也能保證模板充分利用，可防止工程進(jìn)度被延誤。為了進(jìn)一步優(yōu)化低溫混凝土的施工技術(shù)，通過(guò)對(duì)低溫混凝土強(qiáng)度變化規(guī)律的試驗(yàn)研究，可探討在持續(xù)低溫條件下混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的成熟度折算關(guān)系和等效養(yǎng)護(hù)齡期，從而能夠更科學(xué)、合理地對(duì)混凝土實(shí)際強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)收，保證低溫混凝土的施工質(zhì)量。1 原材料及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)1.1實(shí)驗(yàn)原材料水泥：亞?wèn)|生產(chǎn)的P.O 42.5水泥；粗骨料：產(chǎn)地為陽(yáng)新的粒徑范圍531.5 mm碎石；細(xì)骨料：細(xì)度模數(shù)為2.9的區(qū)中粗砂；摻合料：產(chǎn)地為漢川的級(jí)粉煤灰；外加劑：武漢聯(lián)合生產(chǎn)的WLH-5減水劑1.2 試驗(yàn)方法在某工地(gngd)現(xiàn)場(chǎng)取強(qiáng)度(q

3、ingd)等級(jí)為C40的商品(shngpn)混凝土裝模成型（混凝土配比如下表1所示），試件按標(biāo)準(zhǔn)條件和自然條件兩種方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以便進(jìn)行對(duì)比。養(yǎng)護(hù)齡期為5d、10d、15d、20d、25d、30d、35d、40d、45d、50d、55d和60d，到齡期后進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，同時(shí)記錄養(yǎng)護(hù)期內(nèi)每天的日平均溫度和濕度，以便計(jì)算相應(yīng)的成熟度。試件分13組，每組3個(gè)，共計(jì)39個(gè)試件。試驗(yàn)日期自2011年1月25日起至2011年3月26日止（在武漢為較冷季節(jié)）。表1 混凝土配比每立方米砼各材料用量Kg水水泥砂石摻合料外加劑水灰比砂率%1754006651095 8010.9質(zhì)量配合比例0.44 11.

4、66 2.740.20.0270.49 332混凝土強(qiáng)度變化規(guī)律2.1 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下強(qiáng)度隨齡期變化的規(guī)律研究表明1，以28d標(biāo)準(zhǔn)齡期混凝土強(qiáng)度f(wàn)cu,0作為基準(zhǔn)，混凝土相對(duì)強(qiáng)度值fcu，k=fcu，k/fcu,0隨齡期的變化呈對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系，如公式(1)、(2)所示：早期強(qiáng)度 公式(1)后期強(qiáng)度 公式(2)2.2 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下強(qiáng)度隨成熟度變化的規(guī)律從熱效應(yīng)的角度考慮，養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的影響可采用成熟度來(lái)描述。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下混凝土相對(duì)強(qiáng)度隨成熟度 M(d)增長(zhǎng)的規(guī)律，可以按每1 d增長(zhǎng)20 折算。若以標(biāo)準(zhǔn)齡期相應(yīng)的560 *d成熟度作為基準(zhǔn)，同樣地，相對(duì)強(qiáng)度隨成熟度增長(zhǎng)的計(jì)算公式如公式

5、(3)、(4)所示：早期(zoq)強(qiáng)度 公式(gngsh)(3)后期(huq)強(qiáng)度 公式(4)2.3 低溫自然養(yǎng)護(hù)條件下強(qiáng)度增長(zhǎng)分析自然養(yǎng)護(hù)條件下對(duì)應(yīng)齡期混凝土相對(duì)強(qiáng)度如圖1所示，28d混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值為44.7MPa。圖1 自然養(yǎng)護(hù)條件下混凝土相對(duì)強(qiáng)度增長(zhǎng)曲線 由圖1可以看出，與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度類似，低溫自然條件養(yǎng)護(hù)混凝土強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)也基本呈對(duì)數(shù)趨勢(shì)。低溫自然條件養(yǎng)護(hù)混凝土強(qiáng)度明顯低于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)混凝土強(qiáng)度，28d強(qiáng)度約為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的80%?；炷翉?qiáng)度增長(zhǎng)受溫度影響較大，應(yīng)采用能反映低溫影響的折算成熟度來(lái)描述混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律，并計(jì)算出相應(yīng)的等效養(yǎng)護(hù)齡期。3 混凝土累計(jì)等效(dn xio)養(yǎng)護(hù)齡

6、期分析(fnx)試驗(yàn)研究表明，混凝土澆筑以后水泥水化能夠釋放熱量，加上混凝土是熱的不良導(dǎo)體而具有一定(ydng)的保溫蓄熱性能。因此，即使在冬季溫度很低(0以下)的情況下，其強(qiáng)度仍有增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)速度明顯下降。利用混凝土的這種特性，可以控制冬季混凝土施工，保證其應(yīng)有的強(qiáng)度質(zhì)量。3.1 低溫條件下的溫度等效系數(shù)建筑工程冬季施工規(guī)程在附錄D用成熟度法計(jì)算混凝土早期強(qiáng)度中給出了低溫條件下混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的溫度等效系數(shù)t，如圖2所示。從圖中可以看出，只要在受凍之前達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度，即使在0以下的低溫中，混凝土強(qiáng)度仍有增長(zhǎng)(溫度等效系數(shù)始終大于零)。當(dāng)溫度降到-15 時(shí)，其強(qiáng)度增長(zhǎng)率仍相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)(20)

