混凝土沸水法养护推定28d标养强度试验探讨
摘要:目前混凝土强度评价主要以28d标准养护强度作为依据,但其弊端在于耗费时间较长,且受成型、养护环境波动影响较大,对混凝土配合比调整的指导具有滞后性。笔者在大量试验的基础上,探讨使用沸水法推定混凝土28d标准养护强度,以指导配合比调整的可行性。
关键词:沸水法;强度;探讨
Discussion of Test for the Boiling Water Method Curing of Concrete Conclude the 28-day Standard Curing Strength
HAN yu, XIU Xiao-ming, YIN Yan-chun, JIANG Xing-yan, LIU Hong jiang
China Construction Ready Mixed Concrete Shen Yang Co.Ltd, Shenyang, 110000
Abstract:The concrete strength evaluation mainly 28 d standard curing strength as the basis, but its drawback is the cost for a long time, and greatly influenced by molding and curing environmental variation, the concrete mix proportion adjustment with the guidance of hysteresis. The author on the basis of a large number of trials, use boiling water law presumption of 28 d concrete standard curing strength, to guide the feasibility of the mixing ratio adjustment.
Keywords:Boiling water method; Strength; Discuss
1 引言
强度作为普通混凝土最重要的指标,对混凝土生产企业的配合比制定具有很高的指导意义。但如粉料品种更换、骨料质量波动、外加剂种类变化等生产过程中常见现象,都会给混凝土强度带来波动。如以28d标养强度为依据调整混凝土配合比,具有严重的滞后性。而目前有通过3d、7d强度推断28d标养强度,作为调整配比依据的方式,周期长且不科学,如使用早期强度高的水泥则会造成误判。混凝土配合比的调整不准确,一方面造成无谓的资源浪费,另一方面会严重影响工程质量。
为解决以上问题,利用大量的试验数据分析及现场使用经验,我们开展使用沸水法养护推定28d混凝土标准养护强度试验方法研究。
2 试验
2.1原材料
2.1.1水泥与矿物掺合料
试验所用的水泥(C)为亚泰P.O 42.5水泥,粉煤灰为沈阳热电厂Ⅱ级粉煤灰,矿粉(SL)为沈阳金石盾S95级矿粉,其性能指标见表1-表3。
表1 水泥的性能指标
密度(g/cm3) |
比表面积(m2/kg) |
标稠(%) |
凝结时间(min) |
R3(MPa) |
R28(MPa) |
|
初凝 |
终凝 |
|||||
3.1 |
360 |
28.0 |
210 |
280 |
5.4/28.0 |
8.5/55.2 |
表2粉煤灰的性能指标
细度(%) |
需水量比(%) |
烧失量(%) |
28d活性指数(%) |
17.5 |
95 |
2.3 |
79 |
表3 矿粉的性能指标
密度(g/cm3) |
比表面积(m2/kg) |
流动度比(%) |
7d活性指数(%) |
28d活性指数(%) |
2.87 |
370 |
95 |
75 |
98 |
2.1.2粗细集料
细集料和粗集料的指标参数分别见表4-表5
表4 中砂性能指标
集料 品种 |
产地 |
细度模数 |
泥块含量(%) |
含泥量(%) |
堆积密度(kg/m3) |
表观密度(kg/m3) |
||||||
中砂 |
辽阳 |
2.8 |
0.5 |
4.0 |
1480 |
2440 |
表5 碎石性能指标
集料品种 |
产地 |
粒径(mm) |
泥块含量(%) |
含泥量(%) |
压碎指标(%) |
针片状含量(%) |
堆积密度(kg/m3) |
表观密度(kg/m3) |
碎石 |
沈阳 |
5-25 |
0.5 |
1.0 |
7.0 |
4.0 |
1470 |
2780 |
2.1.3外加剂
减水剂选用辽宁科隆聚羧酸减水剂,固含量15%,减水率20%。
2.2试验方法
2.2.1 配合比设计
