现浇混凝土成熟度一强度曲线方程的应用.pdf

第4 5卷第 1期 2 0 1 4年 1月 Vo 1 4 5 No 1 J a n 2 0 1 4 建 筑 技 术 2 3 A r c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y 现浇混凝土成熟度一强度曲线方程的应用 胡裕新 ，郑慧良2 ( 1 中国建筑学会施工学术委 员会模板 与脚 手架专业委员会， 1 0 0 0 3 9 ， 北京；2 北京 贝盟国际建筑装饰工程 有限公 司， 1 0 0 0 6 2 ， 北京 ) 摘 要： 建筑工程冬期施工规程 ( J G J r 1 0 4 2 0 1 1 ) 给出 了分别采用等效龄期和度时积计算的两个成熟 度一强度曲线方程， 用来推算混凝土早期( 设计强度6 0 以下) 强度的标准值。通过使用卡西欧f x 一 5 7 0 MS 计算器 对方程中的常数U ， b 的回归计算 ， 分析了两个方程的应用差异 ， 以及在确定成熟度 一强度 曲线方程后 ， 两个方程 在推算混凝土养护期间强度 、 度时积和 早拆强度判断的具体计算方法和步骤。 关键词 ：等效龄期 ； 度时积 ； 成 熟度 ； 回归计算 ； 回归系数 ； 现浇混凝土 中图分 类号 ： T U 7 5 5 文献标 识码 ： A 文章编 号： 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 4) 0 1 0 0 2 3 0 4 AP P LI C ATI ON OF MAT UI UT Y S TR ENGT H C URVE E QUAT I ON OF C AS T I N P L ACE C ONC RET E HU Yu - x i n ，ZHE NG H u i - l ia n g ( 1 C h i n a B u i l d i n g C o n s t r u c t i o n I n s t i t u t e ，1 0 0 0 3 9 ，B e ij i n g ，C h i n a ； 2 B e ij i n g B e i m e n g I n t e r n a t i o n a l A r c h i t e c t u r a l E n g i n e e r i n g C o ， L t d ，1 0 0 0 6 2 ， B e ij i n g ，C h i n a ) A b s t r a c t ：s p e c ific a t i o n f o r Wi n t e r C o n s t r u c t i o n o f B u i l d i n g E n g i n e e r i n g ( J G J T 1 0 4 2 叭 1 )s p e c i fi e s t w o ma t u r i t y-s t r e n g t h c u r v e e q u a t i o n s c alc u l a t e d a c c o r d i n g t o e q u i v a l e n t a g e s a n d t e mp e r a t u r e- t i me p r o d u c t r e s p e c t i v e l y ，t o d e d u c t t h e s t a n d a r d v a l u e o f c o n c r e t e s t r e n gt h ( b e l o w 6 0 o f t h e d e s i g n s t r e n gt h )a t e a r l y p e rio d Ca s i o f x一 5 7 0 MS c o u n t e r i s u s e d f o r r e g r e s s i o n c a l c u l a t i o n o f t wo c o n s t a n t s U a n d b i n t h e e q u a t i o n s a n d d i f f e r e n c e s i n a p p l i c a t i o n o f t he s e t wo e q u a t i o n s a r e an a l y z e d De t a i l e d c a l c