混凝土强度范文
时间:2023-03-16 05:56:55
导语:如何才能写好一篇混凝土强度,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词:建筑工程 结构检测 强度检测
在混凝土施工过程中,质量作为建筑工程的重点,是建筑主体结构安全的关键所在。建筑工程混凝土施工的质量标准是衡量整个建筑工程质量标准的决定因素。因此,混凝土检测以及强度评定必须引起我们足够的重视。
1 强度类型
1.1 标准养护强度 按照标准方法对工程结构中的一批混凝土进行检验评定,通过与该等级混凝土规定的强度进行对比,进一步评定其质量是否合格。对于该强度的试件来说,通常情况下需要在标准条件下进行养护,所以称混凝土的标准养护强度,简称标养强度。
这里需要指出,在施工过程中,使用商品混凝土时,在现场由商品混凝土供应方、施工方和监理单位共同对运送到施工现场的混凝土进行取样,并制作标准养护的试块,其强度作为验收结构混凝土强度的依据。对于商品混凝土供应方来说,其制作的试块标养强度通常情况下只是对企业的生产质量水平进行,进而用于生产控制,在一定程度上可以作为参考依据,但不能作为验收结构强度的依据。
1.2 同条件养护强度 在混凝土施工过程中,需要对当时结构中混凝土的实际强度值进行确定,进一步满足拆模、构件出池、预应力筋张拉或放张等要求,同时便于对施工进行控制。一般情况下,这种强度的试块放置在实际结构的旁边,进而便于与结构进行同等条件养护,所以称混凝土同条件养护强度。在取样、养护、评定等方面,上述两种强度存在较大的差异,因此在施工过程中对于它们之间的差异需要提高注意,避免出现混淆。
1.3 标养强度和施工强度的差别 ①养护方式不同。通过上面分析可知,前者属于标准养护,后者属于同条件养护。②评定方式不同。根据验收批的划分,评定标养强度的方法主要包括:标准差已知统计法、标准差未知统计法、非统计法三种;对于施工强度来说,需要与相应的工作班混凝土进行一一对应检验。③评定目的不同。标养强度是对该批混凝土强度的合格情况进行确定,进而便于验收;对于施工强度只是判断拆模、起吊、张拉、放张等施工工艺过程的可能性,其侧重点不是评定其合格性,不存在合格、不合格之分。
1.4 验收层次问题 根据《验收规范》的相关规定:为了提高检验结果的公证性,采用由各方参与的见证抽样形式对结构实体进行检验。同时明确指出,对结构实体进行检验,主要是对相应的分项工程的合格程度进行验收,通过过程控制,进一步提高施工质量。通过对重要项目进行验证性检查,进一步对混凝土结构工程质量加强验收,同时客观真实地反映混凝土强度的性能指标。
2 混凝土强度检测技术
对于混凝土结构和构件来说,混凝土的强度是其受力性能的决定性因素,同时也是对混凝土结构和构件性能进行评定的主要参数,对混凝土结构构件的强度进行正确的确定,一直以来受到国内外专家学者的普遍关注。混凝土的各种物理力学性能指标通过立方体抗压强度进行综合反映,同时与混凝土轴心抗拉强度、轴心抗压强度等有着相关性,并且测试方便可靠,因此,在混凝土强度中,其立方体抗压强度是最基本的指标。测试已有建筑物混凝土抗压强度的方法比较多,通常情况下,主要分为局部破损法、非破损法。其中局部破损法包括取芯法、小圆柱劈裂法等。
检测混凝土强度的过程中,非破损法包括:表面压痕法、回弹法等。在不影响结构物承载能力的前提下,混凝土半破损检验法在结构物上直接进行局部破坏试验,或者直接进行取样,同时将试验结果换算成特征强度,作为检测结果,其测试方法包括:钻芯法、拔出法等。
3 混凝土实体强度检测
对于混凝土强度的实体检测方法来说,通常情况下可以分为:非破损法、局部破损法两种,这里重点分析回弹法和钻芯法。
3.1 回弹法 进行现场检测时,国内普遍采用回弹法,结合混凝土现状的实际情况,在使用回弹法进行检测的过程中,需要注意:①如果条件允许,可以建立相应的地区测强曲线。②高湿度环境下,对混凝土进行测强,在实际工作过程中普遍存在,在这种情况下需要通过试验不断修正所获取的湿度系数。③回弹推定值在一定程度上受到碳化深度的影响和制约,而实际碳化深度的测定在实际生产过程中受混凝土掺合料、脱模剂、粉刷层等因素的影响,在这种情况下,需要进行甄别,防止产生误判。在检测过程中,有些部门先磨去表面碳化层再进行回弹,本文这种测试方法存在一些不足,这是因为,由于磨去表面碳化层,进而使得表面呈现多相组分状态,不易确定回弹点。④对于混凝土来说,如果龄期超过14~1000d,按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》的相关规定,不能直接采用强度换算表进行换算。在这种情况下,需要对内焊法的检测结果采用同条件试件或钻取混凝土芯样等方法进行修正。在实际检测过程中,对于混凝土强度推定值,一般不能直接与混凝土设计强度等级的数值进行对比。
3.2 超声回弹综合法检测 回弹法的缺陷是无法检测出混凝土内部强度的缺陷问题,这是由回弹法的工作原理决定的,但是超声回弹综合法成功地解决了这一问题。超声回弹综合法将回弹值和声速结合起来对检测区内的混凝土强度进行推算,能够成功避免回弹法容易受到水泥品种而发生误差的缺点。与回弹法相比,超声回弹法在方法上复杂了许多,精度也提高了很多。这种方法充分考虑到混凝土强度会受到各种因素的影响,并且采用合适的方式抵消了大部分影响因素。例如:在混凝土强度检测过程中常常会因为混凝土的含水量和龄期导致测量结果不准确,而超声回弹综合法通过测量声速的不同,能够有效地避免这一缺点。
超声回弹法的精度较高,但是影响因素多,不确定性较大,操作比较复杂,因此对于正确操作和误差的要求更加严格。一旦在操作中出现偏差就会使得检测结果出现很大的异常。此外超声回弹综合法不适应于温度过高或者过低的环境,过低是指低于-4℃,过高则指超过60℃。此外此种方法也不应当用于检测化学腐蚀过的或者遭受过冻伤的混凝土。在实际的现场操作过程中,一定在一个测区的回弹检测面上布置超声测试点,同时保证探头的安防位置不与弹击点相同。推算强度时所用的参数一定不能相互混淆,统一测区的参数用于此测区的测定,不能相互混淆。
3.3 钻芯法 钻芯法凭借自身良好的代表性,并且直观,测试误差小等优势,在国内外得到广泛的应用和推广,在使用钻芯法的过程时,需要注意:
①芯样尺寸问题。根据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》的相关规定,对于高度为100mm、直径为150mm的芯样试件抗压强度测试值来说,通常情况下可直接作为混凝土的强度换算值。但是,进行实际检测时,抗压试验往往用直径小于75mm的小芯样来进行。有些学者认为:如果芯样直径小于75mm,那么其强度就会偏低,同时标准差也比较大,这时强度换算值存在争议,使用时需要慎重。②芯样强度值的代表性。芯样虽然是直接从实体结构中钻取,但其强度仍与实际结构存在差异。因为钻取过程本身就是对芯样的一种干扰,累计的损伤会使强度受到削弱。所以芯样强度值也有一定的局限性和近似性,不能完全地反映出结构实体的真正强度。③用混凝土芯样修正回弹测试值。修正系数法在《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》中明确规定混凝土芯样修正回弹测试值修正系数的方法,但实际修正效果并不好。在对修正系数法、总体修正量法、局部修正量法等三种方法利用实例进行分析,认为局部修正量法效果最好。
4 结语
检测方法的选择受到多种因素的影响,最终目的在于既经济又准确的检测及评定结构的安全可靠性。每种检测方法都有自己的优点,同时也有各自的适用范围,所以,应根据实际工程的特点选择相适应的检测方案。在实际结构中应优先考虑超声回弹综合法,任何单一的检测方法不可取,应该根据实际情况选取两种及以上的方法综合检测,以提高数据的可靠性。
参考文献:
[1]杨迎春.结构实体混凝土强度检测技术的现状与趋势[J].科学之友,2011(08).
