高强预拌混凝土尺寸效应的研究.pdf

2 0 1 3年 第 9期 (总 第 2 8 7期 ) Nu mb e r 9 i n 2 0 1 3 ( T o t a l No 2 8 7 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 理论研究 THE0RETI CAL RES EARCH d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 3 0 9 0 1 4 高强预拌混凝土尺寸效应的研究 陈海彬 ，王星原 z ，周鹛 3 ( 1 河北联合大学 河北省地震工程研究中心，河北 唐山 0 6 3 0 0 9 ；2 唐山建设集团有限责任公司，河北 唐山 0 6 3 0 0 0 ； 3 唐山市乾正建设工程材料检测有限公司 ，河北 唐山 0 6 3 0 0 0 ) 摘要： 针对本地区高强度预拌混凝土的尺寸效应问题 ， 选取了有代表性的原材料， 制作了 2 0 0 对组 1 0 0 、 1 5 0 m m强度等级为 C 5 0 、 C 5 5 、 C 6 0 、 C 6 5 、 C 7 0 高强混凝土试块 ， 并在规定的龄期进行测试 ， 得到其抗压强度值 。 同时， 利用 回归分析的方法， 给出了工 程中高强预拌混凝土 1 0 0 ml n试件的折算方程 ， 通过相关性和方差分析 ， 可以得到折算方程的线性回归以及尺寸效应影响显著。 关键词： 尺寸效应 ；预拌混凝土；高强混凝土 ；折算系数 中图分类号 ： T U 5 2 8 O 1 文献标志码： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 0 9 0 0 5 1 0 2 R e s e a r c h on s i z e e ffe c t o f p r e m i x e d h i g h c o n c r e t e s t r e n g t h CHEN Ha i b i n ， WANG Xi n g yu a n2 , ZHOUKu n ( 1 Ea r t h q u a k e En g i n e e ri n g Re s e a r c h Ce n t e r o f He b e i P r o v i n c e ， He b e i Un i t e d Un i v e r s i t y ， T a n g s h a n 0 6 3 0 0 9， C h i n a ； 2 Ta n g s h a nC o n s t r u c t i o nGr o u pC o ， L t d ， T a n g s h a n0 6 3 0 0 0 ， Ch i n a ； 3 T a n g S h a n Q i a n z h e n g C o n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g I n s p e c t i o n C o ， L t d ， T a n g s h a n 0 6 3 0 0 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Ac c o r d i n g t o t h e s i z e e f f e c t s o f h i g h s t r e n g t h p r e mi x e d c o n c r e t e ， u s i n g the t y p i c a l r a w ma t e r i a l s o f l o c a l are a ， the l O O mm a n d 1 50ml n c u be s p e c i me n s o f 20 0f o rg r o u p o fC5 0， C5 5， C6 0， C6 5， C7 0we r ema de ， a n dme ywe r et e s t e d a tthe s pe c i fie d a g e s Th e c o mp r e s - s i v e s t r e ng t h v a l ue s arc o b t mne dM e a nwh i l e， Th e s tr e ng t h c o n ve r t c o e f fic