C60免振自密实混凝土耐久性及长期性能研究

何忠义 阮 锋 袁冬春

摘要:广州珠江新城核心区市政交通项目钢管柱混凝土采用C60免振自密实混凝土,通过对C60免振自密实混凝土的力学性能、耐久性能及长期性能的研究,配制出得C60免振自密实混凝土抗渗等级大于S39,28天龄期的氯离子扩散系数为1.35×10-8cm2•s-1,150天龄期的收缩比普通混凝土小27%,150天龄期的徐变比普通混凝土小24%。混凝土施工过程中采用超声波和钻芯取样的检测方法,对混凝土强度和密实度进行检测,均达到设计要求。

关键词:钢管柱;免振自密实;耐久性;收缩;徐变

中图分类号:A841文献标识码:A文章编号:1672-3198(2009)23-0303-02

1C60免振自密实混凝土的配合比

通过大量优化试验,选定的C60免振自密实混凝土配合比如表1。

表1C60免振自密实混凝土的配合比

2C60免振自密实混凝土的性能

2.1C60免振自密实混凝土拌合物工作性能

由表2可知,在试验过程中发现混凝土拌合物不离析、不泌水、流动性能好,能自流平。同时,也测试了拌合物的坍落度经时损失,坍落度经时损失结果见表3。表3的结果说明,所配制的C60免振自密实混凝土拌合物的坍落度经时损失较小。

表2C60免振自密实混凝土拌合物的工作性能

表3C60免振自密实混凝土拌合物坍落度经时损失测试结果

2.2C60免振自密实混凝土力学性能

C60免振混凝土的力学性能按《普通混凝土力学性能试验方法》(GB/TB50081-2002)进行试验。试件成型后放在温度为(20±3)℃,湿度为90%标准室中养护。表4为C60免振自密实混凝土的力学性能。从表中看出C60免振自密实混凝土的力学性能均达到了C60普通混凝土的力学性能指标,且未振捣试件的抗压强度为振捣试件抗压强度的94.4%,两者不是很大。

表4C60免振自密实混凝土力学性能指标

2.3C60免振自密实混凝土耐久性和长期性能

2.3.1C60免振自密实混凝土的抗渗性能

按照国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GBJ82-85)抗渗性能试验中的规定,我们成型了6个试件:顶面Φ175mm,底面Φ185mm,高150mm。抗渗试验从0.1MPa开始,每隔8小时增加0.1MPa水压,直到6个试件中有3个端面渗水,停止试验,并以此计算抗渗标号。我们将水压持续到抗渗仪的最大量程4.0MPa时,6个试件均未有渗漏现象。将做完试验的抗渗试件劈裂后发现,渗水高度只有20mm,试件渗透性很低,混凝土抗渗性能好,抗渗等级大于S39。

2.3.2氯离子扩散系数试验

由于免振自密实高性能混凝土是按耐久性设计,故成型了混凝土氯离子扩散系数试件,通过测定氯离子在混凝土中的扩散系数,来反映混凝土抗氯离子渗透的能力。28天龄期时,混凝土的氯离子扩散系数为1.35×10-8cm2•s-1,说明该混凝土抵抗氯离子渗透能力强。

2.3.3C60免振自密实混凝土收缩徐变性能

C60免振自密实混凝土的收缩徐变按《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GBJ82-85)进行试验。收缩试件采用100mm×100mm×515mm的棱柱体标准试件。徐变试件采用100mm×100mm×400mm的棱柱体试件。为了比较,同时成型了C60普通混凝土收缩徐变试件。试件成型后,放入标准养护室养护至28天龄期,然后移入收缩徐变试验室进行试验。收缩徐变测量结果见表5。

图1C60免振自密实混凝土与C60

普通混凝土徐变值随龄期的变化曲线

图1为C60免振自密实混凝土与C60普通混凝土徐变值随龄期变化的比较。从表5和图1中可能看出,C60免振自密实混凝土的早期徐变值大于普通混凝土。而150天龄期的徐变值比普通混凝土小23%。

表5C60免振自密实混凝土和普通混凝土徐变值比较

3C60免振自密实混凝土的密实性检验

3.1超声法检查密实性

为了验证该混凝土浇筑的密实性,根据《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS21:2001),对施工现场浇注的钢管柱进行了超声无损检测,检测使用的仪器设备为武汉岩海公司生产的RS-ST01D(P)智能数字声波检测仪(出厂编号为CS200701147)和Ф32mm、40kHz双孔式径向换能器。柱身结构质量完整性检测结果如表6。

表6C60钢管混凝土柱超声法检测结果

按规范JGJ106-2003规定的方法,计算统计出声速临界值,由表可以看出,所有的16根钢管柱平均声速大于其声速临界值。因此,可以判定混凝土内部无不密实区和空洞。且发现超声波在混凝土内部的传播波幅比较均匀,只有GGZ1-11、GGZ1-11波幅标准差偏大,根据PSD深度曲线发现异常值出现在柱底附近,可能是由于浇注时柱底有杂物没有清理,导致本工程Ⅰ类柱14根,占所测柱数的87.5%,Ⅱ类柱2根,占所测柱数的12.5%。因此该混凝土密实性均匀,浇筑效果较好。

3.2芯样外观

从五个钢管柱中钻取了五个整体芯样。芯样表面骨料分布均匀,各粒级排列紧密,芯样光滑无气孔,说明实际浇注钢管柱内部混凝土是均匀密实的。

3.3混凝土强度

为了验证该混凝土的强度,对钢管柱混凝土进行了钻孔取芯并对芯样进行强度测定。按照《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS03:88)的规定,从五个钢管柱中钻取了五个芯样,对每个芯样各个段五处进行强度测定。测得芯样的混凝土强度如表7所示。混凝土的强度推定值为66.6Mpa。从钻芯法测得的结果可以看出,该混凝土达到C60普通混凝土强度要求。

表7C60钢管混凝土柱超声法检测结果

4结论

(1)通过对给定材料优化设计所配制的C60免振自密实混凝土拌合物的工作性能优越,和易性好,坍落度经时损失较小,依靠混凝土自重均匀密实地填充了整个钢管柱。

(2)所配制的C60免振自密实混凝土达到普通混凝土的力学性能,未振捣试件的抗压强度为振捣试件抗压强度的94.4%。

(3)所配制的C60免振自密实混凝土具有优良的耐久性,抗渗等级大于S39,28天氯离子扩散系数为1.35×10-8cm2•s-1。

(4)所配制的C60免振自密实混凝土150天龄期的收缩值比普通混凝土小28%、徐变比普通混凝土小23%。

参考文献

[1]@杨玉红,李悦,郭奇.自密实混凝土的工程应用及经济性分析[J]. 新型建筑材料,2006,(12):10-13.

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