篇2
关键词:混凝土;强度;检测技术
Abstract: In this paper, the author introduces the commonly used the concrete rebound testing technology, and puts forward the advice on improving the concrete strength nondestructive detection technique precision, for your reference.
Key words: concrete; strength; detection technology
中图分类号: U445.57文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
混凝土是一种多相复合材料,由水泥凝胶包裹粗、细骨料形成。超声波在混凝土中传播时,必然会因材料中折射及衍射的影响造成超声声速变化,引起检测结果的不确定性。因此,不能用单一超声声速来推定混凝土的强度。
1 混凝土超声波回弹法检测技术
超声回弹综合法检测混凝土强度,是利用表面硬度、超声声速、碳化深度,来间接推定混凝土强度的一种方法。由于混凝土强度受许多因素的影响,要想建立强度和超声传播特性之间的简单关系非常困难,因此,超声测强至今还只能建立在试验归纳的基础上。数字式智能型非金属超声波检测分析仪研制成功并批量生产,促进了超声波检测混凝土质量技术的发展,且因其抗干扰性好,使角测和平测成为可能。
回弹检测法由于操作简单、且可靠性高误差相对较小,而被广泛的应用于混凝土强度无损检测中。其工作原理就是利用现场测出的碳化深度、回弹值以及它们和抗压强度之间的关系公式来推定混凝土的抗压强度。这种检测技术所用的仪器简单,所耗费的费用较低,而且操作方便从而有较快的检测效率,在检测过程中只要满足规定的混凝土强度检测要求,所得的检测结果误差都可有效控制在15%氛围内。
某工程项目是某个学校的检测鉴定项目,目的就是检测结构的试块强度是否已达到设计规定强度,因此,在现场以抽样方式选取所检测的柱,利用回弹仪对测区内的要检测柱进行混凝土强度非破损检测,并使用浓度为1%的酚酞酒精溶液对构件混凝土的碳化深度进行测定。本检测项目共分100个检测区,每个检测区分别取16个回弹值。剔除三个最大值和三个最小值然后算出平均回弹值,然后根据强度与碳化深度的关系曲线,从而得到测出检测柱的换算强度;最后计算出100个检测区的平均换算强度,根据公式从而推定出混凝土强度。本工程中推定出该学校所抽检柱的推定强度值为25.3MPa,大于设计图纸上的混凝土抗压强度25MPa。
使用回弹检测法过程中,根本不需要使用构件的混凝土实际抗压强度以及混凝土标准试件的抗压强度,这就有效地避免了这两者差异现象的出现,使推定出来的混凝土强度更加的可靠准确。因为这种检测技术效率高,因此它尤其适用于工程量多的检测项目。只要在满足检测要求条件下就可使检测结果有较高的准确性,但往往检测时可能由于某些工艺没到位而使检测技术精度降低;从另外角度说,更高的检测技术精度才是工程所急需要的,尤其是检测混凝土强度这重要的数据。显然通过一些技术措施来提高回弹法的检测技术精度是尤其必要性。笔者根据多年的工程检测经验以及实验数据,系统总结了一些关键技术措施来提高回弹检测技术的精度。
回弹仪的检定。回弹仪作为回弹检测法的主要仪器,其仪器精度将决定检测结果的精度。因此为了确保仪器精度,回弹仪必须经检定单位检定合格才能使用,每次检测使用后必须将其在洛氏硬度的标准钢钻上率定。操作过程中必须缓慢且均匀施压,弹击杆反弹后才读取数据。测区的选取。所选取的检测区必须是有代表性的测区,必须避免测区中出现麻面或着蜂窝现象,每个测区面积适宜控制在400mm2,至于测区数量就根据测试目的而定取。
混凝土检测前处理。因为工程中所使用的模板不尽相同,导致混凝土表面状况也大相径庭。实验结果表明,模板的材质以及新旧程度都会直接影响检测结果精度,因此,在检测前应先用砂轮将混凝土表面打磨成整光洁,以此消除模板对检测结果精度的影响。对处于冻结或湿润状态的混凝土构件,应在测试前将其先解冻或风干。
2 超声回弹综合法检测
超声回弹综合法是通过分别测量声速和回弹值来综合推算检测区的混凝土强度,它互补了回弹法无法检测内部缺陷的问题,同时又互补了超声法容易受水泥品种等因素影响的问题,其相对单一的方法来说,检测精度得到大大提高。这种检测方法最大优点就是考虑了混凝土强度的各种影响因素,并抵消部分因素的影响,如部分减少混凝土龄期和含水量的影响。可以预测超声回弹综合法将成为代表混凝土强度非破损检测技术的方向。
虽然超声回弹综合法精度高,但这精度是建立在适合条件和正当操作下,根据这种检测法在建筑工程中的应用体会,主要归结为:实际现场操作中,特别是已建结构的检测中使用该检测技术测强,对检测人员要求较高,操作稍有偏差就会给检测结果造成较大影响;这种检测技术不适宜在环境温度低于-4℃或高于60℃的情况下使用,对遭受冻伤、化学腐蚀等损伤的混凝土不宜使用。只要回弹法或超声法不宜检测的工程,综合法也不宜使用;现场操作时,超声的测试点应布置在同一个测区的回弹值测试面上,但探头安放位置不宜与弹击点重叠。测区相对面上的收、发探头应在同一轴线上。只有在同一个测区内所测得的回弹值和声速值才能作为推算强度的综合参数,不同测区的测值不可混淆。
3 钻芯法检测
钻芯法检测技术是利用钻芯机钻取芯样,然后芯样进行锯切、磨平、晾干处理,再进行抗压试验从而测出混凝土的抗压强度。钻芯法检测技术的优点在于可直接检测混凝土内部的质量,比预留的混凝土试样更接近实际,大量实验表明直径、高度均为100mm的混凝土芯样的抗压强度与标准试块的抗压强度基本一致。但这种检测技术有不足地方就是试验周期长,从抽取芯样到得出抗压强度一般要7天。根据笔者的工程经验,钻芯法检测时要注意以下这点才能使精度达到预期效果:抽取的混凝土芯样要有代表性,而且应选在结构受力较小,无钢筋或预埋铁件的部位;抽取的芯样一般都长短不齐,因此,对抽取后的芯样进行补平措施;评定芯样抗压强度时,以芯样试件混凝土强度换算值中的最小值作为单个构件或单个构件的局部区域混凝土强度的代表值;要严格执行CECS03:88钻芯法检测混凝土强度技术规程。
4 检测技术精度对比
以上只是针对较常用的几种混凝土检测技术进行探讨,对于混凝土的检测技术还有后装拔出法等等,对于这些检测技术,笔者通过多个工程的数据统计分析对比,推定出钻芯法检测的精度最高,而回弹法的检测精度较低;从现场操作难度来说,回弹法的检测效率最高,而钻芯法的检测效率较低。通过对这几种检测技术的对比分析,笔者认为对于整体结构或构筑物进行大面积混凝土强度检测,可采用回弹法和超声-回弹综合法;对于较长龄期,较大碳化的构件来说,推荐采用后装拔出法,该方法推定精度较好;对给超声-回弹综合法带来显著影响的钢筋密集处或无法进行钻芯试验的构件来说,可以进行后装拔出试验。
5结束语
综上所述,回弹法是目前建筑工程中对混凝土强度进行检测的最简单、最实用的检测方法,但在实际应用中应注意消除影响其准确度的各种因素,以确保其能较真实反映被测结构混凝土的实际强度。
参考文献:
[1] 宋双阳.混凝土强度非破损检测技术研究[D].天津:天津大学建筑工程学院,2008
[2] 胡新民.混凝土强度的现场检测及操作要点[J].山西建筑,2004,30(14):45~46.
