混合骨料混凝土的动弹性模量试验研究.pdf

6 5 0 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o a v 第 4 3卷第 7期 2 0 1 2年 7月 混合骨料混凝土的动弹性模量试验研究 张燕坤周小二 ( 北方工业大学， 1 0 0 1 4 4 ， 北京 ) 摘要：通过试验 ， 对混合骨料混凝土 的动弹性模量进行了试验 ， 分析研究了骨料替代率 、 水灰比以及龄期 等对混凝土动弹性模量的影响 ， 以及动弹性模量与静弹性模量之间的关系。 关键词 ：轻骨料 ； 混合骨料 ； 动弹性模量 中图分类号 ： T U5 2 8 2 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6( 2 0 1 2 0 7 0 6 5 0 0 2 EXPERI M ENT RES EARCH ON DYNAM I C M oDULUS OF ELAS TI CI TY OF S PECI FI ED DENSI TY CONCRETE ZHANG Ya n k u nZHOU Xi a o e r ( N o r t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ，1 0 0 1 4 4 ，B e ij i n g ,C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h o u g h t h e e x p e r i me n t ， t h e d y n a mi c mo d u l u s o f e l a s t i c i t y o f s p e c i fie d d e n s i t y c o n c r e t e a r e s t u d i e d F r o m t h e r e s u l t o f e x p e r i me n t s ，t h e i n f l u e n c e o f d i ffe r e n t r e p l a c e me n t r a t i o o f l i g h t we i g h t a g g r e g a t e ，ag e o f c o n c r e t e t o t h e mo d u l u s o f e l a s t i c i t y a g e a n a l y s e d Ke y wo r d s ： l i g h t we i g h t a g g r e g a t e ； s p e c i fie d d e n s i t y c o n c r e t e ；d y n am i c mo d u l u s o f e l a s t i c i t y 混合骨料混凝土是指以轻骨料代替部分普通粗、 细骨料 ，密度介于轻骨料混凝土和普通混凝土之间的 一 种过渡性混凝土 ， 其表观密度比普通混凝土低 ， 刚度 显著高于一般结构轻骨料混凝土 ，而且有较高的比强 度 ， 近年来在北美和欧洲地区得到较快发展， 主要应用 于大跨结构以及海上石油平台。 目前 ，部分国内外学者已对混合骨料混凝土的材 料性能( 工作性能、 耐久性能、 变形性 能、 力学性能) 展 开了研究 ，取得了一些成果。本文采用无损检测技术 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 5 1 7 基金项目 ： 北京市优 秀人才培养资助项 目 作者简介 ： 张燕坤 ( 1 9 6 8 一 ) ， 男 ， 山西太原人 ， 教授 ， 博 士 ， 主要研 究方 向 为轻骨料混凝土结构及组合结构 ， e - m a i l ： z y k n c u t e d u c n 对混合骨料混凝土的动弹性模 量进行了试验研 究， 以 期能对工程实践有一定的参考价值 。 1 试验概况 1 1 试 验 材料 ( 1 )水泥 ： 4 2 5 级硅酸盐水泥 ， 其他性能指标符合 国家有关规定 。 ( 2 )砂 ： 普 通河砂 ， 细度模数 为2 8 ， 堆 积密度 为 1 6 4 0k g m 。 ( 3 )石： 5 3 0 I n m石灰岩碎石 ， 连续级配 ， 堆积密度 为 1 3 6 0 k g m 。 ( 4 )减水剂：北京产H D N 一 9 高效减水剂。 表1 荷载极限数据值统计 极限荷 平均值 极限荷载对 应 允许挠度 备注 戴 k g k g 位移 m m ( 1 b 1 5 0 ) 试验一 6 5 0 2 主筋长度2 0 m。 7 2 5 试验二 8 0 o 0 7 深入岩体 1 5 m 试 验 三 6 5 0 O 3 5 0 o 1 5 0 试验四 7 0 0 1 2 = 3 - 3 3 r n m 主 筋 长 度 1 5I n 6 8 3 深入岩体1 m 试验五 7 o o O 5 3结语 本文以典型的板槽构件设计为例 ，运用力学方法 对构件的强度和稳定性进行了计算分析 ，计算结果满 足要求， 并有较大的富余度。 此计算过程对类似工程 的 设计提供了较好的参考作用。 通过对板槽进行载荷试验分析 ，对于算例中典型 的设计 ， 极限承载力均超过荷载计算值 ， 满足了承载 的 需要；极限承载力对应的变形均在板槽结构挠度允许 值之内。载荷试验结果和理论计算结果一致。 