i e n t c u r ve s o f 1 0 0 n l lT l c u b e s pe c i me ns for h iig h s t r e n g t h pr e mi x e d c o n c r e are g i v e n by u s i ng r e gre s s i o n a n a l y s i s Th r o ug h c o r r e l a t i o n and a n a l ys i s of va r i a n c e， l i ne a r r e gre s s i o n an d s i z e e f f e c t s o f t he c ur ve s are v e r y s i g n i fic an t K e y w o r d s ： s i z e e ff e c t ； p r e mi x e d c o n c r e t e ； h i g h s ge n g t h c o n c r e t e ； c o n v e r t c o e ffi c i e n t O 引 言 混凝土的抗压强度作为衡量混凝土质量的重要指标， 它 直接关系到结构或构件的安全性 和耐久性 。 G B T 5 0 l 0 7 2 0 1 0 ( 混凝土强度检验评定标准 中规定： 当采用非标准尺 寸试件时， 应将其抗压强度乘以尺寸折算系数 ， 折算成边 长为 1 5 0 m l T l 的标准尺寸试件抗压强度。 当 昆 凝土强度等 级低于 C 6 0时， 对边长为 1 0 0 ln lT l 的立方体试件取 0 9 5 ， 对 于边长为 2 0 0 1 T U T I 的立方体试件取 1 0 5 ； 当混凝土强度等级 不低于 C 6 0 时 ， 使用非标准尺寸试件时 ， 尺寸折算系数应 由试 验确定 ， 其试件 数量不应少于 3 0 对组 1 。 随着建筑业 的发 展 ， 高强 混凝 土在工程 中应用 比较广泛 ， 工程现场迫 切需要解决高强混凝土非标准试件 的尺寸效应 问题 ， 而 本地 区尚没有进行高强混凝土尺寸折算 系数的研究。 为此 本研究采用本地区常用高强混凝土配合比， 选用有代表性 的原材料以及混凝土用量最大的四家混凝土搅拌厂， 制作 了不 同强度等级 、 不 同尺寸的混凝 土试件 ， 并在规定龄期 测得其抗压强度值 ， 为高强混凝土在本地区广泛应用提供 参考依据 。 1 试 验 1 1 试验原材料 水泥 ：采用本地区有代 表性的盾石牌 P 0 4 2 5 级水 泥； 细骨料： 采用天然中砂； 粗骨料： 采用碎石 2 2 0 1 1 1 1 1 ； 掺 合料 ： 掺人 I 级 粉煤 灰 ， 掺人 $ 9 5 的矿粉 ； 减水剂 ： 采用聚 羧酸减水剂。 1 2 试件方案 本次试验选用 四家本地区混凝土搅拌厂 ， 制作 C 5 0 、 C 5 5 、 C 6 0 、 C 6 5 和 C 7 0的五个强度等级的混凝土 ， 每个强度 等级制作 1 0 0 、 1 5 0 l T ln l 的立方体试件 4 0 对组 ， 试件养护达 到测试龄期后测得抗压强度值。 1 3 试件 配合 比 试验配合 比见表 1 所示。 收稿 日期：2 0 1 3 - 0 3 1 9 基金项 目：国家 自然科学基金项 目( 5 1 0 7 8 1 2 4 ， 5 1 2 7 8 1 6 4 ) ； 国家科 技支撑项 目( 2 0 1 3 B A J 1 0 B 0 9 2 ， 2 0 1 3 B A K 0 1 B 0 3 ) ； 河北省科技计划项 目 ( 1 1 2 1 5 1 2 0 D) ； 河北省 自然基金项 目( E 2 0 1 2 4 0 1 0 5 2 、 E 2 0 1 2 4 0 1 0 4 4 ) ； 唐山市科技局项 目( 1 2 1 3 0 2 0 2 b ) 的支持 51 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1 不同强度等级混凝土配合比 2 试验 结果及数据 分析 2 1 试 验 结 果 本试验制作不同强度等级 、 不同尺寸 的混凝土试件共 计 2 0 0 对组 ， 测试数据见表 2 所示。 