混凝土后期強度評定的研究及應用

1、? 2008 ? NO. 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 粉 煤 灰 綜 合 利 用 FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?工 程 應 用混凝土后期強度評定的研究及應用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: 針對混凝土后期強度評定的要求, 對摻加礦物摻合料的水泥膠砂強度、 混凝土強度發(fā)展規(guī)律進行技術論證試驗, 并成功應用于北京世紀財富中心工程超大尺寸基礎底板混凝土和超長結構 C60 高強混凝土的澆筑施工。關鍵詞: 礦物摻合料; 混凝土; 后期強度中圖分類號: TU528 ? 2 ? ? ? 文獻標識碼: B? ? ? 文章編號: 1005- 8249( 2008) 01- 0040-

3、03收稿日期: 2007- 07- 03? ? 隨著我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展, 建設規(guī)模日趨宏大,鋼筋混凝土結構應用更為廣泛, 結構形式更趨復雜多樣, 混凝土施工工藝發(fā)生了巨大變化, 從預制走向現(xiàn)澆, 超靜定和超長結構越來越多, 混凝土設計強度普遍提高, 混凝土向高強化發(fā)展的趨勢俞加明顯, 混凝土高強化的發(fā)展, 只是混凝土的抗壓強度大幅度增加, 早期強度增長過快, 但是混凝土的抗拉強度和極限拉伸卻提高較少, 同時收縮變形和水化熱顯著增加,

4、必然導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用到水泥混凝土中, 用于改善水泥基材的化學組成、 提高混凝土的流變及硬化性能。隨著混凝土技術的快速發(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的混凝土早期強度, 顯著提高其后期強度?；趪铱沙掷m(xù)穩(wěn)定增長的發(fā)展戰(zhàn)略, 混凝土結構本身的質(zhì)量要

5、求和礦物摻合料的優(yōu)良性能, 混凝土結構后期強度評定的要求越來越強烈, 越來越現(xiàn)實。1 ? 礦物摻合料對水泥膠砂強度發(fā)展規(guī)律的影響為了檢測礦物摻合料對水泥膠砂強度的影響, 本試驗分別采用拉法基 P. O32. 5 水泥和冀東P. O42. 5水泥, 進行純水泥膠砂體系、 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度測試, 測試齡期分別為 3d、 28d、 60d、90d、 120d。膠砂配合

6、比及強度結果見表 1, 圖 1、 圖 2。表 1? 膠砂配合比及強度結果膠砂 體系 編號 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標準砂 1350 1350 1350 1350 1350 135

7、0 1350 1350水 225 225 225 225 225 225 225 225強度 / 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 P. O32. 5水泥膠砂強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 用以后表現(xiàn)得更為明顯, 摻加礦物摻合料后90d、 120d 強度增長幅度明顯高于純水泥混凝土, 尤其是雙摻體系混凝土 120d 強度較 90d 強度還有明顯的增長。3 ? 工程應用( 1) 北京世紀財富中心工程位于北京市中央商務區(qū)( CBD) 核心區(qū), 東臨關東店南街, 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。該工程基礎設計為天然

11、地基上的平板筏基, 平面尺寸為東西長 116. 75m, 南北長 88. 4m, 最大埋深- 21m,基礎底板設計強度等級 C40, 抗?jié)B等級 P10, 其中, 主樓 B 座底板平面尺寸 75m 40m, 厚度 3m, 機坑厚度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35 ! 。根據(jù)規(guī)范要求, 大體積混凝土對于較長的結構每隔 30m~ 50m 可設置一

12、條“后澆帶“, 由于工期及結構整體性要求, 參與建設的各方都希望不留置后澆帶、施工縫, 同時出于施工的考慮, 不設置膨脹混凝土加強帶, 基礎底板混凝土采用一次連續(xù)澆筑成型的施工方案, 對此, 超大尺寸基礎底板混凝土的裂縫控制成為工程質(zhì)量的關鍵。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, 同時不摻加 UEA 混凝土膨脹劑, 對此施工各方要求對

13、混凝土后期強度發(fā)展規(guī)律及混凝土的抗?jié)B性能進行試驗。我們采用礦物摻合料雙摻體系進行專項試配, 試配結果見表 3。從表 3中可以看出: 混凝土后期強度增長明顯, 90d 強度是28d 強度的 130%, 混凝土強度和抗?jié)B指標均滿足設計要求。在設計認可的情況下, 施工各方?jīng)Q定采用90d 強度評定。表 3 ? C40 混凝土強度及抗?jié)B性能試驗水膠 比/ % 膠材 體系 砂率 / % 用水量 / kg/ m3 強度/ 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: * 表示各齡期達到設計強度 C40 的百分率( 2) 北京世紀財富中心工程地下負 4 層至地上 26層核心筒墻體, 均為 C60 高強泵送混凝土, 最大澆筑長度為 42m; 如何避免超長結構高強混凝土出現(xiàn)有害裂縫, 已成為確保工程質(zhì)量的關鍵。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, 對此進行混凝土強度發(fā)展規(guī)律及混凝土的抗?jié)B性能試驗, 專項試配結果見表 4。從表 4 中可以看出: 混凝土后期強度穩(wěn)定增長, 混凝土強度和抗?jié)B指標均滿足設計要求。在設計認可的情況下, 施工各方?jīng)Q定采用 60d 強度評定。表 4 ? C60 混凝土強度及抗?jié)B性能試驗水膠 比/ % 膠材 體系 砂率 / % 用水量 / kg/ m3 強度/ 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: * 表示各齡期達到設計強度 C60 的百分率( 3) 通過對礦物摻合料混凝土進行一系列的技術論證試驗, 在試驗的基礎上采用后期強度評定, 同時經(jīng)過參建各方的精心施工, 北京世紀財富中心工程超大尺寸基礎底板混凝土一次整體連續(xù)澆筑成功, 超長結構 C60

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

18、礦物摻合料后混凝土后期強度與 28d 相比增長顯著, 所以礦物摻合料混凝土特別適用于后期強度評定的混凝土結構施工。( 3) 混凝土后期強度評定在北京世紀財富中心工程超大尺寸基礎底板和超長結構 C60 高強混凝土的施工中均取得明顯的效果, 對類似工程結構具有一定的借鑒作用。( 4) 實踐證明, 在不使用任何特殊材料的情況下, 混凝土后期強度評定不僅保證了工程質(zhì)量, 同時節(jié)約了成本, 取得了顯著的經(jīng)濟效益。( 5) 在當前發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟, 加