u l a t i o n me t h o d s a n d p r o c e d u r e s o f t h e s e t wo e q u a t i o n s for d e d u c t i o n o f c u r i n g s t r e n gth ，t e mp e r a t u r e t i me p r o d u c t a n d e arl y - r e mo v a l s t r e n gth a r e d e s c rib e d a f t e r d e t e r mi n a t i o n o f ma t u rit y s t r e n gth c u r v e e q u a t i o n Ke y wo r d s ：e q u i v a l e n t a g e ；t e mp e r a t u r e t i me p r o d u c t ；ma t u rit y ；r e g r e s s i o n c a l c u l a t i o n ；r e gre s s i o n c o e f fic i e n t ； c a s t i n p l a c e c o n c r e t e 1 计算指数 方程 回归 系数 建筑工程冬期施工规程) ( J G J T l o 4 2 0 0 1 ) 给出 了两个计算公式 ， 分别采用等效龄期 ( D 。 ) 和度时积( ) 来推算混凝土早期( 设计强度6 0 以下 ) 强度的标准值。 方程中的常数a ， 6 要依据时间和标养试件强度值求出， 属于统计回归计算。用公式计算较繁琐 ， 以下介绍使用 卡西欧f x 一 5 7 0 MS 计算器对两个公式 回归系数进行统计 和计算的具体方法和步骤。 1 1 采用等效龄期( D。 ) 计算的成熟度一强度曲线方程 一 一生 f - e - - - y n e 该方程属于指数型方程 ，若将方程两边取 自然对 数 ， 则 ： 一生 ， f = a e - - Hn y ： l n 叶( 一 ) 此方程就成为线性方程。 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 8 1 2 作者简介 ：胡裕新( 1 9 5 1 一 ) ，男 ，天津人 ，教授级 高级工程师 ， e ma i l ： h u y u x i n y e a hn e t 分别选 用计算器对指数回归( E x p ) 和对线性回归 ( L i n ) 功能进行计算 ， 均可计 算出其回归系数a ， b ， 计算 结果是一样的。 所以应当用一种方法计算 。 以男一种方 法校核 ， 以确保公式准确。以下通过一个具体算例 ， 介 绍采用C A S I O f x 5 7 O MS 计算器计 算指数 方程 回归 系 数的具体步骤 。 某工程6 层以上梁 、 板混凝土 为C 3 5 ( 处于冬期施 工) 。表1 是标养试件强度和采用标养温度换算的等效 龄期和度时积。 表1 标准养护试件强度及度时积 D| d 1 2 3 5 7 1 4 2 8 6 0 龄 期 d H ， l 2 4 4 8 7 2 1 2 0 1 6 8 3 3 6 6 7 2 1 4 4 0 强度 l ， 4I 8 1 6 5 2 1 O 3 1 4 3 5 2 4 2 0 5 2 5 5 6 O ， MPa 度时积 E ( T + 1 5 ) t 8 4 0 1 6 8 0 2 5 2 0 4 2 0 0 5 8 8 0 l 1 7 6 0 2 3 5 2 0 5 0 4 0 C ， ( h ) 1 1 1指数 回归 ( E x p ) ( 1 )开机后，按匦囹( 模式键)键后，显示 IC O M P S D R E G I l 1 2 3 l ，选R E G ( 回归) 统计计算模式 按图 2 4 建筑技术 第 4 5卷第 1期 键 后 ，显 示 l L in L E x3p I，按 固 键 ，选 E p ( 指 数 回 归 ) 。 在输入数据之前，需依次按匦珂回，显示 【1 2 3 l ， 按 S c l ( 清除统计存储器内容) 】 后， 再按【 = I， 即实现了在本选项统计状态下对对应储存器 的清零。 ( 2 )按表2 数据依次输入 。