结构加固用干混自密实混凝土的制备与强度试验.pdf

陈皓，等：结构加固用干混自密实混凝土的制备与强度试验混凝土工程中图分类号：TQ172.6结构加固用干混自密实混凝土的制备与强度试验文献标志码：B文章编号：10 0 7-0 3 8 9(2 0 2 3)0 4-9 1-0 4【D0110.13697/ki.32-1449/tu.2023.04.030陈皓,吴霞”,李汉钦（1.江西省建材产品质量监督检验站有限公司，江西南昌3 3 0 0 0 1;2.南昌工学院，江西南昌3 3 0 10 8）摘要：本文选取不同的水料比和粗骨料含量，制定了8 种制备干混自密实混凝土的配比方案。根据不同方案制备的干混自密实混凝土拌合物的落扩展度、Tsoo扩展时间，选取满足自密实混凝土工作性能的配比进行抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和钢筋握裹强度试验。试验结果表明，当水料比取1.3，粗骨料含量取3 0%和3 5%时，制备的干混自密实混凝土同时具备良好的工作性能和力学性能，可应用于结构加固。关键词：结构加固；干混自密实混凝土；强度；工作性能Preparation and strength test of dry-mixed self-compacting concrete for structural reinforcement Chen Hao,Wu Xia,Li Hanqin(1.Jiangxi Building Materials Product Quality Supervision&Test Station Co.,Ltd.Nanchang,Ji-angxi 330001)Abstract:Eight mixing schemes for preparing Dry-mixed self-compacting concrete were developed by selecting different ratio of waterand material and coarse aggregate content in this paper.According to the slump flow and Tsoo expansion time of the Dry-mixed self-compacting concrete mixture prepared in different schemes,the proportion meeting the working performance of self-compacting con-crete is selected for compressive strength,flexural strength,spliting tensile strength and gripping strength with reinforcement tests.Thetest results show that Dry-mixed self-compacting concrete prepared has good working performance and mechanical properties at thesame time when the ratio of water and material is 1.3,and the coarse aggregate content is 30%or 35%,and can be used for structuralreinforcement.Key words:Structural reinforcement;Dry-mixed self-compacting concrete;strength;working performance工作性能情况,调整水料比与粗骨料含量进行初步1引言试验配比。选取满足工作性能的配比进行抗压强干混自密实混凝土是由基料和粗骨料按一定比例混合成干混料，加人适量水拌合后可直接使用的自密实混凝土。基料主要由水泥、细骨料、外加剂混合而成。相比普通泵送混凝土，干混自密实混凝土可通过袋装运输至施工现场，在小规模施工中具备更大的优势。干混自密实混凝土的高流动性赋予其良好的工作性能可应用于梁柱节点、增大截面加固工程中。目前，国内对干混自密实混凝土进行了相关研究。惠飞,罗梅芳 2 ,何沛祥3 等对干混自密实混凝土进行了基本力学性能试验，指出干混自密实混凝土的基本力学性能明显优于普通混凝土。宗兰4 等研究了干拌自密实混凝土的抗氯离子渗透性能，为评价其耐久性提供了依据。孔德强 5 等提出将干混自密实混凝土应用于梁柱节点的施工技术。夏永清等进行了C35和C40干混自密实混凝土的配合比设计。WangXiushil7以粗骨料含量和含水量为变量，采用正交试验法研究了干混自密实混凝土的工作性能。本文在前期试验研究的基础上，初步设定结构加固用干混自密实混凝土的基础配合比。依据采用基础配合比制备的干混自密实混凝土拌合物的水泥工程2023年第4 期度、抗折强度、劈裂抗拉强度和钢筋握裹强度试验 8-10 。