掺防腐剂C35高性能混凝土力学性能试验研究.pdf

2 0 1 0年 第 3期 (总 第 2 4 5 期 ) Nu mb e r 3 i n 2 0 1 0 ( T o ta l No 2 4 5 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 原材料及辅助物料 MA T ERI AL AND ADM I NI CLE d o i ： 1 0 3 9 6 9 0 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 0 0 3 0 3 4 掺防腐剂 C 3 5高性能混凝土力学性能试验研究 王珍 。张泽江 。 。祝杰 l b ( 1 西南交通大学 a 环境科学与工程学院； b 土木工程学院，四川 成都 6 1 0 0 3 1 ；2 公安部四川消防研究所，四川 都江堰 6 1 1 8 3 0 ) 摘要： 研究掺防腐剂的C 3 5 高性能混凝土力学性能并与 C 3 5 、 C 4 0 、 C 4 5 、 C 5 0 四种等级的高性能混凝土力学性能进行了比较分析， 对 掺防腐剂 C 3 5 高性能混凝土试验数值结果运用二元线性回归分析， 提出混凝土的抗压强度与龄期关系的回归公式。 关键词： 防腐剂；高性能混凝土； 力学性能 中图分类号： T U 5 2 8 0 1 文献标志码： A 文章编号： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 0 ) 0 3 0 1 l 1 一 O 3 E xp er i men t al r es e a r c h on me cha ni c a l pr oper t i e s of C35 t he h i gh perfor manc e C Onc r et e s mi x e d t he an t i s ep t i c WANGZ h e n l a Z HANGZ e - j i a n g , Z HU1 i e ( 1 a S c h o o l o f E n v i r o n me n t S c i e n c e a n dE n g ine e r i n g ； b S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g ， S o u t h we a J i ant a n gUn i v e r s i t y 。 C h e n g d u6 1 0 0 3 1 ， C h ina ； 2 S i c h u a nEir eR e s e a r c hI n s t i t u t e o f Min i s t r yo f P u b l i c S e c u r i t y ， D u j i a n g y a n6 1 1 8 3 0 ， C h i n a ) Ab s t mn： T h e r e s e a r c h s tud i e s t h e me c h ani c s p r o p e r t i e s o f C 3 5t h e h i 曲 p e r f o r ma n c e c o n c r e t e smi x e dt h eant i s e p t i c a n d a n a l y s i sC 3 5 ， C 4 0 ， ( 7 4 5 ， C 5 0 t h e h i g h p e rf o r m anc e c o n c r e t e s m e c h anic s p r o p e r t i e s ， u s i n g b i n a r yl in e a r r e g r e s s i o n ana l y s i s n um e r i c a l re s u l t s f o r C 3 5 t h e h ig h p e r f o ma l i c e c o n c res mi x e d the ant i s e p ti c， p ut f o r wa r d c o n c r e t e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h of t h e r e l a t io ns h i p wi t h t h e a g e reg r e s s i o n e q u a t i o n K e y wo r d s ： anti s e p t i c ； h i g l 1 p e r f o r ma n c e c o n c r e t e s ； me c h ani c a l p r o p e r t i e s 0 引言 高性能混凝土技术已经在全世界范围内被广泛地应用于 桥梁、 隧道、 以及其他一些重要性的构筑物中。近几年来， 在我 国高速铁路取得了迅速的发展， 高速铁路最大的特点是以桥代 路。由于很多桥梁处于腐蚀环境， 高性能混凝土耐久性已引起 了铁路行业前所未有的高度关注， 高性能混凝土耐久性设计也 成为了高速铁路桥梁设计的首要任务。 