混凝土后期強(qiáng)度評(píng)定的研究及應(yīng)用

1、? 2008 ? NO. 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 粉 煤 灰 綜 合 利 用 FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?工 程 應(yīng) 用混凝土后期強(qiáng)度評(píng)定的研究及應(yīng)用Study and Application on Evaluation for later Age Strength of Concrete聶法智, 王天柱, 李麗霞( 北京通惠綠洲混

2、凝土有限公司, 北京 100022)? ? 摘? 要: 針對(duì)混凝土后期強(qiáng)度評(píng)定的要求, 對(duì)摻加礦物摻合料的水泥膠砂強(qiáng)度、 混凝土強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律進(jìn)行技術(shù)論證試驗(yàn), 并成功應(yīng)用于北京世紀(jì)財(cái)富中心工程超大尺寸基礎(chǔ)底板混凝土和超長(zhǎng)結(jié)構(gòu) C60 高強(qiáng)混凝土的澆筑施工。關(guān)鍵詞: 礦物摻合料; 混凝土; 后期強(qiáng)度中圖分類號(hào): TU528 ? 2 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B? ? ? 文章編號(hào): 1005- 8249( 2008) 01- 0040-

3、03收稿日期: 2007- 07- 03? ? 隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展, 建設(shè)規(guī)模日趨宏大,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用更為廣泛, 結(jié)構(gòu)形式更趨復(fù)雜多樣, 混凝土施工工藝發(fā)生了巨大變化, 從預(yù)制走向現(xiàn)澆, 超靜定和超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)越來越多, 混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度普遍提高, 混凝土向高強(qiáng)化發(fā)展的趨勢(shì)俞加明顯, 混凝土高強(qiáng)化的發(fā)展, 只是混凝土的抗壓強(qiáng)度大幅度增加, 早期強(qiáng)度增長(zhǎng)過快, 但是混凝土的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸卻提高較少, 同時(shí)收縮變形和水化熱顯著增加,

4、必然導(dǎo)致混凝土裂縫控制的難度大大增加。粉煤灰、 礦粉作為礦物摻合料已廣泛應(yīng)用到水泥混凝土中, 用于改善水泥基材的化學(xué)組成、 提高混凝土的流變及硬化性能。隨著混凝土技術(shù)的快速發(fā)展和人們思維觀念的更新,礦物摻合料已經(jīng)不再簡(jiǎn)單地作為水泥替代物使用, 而是作為高性能混凝土不可或缺的主要成分之一, 發(fā)揮越來越重要的作用。其重要作用之一就是降低過快增長(zhǎng)的混凝土早期強(qiáng)度, 顯著提高其后期強(qiáng)度?；趪?guó)家可持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略, 混凝土結(jié)構(gòu)本身的質(zhì)量要

5、求和礦物摻合料的優(yōu)良性能, 混凝土結(jié)構(gòu)后期強(qiáng)度評(píng)定的要求越來越強(qiáng)烈, 越來越現(xiàn)實(shí)。1 ? 礦物摻合料對(duì)水泥膠砂強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律的影響為了檢測(cè)礦物摻合料對(duì)水泥膠砂強(qiáng)度的影響, 本試驗(yàn)分別采用拉法基 P. O32. 5 水泥和冀東P. O42. 5水泥, 進(jìn)行純水泥膠砂體系、 水泥+ 粉煤灰膠砂體系、水泥+ 礦粉膠砂體系、 水泥+ 粉煤灰+ 礦粉膠砂體系的水泥膠砂強(qiáng)度測(cè)試, 測(cè)試齡期分別為 3d、 28d、 60d、90d、 120d。膠砂配合

6、比及強(qiáng)度結(jié)果見表 1, 圖 1、 圖 2。表 1? 膠砂配合比及強(qiáng)度結(jié)果膠砂 體系 編號(hào) 拉法基 P. O32. 5 水泥1 2 3 4冀東 P. O42. 5 水泥5 6 7 8膠砂 配合 比 / g水泥 450 350 350 250 450 350 350 250粉煤灰 - 100 - 100 - 100 - 100礦粉 - - 100 100 - - 100 100標(biāo)準(zhǔn)砂 1350 1350 1350 1350 1350 135

7、0 1350 1350水 225 225 225 225 225 225 225 225強(qiáng)度 / M Pa3d 抗折 5. 4 4. 2 5. 5 4. 0 6. 6 5. 4 6. 1 4. 5抗壓 28. 1 23. 8 26. 4 17. 4 32. 1 24. 7 29. 7 20. 528d 抗折 8. 7 8. 5 10. 2 9. 4 8. 9 8. 7 9. 1 8. 5抗壓 52. 0 51. 3 54. 1 45.

