微波法壓蒸養(yǎng)護(hù)混凝土的試驗(yàn)研究

微波法壓蒸養(yǎng)護(hù)混凝土的試驗(yàn)研究

0混凝土強(qiáng)度快速檢測技術(shù)作為土木工程項(xiàng)目中使用最大的材料，其質(zhì)量受到許多因素的影響，如性能、合作比、外加劑、施工鏈接（攪拌、建造、維護(hù)等）。目前,因混凝土的質(zhì)量問題引發(fā)的工程事故、糾紛在各類土木工程項(xiàng)目中依然高居不下,其中混凝土的強(qiáng)度直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性,更是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。工程結(jié)構(gòu)中混凝土的質(zhì)量事前防患要遠(yuǎn)重于事后補(bǔ)救。因此,需要對工程上混凝土的強(qiáng)度做出快速檢測,以便實(shí)施工程上的同步監(jiān)控。早在1925年～1930年,美國人就首創(chuàng)了現(xiàn)場混凝土快速強(qiáng)度試驗(yàn)方法。目前世界上已有的混凝土快速強(qiáng)度試驗(yàn)方法主要有:美國的沸水法和溫水法、加拿大的K-5法以及日本的促凝法。20世紀(jì)80年代初,我國開始進(jìn)行快速推定混凝土強(qiáng)度的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)方法有“混凝土強(qiáng)度快速試驗(yàn)(1h促凝壓蒸法)”和“混凝土強(qiáng)度快速試驗(yàn)(4h壓蒸養(yǎng)護(hù)法)”。在目前現(xiàn)有的混凝土強(qiáng)度快速測定技術(shù)中主要是通過物理、化學(xué)方法測定混凝土的配合比來間接推斷混凝土強(qiáng)度以及采用促凝劑與蒸養(yǎng)結(jié)合的方法加速混凝土的硬化來推斷混凝土強(qiáng)度,這些推定結(jié)果的準(zhǔn)確度不高,離散性較大,難以滿足工程現(xiàn)場的要求。在前人所做工作的基礎(chǔ)上,采用微波預(yù)熱、高壓鍋蒸壓養(yǎng)護(hù)和合適的促凝劑等措施來促進(jìn)混凝土的快硬,在2.5h內(nèi)使混凝土的測定強(qiáng)度達(dá)到一個較高數(shù)值,據(jù)此推定的混凝土28d強(qiáng)度具有較高的準(zhǔn)確性。1測試1.1細(xì)骨料及水砂水泥:P·O32.5級水泥,山東棗莊水泥廠生產(chǎn);細(xì)骨料:連云港市地產(chǎn)中砂,II區(qū)級配;粗骨料:碎石,連續(xù)級配,公稱粒級5～25mm;水:自來水;外加劑:硫酸鈉,分析純。1.2微波-固模手術(shù)試驗(yàn)中采用的混凝土配合比為:1∶1.35∶2.61∶0.47。稱量各原材料,在SJD30型單臥軸混凝土攪拌機(jī)中攪拌3min,用自制的圓柱體尼龍混凝土試模(內(nèi)直徑100mm、高100mm,如圖1所示)成型,在HCZT-I型混凝土磁盤振動臺振動1min,使之密實(shí),刮平后上蓋擰緊,用WD800T微波爐不同火力預(yù)熱15～25min,取出放入已燒開水的家用高壓鍋蒸煮60～120min,再用自來水冷卻30min,在LT-30型液壓電動脫模器上脫模,用WE-300型液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)測強(qiáng)。同樣的對比試件在同條件下成型,放入HBY-40B型水泥混凝土恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)28d,用TYE-2000型壓力試驗(yàn)機(jī)測強(qiáng)。2試驗(yàn)結(jié)果與討論2.1微波預(yù)熱條件下混凝土速測強(qiáng)度的變化試驗(yàn)中混凝土快速強(qiáng)度的發(fā)展主要通過兩階段來實(shí)現(xiàn),一是微波預(yù)熱階段,二是高壓蒸煮階段。微波預(yù)熱階段最佳條件的確定是在恒定高壓蒸煮時間的前提下,選擇微波預(yù)熱火力、微波加熱時間、外加劑摻量這三因素來設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)確定。