7、時(shí)的9%左右2。圖2 低溫條件下混凝土溫度等效系數(shù)3.2 簡(jiǎn)化成熟度計(jì)算方法分析對(duì)于常溫養(yǎng)護(hù)的混凝土，GB 50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定用簡(jiǎn)化的方法確定成熟度，即計(jì)算日平均溫度并逐日累積3。這實(shí)際上是將溫度對(duì)強(qiáng)度增長(zhǎng)的影響視為線性關(guān)系：當(dāng)20時(shí)為1.0，10為0.50，而0及以下時(shí)為0。顯然，這種簡(jiǎn)化不符合低溫混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的實(shí)際情況。3.3 不同成熟度計(jì)算方法對(duì)應(yīng)理論相對(duì)強(qiáng)度(qingd)結(jié)果分析根據(jù)(gnj)冬季(dngj)施工規(guī)程的規(guī)定，在進(jìn)入冬季施工階段后，不宜再采用簡(jiǎn)化的成熟度計(jì)算方法，即簡(jiǎn)單地以逐日平均溫度累積計(jì)算成熟度。而應(yīng)以當(dāng)日平均溫度T對(duì)應(yīng)的溫度等效

8、系數(shù)t乘以標(biāo)準(zhǔn)溫度(20)等效為折算成熟度。根據(jù)圖2可將低于20時(shí)的溫度等效系數(shù)t乘標(biāo)準(zhǔn)溫度而得到冬季的折算成熟度。相應(yīng)齡期對(duì)應(yīng)的溫度如圖3所示，根據(jù)記錄的每日平均氣溫分別計(jì)算簡(jiǎn)化成熟度和折算成熟度，并依據(jù)公式(3)分別進(jìn)行理論相對(duì)強(qiáng)度計(jì)算，結(jié)果如表2所示。表2 相對(duì)強(qiáng)度增長(zhǎng)的實(shí)際值與理論值對(duì)比實(shí)際齡期簡(jiǎn)化成熟度/*d相對(duì)強(qiáng)度等效齡期/d折算成熟度/*d折算成熟度下理論相對(duì)強(qiáng)度簡(jiǎn)化成熟度下理論相對(duì)強(qiáng)度519.80.321.937.20.290.131052.30.514.1820.50.3815103.20.687.7154.60.660.5620108.80.728.4168.40.680.

9、5725137.70.7810.62110.740.6330190.80.8113.1262.20.80.7235224.60.8415.1307.60.840.7640261.90.8917.5349.80.870.845312.80.920399.40.910.8450348.90.9122.4447.80.940.8755398.30.9425.3506.80.970.9160433.70.9527.4548.80.990.93圖4 實(shí)際與理論相對(duì)強(qiáng)度對(duì)比圖將折算成熟度條件下的理論相對(duì)強(qiáng)度、簡(jiǎn)化成熟度條件下的理論相對(duì)強(qiáng)度及實(shí)際相對(duì)強(qiáng)度分別對(duì)齡期(ln q)繪制函數(shù)曲線，如圖4所示。由圖中

10、可以明顯看出，折算成熟度條件下計(jì)算(j sun)所得的理論相對(duì)強(qiáng)度與實(shí)際相對(duì)強(qiáng)度較一致，實(shí)際(shj)相對(duì)強(qiáng)度在0.800.90時(shí)與理論相對(duì)強(qiáng)度吻合性較好，在冬季施工過(guò)程中可以通過(guò)此方法計(jì)算出等效齡期以指導(dǎo)質(zhì)量驗(yàn)收。根據(jù)曲線也可看出，早期混凝土相對(duì)強(qiáng)度比折算成熟度條件下理論相對(duì)強(qiáng)度值稍大，這與早期通過(guò)嚴(yán)密覆蓋及撒水養(yǎng)護(hù)措施有關(guān)，因此在惡劣條件下，可以通過(guò)養(yǎng)護(hù)改善混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)情況。C40商品混凝土等效齡期約在20d左右達(dá)到最低驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。4 結(jié) 論（1）根據(jù)冬季施工規(guī)程考慮低溫條件下溫度等效系數(shù)的影響，采用折算成熟度方法描述混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)明顯優(yōu)于簡(jiǎn)化成熟度方法，其離散度減小且呈明顯的規(guī)律

11、性，實(shí)際相對(duì)強(qiáng)度在0.800.90與理論相對(duì)強(qiáng)度吻合性較好，在低溫環(huán)境下施工過(guò)程中可以通過(guò)此方法計(jì)算出等效齡期以指導(dǎo)質(zhì)量驗(yàn)收。（2）低溫(dwn)混凝土在早期通過(guò)嚴(yán)密覆蓋(fgi)及撒水養(yǎng)護(hù)措施可以(ky)改善混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)過(guò)緩的情況。（3）低溫C40商品混凝土等效齡期約在20d左右達(dá)到最低驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。參考文獻(xiàn)1 趙蕓平,孫玉良,于 濤,等.寒冷地區(qū)冬季混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律的試驗(yàn)研究J .硅酸鹽通報(bào),2009,28(4):854-8582JGJ 104-87,建筑工程冬期施工規(guī)程s.68-73.3GB 50204-2002,混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范s.82-83.內(nèi)容總結(jié)（1）低溫混凝土強(qiáng)度