输人数据 的值 ， 因为 所求回归系数在分母上 ，又是负数 ，所以输入数值实 为一 1 x ， 捌： 键； 输入数据y 的 值， 捌 后， 屏幕显示 n = l 。重复输入数据 ，每输完一组 ，屏幕分别显示n = 2 ， 3 ， 4 输入完毕。 表2 等效龄期法数据墨】 输 入值 ( 指数回归 ) 龄期， d D | a 1 2 3 5 7 1 4 2 8 6 0 强度 MP a y 4 8 1 6 5 2 1 0 3 1 4 3 5 2 4 2 0 5 2 5 5 6 O 输入数据 均值 一 1 x - 1 1 1 2 1 3 1 5 1 ， 7 1 1 4 1 2 8 一 1 6 0 输入数据】 ， 的值 y 4 8 1 6 5 2 1 0 3 1 4 3 5 l2 4 2 0 5 2 5 5 6 0 ( 3 )提取回归计算的结果 ： 常数项 ， 回归系数 ， 相关系数r ， 方法如下。 1 ) 提取 常数 硼 ： 依 次按 匦 珂 匡 固屏幕 显示 l n x 1 I I y y y 一1 I l 1 2 3 J按圈键， 显示J 1 2 3 l ， 按圈键， 显示 ，按田然后再按E屏幕显示数值， 即为所求。 2 ) 提取回归系数 ： 依次按匦耍 匡 幕显 l X 一1 l l y Y y 一1 l 示 l 1 2 3 I按圜键， 显示l 1 2 3 I， 按圈键， 显示 f 1 2 3 l 3 ) ，按图然后再按E屏幕显示数值， 即为所求。 提取相关系数r ： 依次按匦珂匡 屏幕显 I X 一1 I Y y n】 ， 一l I 1 2 3胺圈键， 显 1 2 3 l， 按圜键， 显示 B r I 1 2 3 f ， 按 固然 后 再 按 日， 屏 幕 显 示 数值 即 为 相 关 系 数 ， 数值越接近1 ， 表明建立的方程相关性强。 ( 4 )计算结果 ： A为5 2 7 4 ， 为2 4 2 3 8 ， r 为0 9 9 5 6 。 1 1 2 线性 回归 ( L i n ) 若将方程两边取 自然对数 ， 则 ： 一 ， f = a e。 - - - l n y = l n 叶( 一 ) 该方程就成为线性方程。 输人数值时 ， y 的数值应输入l n y ；提取 出的 实际 是l n a ， 即e 的指数 ， 需将所求数值反算为实际的回归系 。 ( 1 )开机后，按匦画( 模式键)键后，显示 lC 0 1M P s 2D R E3 G 【，选 R E G ( 回 归 )统 计 计 算 模 式 】按 图 l 1，选 ( 回 归 )统 计 计 算 模 式 】按 l到 I L i n L o g E x p I 一 键后 ，显示I 1 3 l， 按田键， 选L i n ( 线性回 归 ) 。 在输入数据之前， 需依次按匦珂圆， 显示 l 1 2 3 l， 按田 s c l ( 清除统计存储器内容) 垢 ， 再捌 = J ，即实现了在本选项统计状态下对对应储存器 的清零 。 ( 2 )按表3 数据依次输入。输人数据 的值， 按 f 键； 输人数据y 的 值， 捌M + 踺后， 屏幕显示n = l 。 重复输 入数据 ， 每输完一组 ， 屏幕分别显示n = 2 ， 3 ， 4 输入完 毕 表3 等效龄期 法数据墨 入值 ( 线性 回归 ) 龄期， d D f d 1 2 3 5 7 1 4 2 8 6 0 强度 y 48 1 6 5 21 O 31 4 3 52 4 2 0 5 2 5 5 6 O MP a 输人数据 一 1 一 1 1 1 1 2 1 3 - 1 5 1 ， 7 1 1 4 1 2 8 - 1 6 0 X的值 输入数据 l n l ， l n 4 8 l n 1 6 5 l n 2 1 0 l n 3 1 -4 l n 3 5 2 l n 4 2 0 l n 5 2 5 l n 5 6 0 y 的值 ( 3 )提取回归计算的结果 ： 常数项A， 回归 系数B， 相关系数r ， 方法如下。 1 ) 提 取常 数硼 ： 依 次按 匦 珂 匡 幕 显示 o n 一 1 I l 】 ， y 】 ， 一 1 l I 1 2 3 I按圈键， 显示 I I 2 3 I ， 按圈键， 显示 ，按 然后再按曰 ， 屏幕所显示的数值l n a ， 即e 的指数 ， 需将所求数值反算为回归系数A的实际数 值。 2 )提取回归系数B ： 依次按匦珂 匡 幕显 l X 1 J I Y Y y l f 示 l 1 2 3陆圆键， 显 示 l 1 2 3 J ， 按 圈键， 显示 3 ) ，按图然后再按日屏幕显示数值， 即为所求。 