冬季室内外养护及试件尺寸对粉煤灰混凝土强度的影响.pdf

第 4 4卷第 8期 2 0 1 3 年 8月 V0 1 4 4 No 8 Au g 2 01 3 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o g v 7 0 5 冬季室内外养护及试件尺寸对粉煤灰 混凝土强度的影响 何淅淅 ，赵殿彪 ( 北京建筑大学， 1 0 0 0 4 4 ， 北京) 摘要 ：通过冬季室 内外养护环境的混凝土试件长龄期强度 的对比 ， 分析粉煤灰混凝土水化热 、 养护温度 、 粉煤灰掺量 、 试件体积对混凝土强度 的影响。 结果表明 ， 冬季室外养护混凝土强度较室内温暖条件养护的混凝土 构件强度大幅降低 ，但粉煤灰混凝土水化热的缓释特点和一定的试件体积有利于保持试件必要的养护温度 ， 提 高强度。 关键词 ：粉煤灰混凝土；冬季养护 ；水化热 ；强度 ；试件尺寸 中图分类号 ： T U7 5 5 7 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 3 ) 0 8 0 7 0 5 0 5 玎 UENCE OF I NDooR AND oUTDooR CURI NG ENVI RONM ENT I N W I NTER AND S PEC眦N SI ZE oN STRENGTH oF FLY AS H CoNCRETE HE i x i ZHA0 Di a n biao ( B e ij i n g B u i l d i n g U n i v e r s i t y ， 1 0 0 0 4 4 ，B e i j i n g ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：Th i s p a p e r c o mp a r e d l o n g - a g e s t r e n g t h o f c o n c r e t e c u r e d u n d e r o u t d o o r e n v i r o n me n t a n d i n d o o r e n v i r o n me n t i n wi n t e r ，t h e n a n a l y z e d t h e i n flu e n c e o f h y d r a t i o n h e a t ，c u rin g t e mp e r a t u r e ，fly a s h c o n t e n t a n d s p e c i me n s i z e o n c o n c r e t e s t r e n g t h T he r e s u l t s h o ws t h a t t he s t r e n g t h o f s p e c i me n s c u r e d o u t d o o r h a s a d i s t i n c t d e c r e a s e c o mp a r e d t o t h a t c u r e d i n d o o r T h e s l o w- r e l e a s e c h ara c t e ris t i c o f h y d r a t i o n h e a t o f fl y a s h c o n c r e t e a n d c e r t a i n s p e c i me n s i z e a r e b e n e fi c i M f o r ma i n t a i n i n g n e c e s s a r y t e mp e r a t u r e a n d i mp r o v e t h e s t r e n gth for t h e s p e c i me n s c u r e d i n l o w t e mp e r a t u r e Ke y wo r d s ：fly a s h c o n c r e t e；c u rin g i n wi n t e r ；h y d r a t i o n h e a t ；s t r e n g t h；s p e c i me n s i z e 一 些学者指出水化热是水泥混凝土产生尺寸效应 的原因之- 捌。这种观点认为混凝土试件尺寸越大 ， 水化热产生的温度就越高 ，而温度的不均匀分布程度 就会越大。