海水拌养珊瑚混凝土抗压龄期强度试验研究.pdf

2 0 1 1年 第 2 期 (总 第2 5 6 期 ) Nu mb e r 2i n 2 01 1 ( To t a l No 2 5 6) 混 凝 土 Co nc r e t e 理论研究 THE0RE TI CAL RES EARCH d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 2 0 1 3 海水拌养珊瑚混凝土抗压龄期强度试验研究 赵艳林 2 ，韩超 。张栓柱 。葛若东 ( 1 广西大学 土木 建筑工程学 院 防灾减灾研究所 ，广西 南宁 5 3 0 0 0 4 ；2 桂林 理工 大学 ，广西 桂林 5 4 1 0 0 4 ) 摘要 ： 为了研 究海水 拌养珊瑚混凝土抗压龄期强度 ， 设计 了 5 0组标 准试 块进行抗压试验 ， 通过对不 同龄期( 3 、 7 、 1 4、 2 1 、 2 8 d ) 试件 的 强度 回归分析得出的各龄期相对抗 压强 度和龄期 的关系 。在工程实践 中， 可以通过 3 、 7 d 早 期强度较准确地预测 2 8 d抗压强度。 关键词 ： 珊瑚混凝土 ；抗压强度 ；预测；龄期 中图分类号 ： T U 5 2 8 0 l 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 2 0 0 4 3 0 3 E xp er i men t al s t u dy on t h e c ompr e s si on a ge s t r e n t h o f s ea wa t e r c or al c on cr e t e Z HAO Ya h 一 一， AN C ha o ， Z HANG S hu a n - z h u ， GE Ru o - d o n g ( 1 C o l l e g e o f C i v i l E n g i n e e ri n g a n d A r c h i t e c t u r e ， G u a n g x i U n i v e r s i t y ， Na n n i n g 5 3 0 0 0 4 ， C h i n a 2 Gu i l i n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， G u i l i n 5 4 1 0 0 4 ， C h i n a ) Ab s t r ac t ：I n o r d e r t o s t u d y t h e c o mp r e s s i o n a g e s t r e n g t h o f s e a wa t e r c o r a l c o nc r e t e 5 0 s e rie s we r e d e s i g n e d f o r t h e t e s t ， T h e r e l a t i o n s h i p b e t we e n r e l a t i v e l y c o mp r e s s i o n age s t r e n g t h a n d a g e i s o b t a i n e d b y s tr e n gth r e g r e s s i o n a n a l y s i s o f s a mp l e a t d i ff e r e n t a g e s( 3 、 7 、 1 4 、 2 1 、 2 8 d ) T h e c o mp r e s s i o n s t r e n gth a f t e r 2 8 d a y s c a n b e pr e d i c t e d b y 3 d a n d 7 d e a r ly s t r e n g t h i n e n g i ne e r i n g p r a c t i c e Ke y wor ds ： c o r a l c o n c r e t e ； c o mp r e s s i o n s t r e n gth； f o r e c a s t ； a g e 0 引 言 随着海洋开发步伐的加快， 海岛工程建设项 目逐渐增多， 规模越来越 大。 但 在开发利用海 岛的同时也遇到 了一些 问题 ： 海岛远离大陆 ， 交通不便 ， 碎石和淡水资源短缺 。 如果千里迢迢 从大陆用船 舶运输 ， 必然加 大建设费用 ， 而且受风浪 等 自然条 件限制， 丁期也难以保证。