高强度混凝土强度增长特性的试验研究

1、收稿日期 2005-06-14高强度混凝土强度增长特性的试验研究马玉平1, 陈远志2, 呼延海3(1 长安大学建筑工程学院,陕西西安 710061; 2 西安市电影公司,陕西西安 710072;3 榆林市中天混凝土有限公司,陕西榆林 719000马玉平摘 要 通过不同强度等级水泥、不同粉煤灰掺量、不同品种外加剂的混凝土试配试验,测定混凝土强度随龄期的发展变化,给出了高强度混凝土(C60以上强度随龄期变化的曲线,供监理、施工技术人员在混凝土工程质量控制中参考。关键词 高强混凝土; 水灰比; 粉煤灰; 配合比中图分类号 T U528 01 文献标识码 A 文章编号 1002-3550(200508

2、-0074-03Experimental research on the strength development of High Strength C oncrete(HSC M A Y u p ing , CH EN Yuan z hi , H U Y an hai(School of Civil Engineering,Chang an U niversity,Xi an 710061,Shanx i,ChinaAbstract: T he influences of cement of different streng th class,fly ash of differ ent pr

3、opo rtion and admixtures of different ty peso n the strength of HSC w er e tested,the strengt h development of HSC(o ver C60at differ ent ages was measured,and t hen a curve descr ibing the relationship of streng th to the change of age was given,w hich can be refer enced by technicians of supervi s

4、ion and co nstruct ion for concrete quality control.Key words: Hig h Streng th Concrete(HSC; water/cement ratio; fly ash; mix propor tion1 前言建筑科技的高速发展,大跨度、高层结构不断出现,对建筑材料提出了越来越高的要求,其中最为重要的一项便是混凝土强度。由于施工机械设备的不断更新,商品混凝土的大量应用,施工速度不断提高,往往高层建筑施工速度平均五天一层,使混凝土质量的控制愈来愈重要。目前高强度等级混凝土(C60以上在工程中的应用逐步广泛。但现有文献资料显示

5、,这些应用的高强度等级混凝土不能合理地根据混凝土早期强度推算混凝土强度,从而不能及时判定混凝土质量,这是目前高强度等级混凝土(C60以上应用亟待解决的问题。本文在采用陕西地产材料的条件下,用高强度等级水泥、高效减水剂,加入以粉煤灰为主要原料的磨细矿粉,进行了高强度混凝土(C60以上的配制试验研究,并测定了不同龄期混凝土强度,为高强度等级混凝土(C60以上在工程中的应用提供参考依据。2 试验材料水泥:陕西秦岭水泥有限公司生产P O42 5R 、P O52 5R 水泥,强度值见表1。表1 水泥强度水泥品种及强度等级抗折强度/M Pa 3d 28d 抗压强度/M Pa 3d 28d P O 42 5

6、R 6 528 1322 745 1P O 52 5R7 309 3323 255 8砂:西安市沣河产中粗砂,细度模数3 2,级配合格,含泥量0 4%石子:西安市临潼区产花岗岩,规格5mm 25mm ,压碎指标5 6%,级配合格。掺合料:陕西新型建筑材料有限公司生产的超细粉煤灰。外加剂:西安东晶科贸有限公司生产氨基磺酸盐高效减水剂(J、上海麦斯特产ST-8CN 减水剂(H、西安德来克奈系高效减水剂(D。3 混凝土配台比及试验结果3 1 试验用配合比。为提高混凝土强度,在确定配合比时,根据减水剂的减水率将水灰比确定到较小值1,一般高强度等级混凝土水胶比不超过0 33,再根据胶凝材料总量不超过55

7、0kg/m 3的原则以及混凝土流动性的要求确定单位用水量。由上述原则确定配合比例2表2所示。74 2005年第8期(总第190期Number 8in 2005(T otal No.190混凝 土Concrete全国中文核心期刊T he Core Journal of China表2 混凝土配合比kg/m3混凝土强度等级试验编号水泥砂石超细粉煤灰水外加剂掺量(C+F2 5%水灰比水胶比注:C1为42 5R水泥;C2为52 5R水泥;C+F表示水泥与粉煤灰重量之和;编号末尾的两位数表示同等级混凝土中不同的水泥用量;D、J、H分别表示不同种类的外加剂。3 2 不同强度等级混凝土不同龄期强度如表3。表