篇3
【关键词】 强度控制的意义;生产过程控制;运输中控制;混凝土养护
【中图分类号】 TU528.57 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2011)04-091-02
所谓的优质的商品混凝土首先是混凝土的强度得到保证。混凝土的强度是混凝土的一个重要指标。虽然在许多实际工程中,还要求混凝土具有抗渗、抗冻等其它性能,甚至这些性能更为重要。但由于混凝土结构物主要用于承受荷载、抵抗各种作用力,同时混凝土的其它性能与混凝土的强度之间有密切的联系。所以优质的混凝土强度必须满足设计要求。
1 商品混凝土强度控制的意义
1.1 凝土作为一种商品必然要进入市场,参与激烈的市场竞争,混凝土的质量则是企业在竞争中处于不败之地的保证。
1.2 混凝土作为目前使用最广泛的结构材料之一,它的强度直接关系到工程的质量、使用寿命以及人民的生命、财产的安全。
1.3 我国正处于基础设施建设的高峰期,如果在生产过程中对强度不够重视,将会带来巨大的代价。
1.4 随着混凝土技术的发展,新的生产、施工方式正在取代旧的生产、施工方式。因此,对混凝土强度控制能够促进新的生产、施工方式的发展。
1.5 加入“WTO”后建筑行业必须与国际接轨,使其国际化、标准化,才能参与国际竞争。
2 商品混凝土生产中控制
混凝土的强度由原材料、生产设备、有关人员、三个因素构成,也就是所谓的硬件和软件。对原材料严格把关、选择优质经济的原材料,通过先进的生产工艺进行生产,人员具有良好的素质,认真负责地贯彻相关标准,准确无误地完成各个工序,是获得优质的商品混凝土的保证。原材料包括水泥、粗细骨料、外加剂、掺和料、是优良混凝土的物质基础,然后按照合理的配合比,在生产过程中根据原材料、天气情况、施工情况等进行配合比调整,对出厂的混凝土进行取样、检验、成型养护,并把检验结果反馈到生产控制中;对于出厂的混凝土进行跟踪控制,要求施工方及时地反馈混凝土强度情况,以便进行生产控制;同时要求施工方对浇注的混凝土进行合理的养护,以便获得优质的混凝土。
强化生产过程质量控制:①确保计量精度。配料系统是混凝土生产的重要部分,有条件的工程尽量采用计算机自动控制,当混凝土配合比或混凝土配合比编号输入计算机后,电子秤对混凝土所需的原材料进行精确计量,混凝土需按配比严格配料,这使混凝土的离散性大大减小。定期进行计量动(静)校验,以确保达到《预拌混凝土》(GBl4902)规定的计量要求。②确定合理搅拌时间。根据搅拌机类型、实际搅拌效果、运输时间、坍落度大小等情况而设定搅拌时问。③加强过程检测。在生产过程中,当班人员除随机抽样检测外,还应该在出厂前目测每车混凝土的坍落度及和易性,如果有异常情况,应查明原因并采取措施,坍落度及和易性不合格的混凝土不准出站。
为了拌制出均匀优质的混凝土,除合理地选择搅拌机外,还必须正确地确定搅拌制度,即一次投料量、搅拌时间和投料顺序等。一次投料量,不同类型的搅拌机都有一定的进料容量,搅拌机不宜超载过多,以免影响混凝土拌和物的均匀性,一次投料量宜控制在搅拌机的额定容量以下。施工配料就是根据施工配合比以及施工现场搅拌机的型号,确定现场搅拌时原材料的一次投料量。搅拌混凝土时,根据计算出的各组成材料的一次投料量,按重量投料。混凝土搅拌的最短时间应满足规范的规定。投料顺序是影响混凝土质量及搅拌机生产率的重要因素。按照原材料加入搅拌筒内的投料顺序的不同,常用的投料顺序有:一次投料法,二次投料法,两次加水法。
质量检验是进行混凝土强度控制中不可缺少的组成部分,是保证混凝土质量的主要手段。强化原材料、混凝土强度检验应做到:①把好五关、做到三个不准:即原材料检验关、配合比设计关、计量关、混凝土搅拌时间关、坍落度及强度关;不合格材料不准使用、计量不准的设备不准生产、不合格的混凝土不准出站,确保混凝土符合质量要求。②做好事前控制,预防质量事故,通过原材料和混凝土的质量检验和生产全过程的质量监督,及时掌握混凝土的质量动态,及时发现问题,及时采取措施处理,预防发生工程质量事故,使混凝土的质量处于稳定状态。③加强信息反馈,通过对检验资料的分析整理,掌握混凝土的质量情况和变化规律,为改进混凝土配合比设计、保证混凝土强度、充分利用外加剂和掺合料性能、加强管理等提供必要的信息和依据
3 在运输中的控制
在运输过程中应保持混凝土的均质性,避免产生分离、泌水、砂浆流失、流动性减少等现象。混凝土应以最少的转运次数和最短的时间,从搅拌地点运至浇筑地点,使混凝土在初凝前浇筑完毕。混凝土的运输应保证混凝土的灌筑量。对于采用滑升模板施工的工程和不允许留施工缝的大体积混凝土的浇筑,混凝土的运输必须保证其浇筑工作的连续进行。①商品砼的运输必须使用搅拌车,在运输过程中须保持筒体旋转,以每分钟约2~4转的慢速进行搅动。以确保砼拌和物的和易性,不得产生离析和失水现象。②搅拌车运送商品砼的时间应控制在1小时内卸料完毕。当气温高于30℃,或运距较远应考虑采取缓凝措施。砼运到现场须在30分钟内开始卸料,否则会影响砼的坍落度和砼质量。③商品砼的运送频率(供料速度)应保证施工现场的需要,确保砼浇筑的连续性。如浇注部位为灌注桩,供料速度保证每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制。④泵机首次泵送砼前,应先用1:2水泥砂浆管道。砼搅拌车向泵机卸料斗卸料前,必须快速搅拌2~3分钟再开始卸料。⑤砼卸入泵机料斗的同时,泵机的搅拌器应不停搅拌。泵机料斗内砼量应始终保持盖过砼输送缸,使泵机料斗内经常保持2/3的砼,以防管路吸入空气,导致堵管。⑥泵送砼尽量避免停泵,应连续进行。如有间歇应经常使砼泵转动,以防堵管。当管内砼接近初凝时,应将管内砼排出并冲洗干净。⑦泵送砼结束或堵管清渣后,应及时用高压水冲洗干净。确保泵机、泵管、接头附件等洁净、通畅。
4 对混凝土进行养护确保强度
自然养护是目前对混凝土工程中进行养护的最常用方法,就是在自然条件下采取一定措施维持潮湿环境对混凝土进行养护。
混凝土的洒水养护在混凝土终凝后进行。对于塑性混凝土应在成型后不超过6~12小时进行,在炎热、大风天气不应迟于2~3小时。为了在养护期内保持湿润,每天应不断的浇水,对于面积较大的部位,应该储水养护,浇水次数取决于气候条件,覆盖物保湿程度。以保持混凝土湿润为原则,在一般气温(15~20度),每间隔2~3小时浇一次,夜间不少于2次。
保湿养护混凝土表面经过二次抹压后,立即覆盖塑料薄膜,防止表面水份蒸发,保持混凝上处于潮湿状态下养护。特别是对于掺入UEA膨胀剂的混凝土,在最初14天内,必须潮湿养护,方能促使膨胀剂充分发挥膨胀作用。
篇4
关键词:钢纤维;劈拉强度;抗折强度;抗压强度
1 试验材料及试验方案
1.1 试验材料
本试验所用水泥采用强度等级为425的普通硅酸盐水泥,技术性能满足国家标准的相关要求;粗集料采用级配良好的碎石,表观密度2.991g/cm3,堆积密度1.53 g/cm3,颗粒级配为5~10mm、10~20mm连续级配;细集料为普通河砂,最大粒径5mm,连续级配,细度模数2.83;本试验用了两种钢纤维,一种是普通钢纤维,另一种为短细钢纤维,两种钢纤维均为江西赣州利发金属材料公司生产。本试验用了无引气功能的萘系高效减水剂,减水率为15%~18%。