因此， 在不破坏当地生态环境的前提 下 ， 在 岛礁上就地取材 ， 用疏浚港池 、 航 道挖 出和被台风海浪 冲 刷堆积 的珊瑚 礁代替碎石 ， 用 海水代替 淡水 ， 配置海水 拌养珊 瑚混凝土建设 T程对于海岛民用 和军用都有很大的实际意义。 目前 ， 国 内外学 者对珊瑚混凝 土虽有所研 究 ， 但对抗 压龄 期系统 的研究还较少。本研究利用北海 涠洲 岛的珊瑚礁和北海 海滨 的海水为原料 ， 设计试 件进行抗压龄期强度试 验研究 ， 以期 为珊瑚混凝土的进一步深入研究和应用提供科 学依据 。 1 试 验 设 计 1 1 试验 原材料 水泥采用 P O4 2 5 R级古庙牌水泥； 砂采用普通天然河砂； 拌 合水为海水 ； 天然粗骨料为连续级配的珊瑚礁 ， 其陛能指标见表 1 。 表 1 珊瑚礁质量检 测与评 价 检 测 项 目 学 积 密 表 观 密 孔 隙 率 吸 水 率 ( k g m ) ( k g m ) 筒压强度 M P a 注： 表 内空 白处表示该检测项 目没有明确 的国家标 准。 1 2试验 方案 1 2 1 试验配合 比 本试验珊瑚混凝土的设计强度等级为 C L 2 5 。配合比按照 J GJ 9 1 2 o 0 2 轻集料混凝土技术规程 里的松散体积法选取参 数进行正交试验设计。 设计坍落度为 l 0 3 0 m l Y l ， 最后设计的配 合 比如表 2所示 。 表 2 混凝土的配合比 k g m 注： 表 中海水为净用水量 ， 附加水为珊瑚 1 h吸水量 。 1 2 2 试验过程 ( 1 ) 混凝土坍落度 ， 试验方法参照 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 进行。 ( 2 ) 混凝土的力学性能试验参照 G B T 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 ( 普通混 凝土力学性能试验方法标准 进行。 用表 2中的混凝土配合比配制 新拌混凝土， 每次成型 1 0组试件， 成型 5 次， 装入尺寸为 1 5 0 I n l n x l 5 0mmx 1 5 0mm试模 中。 试验所测龄期为 3 、 7 、 l 4 、 2 1 、 2 8 d 。 考 虑盘问偏差 ， 共完成 5批混凝土 ， 每批 l 0组。 在标准养护室养护 至相应龄期然后测定其抗压强度 。 2 试验结果与分析 2 1 抗 压龄 期 强度 对珊瑚混凝土按照其相应龄期在 R MT 一 2 0 1 岩石与混凝土 试验机上测定 其抗压强度 ， 其结果 如表 3 所示 。 将表 4中数据以龄期为横坐标， 强度为纵坐标绘制点一 线图， 收稿 日期 ：2 0 1 O q ) 9 1 3 基金项 目：广西科学研究与技 术开发计划项 目( 桂科攻0 9 9 2 0 2 7 9 ) ； 广西建筑丁程检测与试验重点实验室开放基金( 桂科0 7 1 0 9 0 0 5 A) 43 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 3 各龄期珊瑚 混凝土抗压强度 如图 1 所不。 从图 1 可以看出 ， 珊瑚混凝土早期强度发展较快 ， 7 d强度 可 以达到 8 o h 右 ， 后期强度增长缓慢 。 为了能够更直接地反映抗压强度随龄期变化的规律， 用各 龄期强度与 2 8 d强度的比值来作为各龄期珊瑚混凝土相对抗 压强度 ， 如表 5 。 对表 5中的每批和总体进行 回归分析。 如图2 7 。 44 龄期 d 1 珊瑚混凝土抗压强度随龄期变化 图 龄期 ， d 图 2相对 强度与龄期关 系图( 第 1批 ) ， S 跫 嚣 S 趟 强 1 X 图 3相对强度与龄期关 系图( 第 2批 ) 图 4 相对强度与龄期关 系图( 第 3批 ) 龄期 ， d 图 5 相对强度与龄期关 系图( 第 4批 ) 图 6 相对强度与龄期关系图( 第 5批 ) 龄期 d 图7 相对强度与龄期关系图( 总体 ) 图2 7的回归公式分别为( n为龄期 如 为相对强度， R 为 相关系数) ： f f = o 1 2 2 6 1 n ( n ) + 0 6 0 0 7 ( R Z - -_ 0 9 7 ) ( 1 ) 一 S 骥靛罂 一 SS 骥靛 一 SS 骤莨 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 0 1 6 0 9 1 n ( n ) + O 4 6 4 9( R Z =- 0 9 7 ) 0 1 5 2 3 1 n ( n) + O 4 8 3 6( RZ =-0 9 9) 0 1 6 0 6 1 n ( n ) + 0 4 7 6 6( R Z -_ -_ 0 9 9 ) = 0 1 5 5 6 1 n ( n) + 0 4 8 2 4( RZ =- 0 9 8 ) 0 1 5 2 3 1 n ( n) + O 4 8 3 6( RZ =- 0 9 9) 2 2 结 果分析 ( 2 ) 预测 2 8 d 强度 的结果如表 6所示 。 ( 3 ) 通 过表 6可 以看 出用对数经验公式 推定的 2 8 d强度远大 ( 4 ) 于强度平均值， 最小偏差是第 5 批中用 7 d强度推定时为2 9 4 ， ( 5 ) 明显不符合要求 ， 用于推定珊瑚混凝土 2 8 d强度偏差较 大。 ( 6 ) 对表 3中的抗压强度按大小顺序排列后进行 3 ,- 2 8 d 、 - 2 8 d 式( 1 ) ( 5 ) 分别是每批数据平均后得到的， 相关指数 尺 都 在 O 9 8 左右， 回归得到的公式相关性较高。 式( 6 ) 是所有试验数 据总体回归得到的结果 ， 相关指数 0 9 9 ， 说明总体回归的相 关性较好 。 3 早期 强度预测 2 8 d强度 研究表 明川 ， 普通混凝 土在标准养 护条件下 强度发展 大致 与龄期 的常用对数成正 比 , x ( 1 g 2 8 l g n ) 。 通过某一龄期的 强度就能得到 2 8 d强度 。 在珊瑚混凝土 中该经验方程通过 3 、 7 d 强度回归得早期推定珊瑚混凝土强度一元回归直线， 如图 8 , 9 所示。 图 8 、 9 得出的回归公式分别为( n为龄期 ， 为 3 、 7 d所对应 的龄期强度， 为 2 8 d抗压强度， 为相关系数， 为剩余标 准偏差 ) ： 9 9 0 1 1 2 2 7 2 ( = 0 9 3， S D= 0 3 6 ) ( 7) 0 9 0 0 9 8 6 5 2( 尺= 0 9 6， S D= O 3 2) ( 8) 对表 4中各批珊瑚混凝土 3 、 7 d抗压强度的平均值分别代 人式 ( 7 ) 、 ( 8 ) ， 得到 的结果如表 7 所示 。 从 表 7可以看 出， 用 3 、 7 d 这两个龄期预测 2 8 d 强度和实际强度偏差较小， 而且龄期也不 长 ， 符合工程实际应用的需要。 表 6用 3 、 7 d强度通过对数方程推定 2 8 d强度结 果 3 d 抗 压强度 MP a 图 8 3 2 8 d抗压强度 回归图 7 d 抗 压强度 MP a 图 9 7 2 8 d抗压强度 回归 图 表 7 用 3 2 8 d和 7 2 8 d关 系法预测珊瑚混凝土强度结果 4结 论 ( 1 ) 通过对不同龄期珊瑚混凝土相对抗压强度 和龄期的对 数 回归 ， 得 出它们之间的相关性 可以达到 O 9 9 。 ( 2 ) 运用 普通 混凝 土对 数经验方程预测珊瑚混凝土 强度偏 差较大。 ( 3 ) 通过 3 、 7 d抗压 强度可 以较 准确 的预测 2 8 d强度 ， 符 合实际工程需要 。 2 】李佳彬 ， 肖建庄 ， 孙振平 再生粗骨料基 本特性及其对混凝土性能的 影响l J I 建筑材料学报， 2 0 0 4 ， 7 ( 4 ) ： 3 9 0 3 9 5 3 】C HE N Z L ， C HE N T Y， QU J MS t u d y o f d e v e l o p me n t a n d a p p l i c a t i o n o n c o r a l r e e f s a n d e o n c r e t e C I n t e r n a t i o n a l S y m p o s i u m o n C o n c r e t e E n g i n e e r i n g N a mi n g ： N a n j i n g l n s t i t u t e o i T e e h n o l o g y ， 1 9 9 1 ： 4 8 3 4 8 7 作者简 介： 单位 地址 参考文献 ： 【 1 王福川 土木工程 材料 M E 京： 中国建 材工业出 版社， 2 0 0 1 鐾墨皇 堡 赵艳林 ( 1 9 5 8 一 ) ， 男 ， 教授 ， 主要研究方向为结构分析 、 设计 及施工控制 的新理论新方法。 广西南亍市大学路 1 0 0号 广西大学土木建筑工程学院 ( 5 3 0 0 0 4 ) l 3 45 7 0 7 2 1 6 4 45 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m