提取相关系数r ： 依次按匦珂 匡 屏幕显 JX X 一 1 I l Y Y y 一1 J 示 I 1 2 3陋 腱， 显示 I 1 2 3 I， 按 圈键， 显示 2 0 1 4年 1 月 胡裕新 ， 等 ： 现 浇混凝土成熟度一强度曲线方程的应用 2 5 I B r- l 1 2 3 l， 按【 3 I然后再按I = 】， 屏幕显示数值即为相关系 数 ， 数 值 越 接 近 1 ， 表 明 建 立 的方 程 相 关 性 越 强 。 ( 4 )计算结果。所提取的A= l n a = 3 9 6 5 4 ， 即e 蝌 。 经计算 ： 4为5 2 7 4 ， B 为2 4 2 3 8 ， r Y J 0 9 9 5 6 。 1 2 采用度时积 ( ) 计算成熟度一强度 曲线方程 一旦 ae M 需将龄期换算为度时积( 表4 ， 5 ) ， 其余计算方法同 上 。 经计算 ： A为5 2 7 4 ， 为2 0 3 5 9 8 ， r 为0 9 9 5 6 。 2 两个公式应 用条件的差异 两式都建立在标准养护试件 的强度增长规律基础 上 ， 均用于判定现场浇筑的混凝土从浇筑完成 ， 到其后 任意时间点的强度 ( 6 0 以下强度标准值 ) 。不同之处 是分别采用等效龄期和度时积两种不 同的对应关 系 ， 将 自然环境 的养护效果与标准养护效果进行换算 。 采用等效龄期 ( D 。 ) 计算成熟度一强度 曲线方程的 回归 系数 ， 需对照不同养护温度下的等效龄期换算表 ， 对养护期间内的环境温度逐 日进行等效换算 ，将所换 算出的温度值对应其天数进行计算。按照等效龄期确 定的成熟度一强度曲线方程 ，所计算的结果不考虑折 减系数。 此式适用于冬期施工。 也适用于5 O 以下的常 温施 工 。 采用度时积( ) 计算成熟度一强度曲线方程的回 归系数 ， 要将标准养护期间温度 ( 2 0 + 1 5 ) o C 与养护时间 相乘为相应时 间段 的度 时积 ( ) ， 将度 时积 ( ) 累积 到对 应标养试件 的( 1 ， 2 ， 3 ， 5 ， 7 d ) 数值 ， 进行回归计 算。 规程规定 ， 按照度时积确定的成熟度一强度曲线方 程 ， 所计算的结果应乘以0 8 的折减系数 。此式仅适用 于采用蓄热法和综合蓄热法养护的混凝土冬期施工。 3 应用实例 3 1 推算混凝土达到受冻临界强度的度时积 应用度时积( ) 成熟度一强度曲线方程 ， 预先推 算混凝土达到受冻l ib界强度的度时积。 一 喜 对 公 式 两 边 取 自然对 数 ： 厂 = 伽 ， 有 ： l n 厂 = l n a + ( 一 ) 。整理后 ： b= l n n l n f o所求度时积 ： M b 。 假定混凝土受冻临界强度为4 MP a ， 求所 需度时积 。由于公式中0 ， b 已求出， 可直接代入公式求解。 所 求 度 时 积 ： = 。 式 中 ： 0 = 5 2 7 4 ， b= l n 一 l n ， 2 0 3 5 9 8 , f = 4 0 8 = 5 。即 ： 肚 ： ： ： ：8 6 4 1 7 l n 5 2 7 4 - 1 n 5 3 9 6 5 4 1 6 0 9 4 从构件混凝土浇筑完成后 ， 开始测温 ， 累积度时积 达到8 6 4 1 7 ， 即满足混凝土受冻临界强度为4 MP a 的要 求 。 3 2推算混凝土养护过程中任意时刻的混凝土强度 应用度时积( ) 成 熟度一强度曲线方程 ， 推算混 凝土的养护过程中任意时刻的混凝土强度。 一 般从构件混凝土浇筑完成后 开始测量混凝土 的内部温度。 某现 浇混凝土构件 ， 冬期采用综合蓄热法 施工 ， 每 隔4 h 测量一次 ， 将 测得温度值和间隔时间记 人专用表格 ，在表格上进行简单计算得出对应时刻的 累计度时积 ， 即可进行强度计算。 