1.2 试验方案
本试验参照《钢纤维混凝土试验方法》(CECS 13:89)进行,试验包括抗压强度、劈拉强度和抗折强度试验三部分。抗压强度和抗折强度采用500t静载试验机,抗折强度采用50t静载试验机,采用标准的三等分点加载。本试验按照普通道路混凝土配合比设计方法设计弯拉强度标准值为5.0MPa的基准混凝土。并以0.41和0.42两个水灰比来调整基准混凝土配合比,然后选择较优配合比作为基准配合比。最终确定的基准混凝土配合比见表1。
在确定基准配合比的基础上,分别以钢纤维体积率为0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%进行钢纤维混凝土试验,以此考察钢纤维对混凝土的各种强度性能的影响。并且采用普通钢纤维和微细钢纤维按1:1比例组合,以充分发挥混杂效应,提高钢纤维混凝土的强度和韧性。以此综合考察钢纤维混凝土强度变化规律。
抗压强度试验采用100mm×100mm×100mm的试件,测定其无约束受力状态下的抗压强度。劈拉强度试验采用100mm×100mm×100mm的试件。加荷速度为0.05~0.08MPa/s。按式(1-1)计算劈拉强度。
FT为三分点加载模式下试件破坏荷载。
2 钢纤维混凝土强度试验结果分析
从图1可以看出,在钢纤维掺量为0.6%~1.2%时,其抗压强度随钢纤维掺量增加呈现出明显的规律性变化,7组试件的平均抗压强度增幅为6.6%。其中在掺量为0.8%时出现一个明显的峰值,其增幅为25.8%,从整体趋势看,当钢纤维掺量小于0.8%时,强度随掺量增加而增大;当钢纤维掺量大于0.8%时,强度随掺量增加而减小。并且可以看出钢纤维掺量为0.8%时,其强度在各个龄期内都最高,说明钢纤维对混凝土抗压强度的影响存在一个最佳掺量。在本次试验范围内,对钢纤维混凝土抗压强度来讲,存在一个最佳掺量0.8%。掺量大于或小于这个最佳掺量时都会造成增强效果不明显。 由图2-1(b)可知,多数组试件3d强度增强作用不明显,不过掺量为0.8时却有明显增强作用。
钢纤维对混凝土的增强作用主要体现在抗压强度上,许多研究都说明了这一点。本文的试验结果也表明,掺入钢纤维后,混凝土的抗压强度有较大地增长。其中,混杂钢纤维混凝土的劈裂抗拉强度增长尤其明显,基本上都较基体混凝土劈拉强度增长了1倍以上,较单一钢纤维混凝土有更好的增强效果。
从图2可以看出,钢纤维混凝土28d劈拉强度随着钢纤维体积掺量的增加而增大,并且都高于基准混凝土。其增幅普遍较大,其中体积率为1.2%时达到最高增幅27%,0.6%体积率的增幅最小,为10.1%。七组试件的平均增幅为17.5%,而对抗压强度的平均增幅只有6.6%。这说明钢纤维对混凝土劈拉强度的增强效果要比对抗压强度的增强效果显著许多。另外,如图2所示,从3d强度看,其增强作用就不明显了,其中有四组强度明显低于基准强度,有一组强度基本与基准强度持平,只有两组强度较基准有明显增强。说明钢纤维的加入并不能有效提高混凝土早期劈拉强度。
钢纤维体积掺量为0.6%~1.2%时抗折强度较基准混凝土增长了7.1%~19.8%,其中,掺量为0.9%对应的抗折强度较基准强度增幅最大,达到19.8%,所有试件的平均增幅为10.7%。钢纤维掺量在0.6%~0.9%范围时,抗折强度随掺量增加而提高,随后却有降低趋势,其中最高掺量1.2%对应最低增幅7.1%。因此可以认为在本次试验条件下,对抗折强度的最佳掺量为0.9%。另外还可以发现抗折强度的平均增长幅度达到要比抗压强度的平均增幅大又比劈拉强度的增幅小。并且其体积率对抗折强度的影响趋势跟抗压强度的很相似,都是在掺量在0.6%~1.2%之间存在一个最佳掺量,超过这个最佳掺量,强度随着体积率的增加而减小。从而可以得出结论,就钢纤维的影响效果而言,对劈拉强度的影响最大,对抗折强度的影响次之,对抗压强度的影响最小。此结论符合已知的结论。
4 结论
通过综合分析得出如下结论:(1) 单掺钢纤维对混凝土强度有增强作用。当掺量为0.8%时,可以使抗压强度达到最佳效果,较基准强度提高了25.8%;当掺量为0.9%时,使抗折强度达到最高,较基准强度增长了19.8%;掺量为1.2%时对劈拉强度达到最佳增强效果,较基准强度提高了27%。
参考文献
[1]赵国藩,彭少明,黄承逵.钢纤维混凝土结构[M].北京:中国建筑工业出版社,1999:1-50.
[2]徐至均. 纤维混凝土技术及应用[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2002: 3-150.
篇5
最重要的是,必须合理使用回弹法。在检测前充分了解被检测件的状态和环境,并与回弹法要求的情况进行比较。体现做法检测计划书,提前考虑各类影响因素。
关键词:混凝土检测 回弹 硬度和强度
中图分类号: TU37文献标识码: A
本人就目前回弹检测中的问题,说一下自己的看法:混凝土强度不等于构件承载力。一个例子:回弹一根桩,先在桩身上确定10个测区,然后开始回弹。混凝土预制桩,本身表面并不平整,也存在一些气孔,甚至是局部小的“空心”。 按照本单位某些专业人士的做法,他们回弹是找那些平整的地方,回弹的。回避局部空隙和气孔,会影响回弹值。既然桩本身表面不平整,那么做为检测就应该考虑进去。就算是回弹值相差很大也是合理的。那种回避混凝土局部瑕疵的做法十分不可取。 是整个构件的强度,不是局部的强度。在桩真正受力的时候,瑕疵将会严重影响整个桩的承载力。所以本人坚持考虑混凝土瑕疵。碳化深度直接影响混凝土强度。根据混凝土构件受力来分析,真正决定混凝土构件承载力的是钢筋笼内部的混凝土部分纵向钢筋内的混凝土才是真正受力的混凝土。 外面的混凝土只是保护层,根本就不能算是参与工作的混凝土。回弹却却恰恰是在这部分”无关紧要“的混凝土上穷折腾。凿的孔再深,也不会超过25MM。在混凝土构件表面回弹值得商榷。最有效的办法是去掉保护层,然后再打磨检测部位,然后对混凝土芯回弹,再确定碳化深度。同时碳化深度,应该是把溶液喷在,截面上看变色圈,如果变色圈深度小于保护层厚度则认为对混凝土核心工作区没有影响。就不应该考虑修正。若大于保护层混凝土强度值下降,钢筋强度也应该下降。
通过对回弹法检测规范的学习和同行之间的交流,得到一些比较合理的说法:
因为混凝土表面强度和内部强度存在对应关系,这是回弹法的应用基础。
既然选择了回弹法就得按照规程要求的方法和程序进行检测
碳化影响混凝土表面的硬度从而影响回弹值,所以修正。
4.孔洞与强度问题:回弹值与强度的关系是建议在密实的混凝土前提下的。对于孔洞与石子属于局部偶然因数,明显非密实混凝土的一般状态。对于孔洞问题,正确的处理方式是,测量时记录表面有质量缺陷(可以具体为麻面,孔洞,不密实等)。监理或是责任各方视情况出具得理措施。表面孔洞常规范做法,封闭即可。
5. 混凝土碳化后,影响回弹值。即统一测强曲线是基于回弹值与碳化综合来对应混凝土强度的。曾有人建议回弹前去除碳化层。如果是商品混凝土,回弹的结果的置信区间是可以信赖的,如果是自拌混凝土,很难说了;