目前关于高性能混凝土的力学性能的研究 已经做了大量 研究， 但对于掺加防腐剂的混凝土的力学性能研究却鲜有相 关文献报道。本研究通过试验研究将掺防腐剂的 C 3 5高性能 混凝土与 C 3 5 、 C 4 0 、 C 4 5 、 C 5 0四种等级的高性能混凝土性能 进行了比较分析 ， 为掺防腐剂的高性能混凝土应用提供一些 数据。 1 试验原材料与配合比 本试验配制高性能混凝土以京沪高铁项目原材料相关数 据为依据， 因地制宜， 以提高混凝土耐久性为出发点， 优选各种 原材料。 1 1 试验原材料 4 2 5 R级拉法基水泥， 比表面积为 4 1 6 8 C l l l 2 g ； 5 2 5 ton i 碎 石， 粗骨料的最大粒径不大于2 5 l l n l ， 采用 l 5 2 5 l l l l n和5 1 5 to n i 两级粗骨料配合； 细骨料选用质地坚硬、 级配良好的中砂， 细度 模数在 2 7 3 1 ； 矿物掺合料为粒径不大于 1 0 的粉煤灰 ： 粉 煤灰， 低钙 I 级灰， 比表面积为 5 0 9 0 c m2 g 及矿粉 汐 加剂为四 J i I 巨星新型材料有限公司生产的 J X G B NH1 1 型聚羧酸高效 减水剂和固体高性能抗蚀防腐剂( 泵送型) J X G W2 。 1 2配合 比 本试验配制的掺加固体高性能抗蚀防腐剂( 泵送型) J X G W2 的 C 3 5高性能混凝土以及 C 3 5 、 C 4 0 、 C 4 5 、 C 5 0 高性能混凝土， 它们的配合比以每立方米混凝土中各项材料的质量表示 ， 如 表 1 所示 。 2 试验仪 器和设备 Y E 1 5 0 0 K N型液压式压力试验机、 NY L - 6 0型数显式压力 试验机( 如图 1 、 2 ) 。弹性模量用实验室专门用于测弹模的压力 表 1 高性能混凝土配合比 k e , m 收稿 日期 ：2 0 0 9 1 1 - o 7 基金项目：京沪高速铁路科技项 目： 京沪高速铁路腐蚀环境下混凝土结构抗侵蚀性技术措施及检测评定技术研究 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 试验机测试( 如图 3 ) 。实验室用 5 0 L混凝土搅拌机、 试验烘箱、 试模、 振动台、 电子天平 、 电子台秤。 图 1 Y E 一 1 5 0 0 k N型液压式压力试验机 图 2 NY L - 6 0型数显式压力试验机 图 3 测弹性模量 用压力试验机 3试 验 方 法 所有试件均在公安部四川消防研究所阻火实验室一次制作， 试验前拌合物性能测试参照 G B T 5 0 0 8 0 - - 2 0 0 2 ( 普通混凝土拌合 物性能试验方法标准 的规定， 其中， 表 2 各等级高性能混凝土不同龄期抗压强度 MP a 将各等级高性能混凝土不同龄期的抗压强度用 O r i g i n 7 5 制成曲线如图 4所示。 龄 期 ， d 图 4 各等级高性能混凝土不同龄期抗压强度曲线 水胶比和集料是影响高性能混凝土力学性能的主要参数。 在使用集料相同的情况下， 随着水胶比的减小 ， 高性能混凝土 的立方体抗压强度逐渐增加。本试验中， C 3 5 , -C5 0高性能混凝 土水胶比分别为 0 4 0 、 0 3 7 、 0 3 4 、 0 3 1 ， 依次减小， 强度依次增大， 相邻强度等级的高性能混凝土5 6 d 强度增幅约为 5 MP a 。 在混 凝土强度发展较迅速的龄期内( 2 8 d内) 出现一些异常情况 ， 如 C 4 5 高性能混凝土 3 d和 7 d抗压强度大于 C 5 0 ， 这可能是由于 两盘料粗细集料性质差异( 颗粒级配等) 造成的。 由图4可以看 出各等级高性能混凝土抗压强度在 2 8 d内 有较大增长 而 2 8 d以后至 5 6 d ， 抗压强度也有较为明显的增 长； 掺防腐剂 C 3 5高性能混凝土强度在龄期 7 d 后的抗压强度 比C 4 5还要高些； C 3 5 ,- ,C 5 0 、 掺防腐剂 C 3 5高性能混凝土强度后 期增长幅度分别为 2 2 、 2 0 、 1 2 、 8 、 8 。这是由于矿粉和 粉煤灰掺合料的形貌效应、 微集料效应和火山灰效应同时作用 即润滑、 细化孔隙、 胶凝作用， 使得后期强度仍有增长嘲 。 对掺防腐剂 C 3 5高性能混凝土试验数值结果运用二元线 性回归分析 ， 可得混凝土的抗压强度与龄期关系的回归式( 1 ) ( 见 图 5 ) 。 1 8 4 9 1 7 2 + 1 9 7 3 5 2 d 一 0 0 2 1 9 2 d 2 ( 1 ) 验所采用的立方体试件尺寸为 1 0 0 mm x l O 0 mm x l O 0 m i l l ， 弹性模 量试验的试件尺寸为 1 5 0 m mx l 5 0 minx 3 0 0 m l -n 。采用机械搅拌， 振动台振动成型， 经标准养护 2 8 d 、 室内静置 1 个月后进行试验。 本试验主要是对其抗压强度、 劈裂抗拉强度( 劈拉强度) 、 静力受压 弹性模量( 简称弹性模量) 等三项指标进行测试。在混凝土试件拆 模后立即放入温度为( 2 O 2 ) ， 相对湿度为9 5 以上的标准养护 室中养护。 混凝土抗压、 劈拉试验参照GB T5 0 0 8 1 -2 0 0 2 普通混 凝土力学性能试验方法 闭 的规定。 