将计算 结果A为5 2 7 4 ， 为20 3 5 9 8 ， r 为0 9 9 5 6 代 表4 度时积法数据 l 输 入值 ( 指数回归) D d 1 2 3 5 7 1 4 28 6 0 龄期 d Hf h 2 4 4 8 7 2 1 2 0 1 6 8 3 3 6 6 7 2 1 4 4 0 强度 MP a 】 ， 4 8 1 6 5 2 1 O 3 1 4 3 5 2 4 2 0 5 2 5 5 6 O 度 时积尬， ( h ) Z( T + 1 5 ) t 8 4 0 1 6 8 0 2 5 2 0 42 0 0 5 8 8 0 1 l 7 6 0 2 3 5 2 0 5 O 4 o o 输 入数 据 的值 一 1 1 8 4 0 1 1 6 8 0 - 1 25 2 0 1 4 2 0 0 - 1 5 8 8 0 1 1 1 7 6 0 1 2 3 5 2 0 一 1 5 04 0 0 输 入数据y的值 y 4 8 1 6 5 2 1 O 3 1 4 3 5 2 4 2 0 5 2 5 5 6 0 表5度时积法数据墨嘴入值 ( 线性 回归 ) D| d 1 2 3 5 7 1 4 2 8 6 0 龄期 d H 2 4 4 8 7 2 1 2 0 1 6 8 3 3 6 6 7 2 14 4 0 强度， MP a y 4 8 1 6 5 2 1 O 3 1 4 3 5 - 2 4 2 0 5 2 5 5 6 O 度时积M ( h ) E ( T + 1 5 ) t 8 4 0 1 6 8 0 25 2 0 4 2 0 0 5 8 8 0 1 1 7 6 0 2 3 5 2 0 5 0 I 4 0 0 输人数据 的值 一 1 1 8 4 0 1 1 6 8 0 - 1 2 5 2 0 1 42 0 0 1 5 8 8 0 1 1 1 7 6 0 1 2 3 5 2 0 1 5 0 4 0 0 输入数据y的值 l n l ， l n 4 8 l n 1 6 5 l n 2 1 0 l n 3 1 4 l n 3 5 2 | n 4 2 0 l n 5 2 5 1 n 5 6 0 2 6 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y 第 4 5卷第 1 期 2 0 1 4年 1月 Vo 1 4 5 No 1 J a n 2 0 1 4 微珠粉煤灰在超高性能混凝土中的应用 高雅静， 孙双鑫，陈 科 ( 北京建工新型建材有限责任公 司， 1 0 0 0 2 1 ， 北京) 摘要 ： 通过微珠粉煤灰与普通粉煤灰物化性能比较 ， 以及对掺加微珠粉煤灰混凝土的出机状态 、 拌 合物工 作性及硬化后耐久性进行检测 ， 结果证明 ： 微珠粉煤灰粒径小 、 活性高 、 减水性好 、 填充性佳且需水量很小 ， 是超 高性能混凝土中的重要组分 ， 可显著提高混凝土的流动性 ， 大大降低超高性能混凝土的粘度 ， 减小混凝土泵送阻 力 ， 适宜在超高层高强 高性能混凝土中推广应用。 关键词 ： 微珠 ； 超高性能 ； 工作性 ； 耐久性 中图分类号 ： T U 5 2 8 3 1 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 4 ) 0 1 0 0 2 6 0 4 APPLI CATI oN OF M I CRO BEAD POW DERED COAL AS H I N ULTRA HI GH P ERFOI U ANCE CoNCRETE G A O Y a - j i n g ， S U N S h u a n g - x i n ， CH E N K e ( B C E G Ad v a n c e d C o n s t r u c t i o n Ma t e ri a l s C o ， L t d ， 1 0 0 0 2 1 ， B e i j i n g ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：Th e p h y s i c a l a n d c h e mi c al p r o p e r t i e s a r e c o mp a r e d t o mi c r o b e a d f l y a s h a n d o r d i n a r y f l y a s h W h e n mi c r o b e a d fl y a s h r e p l a c e s t h e s a me a mo u n t o f c e me n t ， t h e c o n c r e t e mi x t u r e i n i t i a l c o n d i t i o n，wo r k p r o p e rti e s a n d d u r a b i l i t y o f h a r d e n e d c o n c r e t e a r e t