6. 现在混凝土中的掺入物太多,回弹仅仅说明新建建筑物的现有强度。认为表层混凝土和里面的差别不大,所以表面应取平整的地方,如果不平整则采得的数值不具有代表性,不可以采用。表面碳化越深,则混凝土表面硬度会增加,所以要修正。
推定值95%的保证率是测区换算强度出来后,通过平均值减1.645倍的标准差来保证的,而不是通过选择测区和测点来保证的。
这些检测同行之间的交流,更多的体现的是对回弹的理解和合理使用。但我们国家的很多专家也对回弹法检测有不同看法:
廉慧珍教授(清华大学土木水利学院)认为:材料的硬度和强度不是同一个概念。同一种匀质材料的硬度和强度之间有一定的相关性,而不同材料的硬度和强度之间不能建立相关的关系;同样水胶比的砂浆和混凝土是不同的材料,砂浆的硬度最多只可能与砂浆强度有一定的联系,而相同水胶比的砂浆强度和混凝土强度的关系却依浆骨比和砂率的不同而异;混凝土碳化层和该混凝土更是不同的材料,混凝土碳化层的硬度和内部混凝土的强度没有关系,再基于碳化层的硬度引进“折减系数”来推算混凝土的强度,以为硬度大的材料强度也高,回弹值就代表强度。“碳化层”的硬度及厚度和混凝土的强度并没有关系,对于混凝土的强度来说是没有意义的。而文恒武 魏超琪 (陕西省建筑科学研究院)认为:混凝土的抗压强度与其测区的回弹值(表面硬度)之间有关系,根据不用的条件和使用环境,通过回归分析而建立的混凝土回弹值与抗压强度之间的数学表达式,建立测强曲线。在回弹法检测中,碳化深度对检测结果有一定的影响,其中的主要原因是用于测量碳化深度的方法有缺陷的缘故。目前用于测量混凝土碳化深度的方法是“酚酞法”,这是一个间接的测试混凝土碳化深度的方法,“酚酞法”测量的是混凝土的碱度,并不是碳化深度,而我们却把它当作混凝土的碳化深度(酚酞遇见碱变红),通常情况下,是没有问题的。但在实际的工程项目中,由于酸性脱模剂的使用、气候环境的影响、养护不当及外加剂和掺和料的大量加入等原因都可能会使混凝土表面“碱度”降低而出现“假性碳化”和“异常碳化”的现象,因此不少检测过程用砂轮机打磨掉碳化层的方法,以减少因碳化对检测结果的影响。
笔者的先查阅了硬度和强度的定义:表面硬度是指材料抵抗外来机械作用力(如刻划、压入、研磨等)侵入的能力。检测混凝土强度的回弹法用的就是肖氏硬度的原理。检测的直接读数应当是混凝土的表面硬度。强度是混凝土在外部荷载作用下抵抗破坏的能力。
笔者认为 硬度是物体对外力在表面积上的反应,而强度是物体对外力在横截面上的反应。两者都是力对广义三维参量的反应,同时单位相同。因此硬度和强度之间存在对应关系。同时混凝土原理最基本的假设,认识混凝土是各方面均匀分布的材料。这个可以理解为,混凝土在力学性能上是匀质的,但混凝土在配合之前和形成构建抗力之前是不均匀的,但强度形成之后,就是匀质的。可以使用哲学的量变到质变的思维来理解。
最重要的是,必须合理使用回弹法。在检测前充分了解被检测件的状态和环境,并与回弹法要求的情况进行比较。体现做法检测计划书,提前考虑各类影响因素。
回弹法是一种无损检测法,方便快捷是它的优势。但此办法对环境和操作人员的经验有着很的要求。回弹法并不能单独做为评价混凝土强度的依据,必须和其他方法一起使用综合考虑。
参考文献
[1]JGJ/T23-2011 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程
[2]n.jackson, 土木工程材料,卢璋、廉慧珍译,中国建筑工程出版社,1988年
[3]阎培渝 张庆欢 含有活性或惰性掺和料的复合胶凝材料硬化浆体的微观结构特征 硅酸盐学报 34(12): 1491-1496 (2006)
[4]《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-2004(2011)
[5]第八届全国建设工程无损检测技术学术会议《论文集》2004年桂林
篇6
强度等级为C60及以上的混凝土。
一般把C10到C50称为普通强度等级混凝土,C60到C90强度等级为高强度混凝土,C100以上称超高强混凝土。
配制高强混凝土应选用质量稳定、强度等级不低于42、5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,对于强度等级为C60级的混凝土,其粗骨料的最大粒径应不大于31、5毫米,对于强度等级高于C60级的混凝土,其粗骨料的最大粒径不应大于25毫米。
(来源:文章屋网 )
篇7
关键词:无损检测 混凝土 数据处理
随着无损检测技术的迅速发展和日臻成熟,无损检测技术在建设工程中的作用日益明显。它不仅已成为工程事故的检测和分析手段之一,而且正在成为工程质量控制和构筑物使用过程中可靠性监控的一种工具。可以说,在整个施工、验收及使用过程中都有其用武之地。
混凝土强度无损检测根据其原理可分为半破损法、非破损法、综合法。常见的主要有回弹法、超声法、拔出法、钻芯法、超声回弹综合法等。近年来,虽然在基础理论方面并无新的重大突破,但在检测方法、数据处理、评定技术等方面的研究取得了一定的成果。不仅使检测的范围更加广泛,而且检测精度也有不同程度的提高。例如:目前利用回弹法可以检测再生混凝土,利用超声―回弹综合法甚至可以用来评定冻融混凝土。与其他方法相比,在综合法的研究方面更是取得了很大进展,这表明综合法将是以后检测方法的主要研究方向。而在数据处理及评定技术方面最新的研究主要有:利用逆回归模型引入区间估计,引入了在非线性数据分析领域比较成熟的人工神经网络(ANN)技术等。
一、混凝土强度无损检测的基础理论及检测仪器
混凝土强度无损检测方法必须建立在混凝土的强度与适当物理量之间的相互关系的基础上。为了寻找与混凝土强度密切相关,而又能在结构或构件上用无损方法直接测量的物理量,往往采用回归法和演绎法。虽然与回归法相比,演绎法具有更好的普适性,但由于以往对强度与物理量的关系研究较少,目前用的较多的仍然是前一种方法。近年来随着基础科学的发展,为混凝土性能与物理量之间理论关系的研究奠定了基础。
目前,常用的无损检测强度方法多是通过混凝土应力应变性质或密实度和空隙率来推算混凝土强度的。因此,必须建立混凝土应力应变性质及空隙率与强度的理论关系。到目前为止,从已经取得的理论方面的研究成果,我们可以了解到混凝土强度不但是弹性性质的函数,而且还是塑性性质和实验条件的函数,要提高无损检测精度,必须同时反映这两个因素。同时研究结果还表明,要用材料密度或空隙率指标测定混凝土强度时,虽然空隙率是强度的主要影响因素,但单反映空隙率是不够的,还必须把材料潜在强度和孔结构作为重要参考因素,才能提高检测精度。从而为某些以空隙率为推算强度依据的无损检测方法,例如射线法、渗透法等,指明了方向。虽然基础理论的研究难度大、见效慢,近年来对其的研究方较少,但它是无损检测技术总体研究中不可缺少的组成部分,应给予足够的重视。
随着测试方法和电子技术的发展,无损检测仪器也发展到一个新水平。目前国内外关于检测仪器的研究动向主要有以下趋势:传感系统多样化、仪器智能化、专用化、小型化、一体化、集约化。检测仪器的研究同时也是无损检测技术发展的基础,我国目前电子工业发展水平足以提供各种先进仪器,但如何将电子技术与检测技术紧密结合起来,却是我们,目前有待解决的问题。