水化热的作用 ， 混凝土试件尺寸越大 ， 产生 的内部温度就越高 ，而温度的不均匀分布程度就会越 大 ， 导致大构件开裂 、 加速化学反应和改变材料性质 ， 从而引发尺寸效应闭 。小尺寸试件受水化热影响小 ， 混 凝土试件强度尤其是长期强度将高于实际构件的强度3 ， 夏季施工时尤为显著。故标准养护的试件强度偏高 。 上述观点建立在无粉煤灰普通混凝土的基础上 ， 可以预见对掺量较大的混凝土 ， 情况会有所不同。 由于 粉煤灰的水化 反应出现在混凝土拌和一段时间后 ， 以 粉煤灰替代部分水泥有助于降低初期水化热 ，还能够 在 后期混凝 土凝结硬化 过程 中提供源源 不断 的水化 热 ， 故有利于混凝土的初期以及后期强度 ， 提高混凝 质量。由于粉煤灰水化缓慢 。使混凝土实际水灰比增 大 ， 加快了水泥的水化 ， 改善了水泥水化程度 ， 粉煤灰 掺量越大这种效果越明显。 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 6 2 4 基金项 目：工程 结构与新 材料北京 市高校 工程研 究中心 ( P XM2 0 1 3 01 4 21 0 0 0 01 5 5) 作者简介 ：何淅淅( 1 9 6 1 _ ， 女， 北京市人， 教授， e - ma i L 6 8 3 3 2 5 1 0 s i n a c o m 因此 ，大掺量粉煤灰混凝土的初期水化热低于同 条件普通水泥混凝土 ，既减小了水泥混凝土高水化热 及温度的不利影响 ，也提供和保持了混凝土硬化所必 要的温度 ， 有利于混凝土的强度发展。 而这种适度的水 化热温度有利于保持混凝土硬化所必要的温度 ，提高 混凝土的强度 。由于实验室制作的小尺寸试件受水化 热影响小 ，而较大尺寸的试件或实际结构构件受水化 热影响大 ， 作者推断对于大掺粉煤灰混凝土 ， 就有可能 出现小尺寸试件强度低于大尺寸试件或实际构件强度 的情况 。 在冬季施工且现场自然养护时 ， 由于一定的大 尺寸有利于保持试件水化必要的温度、 协调内外温差 ， 粉煤灰水化热缓释带来的影响可能更为显著。 本文选择2 0 1 3 年1 月的北京城区 ， 通过室内外养护 的不同尺寸粉煤灰混凝土抗压强度 的对比 ，探究了粉 煤灰水化热的影响规律 以及与环境温度和试件尺寸对 混凝土强度的交互影响。 1 试验概况 1 1试验 材 料性能 试验用粗骨料采用天然碎石 。颗粒级配为连续级 配 ， 公称粒径范围为5 2 0 h i m。细骨料采用机制砂 ， 其 2 。 3 年8 月 何 淅 淅 ， 等 ： 兰 堕 竺 昼 ! 堡 鳖 圭 璺 图3 室内养护试仕丘与试件边长的关系 图4 室外养护试仕r 删 与试件边长的关系 变化越不明显 ； ( 2 ) 各尺寸时 ，粉煤灰掺量为2 5 的I 一 2 5 的强度最高， i - 5 o 。 的增加而减小 ； ( 3 ) 室外O系列的所有配合 比的混凝土 试件立方抗压强度均随试件边长的增加而增加 ； ( 4 ) 室 内、外养护系列的混凝土抗压强度 呈现完全相反的随 尺寸变化趋势 ； ( 5 ) 室内、 外养护 系列的混凝土抗压强 度均呈现粉煤灰含量越大 ， 强度越低的特点 。 室外系列O 一 2 5 5 o 一 5 O 两种粉煤灰掺量时 ， 抗压强 度随尺寸 的变化趋 势几乎相同 ，尺寸2 o 0 ， 3 0 0 ， 4 0 0 mm 时的强度很接近 ， 即在边长从1 0 0 2 0 0 m m的过渡中强 度变化最激烈。说明粉煤灰混凝土在截面边长2 o o m m 以上时 ， 截面尺寸对冬期施工的“ 保温作用” 开始发挥 作 用 。 从室内、外养护条件下混凝土立方抗压强度随尺 寸变化规律的对比可以看出 ，粉煤灰在室外养护条件 下对混凝土强度尺寸效应产生了更大的影响 ，与以往 普遍认识不同。这一强度随尺寸的不同变化关系在 文 献中6 ， 7 已经提出。这种现象与粉煤灰可提供持续 、 稳 定的水化热有关。 2 2 劈裂抗拉强度 图5 为室内养护I 系列的劈裂强度试验平均值随立 方体试件边长的变化 ， 可看出 ： ( 1 ) 随着尺寸的增大 ， I 一 0 系列强度下降最为明显 ， I 一 2 5 其次 ，而I 一 5 O 强度几乎 不随尺寸而变化 ； 即粉煤灰掺量越大 ， 劈裂强度随尺寸 ； 二 ： 9879 。 、 一 R _ 0 8 1 2 9 l R -O 3 7 3 8 。 、 、 。 、 。 一 I 一 5 O I 一 2 5 I _ 0 a mr o 图5 室内养护 随试件边长变化曲线 2 3粉煤灰替代率对冬季室内外养护混凝土强度的 影 响 室内条件下 ，粉煤灰掺量对混凝土立方抗压强度 试验平均值的影响如图6 。 