8、8 56. 0 51. 6 63. 6 55. 660d 抗折 9. 0 9. 0 10. 6 9. 6 9. 1 9. 4 9. 3 9. 2抗壓 56. 6 58. 1 65. 0 54. 9 61. 2 64. 8 65. 0 58. 690d 抗折 9. 1 9. 6 11. 1 9. 8 9. 3 9. 7 9. 4 9. 9抗壓 60. 0 62. 5 69. 2 59. 8 66. 4 68. 3 70. 7 65. 31

9、20d抗折 9. 2 9. 9 11. 5 10. 5 9. 3 10. 1 10. 1 10. 2抗壓 62. 4 66. 4 70. 7 66. 0 67. 5 74. 8 76. 5 74. 6圖 1? 礦物摻合料對(duì) P. O32. 5水泥膠砂強(qiáng)度隨齡期變化曲線圖? 40 ?? 2008 ? NO. 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 粉 煤 灰 綜 合 利 用 FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATIO

10、N ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?工 程 應(yīng) 用以后表現(xiàn)得更為明顯, 摻加礦物摻合料后90d、 120d 強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度明顯高于純水泥混凝土, 尤其是雙摻體系混凝土 120d 強(qiáng)度較 90d 強(qiáng)度還有明顯的增長(zhǎng)。3 ? 工程應(yīng)用( 1) 北京世紀(jì)財(cái)富中心工程位于北京市中央商務(wù)區(qū)( CBD) 核心區(qū), 東臨關(guān)東店南街, 南臨光華路, 由兩棟寫字樓和一座裙房組成, 總建筑面積約 14. 2 萬 m 2。該工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為天然

11、地基上的平板筏基, 平面尺寸為東西長(zhǎng) 116. 75m, 南北長(zhǎng) 88. 4m, 最大埋深- 21m,基礎(chǔ)底板設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí) C40, 抗?jié)B等級(jí) P10, 其中, 主樓 B 座底板平面尺寸 75m 40m, 厚度 3m, 機(jī)坑厚度6m, 混凝土方量超過12 000m 3, 為超大尺寸的大體積混凝土, 澆筑日期為 2004 年 8 月中旬, 日最高氣溫達(dá)35 ! 。根據(jù)規(guī)范要求, 大體積混凝土對(duì)于較長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)每隔 30m~ 50m 可設(shè)置一

12、條“后澆帶“, 由于工期及結(jié)構(gòu)整體性要求, 參與建設(shè)的各方都希望不留置后澆帶、施工縫, 同時(shí)出于施工的考慮, 不設(shè)置膨脹混凝土加強(qiáng)帶, 基礎(chǔ)底板混凝土采用一次連續(xù)澆筑成型的施工方案, 對(duì)此, 超大尺寸基礎(chǔ)底板混凝土的裂縫控制成為工程質(zhì)量的關(guān)鍵。為了最大限度地降低水化熱, 拉法基P. O32. 5 水泥單方用量為 235kg, 突破了地下防水規(guī)范不小于 280kg/ m 3 的規(guī)定, 同時(shí)不摻加 UEA 混凝土膨脹劑, 對(duì)此施工各方要求對(duì)

13、混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律及混凝土的抗?jié)B性能進(jìn)行試驗(yàn)。我們采用礦物摻合料雙摻體系進(jìn)行專項(xiàng)試配, 試配結(jié)果見表 3。從表 3中可以看出: 混凝土后期強(qiáng)度增長(zhǎng)明顯, 90d 強(qiáng)度是28d 強(qiáng)度的 130%, 混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。在設(shè)計(jì)認(rèn)可的情況下, 施工各方?jīng)Q定采用90d 強(qiáng)度評(píng)定。表 3 ? C40 混凝土強(qiáng)度及抗?jié)B性能試驗(yàn)水膠 比/ % 膠材 體系 砂率 / % 用水量 / kg/ m3 強(qiáng)度/ MPa3d 7d 28d 6