二、混凝土强度无损检测的方法
近年来,对混凝土强度无损检测方法的研究取得了一定的进展,下面我们从半破损法、非破损法、综合法几个方面进行说明。
1.半破损法
半破损法是以不影响结构或构件的承载能力为前提,在结构或构件上直接进行破坏性实验,或直接钻取芯样进行破坏实验。然后根据实验值与结构混凝土标准强度的相关关系,换算成标准强度换算值,并根据此推算出强度标准值的推定值或特征强度。属于这类方法的有拔出法、钻芯法、射击法等。这类方法的特点是以局部破坏性试验获得结构混凝土的实际抵抗破坏的能力,因而直观可靠,测试结果易为人们所接受。其缺点是造成结构物的局部破坏,须进行修补,而且不宜用于大面积的全面检测。
由于拔出法强度的离散性往往较大,可靠性不如钻芯法,而射击法的实验结果受骨料影响十分明显,所以钻芯法是目前工程中应用最为广泛的半破损法。并以制定了《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS 03:08)。但由于要造成结构或构件局部破坏,不宜在同一结构中大面积使用,因此,国内外都主张把钻芯法与其他非破损法结合使用。一方面利用非破损方法检测混凝土的均匀性,以减少钻芯数量,另一方面又利用钻芯法来校正非破损法的检测结果,以提高可靠性。所以,近年来关于钻芯法单独检测混凝土强度的研究较少,更多的研究集中在钻芯法与其他非破损法结合使用方面。
近年来,随着人们对结构的安全度和抗震要求的提高,使构件配筋率越来越大,钢筋间距越来越小。如混凝土梁、柱内纵向受力钢筋和加密区箍筋的间距大多在100mm以下,有的在 75mm以下。根据 CECS 03:88,在芯样中很难避免不取到钢筋,而钢筋对芯样抗压强度的影响是一个尚未解决的复杂问题,因此,极大地影响了钻芯法检测精度和可信度。所以,研究利用小直径芯样检测结构混凝土是钻芯法目前研究的主要方向。而且通过实验研究表明,采用小直径芯样检测商品混凝土及高强混凝土切实可行,且效果很好,可以在工程实际中推广应用。
2.非破损法
非破损法是指以混凝土强度与某些物理量之间的相互关系为基础,检测时在不影响结构或构件混凝土任何性能的前提下,测试这些物理量,然后根据相关关系推算被测混凝土的标准强度换算值,并根据此推算出强度标准值的推定值或特征强度。属于这类方法的有回弹法、超声法、成熟度法等。这类方法的特点是测试方便、费用低廉,但其测试结果的可靠性取决于被测物理量与强度之间的相关性。因此,必须在测试前建立严格的相关公式或校准曲线。由于这种相关关系往往受许多因素的影响。所以,所建立的相关公式有其局限性,当条件变化时,应进行相应的修正,以保证推算结果的可靠性。
在非破损法中,回弹法由于具有仪器构造简单、方法简便、测试值在一定条件下与混凝土强度有较好的相关性、测试费用低廉等特点,已成为我国应用最广泛的无损检测方法之一。因此,近年来的研究多集中在与回弹法相关的领域。目前,利用回弹法不仅可以检测常规的混凝土结构,而且可以检测再生混凝土, 研究人员针对不同的再生粗骨料取代率,采用普通混凝土回弹仪对再生混凝土试块进行了抗压强度检测。结果表明,回弹法可以用于再生混凝土抗压强度检测。并且,通过采用多种回归模型进行比较分析,得到了再生混凝土统一测强曲线公式。定量分析表明,其测试精度满足混凝土质量控制要求。同时为了反映再生粗骨料取代率的影响,研究人员还给出了按再生粗骨料取代率分类的测强曲线及回归方程。最后,对比了再生混凝土与普通混凝土全国统一曲线。结果表明,再生混凝土的表面硬度小于普通混凝土,但其随抗压强度增加的速度快于普通混凝土。同时,在预应力钢筒混凝土压力管道的检测中对回弹法进行了尝识性的应用。经综合对比分析,证明回弹法可以用于管道混凝土强度的检测。但是目前采用回弹法测试管道强度还处于尝试阶段,还不能真正解决实际的工程问题。另外,在回弹法的修正方面的研究也比较活跃,目前主要是利用钻芯法对回弹结果进行修正,也有学者认为用钻芯法修正回弹法可看成是钻芯―回弹综合法,因此,这方面的研究成果在将下一部分进行阐述。
3.综合法
所谓综合法就是采用两种或两种以上的无损检测方法,获取多项物理参量,并建立强度与多项物理参量的综合相关关系,以便从不同角度综合评价混凝土强度。由于综合法采用多项物理参数,能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素,并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素,因而它比单一物理量的无损检测方法具有更高的准确性和可靠性。目前常用的有综合法有超声―回弹综合法、钻芯―回弹综合法等,其中超声―回弹综合法已在我国广泛应用,并以制定相应的技术规程(CECS 02:08)。
近年来,随着人们对检测结果的要求不断提高,综合法越来越受到人们的重视。目前,利用超声―回弹综合法不仅可以检测负温混凝土强度,预测混凝土的早期强度,甚至可以用来评定冻融混凝土抗压强度。钻芯―回弹综合法则在检测已有结构混凝土和商品混凝土方面有较好的应用,同时,在对钻芯―回弹综合法中的修正系数η的研究中发现,其服从对数正态分布,这一结果为在实际工程中剔除异常数据提供了相应的理论依据。而目前关于综合法的其他研究还有“回弹一超声一拔出”综合法检测混凝土强度,钻芯拉剥法现场检测修补混凝土粘结强度等。为了更好的了解各种常用检测方法的发展现状,现列表对其进行比较说明:
三、数据处理
1.数据融合思想及以逆回归模型为基础的区间估计
为了进一步提高检测结果的精度,使回弹法的推定结果成为工程验收标准。最新的研究不仅引入了数据融合思想及逆回归模型,还利用置信检验理论给出了在一定置信度下的建筑结构混凝土强度的置信区间,并给出了混凝土强度的合格和不合格的判定标准,形成了逆回归回弹法检测建筑结构混凝土强度的新体系。与传统的回归模型和点估计方法相比,新的方法不仅能提高检测结果的精度,而且更加符合工程实际,并能对混凝土强度做出定量化的判断。
2.人工神经网络(ANN)技术
鉴于回归法在分析混凝土强度无损检测数据时存在局限性,最新的研究在处理数据时引入了在非线性数据分析领域比较成熟的人工神经网络(ANN)技术。结果表明ANN适合处理这类数据,并在一些方面补充了回归法的不足。表2则罗列了回归法与神经网络法细节和实质性的差异。
此外,回归法中难以处理的高维数据,反而可以成为ANN改善误差的一种途径。因此,ANN的引入将使混凝土强度无损检测数据分析中可以增加新的相关变量,以便更深入或更广泛的考察混凝土强度无损检测及其数据处理的有关问题。但是,目前ANN在混凝土强度无损检测数据处理方面的应用较少,还存在一些问题,需要进一步的完善。它的处理结果可以为回归法处理结果提供参考和补充。
四、结语
篇8
关键词:集料;水泥;掺合料;拌合用水
中图分类号: TQ172 文献标识码: A
一、水泥对混凝土强度的影响
巴基斯坦KKH项目混凝土使用的水泥主要为Askari和Fauji两个品牌的32.5普通硅酸盐水泥和Pak品牌的42.5普通硅酸盐水泥。Askari和Fauji水泥主要用来施工C30以下的各类混凝土和水泥砂浆。Pak水泥主要用来施工C40、C50等混凝土。