从图6 可看出 ， 室内养护条件 下 小尺寸试件 立方抗压强度随着粉煤灰掺量的增加 而减小 ， 对 于2 0 0 4 0 0 mm边长的试件 ， 粉煤灰掺量 为 2 5 时立方抗压强度最高， 且小试件强度最高。 图6 室内养护试1 牛 r 删 与粉煤灰掺最的关系 图7 表明， 在室内养护条件下， 1 0 0 2 0 0 mm j 长的小 试件劈裂抗拉强度在2 5 粉煤灰替代率时有最大值。 图8 为室外养护条件下 ， 粉煤灰掺量对混凝土立方 抗压强度试验平均值的影响 。 可以看出 ， 粉煤灰替代率 为2 5 和5 O 的I 一 2 5 、 I 一 5 0 系列抗压强度除 l 0 0 咖 边长 的随掺量增加有较明显的下降外 ， 其余均为略有下降 ， 受粉煤灰掺量影响不大。 不容忽视的一个明显现象是 ， 从1 o 0 2 0 0 mm边长 时 ， 强度为上升 ， 从2 0 0 4 0 o m m边 长时 试件的强度几乎相同。 舳如 B d 如加 7 0 8 建筑技术 第 4 4卷第 8期 至 4 0 2 5 F A 图7 室内养护 试 与粉煤灰掺量 的关 系 N8 室外养护混凝土 与粉煤灰掺量的关系 2 4 截面 尺寸 对冬季 施工 粉煤灰 混凝 土强度 的影 响 图9 为冬季养护室外 系列与同条件室内系 3 5 o 粉煤灰替代的抗 压强度比O 一 5 0 I 一 5 0 以及2 5 替代时 室 内外与室 内比0 2 5 I 一 2 5 ， 以及室外 系列不同粉煤灰 掺量时的比O 一 5 0 0 2 5 。可以看出： ( 1 )O 一 5 0 0 2 5 随尺寸变化很小； ( 2 )O一 5 0 I 一 5 0 和O 一 2 5 I 一 2 5 随尺寸加大变化幅度 非常大 。 尺寸越大 ， 强度越接近室内养护的强度值。 换 言之 冬季施工室外寒冷情况下 ， 粉煤灰混凝土强度受 试件尺寸及温度影响很大 ； ( 3 )粉煤灰替代水泥5 0 t ， 室外组O 一 5 0 与室内 组I 一 5 0 的比O 一 5 0 I 一 5 0 在边长等于3 0 0 m mIL 已很接近 图9 室 内外养护混凝土抗压强度比与截面尺寸关系 1 。说明大掺粉煤灰时 ， 边长3 0 0 m m对冬季室外保温并 促进混凝土硬化就可起到明显作用，而2 5 的替代率 时 ， 试 件尺 寸4 0 0 mm则可起到 保温 的效果 。 2 5 截面尺寸与粉煤灰替代率对混凝土强度的影响 图1 0 和图1 1 为室内养护时，立方抗压强度和立方 劈裂强度随尺寸的变化 。可看出， ( 1 ) 2 5 粉煤灰混凝 土I 一 2 5 与水泥混凝土I 一 0 的抗压强度比随尺寸增加呈 现线性增加趋势； ( 2 ) 2 0 0 4 0 0 m m边长的I 一 2 5 粉煤灰混 凝土抗压强度大于无粉煤灰混凝土 ； ( 3 ) I 一 5 0 组抗压强 度低于I 一 2 5 以及I 一 0 ； ( 4 )尺寸大时 ，劈裂强度有昕提 高。 图1 O 不同粉煤灰掺量混凝土抗压强度比与截面边长关系 图1 1 不同粉煤灰掺量混凝 土劈裂强度比与截 面尺 寸关系 图1 2 为室 内养护条件下3 种尺寸的不同粉煤灰替 代率的劈裂强度与立方抗压强度的比。 具有两个特点 ： ( 1 ) 水泥混凝土I 一 0 ： H I 一 2 5 规律相同 ， 劈压强度比随尺 寸增加而下降； ( 2 ) I 一 2 5 和I 一 5 0 劈压比均大于I 一 0 。 3主要结论 ( 1 )冬季寒冷气候养护条件对混凝土强度有不利 影响 ， 这种影响与粉煤灰掺量和试件尺寸有关； ( 2 )室外养护时 ，粉煤灰混凝土试件立方抗压强 度均随试件边长的增加而增加 。 ( 3 )龄期1 0 5 d ， 室内外养护 的粉煤灰混凝土强度 第 4 4卷第 8期 2 0 1 3年 8月 Vo 1 4 4 No 8 Au g 2 0 1 3 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 7 0 9 型钢支座悬挑脚手架设计及施工 门贤君 ( 中交第一公路 工程局 有限公 司，1 0 1 3 0 0 ，北京) 摘要 ： 结合某框架结构 的学校公寓楼悬挑外脚手架施工经验 ， 从提高悬挑脚手架 的设计安全性、 减 少施工 误差 、 避免使 用不 当入手 ， 选择悬挑工字钢梁为脚手架支撑形式 ， 设斜拉钢丝绳作为安全储备 ， 对悬挑脚手架各 节点做法 、 计算方法及施工管理等提出优化建议 ， 力求达到使用安全、 技术先进 、 经济合理相统一的 目的。 