14、0d 90d抗?jié)B 90d0. 40 雙摻 40 16014. 235% *26. 666%40. 9102%48. 2120%52. 6132% > 16? ? 注: * 表示各齡期達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 C40 的百分率( 2) 北京世紀(jì)財(cái)富中心工程地下負(fù) 4 層至地上 26層核心筒墻體, 均為 C60 高強(qiáng)泵送混凝土, 最大澆筑長(zhǎng)度為 42m; 如何避免超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)高強(qiáng)混凝土出現(xiàn)有害裂縫, 已成為確保工程質(zhì)量的關(guān)鍵。同樣為了最大限度地降低水

15、化熱, 冀東 P. O42. 5 水泥單方用量為380kg, 對(duì)此進(jìn)行混凝土強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律及混凝土的抗?jié)B性能試驗(yàn), 專項(xiàng)試配結(jié)果見表 4。從表 4 中可以看出: 混凝土后期強(qiáng)度穩(wěn)定增長(zhǎng), 混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。在設(shè)計(jì)認(rèn)可的情況下, 施工各方?jīng)Q定采用 60d 強(qiáng)度評(píng)定。表 4 ? C60 混凝土強(qiáng)度及抗?jié)B性能試驗(yàn)水膠 比/ % 膠材 體系 砂率 / % 用水量 / kg/ m3 強(qiáng)度/ MPa3d 7d 28d 60d 90d

16、抗?jié)B 90d0. 32 粉煤灰 單摻 38 160 37. 2 62% * 59. 6 99% 75. 8 126% 80. 5 134% 83. 7 140% > 16? ? 注: * 表示各齡期達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 C60 的百分率( 3) 通過對(duì)礦物摻合料混凝土進(jìn)行一系列的技術(shù)論證試驗(yàn), 在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用后期強(qiáng)度評(píng)定, 同時(shí)經(jīng)過參建各方的精心施工, 北京世紀(jì)財(cái)富中心工程超大尺寸基礎(chǔ)底板混凝土一次整體連續(xù)澆筑成功, 超長(zhǎng)結(jié)構(gòu) C60

17、 高強(qiáng)混凝土已澆筑完畢, 混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求, 經(jīng)過一年多的觀察, 沒有出現(xiàn)任何有害裂縫, 達(dá)到了預(yù)期的效果, 業(yè)主、 設(shè)計(jì)、 監(jiān)理和施工方都非常滿意, 有關(guān)專家給予高度評(píng)價(jià)。4 ? 結(jié)語( 1) 膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明, 摻加礦物摻合料的膠材體系早期和后期膠砂強(qiáng)度均表現(xiàn)出比純水泥膠砂體系無可比擬的優(yōu)越性, 這一結(jié)論基本上可以消除人們對(duì)大摻量礦物摻合料在強(qiáng)度使用方面的疑慮。( 2) 混凝土強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律試驗(yàn)結(jié)果表明, 摻加

18、礦物摻合料后混凝土后期強(qiáng)度與 28d 相比增長(zhǎng)顯著, 所以礦物摻合料混凝土特別適用于后期強(qiáng)度評(píng)定的混凝土結(jié)構(gòu)施工。( 3) 混凝土后期強(qiáng)度評(píng)定在北京世紀(jì)財(cái)富中心工程超大尺寸基礎(chǔ)底板和超長(zhǎng)結(jié)構(gòu) C60 高強(qiáng)混凝土的施工中均取得明顯的效果, 對(duì)類似工程結(jié)構(gòu)具有一定的借鑒作用。( 4) 實(shí)踐證明, 在不使用任何特殊材料的情況下, 混凝土后期強(qiáng)度評(píng)定不僅保證了工程質(zhì)量, 同時(shí)節(jié)約了成本, 取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。( 5) 在當(dāng)前發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì), 加