自密实混凝土配合比试验设计与实践Word格式.docx
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混凝土的坍落度为75mm〜90mm,自密实混凝土坍落扩展度性能等级为SF1即550mm〜650mm范围,以满足应用于构件截面较小或钢筋较密的混凝土结构物的工程中。
2试验概况
2.1试验材料
⑴水泥:
试验采用普通硅酸盐水泥(PO42.5)其各项性能符合《通用硅酸盐水泥》(GB175—2007);
⑵粗骨料:
试验采用的瓜米石,最大粒径不大于10mm,含水率
为0.002;
⑶细骨料:
试验采用中粗砂,粒径级配为2mm〜5mm,含水率
为0.004;
⑷减水剂:
试验采用MasterGleniumSKY8860高性能减水剂;
⑸粉煤灰:
试验采用H级粉煤灰。
原材料表观密度如表1所示
表1混凝土廉材料甌"
密度
材料
表观密度阳泊
硅酸盐水泥
3140
粉煤灰
2300
砂
2620
石子
减水剂
1050
2.2试验配合比
依据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)和《自密实混凝土应用技术规程》(JGJ/T283-2012)。
本文设计了2组普通混凝土配合比(不掺粉煤灰)和4组自密实混凝土配合比(粉煤灰掺量为0.3〜0.46),各组配合比的水胶比均不同,调整砂率以满足流变性能,最后的抗压强度需要达到设计要求,即标准立方体抗压强度为35〜
45MPa。
具体混凝土配合比设计方案见表2,其中C表示普通混凝土,S表示自密实混凝土,字母后面的数字1〜4表示混凝土的组次。
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353
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2.3试验过程
试件尺寸统一采用150mm<
150mm<
150mm的标准立方体试件,每组6个强度试件,根据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》
(GB/T50080),用坍落度和坍落扩展度来分别测定普通混凝土和自密实混凝土拌合物的流动性,如图1和图2所示。
试件24h脱模后,淋水养护,直至7天和28天龄期后分别进行标准立方体混凝土试件抗压强度试验,以每组三个试件的7天和28天的平均抗压强度为强度性能指标,如图3所示。
3试验结果
3.1强度预测
本次试验中,分别在7天和28天龄期检测到6种不同配合比混
凝土试件的标准立方体抗压强度值,其中S-3组试件在28天龄期间
受到损坏,利用在砂率和胶凝材料不变或极为相似的情况下,混凝土
强度与水胶比、胶凝材料实际强度等因素之间的线性经验公式,参考
S-1和S-2的配合比参数,对S-3组的28天抗压
图3标准宜方体混凝土试块抗压试验
强度值进行经验公式预测,
化-%介(普~隣}⑴
利用公式
(1)对S-1和S-2组混凝土试件28天强度进行模拟,
模拟结果表明28天强度预测值与实测值的相对误差控制在1%以下,
混凝土强度与水胶比呈明显正线性关系。
将S-3组的水胶比代入公式
(1)中,预测S-3组混凝土试件28天的抗压强度为37.04MP&
C-1、C-2、S-1、S-2、S-3和S-4共5组混凝土试件的7天和28
天龄期抗压强度实测值及S-3组混凝土的7天龄期强度实测值和28天龄期强度预测值如表3所示。
其中C-2组的28天龄期试件受到轻微破坏,强度值受到影响。
表3抗压强度站果
編号
7天抗压
7天平均
强度/MPa
28天扰压
28天平均强度/MPa
强度比
23.10
4191
C
1
24.49
37.93
45.57
44,93
0.84
24.74
4&
31
42.99
42.08
2
38.18
39.43
也ZQ
42.93
0-9Z
37.11
铿66
38.97
33,70
S
18.62
19,43
31.92
33.60
0.58
20.71
35.20
23.JO
皈剁
24*11
36,16
36.16
0,G7
35.89
3
24.60
24.21
25.20
24.63
37.04
0.66
43.59
55-30
4
51.B1
49.4B
61.89
59.27
0.83
48.05
&
0.61
图4自密实混凝土强度与时间的关系曲线
0451
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I
30
3.2抗压强度结果分析
根据表2和表3的数据绘制图4自密实混凝土的标准立方体强度
与时间的关系曲线、图5各龄期的S-1、S-2和S-3组试件水胶比与抗压强度的关系曲线和图6试件粉煤灰掺量对混凝土强度比的影响曲线。
强度比是指同种配合比试件中7天龄期与28天龄期的抗压强度之比。
⑴自密实混凝土在各龄期的抗压强度随着水胶比降低而增大。
图4中,在28天抗压强度时,水胶比每降低1%,自密实混凝土试件平均升幅2.6%。
原因是在胶凝材料用量相同的条件下,混凝土的强度主要取决于水胶比,低水胶比的混凝土拌合物游离水分少,一方面减小了骨料颗粒间的空隙,另一方面减少了拌合物硬化后留下的气孔或通道,提高了混凝土的密实度,从而提高了混凝土抵抗荷载的有效断面,强度因而显著提高。
⑵随着水胶比的降低,自密实混凝土强度的增大幅度在减少。
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0.450.47
图5水胶比对抗压强度的影响
在图5的7天抗压强度曲线中,水胶比在0.46〜0.42时,自密实混凝土抗压强度平均上升8.03%;
水胶比在0.43到0.42,抗压强度平均上升2.16%。
这主要是当水胶比过小时,用水量减少,混凝土拌合物会干稠,流动度大大降低,水泥不易与水充分水化,水化产物生成量增长速率减缓,混凝土强度增加减缓。
⑶粉煤灰掺量会不同程度地影响混凝土的早期强度。
图6粉煤灰掺量对混凝土强度比的影响
由图6可知,随着粉煤灰掺量的增加,试件的强度比先是缓慢上升,然后大幅度下降。
粉煤灰掺量在0〜0.3内,混凝土强度比在0.8以上;
当超过0.3时,随着掺量增加1%,混凝土强度比平均下降幅度为1.19%。
粉煤灰掺量过大的混凝土早期强度较低的原因是粉煤灰活性较低,水泥水化反应生成的Ca(OH)2与粉煤灰中的SiO2、AI2O3等发生二次水化生成了水化硅酸钙和水化铝酸钙,水化产物填充颗粒间空隙,但粉煤灰水化反应速率很低,研究表明掺粉煤灰的混凝土在180天时约有20%粉煤灰参与二次水化反应,混凝土强度增长速率极为缓慢,导致粉煤灰掺量较高的试件早期强度均较低的现象。
4结语
根据以上研究生创新试验,得到水胶比对自密实混凝土强度和粉煤灰掺量对自密实混凝土早期强度影响如下:
⑴根据设计强度35〜45MPa,配合比选用普通混凝土的水胶比为0.49,自密实混凝土水胶比为0.43,粉煤灰比例为0.46;
⑵随着水胶比降低,自密实混凝土抗压强度增大,但增大的幅度在减少;
当掺量低于
⑶粉煤灰添加会不同程度地影响混凝土的早期强度,
30%,对早期强度影响不明显。
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- 密实 混凝土 配合 试验 设计 实践