2 2 数据分析 ( 1 ) 由表 2数据分析可 以得 到 ， C 5 0的混凝土试 件平 均折算系数为 O 9 8 ， C 5 5的混凝土试件平均折算系数为 表 2 不同强度等级不同尺寸混凝土试件试验结果 序号 C 5 O C 5 5 C 6 0 C 6 5 C 7 0 1 5 0 1 0 0 1 5 0 1 0 0 1 5 0 1 0 0 1 5 0 1 0 0 1 5 0 1 0 0 6 3 7 5 98 6 40 6 24 6 2_ 3 6 56 6 49 6 5O 5 89 61 2 6 44 6 3 9 5 90 6 2 5 6 4 9 5 9 0 6 2 8 63 O 6 5 2 6 2 6 5 8 9 6 3 7 6 4 0 5 9 - 2 65 5 6 3 4 6 2 9 63 8 6 2 9 6 44 6 6 1 6 4 5 6 4 0 63 5 65 0 6 6 7 63 9 5 9 7 6 2 9 6 3 8 6 5 7 5 86 5 9 3 6 5O 6 4 9 6 9 1 6 6 9 6 3 7 61 3 65 1 63 8 69 5 6 2 8 65 1 6 3 0 60 6 66 8 65 6 64 6 65 9 61 3 61 8 63 4 61 1 6 4 2 62 8 6 5 5 65 1 6 4 8 65 7 6 5 4 6 9 4 62 1 6 4 7 65 O 6 5 4 65 9 6 2 8 6 6 2 6 8 6 6 4 5 6 8 1 6 7 9 7 02 6 4 8 6 70 6 6 5 6 9O 68 4 6 8 6 68 9 6 7 - 3 6 6 9 6 9 1 6 5 _ 3 6 8 8 6 7 5 6 6 8 6 5 6 6 6 9 7 1 1 6 7 4 6 8 9 6 5 1 6 7 8 6 9 O 6 7 9 6 4 9 71 6 6 9 1 6 7 1 6 8 8 6 6 8 6 9 4 6 6 5 6 7 - 3 71 2 6 5 1 6 5 8 6 9 0 6 39 71 0 7 0 1 6 75 6 5 5 71 _ 3 68 6 6 6- 3 6 64 71 5 71 1 6 94 6 9 7 67 1 6 8 ， 8 70 9 6 4 3 67 5 6 8 4 69 7 6 8 4 7 0 9 7 1 8 6 7 8 6 7 9 7 0 4 7 0 0 6 7 O 7 4 5 6 6 4 6 9 2 7 3 2 6 8 9 6 8 0 6 9_3 6 6 9 6 7 8 6 8-2 6 65 71 2 7 5 2 7 4 8 7 35 71 - 3 7 2 9 75 0 69 - 3 7 2 8 7 4 9 7 2 9 7 4 8 69 5 75 0 76 O 7 3 O 73 - 3 7 5 8 68 9 7 4 7 7 3 1 7 2 0 7 4 9 72 7 6 9 8 75 1 7 5 2 7 6 5 6 9 6 7 5 O 7 2 8 7 3 O 7 5 1 7 5 8 6 9-3 7 6 9 7 4 4 7 5 2 7 4 9 7 8O 7 4 9 7 4 5 7 3- 3 7 5_ 3 7 42 7 0 1 7 2 8 68 6 7 3 5 73 4 7 0 1 7 7 - 2 7 1 2 7 3 5 7 9 1 7 5 - 3 6 9 8 7 8 9 7 0 5 7 3 4 7 5 _ 3 7l I 3 7 6 8 7 6 1 71 9 7 2 9 7 6 8 7 4 3 71 7 7 2 8 7 4 6 7 5-4 7 3 6 7 4 3 7 0 7 7 3 9 7 5 1 7 7 8 7 3 4 7 4 3 7 6 5 7 78 7 84 7 89 8 06 8 1 1 8 09 78 1 81 1 77 9 7 6 9 8 0 9 8 1 5 75 - 3 8 1 8 7 6 6 7 9 0 7 9 3 7 6 8 7 8 9 7 9 0 7 8 8 7 8 1 7 9 3 8 2 8 7 6 O 7 8 4 7 84 7 5 8 8 29 8 3 4 7 94 7 9 0 7 96 7 74 8 37 8 37 8 40 8 35 7 7O 7 9 1 7 87 7 6 1 8 0 5 7 9 0 77 2 81 7 75 8 83 1 78 1 7 8 8 76 - 3 7 9 9 7 7 1 8l _6 7 7 4 7 6 7 7 7 0 7 9 1 7 7 4 8 O 1 81 6 7 8- 3 8 4 4 7 8 1 7 7 6 8 