在這一階段,選擇的高壓鍋蒸煮階段時間為60min,脫模前冷卻降溫時間為30min。正交試驗(yàn)各影響因素和各因素水平及正交試驗(yàn)的結(jié)果如表1。各因素水平和混凝土速測強(qiáng)度的關(guān)系如圖2所示。由圖可知:隨著微波火力從低到高,混凝土速測強(qiáng)度呈現(xiàn)出先增后降的特征,以中火條件下混凝土速測強(qiáng)度最高;微波加熱時間對于混凝土速測強(qiáng)度的影響則呈現(xiàn)出開始時隨著微波加熱時間的延長,混凝土速測強(qiáng)度顯著增加,但當(dāng)超過一定時間后,延長微波加熱時間,混凝土的速測強(qiáng)度基本不變。在正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的外加劑摻量范圍內(nèi),混凝土速測強(qiáng)度隨著外加劑摻量的增加而增加。鑒于此,在選擇最佳微波火力、最佳微波加熱時間的基礎(chǔ)上擴(kuò)大外加劑的摻量進(jìn)行進(jìn)一步試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)外加劑的摻量在4%時,混凝土的速測強(qiáng)度最高。因此,確定在混凝土速測強(qiáng)度微波預(yù)熱階段最佳試驗(yàn)條件為:微波預(yù)熱火力為中火、微波預(yù)熱時間為20min、外加劑摻量為4%。在最佳的微波預(yù)熱試驗(yàn)條件下,確定混凝土快速強(qiáng)度試驗(yàn)的最佳蒸煮時間。試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。由圖可以得出:混凝土快速強(qiáng)度隨蒸煮時間的延長也出現(xiàn)先增后降的特征,最佳蒸煮時間為90min。綜上所述:混凝土快速強(qiáng)度發(fā)展最佳試驗(yàn)條件為:摻外加劑摻量為4%,微波預(yù)熱火力為中火,微波預(yù)熱時間為20min,高壓鍋蒸煮時間為90min,自然降溫30min。2.2與同組成標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d的性能的擬合混凝土速測強(qiáng)度試驗(yàn)的材料配合比為:水泥變化(即水灰比變化)、水1.78kg、砂5.12kg、石子9.90kg?；炷镣饧觿┎捎昧蛩徕c,外加劑的摻量為水泥用量的4%,在最佳試驗(yàn)條件下,測得的混凝土2.5h速測強(qiáng)度與同組成標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d的強(qiáng)度如表2所示。對使用硫酸鈉外加劑促凝的混凝土速測強(qiáng)度并與同組標(biāo)養(yǎng)28d強(qiáng)度的相關(guān)性進(jìn)行擬合,結(jié)果如圖4所示。由圖4可以得出,采用硫酸鈉外加劑促凝在最佳養(yǎng)護(hù)條件下快速養(yǎng)護(hù)2.5h的速測強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d強(qiáng)度之間呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系,關(guān)聯(lián)方程為f28d=4.6045f2.5h-23.753,其相關(guān)系數(shù)為0.95。同時2.5h速測混凝土強(qiáng)度與水灰比之間具備很好的對應(yīng)關(guān)系f2.5h=-26.4W/C+28.068,其相關(guān)系數(shù)為0.97,如圖5所示。3混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d強(qiáng)度(1)采用微波預(yù)熱結(jié)合蒸壓養(yǎng)護(hù),在合適促凝劑的作用下,可以在極短齡期內(nèi)使混凝土達(dá)到較大強(qiáng)度(一般在10～20MPa之間),以此來預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d強(qiáng)度具有較高的精度。(2)采用微波中火預(yù)熱20min、高壓鍋蒸煮90min,摻