配合比按照《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011进行设计,考虑到目前施工多为泵送要求,坍落度控制在200±30mm。水灰比选取0.28~0.62之间进行试验。
2.2.2 沸水法试验
按照《早期推定混凝土强度试验方法标准》(JGJ/T15-2008)中,沸水法方法进行混凝土试件的养护、脱模、及快测;每一组配合比同时留取一组试件进行28d标准养护。
2.2.3混凝土抗压强度测试
混凝土强度试验按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2002)进行。
3 结果与讨论
试验数据如表6
根据大量试验,通过对比沸水法养护强度与28d标准养护强度数据对比,建立两者线性关系式。
根据线性曲线,建立公式为y=1.350x-0.519 R2=0.979
表6 不同水灰比沸水法与28d标养强度对应数据
编号 |
水灰比 |
沸水法强度(MPa) |
标养28d强度(MPa) |
比值% |
编号 |
水灰比 |
沸水法强度(MPa) |
标养28d强度(MPa) |
比值% |
1 |
0.28 |
57.4 |
75.8 |
76% |
41 |
0.46 |
34.6 |
43.7 |
79% |
2 |
0.28 |
54.0 |
75.5 |
72% |
42 |
0.46 |
29.6 |
39.3 |
75% |
3 |
0.28 |
55.0 |
75.4 |
73% |
43 |
0.46 |
33.4 |
43.2 |
77% |
4 |
0.31 |
45.0 |
66.2 |
68% |
44 |
0.47 |
29.4 |
40.4 |
73% |
5 |
0.31 |
44.1 |
61.4 |
72% |
45 |
0.47 |
28.8 |
41.0 |
70% |
6 |
0.32 |
58.9 |
76.5 |
77% |
46 |
0.47 |
30.4 |
41.9 |
72% |
7 |
0.32 |
45.9 |
61.8 |
74% |
47 |
0.47 |
30.0 |
42.1 |
71% |
8 |
0.32 |
45.0 |
63.3 |
71% |
48 |
0.47 |
32.9 |
42.3 |
78% |
9 |
0.33 |
45.3 |
59.2 |
77% |
49 |
0.48 |
31.7 |
40.9 |
78% |
10 |
0.33 |
51.7 |
67.7 |
76% |
50 |
0.48 |
26.8 |
33.5 |
80% |
11 |
0.34 |
46.5 |
59.2 |
79% |
51 |
0.48 |
30.1 |
41.9 |
72% |
12 |
0.35 |
44.4 |
61.9 |
72% |
52 |
0.49 |
26.5 |
34.9 |
76% |
13 |
0.35 |
41.5 |
56.4 |
74% |
53 |
0.49 |
25.6 |
33.7 |
76% |
14 |
0.37 |
39.1 |
56.4 |
69% |
54 |
0.49 |
25.7 |
34.5 |
74% |
15 |
0.37 |
40.1 |
53.4 |
75% |
55 |
0.49 |
24.3 |
32.4 |
75% |
16 |
0.38 |
40.7 |
52.0 |
78% |
56 |
0.49 |
28.1 |
37.8 |
74% |
17 |
0.38 |
39.6 |
52.2 |
76% |
57 |
0.50 |
28.9 |
35.6 |
81% |
18 |
0.39 |
38.9 |
53.0 |
73% |
58 |
0.50 |
26.4 |
34.8 |
76% |
19 |
0.39 |
29.8 |
41.5 |
72% |
59 |
0.50 |
24.9 |
35.7 |
70% |
20 |
0.39 |
37.8 |
47.6 |
79% |
60 |
0.51 |
18.6 |
25.9 |
72% |
21 |
0.40 |
32.9 |
41.4 |
79% |
61 |
0.52 |
25.5 |
35.0 |
73% |
22 |
0.40 |
35.9 |
46.4 |
77% |
62 |
0.52 |
22.6 |
30.5 |
74% |
23 |
0.40 |
32.9 |
43.7 |
75% |
63 |
0.52 |
22.9 |
31.6 |
73% |
24 |
0.40 |
33.8 |
44.7 |
76% |
64 |
0.52 |