水泥细度对水泥品质的影响:细度是指水泥颗粒总体的粗细程度。国家规范对水泥细度提出的要求是通过80μm方孔筛筛余不得超过10%。下面通过对比Askari和Fauji的细度试验讨论水泥胶砂强度与细度的关系。试验结果如下:经过负压筛法试验检测Askari水泥细度均值3.4%,水泥胶砂抗折强度3天4.0Mpa,28天7.5Mpa。抗压强度3天22.3Mpa,28天46.5Mpa。
经过负压筛法试验检测fauji水泥细度均值3.0%,水泥胶砂抗折强度3天4.6Mpa,28天7.7Mpa。抗压强度3天25.3Mpa,28天48.5Mpa。
结论:Askari水泥比Fauji水泥更细,强度更高,因为水泥颗粒越细,与水发生反应的表面积越大,因而水化反应速度较快,而且较完全,早期强度也越高。但必须注意,水泥细度过细,比表面积过大,小于3微米的颗粒太多,水泥的需水量就偏大,将使硬化水泥浆体因水分过多引起孔隙率增加而降低强度。同时,水泥细度过细,亦将影响水泥的其它性能,如储存期水泥活性下降较快,水泥的需水性较大,水泥制品的收缩增大,抗冻性降低等。另外,水泥过细将显著影响水泥磨的性能发挥,使产量降低,电耗增高。所以,生产中必须合理控制水泥细度,使水泥具有合理的颗粒级配。水泥强度在混凝土强度中起决定性因素,同等条件下混凝土强度随着水泥强度的提高而提高。
二、粗骨料对混凝土强度的影响
粒径在5mm以上的岩石颗粒称为粗骨料。现分析如下:
1、最大粒径
石子的粒径越大,其比表面积相应减小,因此所需的水泥浆量相应减少,在一定的和易性和水泥用量的条件下,则能减少用水量而提高混凝土强度,从这个意义上说,石子的粒径应尽量选用大一些的。但并不是粒径越大越好,一是粒径越大,颗粒内部缺陷存在的机率越大;二是粒径越大,颗粒在混凝土拌合中下沉速度越快,造成混凝土内颗粒分布不均匀,进而使硬化后的混凝土强度降低,特别是流动性较大的泵送混凝土更加明显。在普通混凝土中,碎石的最大粒径是根据构件的截面尺寸和钢筋间距来确定,粒径的大小对强度影响不大。但也不是说粒径越小越好,粒径太小,使得石子的比表面积增加,空隙率增大,势必要增加水泥用量,提高成本,否则会影响混凝土的强度。同时,粒径越小加工时粘附在石子表面上的粉尘越多,给施工冲洗带来困难,一旦冲洗不干净,则会大大削弱骨料界面的粘结力,进而降低混凝土的强度。
2、颗粒级配
级配对混凝土的和易性、经济性有很大影响,直接影响到混凝土的强度、抗渗、耐久性。较好的骨料级配应当是:空隙率小,以减少水泥用量并保证密实度;总表面积小,以减少湿润骨料表面的需水量;有少量的细颗粒以满足和易性的要求。石子的级配有两种:即连续级配和间断级配。关于级配对混凝土的影响,我们做了实验,分别为连续级配和非连续级配。从试验得出结论,连续级配和间断级配均对混凝土的性能有较大的影响。颗粒级配越好,空隙率越小。混凝土强度会随之提高。
3、表面特征和颗粒形状
一般情况下,卵石表面光滑,少棱角,空隙与表面积较小,拌制混凝土时用水泥量较少,和易性较好,但与水泥浆的粘结力较差;碎石颗粒粗糙有棱角,空隙率和总表面积大,与卵石混凝土比较,碎石混凝土所需水泥浆较多,但与水泥浆的粘结力较强.所以在同样条件下,碎石混凝土强度高,故配制高强混凝土宜用碎石.碎石的颗粒形状以接近球形或立方体形为优,以针状、片状颗粒为差。
4、强度
KKH项目采用的粗骨料是由天然卵石破碎生产,有很高的强度,即使是经强烈风化的低强度花岗岩,其岩石抗压强度也可达80~100MPa,因此在普通混凝土中,碎石的强度对混凝土强度的影响不大,但对高强混凝土则大不相同。高强混凝土的水胶比较小,水泥砂浆构成的水泥强度较高,所以要求碎石的强度也要相应提高。在工程中,一般衡量粗骨料强度大都采用压碎指标。混凝土强度等级为C60级以上时应进行岩石抗压强度检验,其他情况下如有怀疑或认为有必要时也可进行岩石的抗压强度检验。
综上所述,碎石的最大粒径对普通混凝土的性能影响不大,对高性能混凝土有显著影响,我国现行规范规定为不超过31.5mm,通常取20~25mm。颗粒级配对混凝土的性能有很大影响,粗骨料级配后的空隙率应不大于44%。表面特征以表面粗糙为好,颗粒形状以接近多面体为优。
5、细集料对混凝土强度的影响
针对巴基斯坦KKH项目实际情况,混凝土施工所用细集料主要为干净的河砂其级配和含泥量是影响混凝土强度的主要因素:(1)砂的级配。混凝土工程建议选用细度模数2.3-3.0的中砂,中砂相对于细砂能够减少混凝土同等塌落度的用水量,从而减少水灰比,增加混凝土强度。对比试验如下:①用细砂(细度模数0.993)试配塌落度为15cm的C30混凝土:水灰比:0.48,28天强度均值为29Mpa。②用中砂(细度模数2.518)试配C30混凝土:水灰比:0.43,28天强度均值为34Mpa。得出结论:为达到同等坍落度,中砂比细砂需水量小,水灰比小,强度大。(2)砂的含泥量:配制C30及C30以上混凝土要求含泥量小于等于3%。配制C30以下混凝土要求含泥量小于等于5%。(3)砂率:砂率越小,混凝土的抗压强度越高,但流动性较差。反之混凝土的抗压强度越低,但流动性好。
三、矿物掺合料对混凝土强度的影响
对比了几种活性矿物掺合料对混凝土强度的影响,结果发现:用粉煤灰、粉煤灰及硅灰、磨细矿渣等量替代部分水泥的情况下,混凝土7d龄期时抗压及弯拉强度均下降,但28d龄期后粉煤灰、粉煤灰及硅灰两种掺合料的混凝土抗压及弯拉强度依然下降,磨细矿渣掺合料混凝土抗压及弯拉强度比纯水泥混凝土强
度高。
在水胶比分别为0.60、0.50、0.28三种情况下,研究了矿渣粉和粉煤灰单掺及复掺对混凝土强度及抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:无论水胶比大小,Ⅱ级粉煤灰均不能等量取代P・O42.5R级水泥,应超量取代,且水胶比越大,超量系数越大;在研究的掺量范围内,S95矿渣粉可等量取代P・042.5R级水泥,,且会增加混凝土强度。粉煤灰对混凝土各种强度的增长主要表现在后期,具有很好的“强度潜力”;而硅粉由于活性高,其对混凝土强度增长的贡献主要在前期,后期相对较缓慢,但对于需要配制抗折强度高、抗冲击耐磨性好的混凝土,硅
粉作为矿物外加剂则是首选。由此可见,对于对早期强度要求较高的混凝土,不能用粉煤灰等量取代部分水泥,可以超量取代;在一定程度上,S95矿渣粉可等量取代部分水泥,还能增加混凝土强度。
结束语
混凝土强度影响因素众多,本文根据理论分析和巴基斯坦KKH项目施工实践经验,,并结合试验数据较为全面的分析了原材料因素对混凝土强度的影响。希望此文章能为混凝土结构的设计、施工及试验分析提供一些思路。
参考文献
篇9
经整理剔除异常值,共采集了有效的混凝土推定抗压强度数据315组。
2统计分析方法
将现场采集到的混凝土推定抗压强度值作为随机变量[3],采用数理统计原理对其特征值和概率分布进行分析。在检验实测数据总体是否服从某特定分布时,通常采用W检验,χ2检验,K-S检验等方法进行检验[4]。参照结构通常取值法选取检验的显著性水平α=0.05,假设实测数据服从正态分布,由于采集到的数据较多,采用χ2检验对实测数据进行检验。
3统计分析结果