e s t e d T h e r e s u l t s i n d i c a t e t h a t mi c r o b e a d fly a s h i s v e r y l i t t l e pa rti c l e s ，h i g h a c t i v i t y ，e x c e l l e n t wa t e r r e d u c t i o n ，f i n e fi l l i ng p r o p e r t i e s ，l o w wa t e r d e ma n d r a t i o ，a n d i t i s a n i mp o rta n t c o mp o ne n t o f t h e u l t r a h i g h p e r f o r ma n c e c o n c r e t e T h e mi c r o b e a d f l y a s h c a n i mp r o v e t h e flu i d i t y o f c o n c r e t e ， r e d u c e v i s c o s i t y o f t h e u l t r a- h i g h p e rfo rm a n c e c o n c r e t e mi x t u r e ， a n d r e d u c e c o n c r e t e p u mp i n g r e s i s t a n c e T h e mi c r o b e a d fly a s h i s s u i t a b l e f o r a p p l i c a t i o n i n t h e u l t r a h i g h p e rfo r ma n c e c o n c r e t e Ke y wo r ds ：mi c r o b e a d ；t h e u l t r a - h i g h p e rfo r man c e c o n c r e t e ；wo r k p r o p e r t i e s ；d u r a b i l i t y 1 微珠粉煤灰概况 使用普通粉煤 灰的高强高性能混凝 土通 常存在 拌合物粘度大 、 泵送 困难和 早期强度低等缺陷 ， 这是 收稿 日期 ： 2 0 1 3 1 0 1 1 作者简 介 ： 高雅静( 1 9 7 9 - ) ， 女， 河北藁城 人 ， 工程 师 ， 技术 质量 部部长 ， 主 要研 究方 向为建筑材料 ( 高性能混凝土 ) ， e ma i l ：l i l m 2 0 0 5 1 6 3 c o m 影响高强高性能混凝土在高层及超高层中应用的主要 问题 。 “ 微珠粉煤灰” ( 以下简称微珠 ) 是一种新型超微粉 体材料 ， 是利用优质粉煤灰经过独特工艺精选 、 加工而 成的超细且具有连续粒径分布的一种亚微米 、完美的 正球状粉体产品。 微珠具有活性高 、 低水化热 、 质轻 、 耐 腐蚀 、抗压强度高、流动性好和热稳定性好等优异功 Af = e ， 则有 5 2 7 4 e 村 。 依据此公式再对照测温记录 ，即可计算综合蓄热 养护的混凝土构件任意时间的强度。 3 3 模板早拆施工的楼板强度核算 采用等效龄期( D ) 成熟度一强度曲线方程进行模 板早拆施工的楼板强度核算。 北京某工程楼板采用模板早拆技术施工 ，混凝土 强度等级为C 2 0 ， 施工时间为7 月上旬。计算楼板混凝 土浇筑后5 2 h 期间的强度增长情况 。 采用等效龄期( D 。 ) 计算成熟度一强度曲线方程 的 回归系数 。 一 一生 由 f = a e = 计 算 ，得 到 回归 系数 ： A为 2 8 0 3 ， 为2 9 0 2 4 ， r y e 0 9 8 3 2 。 代入上述系数， 该楼板混凝土成熟度一强度曲线 方程为 ： 一 型 f = 2 8 0 3 e 。 经计算得到常温施工时混凝土强度。 由计算可知 ，该楼板混凝土在浇筑后5 2 h 达到拆 除模板主次龙骨和第一次支撑条件 ( 保留支撑仍需继 续支顶 ) 。 参考文献 【 1 】 J G J T 1 o 4 2 0 1 1 ， 建筑 工程冬期施工规程【 S 】 2 】 李成敏 混凝 土成熟度在冬 期施工 中推 算 早期强度 的应用f J 陕 两 建筑 2 0 1 0 ( 2 ) ： 5 8 5 9