参考文献 1 郐开富， 徐文斌 种植槽技术在 高陡边坡 生态环 境治理中的应用探 讨 J 探矿工程， 2 0 1 0 ， ( 9 ) ： 7 1 - 7 3 2 叶建 军许 文年 鄢朝 勇边坡 生物治理 回顾与展望叨水 土保持 研究， 2 0 0 5 ， ( 1 ) ： 1 7 3 1 7 7 3 娄仲连， 董志良岩质边坡 的生态恢复 工程新技术 研究【 J 地下空 间 2 0 0 1 (4 ) ： 3 1 8 3 2 2 2 0 1 2 年 7 月 张燕坤 ，等 ： 混合骨料混凝土的动弹性模量试验研究 6 5 l ( 5 )陶粒： 天津产页岩陶粒( 表1 ) 。 表I 陶粒性能指标 公称粒径 1 h 吸水率 2 4 h 吸水率 筒压强度 软化系数 堆积密度 I mm ， | ， MP a ， ( k g m。 ) 5 1 5 1 4 3 2 2 8 7 9 5 8 8 4 0 1 2试 验 配合 比 试 验 采 用 全 面 试 验 方 法 。 采 用 3种 水 灰 比 ( O 3 5 ， 0 4 ， 0 4 5 ) ， 6 种 轻骨 料替 代 率 ( 0 ， 2 0 ， 4 0 ， 6 0 ， 8 0 ， 1 0 0 ) ， 共1 8 组配 合 比 ( 表2 ) ， 分别 测试 了3 ， 4， 5， 6， 7， 8 ， 9 ， l O ， 1 l ， 1 2 ， 1 3 ， 1 4， 2 1 ， 2 8 d的动 弹性模 量以及2 8 d 龄 期时混凝土 的静弹性模 量 。 从 表3 可 看 出 ， 混 凝 土动弹 模 量 比静弹 模 量略 高 ， 比值在 1 0 2 1 2 7 ， 该 值随着轻 骨料所 占比例 的 增 大 而略 有 增 大 ； 水灰 比越 大 ， 该值 也 略 有增 加 ， 但 总体 变 化幅 度较 小 。该 值低 于 文献 5 中 1 3 的结 果 。 2 2试 验分 析 由于 本 次 试 验 中 采 用 的减 水 剂 具 有 早 强 作 用 ，因此，混 凝 土 早期 的弹性 模 量 和 强度 增长 较 快 。 以水灰 比0 4 5 为例 ， 从 试 验 中可 看 出 ， 在 混凝 土龄 期 为3 d 时 ，其动弹 性模 量可 达 到2 8 d 弹 性模 量 的8 0 以上 ， 7 d 时 可达 mJ 9 0 以上 。从 表4 可 看 出 不 同的轻 骨料 替代 率 ， 对弹 性模 量 增长 幅度 影 响 不 大 表2 混合骨料混凝土配合比( 以水灰 比0 4 5 为例 ) k g m 3 表4 不同龄期混凝土弹性模量比值 编号 轻骨料， 水泥 减水剂 水 附加水 砂 陶粒 碎石 A 1 o o 5 0 0 1 2 5 1 7 5 9 7 2 8 8 0 6 8 0 O B 8 O 5 0 0 1 2 5 1 7 5 7 7 8 8 8 0 5 4 4 21 7 C 6 0 5 o o 1 2 5 1 7 5 5 8 3 8 8 0 4 O8 4 3 4 D 4 0 5 o 0 1 2 5 1 7 5 3 8 9 8 8 0 2 7 2 6 51 E 2 0 5 0 o 1 2 5 1 7 5 1 9 5 8 8 0 1 3 6 8 6 8 F 0 5 0 o 1 25 1 7 5 O 8 8 0 0 1 0 8 5 1 3 试 验 方法 静弹性模量试验按照 普通混凝土力学性能试验 方法标准 ( G B r I 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 ) 进行。动弹性模量试验 按照 普通混凝 土长 期性能 和耐久性能试 验方法 ( G B T5 0 0 8 2 -2 0 0 9 ) 采用共振法进行测试。 2 试验结果及分析 2 1 试验 结 果 混合骨料混凝土动性弹模量与静弹性模量之间的 关系如表3 所示。 替代率， 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 O E E 0 8 3 0 0 _ 8 9 5 0 9 4 7 0 8 7 6 0 8 3 9 08 7 5 E 1 E 0 9 5 6 0 9 6 9 0 9 9 5 09 4 7 0 8 9 9 096 4 本试验采用的水灰比范围为0 3 5 0 4 5 。分析试验 数据可知 ： 对于一种固定 的轻骨料取代率， 混合骨料混 凝土弹性模量随水灰比的增加而变小。这是由于混凝 土中的含水量越大 ，混凝土密实度越小，但减小幅度 与轻骨料掺量的变化无关。 3结语 混合骨料混凝土动弹性模量比静弹性模量略高 ， 其比值范围在 1 0 5 1 2 5 之间 ， 均值为1 1 4 ， 该值随轻骨 料所 占比例增加 以及水灰比的增大而略有增大 ；不同 的轻骨料替代率对混凝土早期弹性模量的增长影响不 大 ； 混凝土弹性模量随水灰比增大而降低 。 但降低幅度 与轻骨料掺量大小无关。 参考文献 李雁 易永胜 ， 高全 ， 等 高性能化海砂 混凝土配合比设计 的正交试 验研究【 J 】 建筑技术 ， 2 0 1 0 ( 2 ) ： 1 6 2 1 6 4 陈伟 。 焦涛 ， 张茜 ， 等 高钛矿渣骨料掺粉 煤灰复合混凝土配 制研究 f J ， 建 筑技术 ， 2 0 1 0 ( 8 ) ： 7 5 8 7 5 9 郑永超 ， 倪文 。 路 国忠 ， 等高硅 铁尾矿 制备高强混凝土的实验研究 f J 1 ， 建筑技术 ， 2 0 1 0 ( 4 ) ：3 6 9 3 7 1 袁杰 ， 张宝生 ， 葛勇 ， 等混合骨料混凝土 的力学性能研究 J 】 混凝 土， 2 0 0 4 ( 9 ) ： 4 2 4 4 周梁 混凝 土动弹性模量的试验测定 J 】 浙江建 筑， 2 0 0 0 ( 7 ) ：3 4 3 5 刘维刚 ， 韩明岚 ， 拜建林 ， 等 超声 回弹法检 测高强混凝土强 度的试 验研究 J 混凝土， 2 0 0 7 ( 1 0 ) ： 1 5 1 7