24.4 |
33.1 |
74% |
25 |
0.40 |
34.9 |
45.0 |
77% |
65 |
0.53 |
18.6 |
25.2 |
74% |
26 |
0.41 |
30.5 |
41.7 |
73% |
66 |
0.53 |
20.1 |
26.3 |
76% |
27 |
0.41 |
34.8 |
47.9 |
73% |
67 |
0.53 |
23.3 |
29.9 |
78% |
28 |
0.41 |
31.2 |
39.5 |
79% |
68 |
0.53 |
21.2 |
28.0 |
76% |
29 |
0.41 |
31.0 |
39.6 |
78% |
69 |
0.54 |
28.6 |
38.6 |
74% |
30 |
0.41 |
27.6 |
36.3 |
76% |
70 |
0.55 |
24.3 |
29.4 |
83% |
31 |
0.41 |
32.7 |
43.6 |
75% |
71 |
0.55 |
29.2 |
37.8 |
77% |
32 |
0.42 |
27.5 |
37.1 |
74% |
72 |
0.56 |
17.4 |
25.4 |
69% |
33 |
0.42 |
27.9 |
39.7 |
70% |
73 |
0.56 |
30.4 |
36.5 |
83% |
34 |
0.43 |
32.0 |
40.0 |
80% |
74 |
0.57 |
21.2 |
28.2 |
75% |
35 |
0.43 |
27.2 |
35.4 |
77% |
75 |
0.57 |
22.6 |
30.6 |
74% |
36 |
0.44 |
35.0 |
46.9 |
75% |
76 |
0.57 |
27.6 |
35.7 |
77% |
37 |
0.44 |
30.0 |
43.0 |
70% |
77 |
0.58 |
25.0 |
31.3 |
80% |
38 |
0.45 |
31.5 |
40.5 |
78% |
78 |
0.59 |
21.4 |
26.6 |
80% |
39 |
0.45 |
34.4 |
47.3 |
73% |
79 |
0.61 |
17.1 |
25.4 |
67% |
40 |
0.46 |
31.0 |
40.5 |
76% |
80 |
0.62 |
16.9 |
20.7 |
81% |
表7沸水法与28d标养强度关系曲线
沸水法养护采用HJ-84型混凝土加速养护箱进行试验,养护前需保证试件成型的环境温度在20±5℃内,脱模时间控制在24h±15min内进行。沸水养护应待水温达到98℃以上时,再讲试件放入沸水中,并保证整个养护过程中,水温保持恒定。
混凝土中的水泥在沸水中加速水化,在4h±5min内可达到28d标养强度的70%~80%,且随水灰比增大,占比逐步增高。因此推断利用沸水法推断混凝土强度以调整配合比是科学有效的。相比标准养护的超长周期,沸水法加速试验周期仅为29h±15min,有效避免了标养试验的滞后性,且根据试验数据观测,具有良好的稳定性。
但推断出的公式仅限于本次试验所用原材料,对比其他不同种类原材料试验没有做深入研究。配合比方面,在设计阶段,粉煤灰、矿粉两种掺合料的比例固定为15%与20%,对于胶凝材料体系不同或掺合料比例不相同的情况,本次推断公式同样不适用。建议不同试验室可按照自身配合比设计体系,自行参照建立线性关系式。最重要的先期因素为成型、脱模前的环境温度与沸水法试验的时间保持一致。
沸水法养护过程也有一些特殊情况需注意。如:受外加剂或特殊项目影响,脱模时间无法控制在24h以内,则可适当延长脱模时间,但要保证实验周期时间一致,或可采用带模养护。
4 结论
(1)不同水灰比的混凝土,在原材料不变,且胶凝体系中掺合料比例一定的情况下,沸水法养护与28d标准养护强度具有一定的线性关系,可做为推测混凝土配合比强度的依据;
(2)不同试验室可根据原材料及配合比情况,建立相应28d标养强度快测曲线。
参考文献
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[2]杨文,利用8h水泥标号快测技术控制现场混凝土质量,山西建筑,2003年3月 第29卷第三期
[3]胡企才;_混凝土早期加热促硬快速推定28天强度试验方法的评述
[4]潘敏豪;新拌混凝土快测技术的综合应用
作者简介:韩宇(1988-),男,学士,中建商品混凝土沈阳有限公司。研究方向:高性能混凝土。
通讯地址:沈阳市苏家屯区前谟家堡城大街42-1号(110100)
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