0 O 7 69 7 9 0 7 82 81 O 81 7 7 8 6 7 8 1 7 3 7 81 - 3 8 2 1 7 92 81 1 78 6 7 6 8 8 26 8 2 9 77 9 73 2 7 7 4 7 5 5 7 2 - 3 7 5 _ 3 7 7 - 3 81 9 7 6 1 7 8 8 7 7 5 7 5 0 7 7 O 7 7 8 7 7 7 7 4 9 81 O 7 9 8 7 8 O 81 1 81 6 7 89 7 5 1 7 27 7 9 7 7 6 1 7 4 3 8 0 8 8 0 8 77 4 7 5 6 76 9 78 2 83 O 8 3 5 78 4 75 9 7 74 8 26 8 2 9 7 9 4 7 5 4 7 90 7 8 5 7 5 1 7 9 1 8 2O 81 9 7 92 8 20 7 99 7 96 7 62 8 O 1 8 0O 7 65 8 26 8 22 7 8 8 8 2 8 8 24 8 2 O 7 8 1 7 7 O 7 8 9 78 4 76 5 8 2 5 8 3 2 7 9 0 77 9 8 0 7 8 2 9 8 3 0 8 3 5 7 9 9 7 7 4 8 0 5 5 2 下转第 5 5页 0 4 6 9 m ：2 如 弘 ” 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 但仍有很大发展 。 敞开 养护的试件 ， C 5 0 、 C 3 5自密实混凝 土 3 d 的收缩值分别为 1 2 0 d 的收缩值的5 2 、 4 4 。 由此 可见 ， 加强 自密实混凝土前三天的早期养护非常重要 ， 对减 少自密实混凝土的收缩很有效果。 3结 语 ( 1 ) 自密实混凝土通过配合 比设计优化 ， 采用双掺 矿 物掺合料和 P C A聚羧酸高效减水剂 ， 改善 了孑 L 结构 ， 提高了 结构的密实度 ， 其早期收缩小于同强度等级的对比混凝土。 ( 2 ) 通过试验， 我们可以得到， 自密实混凝土和同强度 的对 比混凝土后期收缩规律大致相同： 前 1 4 d 前收缩较为 迅速 ， 2 8 d 后收缩有所减缓 ， 但仍有很大发展。 ( 3 ) 试验结果表 明 ， 加强 自密实混凝 土前 三天的早期 养护非常重要， 对减少自密实混凝土的收缩很有效果。 上接第 5 O页 9 】9 A S T M C 6 6 6 C 6 6 6 M- - 0 3 ， S t a n d a r d T e s t Me t h o d f o r R e s i s t a n c e o f C o n c r e t e t o R a p i d F r e e z i n g a n d T h a w i n g S 【 1 0 】 郑晓宁， 刁波， 孙洋 冻融及侵蚀环境下混凝土性能劣化机理研 究【 J 】 建筑结构学报 ， 2 0 1 0 ， 3 1 ( 2 ) ： 1 1 1 1 1 6 【 1 1 C h r i s t i a n e F o y ， Mi c h e l P i g e o n ， N e mk u ma r Ba n t h i a ， F r e e z e - t h a w d u r a b i l i t y a n d d e i c e r s a l t s c a l i n g r e s i s t a nc e o f a 0 25 wa t e r - c e me n t r a t i o c o n c r e t e C e m e n t a n d C o n c r e t e R e s e a r c h ， 1 9 8 8 ， 1 8 ( 4 ) ： 6 o 4 ； 1 4 【 1 2 】 惠云玲 ， 林志伸 ， 李晓燕 锈损钢筋的力学性能 J 1 工业建筑， 1 9 9 5 。 2 5 ( 9 ) 4 1 4 4 上接第 5 2页 0 9 8 ， C 6 0的混凝土试件平均折算系数 为 1 0 0 ， C 6 5的混凝 土试件平均折算系数为 1 0 1 ， C 7 0的混凝土试件平均折算 系数为 0 9 7 。 ( 2 ) 利用最小二乘法可 以得到 1 5 0 m l i i 混凝 土试件 5 0 与 1 0 0 n M n混凝土试件 0 0 回归方程为嘲 ： f , - - o 9 7 f , o o + 1 3 2 ( 1 ) 线性 回归关系见 图 1 所示。 