O2原材料与试验方法2.1原材料水泥为四川亚东水泥有限公司生产的洋房P042.5R水泥；硅灰由成都某建材有限公司提供，比表面积2 0 0 0 0 m/kg；膨胀剂由成都某建材有限公司提供，白色粉末状；机制砂,粒径范围0.15 4.7 5 mm；碎石1,粒径范围5 10 mm；碎石2,粒径范围10 20 mm;减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水率25%。2.2试验方法落扩展度和扩展时间试验：依据自密实混凝土应用技术规程（JGJ/T283一2 0 12)测试干混自密实混凝土拌合物的填充性能。抗压强度试验：依据混凝土物理力学性能试验方法标准（GB/T500812019)测试干混自密实混凝土1d、3 d、2 8 d 抗压强度,试件尺寸10 0 mm100 mmx100 mm。抗折强度试验：依据混凝土物理力学性能试-91-混凝土工程陈皓，等：结构加固用干混自密实混凝土的制备与强度试验验方法标准（GB/T50081一2 0 19)测试千混自密实混凝土7 d，2 8 d 抗折强度，试件尺寸10 0 mm100 mmx400mm。劈裂抗拉强度试验：依据混凝土物理力学性能试验方法标准（GB/T500812019)测试干混自密实混凝土7 d,28d劈裂抗拉强度，试件尺寸150 mmx300 mm。钢筋握裹强度试验：依据水工混凝土试验规程（DL/T51502017)测试千混自密实混凝土2 8 d与钢筋握裹强度，钢筋选用20带肋钢筋。3干混自密实混凝土的制备3.1制备干混自密实混凝土基料干混自密实混凝土基料由水泥,硅灰,机制砂，膨胀剂,减水剂按一定配合比配制而成。在前期研究成果中已确定符合要求的配合比。干混自密实混凝土基料配合比见表1。表1干混自密实混凝土基料配合比水泥硅灰746393.2粗骨料级配将原材料中的碎石1(5 mm10 mm）,碎石2(10mm20mm）分别进行筛分，其累计筛余质量百分率见表2。表2 粗骨料累计筛余质量百分率以下筛孔（mm）累计筛余质量百分率/%粗骨料2.36碎石195.82碎石298.82为满足5 mm20mm连续级配要求，将碎石1和碎石2 按质量比1：2 掺配为试验用粗骨料，试验用粗骨料级配曲线见图1。100908070605040302010002468 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28图1记试验用粗骨料级配曲线-92-3.3干混自密实混凝土配合比设计干混自密实混凝土配合比采用基料、粗骨料、水三种材料的用量之比。在前期试验研究的基础上，取水料比（m水：基料+粗骨料）0.14，粗骨料含量（m粗骨料：m基料+1骨科）3 0%，作为干混自密实混凝土的基础配合比。图2 为采用基础配合比制备的干混自密实混凝土拌合物。kg/m3砂膨胀剂减水剂942394.759.5086.602.0498.2087.8738.36一一连续级配上限一连续级配下限一一试验用粗骨料粒径/mm水泥工程2023年第4 期2.7516.019.0003.14图2 基础配合比制备的干混自密实混凝土拌合物采用基础配合比制备的干混自密实混凝土拌合物落扩展度为8 2 3 mm，扩展时间Tso为1.5 s。从现场试验情况可知，混凝土拌合物较稀，有轻微泌水现象，表面存在较多微小气泡，基础配合比的用水量较大。水料比分别取0.13、0.12，粗骨料含量分别取2 5%、3 0%、3 5%4 0%，进行初步试验配比，各26.5配比方案下制备的干混自密实混凝土拌合物的0落扩展度和扩展时间Tso见表3。0表3 各配比方案下的落扩展度和扩展时间Ts00试件水料粗骨料编号比含量/%C10.12C20.12C30.12C40.12C50.13C60.13C70.13C80.13从表3 可知，当水料比取0.12 时，干混自密实混凝土拌合物的落扩展度为5 18 5 4 6 mm，扩展时间为5.8 7.2 s，不满足自密实混凝土拌合物自密实要求。当水料比取0.13 时，干混自密实混凝土拌合物的落扩展度为7 16 7 3 4 mm，扩展时间Tsoo为2.4 3.5s，满足自密实混凝土拌合物自密实要求。随着落扩展度/mm2551830527355464052025722307343571640720扩展时间To/s7.26.55.86.23.52.82.43.0陈皓，等：结构加固用干混自密实混凝土的制备与强度试验混凝土工程水料比的增加，落扩展度呈递增趋势，扩展时间Tsoo呈递减趋势。随着粗骨料含量的增加,落扩展度和扩展时间T50o无明显规律。将水料比为0.13,粗骨料含量分别取2 5%、3 0%、3 5%、4 0%配比制备的干混自密实混凝土进行力学性能试验。4干混自密实混凝土的强度试验4.1抗压强度试验C5C8试件1d、3 d、2 8 d 抗压强度试验结果如表4,图3 所示。表4 C5C8试件抗压强度抗压强度/MPa试件编号1 dC517.2C619.0C718.8C818.265上60555045403530252015100246810 12 14 16 18 20 22 24 26 28图3 C5C8试件1d、3 d、2 8 d 抗压强度从表4 和图3 可以看出，随着粗骨料含量的增加，干混自密实混凝土抗压强度近似呈先增后减的趋势。当混凝土粗骨料含量为3 5%时，抗压强度取得最大值，其1d、3 d 和2 8 d抗压强度值分别为18.8 MPa、4 8.7 MP a 和6 7.0 MPa。4.2抗折强度和劈裂抗拉强度试验C5C8试件7 d、2 8 d 抗压强度试验结果如表5所示。