8、3 不同强度等级不同龄期混凝土强度混凝土强度等级试验编号组数坍落度平均值/mm表观密度平均值/(kg/m3平均抗压强度/M Pa1d3d7d14d28d60d4 数据分析及讨论4 1 试验数据与混凝土基本理论完全相同,随着水泥用量的增加,水灰比的降低,混凝土早期、后期强度均较高。但增长规律与原钢筋混凝土结构施工验收规范(GB50204-92附录2提供参考曲线并不完全相同。由于无可参考资料现在工程技术人员仍在查阅钢筋混凝土结构施工验收规范(GB50204-92附录2参考曲线(GB50204-2002已去掉附录2参考曲线。现在水泥生产技术已发生较大变化,水泥强度增长规律亦不相同。目前建筑工程中水泥

9、强度等级采用的是按GB17671-1999方法测定的水泥强度而确定的水泥强度等级,其中带R的为早强型水泥,本试验使用的仍是早强型水泥。通过试验数据计算可发现,高强度等级混凝土早期强度发展较快,3d即达到28d强度的50%60%,7d达到28d的60% 80%,14d到28d其间强度增长幅度较小。混凝土强度增长曲线如图1、图2、图3。图1 C60混凝土强度增长曲线图2 C70混凝土强度增长曲线75图3 C80混凝土强度增长曲线4 2 在高强度等级混凝土中加入磨细粉煤灰,能较大幅度降低水泥的用量5。由于粉煤灰的质量越来越高,随着磨细粉煤灰细度的增加,粉煤灰活性极大提高3。随着掺量的增加,适当降低水

10、灰比,对混凝土早期强度虽有一定的影响,但后期强度增长较快,并不影响混凝土的目标强度。这说明粉煤灰二次水化提高了水泥石中的水化产物,使混凝土强度得到提高。随着水灰比的降低,即使水泥、粉煤灰水化不充分,但磨细粉煤灰细度较小,起到微集料的作用,增大混凝土密实度,仍然能使混凝土强度提前3。(1C80混凝土磨细粉煤灰掺量为27%时,3d强度为28d强度的43%;磨细粉煤灰掺量为11%时,3d强度为28d 强度的61%;但14d均达到28d强度的91%。(2试验中将混凝土试件放在水池中养护至各龄期,测定抗压强度后,将试件破开,发现在饱和水状态下养护,混凝土试件仅仅只在表面(小于10毫米为潮湿状态,中间为水

11、化水泥石,而且水泥石结构非常致密。4 3 目前在工程实践中,大多数技术人员仍采用龄期对数与混凝土强度关系式推算混凝土其它龄期强度,对于高强度等级混凝土如按此方法推算则失去准确性。如:普通混凝土7d强度约是28d强度的60%,而高强度等级混凝土7d强度约是28d强度的80%, 14d强度达到28d强度的近90%,由此说明高强度等级混凝土强度增长过程,不同于普通强度等级混凝土,不宜用普通混凝土强度与时间关系来推算高强度等级混凝土的各龄期强度。4 4 高强度等级混凝土采用不同品种的外加剂,在混凝土配合比完全相同的情况下,混凝土强度发展也不相同,差别主要表现在早期强度4,14d以后趋于一致。氨基磺酸盐

12、高效减水剂(J和ST-8CN减水剂(H强度发展较慢,坍落度损失较小;萘系高效减水剂(D早期强度发展较快,但后期强度发展较慢,坍落度损失较大。相同混凝土配合比强度统计如表4。表4 不同外加剂混凝土强度统计混凝土强度等级试验编号水泥/(kg/m3砂/(kg/m3石/(kg/m3磨细粉煤灰/(kg/m3水/(kg/m3外加剂/(kg/m3水胶比平均抗压强度/M Pa5 结语5 1 高强度等级混凝土强度发展有其自身的性质,其影响因素较多,应根据具体情况统计分析,确定强度发展规律。磨细粉煤灰的掺加量在胶凝材料总量的15%25%之间较适宜。配制高强度混凝土应控制水泥强度、减水剂减水率及外加剂与水泥适应性、施工温度、养护温度等重要环节。5 2 工程实践中在无高强度等级混凝土强度发展统计的情况下,不宜采用原钢筋混凝土结构施工验收规范(GB50204-92附录2参考曲线和龄期对数与混凝土强度关系式推算混凝土其它龄期强度。高强度等级混凝土早期强度发展较快,7d已达28d强度80%,实践中7d强度估计偏低,则工程质量风险过大,应予谨慎。参考文献1赵龙.PHC管桩高强混凝土配合比设计参数优化选择的探讨J.福建建材,2004,(2:9-10.2陪同波,等.用普通标准水泥即可配制高强混凝土J.第五届水泥与混凝土国际会议论文综述,2003,(2:69.3覃维