图 1 不 同强度等级不同尺寸混凝土试件线性关系图 ( 3 ) 由回归分析 可 以得 到 1 5 0 m m 混凝土 试件 如与 1 0 0 m m混凝土试件 0 0 线性相关系数为 0 9 4 ， 利用 t 分布 检验法可以判断线性回归显著。 通过方差分析方法可以得 到尺寸影 响因素效应高度显著圈 。 3结论 ( 1 ) 采用本地区有代表性的原材料 ， 配制 了强度等级为 C 5 0 、 C 5 5 、 C 6 0 、 C 6 5 、 C 7 0五个等级 ， 试件尺寸为 1 0 0 、 1 5 0 ra i n 参考文献 ： 【 1 1 A I T E I N P C ， N E V I L E A， C K E E R P A I n t e g r a t e d v i e w o f s h ri n k a g e o f d e f o r m a t i o n J C o n c r e t e I n t e r n a t i o n a l ， 1 9 9 5 ， 2 8 ( 8 ) ： 1 6 3 3 1 6 3 8 2 2 马丽媛 ， 姚 燕， 田培 ， 等 国内外混凝土的收缩性能及抗裂性试 验研究方法评述 J 1 中国建材科技， 2 0 0 1 ( 1 ) 3 3 陈峰， 郑建岚 自密实混凝土自由收缩试验f J 1 建筑科学与工程 学报， 2 0 1 1 ( 2 ) 【 4 杨文武 ， 钱觉时 ， 范英儒 混凝土早期收缩性能试验研究【 J 1 深圳 大学学报 ： 理工版 ， 2 0 0 9 ( 1 ) 【 5 】杜艳静， 叶燕华， 朱国平， 等 自密实混凝土的收缩性能研究 混凝土 ， 2 0 0 9 ( 7 ) 作者简介 ： 联系地址 ： 联系电话 王海( 1 9 8 1 一 ) ， 女， 硕士 ， 从事混凝土研究。 浙江省绍兴市火车站北 浙江工业职业技术学院建筑 工程分院( 3 1 2 0 0 0 ) 0 57 5 8 8 0 0 93 9 5 【 1 3 G B 5 0 0 1 13 - - - 2 0 0 2 ， 混凝土结构设计规范 s 】 北京 ： 中国建筑工业 出版社 作者简介 ： 联系地址 ： 联系电话： 张腱( 1 9 8 4 一 ) ， 男， 博士 ， 研究方向 ： 混凝土结构耐久性 研究。 北京市海淀区优胜大厦 A座 8 0 2国家知识产权局专 利局专利审查协作北京中心( 1 0 0 0 8 3 ) 1 38 1 O91 3 3 77 立方体的混凝土试件 2 0 0 对组 ， 到达测试龄期后进行抗压 强度值测试 ，可以得到本地区 1 0 0 m m混凝土试件平均折 算系数为 0 9 9 。 ( 2 ) 给出了本地区常用高强预拌混凝土 1 5 0 mm混凝 土试件 与 1 0 0 m m混凝土试件 关系为 ： O 9 1 3 2 ( 2 ) 为本地 区高强混凝土尺寸效应研究奠定 了基础。 ( 3 ) 由表 2 可以得到本地区常用高强度预拌混凝土的超 强现象比较严重 ， 既增加了工程造价 ， 又耗费了大量原材料。 参考文献： 1 G B T 5 0 1 0 7 -2 0 1 0 ， 混凝土强度检验评定标准 s 北京 ： 中国建 筑工业出版社， 2 0 1 0 2 12 曾伟 ， 石云兴 ， 彭小芹， 等 透水混凝土尺寸效应的试验研究 J 混凝土 ， 2 0 o 7 ( 5 ) ： 1 5 1 8 3 13 高志扬， 许力， 何林， 等 高强混凝土抗压强度尺寸效应综述【 J J 混凝土 ， 2 0 1 1 ( 5 ) ： 3 3 3 5 【 4 】宋帅奇， 高丹盈 ， 胡良明， 等 塑性混凝土强度和尺寸效应的试 验研究 J 水利水电科技进展 ， 3 0 ( 3 ) ： 3 2 3 6 【 5 】于汉学 概率论与数理统计教程【 M】 北京 ： 兵器工业出版社 ， 】 9 96 21 2 -2 3 6 作者简介 联系地址 ： 联系电话 ： 陈海彬( 1 9 7 3 一 ) ， 男， 博士， 副教授， 硕士生导师， 研究 方向： 混凝土无损检测及可靠性研究。 河北省唐山市新华西道 4 6 号 河 北联合大学建筑工 程学院( 0 6 3 0 0 9 ) 1 8 6 3 3 3 7 58 5 6 55 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m