将抽取的315个混凝土推定抗压强度的数据进行统计,具体数据在图2中表示:图2中,样本数据分布范围较广,主要分布在50~58MPa区域内,该区域内共有301个样本。达到了样本空间的95.5%,这中间52-53区域内数据样本最多;有73个样本。样本的概率曲线平滑说明样本的分布规律明显,由此可以判定该样本数据总体分布函数基本服从类似正态分布。本文拟采用正态分布假设来描述C50混凝土推定抗压强度的总体分布。表1表明,施工现场的混凝土立方体抗压强度平均值达到了53.5MPa,相对于《公路工程结构可靠度设计统一标准》中经过大量统计后得到的C50的抗压强度值要大,且变异系数较小。假设施工现场样本空间X的分布函数Ff()ck服从正态分布Ff()k~N(53.5,1.792),运用χ2检验方法对假设进行检验。观测样本空间为315≥()200,样本值按大小在x轴上排列,把数轴分为13个区域,区域步长等于1MPa,χ2检验法计算统计量χ2计算结果列于表2根据文献[5]所示:C50混凝土抗压强度的特征值为:mKM=1.3877,VKM=0.1374,与本文结果相比,实测数据变异系数较小。说明施工现场混凝土的均质性较好,变异性小,质量稳定。
4结论
篇10
关键词:高强度;混凝土;施工
在评价高强度混凝土特征时,常有两种含义与认识。一种含义认为混凝土强度高于配制水泥的强度,就作为高强度混凝土。另一种含义是直观的,从混凝土实际强度出发,超过某一强度级时就作为高强度混凝土。前者含义在科研工作中有一定意义,而在实际工作中容易使强度概念混淆。而后者在建筑工程施工中有直观的实际意义,使施工人员容易理解。我们认为从我国现实情况来看,C50 混凝土尚未广泛应用,以 C50-C80 混凝土作为高强度混凝土是适宜的。
1 高强度混凝土在高层建筑施工中的问题
在高层建筑施工中,需要把混凝土拌合物比较容易的输送到浇筑部位,当然最好是泵送;并且还必须把混凝土拌合物浇注到钢筋很密的结构中振捣密实,不论是浇筑振捣密实还是泵送,混凝土均必须有良好的工作性。配制有良好工作性的混凝土,首先需要的是水泥标号与混凝土强度的比宜超过 1.5。这就是说配制 C50 混凝土最好使用625 号以上的水泥,而我国目前 625 号水泥产量极少,难以满足工程需要,这就不得不用 525 号水泥配制 C50 混凝土,由此就产生了混凝土的水灰比过低, 工作性难以满足浇注振捣密实及泵送的需要,给施工带来极大的困难,还有 525 号以上水泥颗粒细、活性高、凝结时间快、远距离运送混凝土坍落度损失快、又给使用集中搅拌站的商品混凝土带来运送的困难。这些就是在高层建筑施工高强度混凝土的问题。
2 解决混凝土工作性及达到振捣密实的途径
混凝土施工,要求混凝土拌合物有良好的工作性,由于人们对混凝土工作性研究不够,多数建筑工作者把它单纯地理解为以坍落表示的流动性,显然这种理解是不够的。但是目前国内外学者对混凝土工作性也解释不一。一种意见是把工作性定义为混凝土拌合物易于运输,浇筑和密实成型而不发生分层离析的性能。另一种意见认为混凝土工作性应当是拌合物的物理性能,与成型方法、制品结构无关。所以把混凝土工作性定义为混凝土拌合物达到完全密实时克服内摩阻力所做的功。这些定义均未能对工作性建立一个完整概念,更难以定量表达。综合了对工作性的各种解释后,提出工作性的全部意义应当是:流动性+可塑性+稳定性+密实性,四者缺一不可。建筑施工就是要设法解决这四个性均达到最佳境地,以保证工程质量。实际工程中使用525号水泥配制C50级混凝土,通过控制原材料,妥善确定配合比,掺入外加剂及混凝土入模后内外综合振捣,基本解决了混凝土工作性问题,满足了泵送要求,保证了混凝土的密实。
3 原材料质量控制
高强度混凝土对配制混凝土原材料的要求,比普通混凝土更为严格,没有高质量的原材料是配不出高强度混凝土的。3.1 水泥。配制高强度混凝土应使用不低于525号的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣盐水泥、早强型硅酸盐水泥及明矾石水泥等,水泥中碱(K2O+Na2O)含量不超过 0.6%。对于规定中规定作用明矾石水泥时应注意在混凝土原材料水化中,不能产生硫铝盐酸,以免产生膨胀破坏。3.2粗骨料:粗骨料在混凝土结构中起骨架作用,但它不是简单的骨架,它本身的各种性能也直接影响混凝土结构的强度,对于高强度混凝土尤为显著。粗骨料对混凝土结构强度的影响主要取决于:水泥浆与粗骨料间的粘结里;粗骨料的弹性模量;在混凝土浇注振捣时粗骨料所形成的〈内分层〉状况;粗骨料应力集中状况及粗骨料活性等。对于高强度混凝土来说,对粗骨料主要要求是:抗压强度、表面特征及粒径等,对粗骨料质量要求除应符合外,以下几种性能应予考虑。3.2.1强度与弹性模量:配制高强度混凝土应采用强度高的骨料,以免在混凝土受压时,粗骨料首先受压破坏,当粗骨料强度大于混凝土强度时,骨料强度对混凝土强度影响不大。3.2.2颗粒形体:一般来说,比较理想的粗骨料形状是接近于球形或正立方体形,而以针片状颗粒形体为最差,针片状颗粒的抗剪、抗压、及抗弯 均低,必然导致混凝土强度的降低,对高强度混凝土尤为明显。 3.2.3 表面特征:表面特征是指粗骨料表面粗糙程度、亲水情况及活性等。试验早已证明,用表面粗糙的碎石比用砾石拌制的混凝土强度高 10%左右,亲水骨料(如石灰岩)比疏水骨料(如花岗岩)强度高。3.2.4最大粒径:在普通混凝土中粗骨料最大粒径决定于结构截面尺寸与钢筋疏密程度,尽量选用较大粒径骨料,以减少用水量节约水泥。而在高强度混凝土中,当粗骨料最大粒径超过40m/m 时,由于减少用水量获得的强度提高,被较少的粘结面面积及大骨料造成的不连续性、不均匀性等不利影响抵消,并没有什么好处。3.2.5 石粉含量:粗骨料中有害杂质(含泥量、有机质含量、硫化物含量等)含量在规范中已有规定但在碎石破碎加工生产中产生的粒径小于0.08m/m的石粉未作规定,石粉含量增加,使混凝土需水量增加、拌合物粘性增大、坍落度减小对高强度混凝土、大坍落度泵送混凝土尤为明显,不利于高强度混凝土的工作性。石粉含量高降低混凝土耐磨性,早期收缩增加。因此在高强度混凝土中,对粗骨料应进行筛洗,将石粉筛洗干净。3.3细骨料。高强度混凝土使用的细骨料,除应符合《普通混凝土用砂质量标准及验收方法》外,以下几种性能还应考虑:a. 砂的细度模数;b. 含泥量。3.4水:拌制高强度混凝土的水可用饮用水,其技术条件须符合:3.4.1 氯离子含量<300mg/ 升;3.4.2 ph 值 <4;3.4.3 硫酸盐含量按硫酸计 <270mg/ 升;3.4.4 混浊度<2000mg/ 升;不得使用未经处理的工业污水和沼泽水。3.5外加剂。高强度混凝土,特别是使用低标号水泥配制高强度混凝土均使用外加剂. 主要有以下几种:3.5.1 改善工作性及泵送性能的外加剂:改善工作性及泵送性能的外加剂主要是流化剂,作流化剂的主要是减水剂,流化剂当然也是流态混凝土的关键材料。在日本凡是高效减水剂都可以作为流化剂使用。3.5.2增强剂:增强剂可以提高混凝土强度,对于用较低标号水泥配制的高强度砼尤为需要。3.5.3保塑剂。用来控制坍落度的损失,延长混凝土的凝结时间,以满足混凝土拌合物运输浇注的需要。