4 试验结果及分析 ，、 斗 4 1 抗压 强度试 验 抗压强度试验对各等级高性能混凝土 3 、 7 、 2 8 、 5 6 d抗压强 度进行测试。试验数据见表 2 。 1 l 2 龄期 d 图 5 掺防腐剂 C3 5高性能混凝土不同龄期抗压强度曲线 及二元回归曲线 劈拉强度试验 各等级高性能混凝土劈拉强度( 见表 3 ) 。 有人认为碎石高性能混凝土的劈拉强度则随水胶比的减 少而逐渐增大 。 但从本试验数据看不出此规律， 可能是由于试 ：3 如 加 苫、 骥 出 如 柏 如 加 B d 暑、 骥 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 3 各等级高性能混凝土劈拉强度 混凝土等级 F k N A mm 折减后劈拉强度 MP a劈拉强度 M P a 验误差、 操作人水平限制等原因所致。值得注意的是试验中掺 防腐剂的 C 3 5高性能混凝土的劈拉强度指标甚至达到了 C 5 0 要求( 如图 6 ) 。 6 C3 5 混凝 土等级 图 6 各等级高性能混凝土劈拉强度示意图 4 3 弹I 生 模 量试验 各等级高性能混凝土弹性模量中间过程略。现将各等级高 性能混凝土弹性模量结果整理( 如表4 ) 。 表4 各等级高性能混凝土弹性模量 将各等级高性能混凝土弹性模量制成柱状图如图7 。 文献 5 】 表明混凝土的弹性模量与水泥胶体的性能， 所选用 骨料的刚度以及确定模量的方法等有着密切的关系。由图 5 表 日 山 、 趟 教 3 5 0 0 0 3 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 O O O 0 0 0 2 9 0 0 0 2 80 0 0 _l C3 5 C4 0 C4 5 C5 0掺 防腐 剂C3 5 混 凝土等级 图 7 各等级高性能混凝土弹性模量柱状图 明： C 3 5 C 5 0高性能混凝土的弹性模量随着水胶比减小而增 大 ； 而掺防腐剂的 C 3 5高性能混凝土弹性模量介于 C 4 0和 C 4 5 之间， 比 C 3 5弹性模量高出 1 2 8 ； 同强度等级的高性能混凝 土添加防腐剂后其弹性模量明显增大。 5结论 在力学性能测试试验中， 抗压强度 、 弹性模量值随高性能 混凝土水胶比减小而增大， 而本试验劈拉强度规律性不是很强。 这可能是由于集料级配差异 、 试验误差 、 操作人水平不同等各 方面原因造成的。 掺防腐剂的 C 3 5高性能混凝土的抗压强度和 弹性模量值两项指标达到了 C 4 0甚至是 C 4 5的标准， 其中劈拉 强度还超过 C 5 0 要求 ， 同强度等级的高性能混凝土添加防腐剂 后其弹性模量明显增大。当然是否用固体高性能抗蚀防腐剂 ( 泵送型) J X G W2代替聚羧酸高效减水剂对高性能混凝土力学 性能有影 响， 还需要进一步试验研究 。 参考文献： 【 1 G B T 5 0 0 8 0 - - 2 0 0 2 ， 普通混凝土拌合物性能试验方法标准【 s 2 2 G B J 8 1 8 5 ， 普通混凝土力学性能试验方法标准【 s 】 【 3 吴寅， 孙玲 矿渣与粉煤灰高性能混凝土力学性能研究 J 大连民族 学院学报， 2 0 0 4 ， 6 ( 3 ) ： 5 3 4 成厚昌 高性能混凝土的力学性能研究 J 重庆建筑大学学报， 1 9 9 9 ， 2 1 ( 3 ) ： 7 6 5 5 石明霞， 龙广成， 张松洪水胶比和集料对高性能混凝土力学性能的 影晌 J 】 山西建筑， 2 0 0 6 ， 3 2 ( 1 6 ) ： 3 作者简介： 王珍( 1 9 8 3 一 ) ， 男， 博士研究生， 研究方向： 建筑火灾( 高性 能混凝土构建火灾烧损) 。 单位地 址 联系电话 四J l I 省成都亓 1 3 7 3 0 6 5 2 8 O 8 境科学与工程学院( 6 1 0 0 3 1 ) 合肥 ： 混凝土企业安全考核“ 明码标价” p 发生 1 起造成 2人死亡责任事故的扣 5 O分， 连续两年考核不合格将扣除全部抵押金。日前 ， 合肥市城乡建设委员会正式下发 合肥市混凝土企业安全生产考核奖惩暂行办法 通知， 并决定 自4月 1日起正式施行。 考核办法中规定， 考核项目总分值为 1 0 0分， 考核分三个等级。优 良( A级) 考核分值应不低于 8 5分； 合格( B级 ) 考核分值在 6 0 8 5 ( 不含 8 5 ) 分之间； 不合格( C级) 考核分值为低于 6 O分。并与安全生产风险抵押金紧密挂钩。 若发生 1 起造成 3人及以上死亡责任事故的， 直接扣 1 0 0分。而“ 未按规定安装 G P S系统或系统无专人维护管理、 使用不正常 的； 运输车辆牌照不全不清” 等等情形， 一次扣 l O分， 累计数达 3次的， 扣 5 0分， 同样为不合格。 据了解， 年度考核结果达到不合格( C级 ) 混凝土企业 ， 扣除 3 0 安全生产风险抵押金， 取消当年参加各类评优评先资格 ， 取消 6个月参加政府投资工程项目投标报名资格， 并责令其停业整改。 l 1 3 6 5 5 5 5 5 苫、 疆 欹 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m