表5 C5C8试件抗折强度与劈裂抗拉强度试件抗折强度/MPa编号7dC56.1C66.8C77.4C87.0(a)抗折破坏图4 抗折与劈裂抗拉破坏破坏形态从表5 可以看出，随着粗骨料含量的增加，干混3d28 d43.561.047.462.348.767.045.661.6-C5-C6-C7-C8龄期/d劈裂抗拉强度/MPa28d7d7.33.09.02.79.23.48.22.5(b）劈裂抗拉破坏自密实混凝土抗折强度近似呈先增后减的趋势。当混凝土粗骨料含量为3 5%时，抗折强度取得最大值，其7 d和2 8 d抗折强度值分别为7.4 MPa和9.2MPa。随着粗骨料含量的增加，干混自密实混凝土劈裂抗拉强度离散性较大，无明显规律。从图4可以看出，发生抗折破坏时其破坏面发生在试件中间位置，破坏断面为平面；发生劈裂抗拉破坏，试件呈脆性破坏，破坏面为靠近中部的平面，破坏后的试件较为完整。4.3钢筋握裹强度试验C5C8试件2 8 d钢筋握裹强度试验结果如图5所示。14121086420从图5 可以看出，随着粗骨料含量的增加，干混自密实混凝土与钢筋握裹强度呈先增后减的趋势。当混凝土粗骨料含量为3 5%时，与钢筋握裹强度取28d得最大值13.7 2 MPa。4.2由图6 可知，试件破坏时主要形式为干混自密3.8实混凝土试件受带肋钢筋挤压发生胀裂丧失握裹4.6能力，带肋钢筋与试件握裹力主要为机械咬合力。3.6水流工程2023年第4 期13.7213.3212.74图5 C5C8试件2 8 d钢筋握裹强度12.18C5C6C7C8-93-混凝土工程陈皓，等：结构加固用干混自密实混凝土的制备与强度试验性能和力学性能,可应用于结构加固。参考文献1惠飞,裔博,李延和.干混自密实混凝土制备及力学性能研究 J.江苏建筑,2 0 12(0 5):9 0-9 3.2罗梅芳.干拌自密实混凝土试验性能研究 .混凝土,2 0 10(05):126-128.3何沛祥,汪秀石.干拌自密实混凝土力学性能研究及其相关性分析 J.合肥工业大学学报(自然科学版),2 0 0 8,3 1(12):2016-2019.4宗兰，曾丽娟，王元纲,等.干拌自密实混凝土抗氯离子渗透性能的试验研究 J.建筑结构,2 0 0 9,3 9(S1):903-906.图6 钢筋握裹强度试验破坏形态综合分析可知，在一定范围内，增加粗骨料含量有利于干混自密实混凝土强度的增长。当水料比取1.3，粗骨料含量取3 0%和3 5%时，制备的干混自密实混凝土同时具备良好的工作性能和力学性能，可应用于结构加固。5结论（1）在一定范围内，干混自密实混凝土的流动性随水料比的增加而增大；(2）在一定范围内,增加粗骨料含量能提升干混自密实混凝土力学性能；（3）当水料比取1.3，粗骨料含量取3 0%和3 5%时，制备的干混自密实混凝土同时具备良好的工作5孔德强,夏永清.干混自密实混凝土运用于PC结构梁柱节点的探究 J.混凝土,2 0 14(11):5 6-5 8.6夏永清,李延和,罗憨.C35、C 4 0 千混自密实混凝土的配合比试验研究 J.混凝土与水泥制品,2 0 14(0 5):16-19.7 Wang Xiu Shi,Wang Jian Guo,He Pei Xiang.An Experimen-tal Study on Workability of Dry-Mixed Self-Compacting Con-creteJ.Advanced Materials Research,2010,168-170.8JGJ/T2832012,自密实混凝土应用技术规程 S.9GB507282011,工程结构加固材料安全性鉴定技术规范 S10GB505502010,建筑结构加固工程施工质量验收规范S,11 陈皓,罗志鹏,戴良,等.建筑结构加固用水泥基灌浆料配合比试验研究 J.江西建材,2 0 2 2(0 5):2 4-2 6.（收稿日期：2 0 2 3-0 3-10)NsNsNeNeNeNeNeNeNeNsNsNsNsoNoNoNoNeNsysNsNsNNoNNNeNsNeNeNeNeNoNoNeNeNeNsNesNoNoNaNeNeNeNeNeNoNNNNsNeNeNeNeNeNeNoNsNsNeNeNeNNeNeNsNeNsNeNoNeNeNs信息欢迎订阅2 0 2 3 年水泥工程杂志1980年创刊，双月15 日出版水泥工程杂志（ISSN1007-0389;CN32-1449/TU）水泥工程杂志是由中国中材国际工程股份有限公司（南京）主办、面向国内外公开发行的水泥专业核心技术期刊。杂志主要设有“设计研究”“生产技术”“工艺装备”、“电气控制”“计量检测”“资源环保”、“工程建设”“混凝土工程”等栏目，进行专业报道水泥行业前瞻性的开发思路、研发成果和科研动态；专业报道各种规模新型干法水泥生产线的设计、建设和生产经验：专业报道水泥行业及配套产业的新工艺、新装备、新控制、新技术的研发和应用。杂志定价：单期2 0 元，全年12 0 元（含邮费）。您可通过邮局订阅（邮发代码：2 8-2 4 0），也可网络订阅，或电话订阅（0 2 5-8 6 8 3 5 8 8 0，周慈）。地址：南京市江宁区将军大道10 6 号。邮编：2 1110 0E-mail:c-网址：www.c-邮发代号：2 8-2 4 0水泥工程2023年第4 期-94-