关键词 ： 悬挑式脚手架 ； 工字钢梁 ； 支撑 ； 锚 固 中图分类号 ： T U7 5 5 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 3 ) 0 8 0 7 0 9 0 4 DESI GN AND CoNS TRUCTI oN oF CANTI LEVER SCAFFoLD W I TH PROFI LE STEEL BAS E ME N X i a n - j u a ( C h i n a F i r s t H i g h w a y E e g i n e e r i n g C o ， L t d ，1 0 1 3 0 0 ，B e r i n g ，C h i n a ) Abs t r a c t ：W i t h e x p e r i e n c e s i n c o n s t r u c t i o n o f c a n t i l e v e r e x t e r n a l s c a ffo l d o f a s c h o o l a p a r t me n t b u i l d i n g o f f r a me s t ruc t u r e ， c a n t i l e v e r s t e e l I b e a m i s s e l e c t e d a s s c a ffo l d s u p p o r t a n d s t e l c a b l e i s u s e d f o r s a f e t y p r o t e c t o r t o i mp r o v e t h e d e s i g n s afe t y o f c a n t i l e v e r s c aff o l d ， r e d u c e c o n s t ruc t i o n e r r o r a n d a v o i d i mp r o p e r a p p l i c a t i o n Op t i mi z a t i o n s u g g e s t i o n s a r e ma d e f o r f ab r i c a t i o n o f c a n t i l e v e r s c aff o l d n o d e s ， c a l c u l a t i o n me t h o d a n d c o n s t ruc t i o n ma n a g e me n t ，e t c ，S O a s t o r e ali z e t h e i n t e g r a t i o n o f s a f e a p p l i c a t i o n ，a d v a n c e d t e c h n o l o g y and e c o n o mi c b e n e f i t s Ke y wo r ds ：c a n t i l e v e r s c a f f o l d ；s t e e l I b e a m；s u p p o r t ；a n c h o r a g e 以某学生公 寓楼工程搭设 的悬挑脚 手架为例 ， 该 字钢悬挑支撑分段悬挑 ( 每段悬挑架高度2 3 8 m) 。脚 楼为框架剪力墙结构 ，外圈局部有剪力墙 、挑梁及挑 手架立杆 间距 1 5 m、 排距1 0 5 m， 横杆步距1 7 m， 连墙 板 。地上1 6 层 ， 层高3 4 m， 于2 层、 9 层楼面位置各设工 件采用二步二跨。 悬挑钢梁主梁采用1 8 号工字钢 ， 局部 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 6 2 8 作者简介 ： 门 贤君 ( 1 9 8 2 一 ) ， 男 ， 河北阜城 人 ， 工程师 ， e ma i l ： m e n e t 1 6 3 设1 2 6 号工字钢次梁 ， 局部设角钢拉杆 。 施工均布荷载 3 0 k N m 2 ， 同时施工2 层 ， 主体结构施工时脚手板铺设2 图 1 2室 内养 护 条 件 的劈 压 强 度 比 与 截 面尺 寸 关 系 均低于水泥混凝土 。 ( 4 )室内养护条件下 ，粉煤灰掺量为2 5 的混凝 土强度最高 。 ( 5 )冬季室外养护时 ，由于粉煤灰水化热缓释及 持续 的特点， 试件体积大有利于强度发展。 试件边长在 3 0 0m m以上时 ， 保温作用即可发挥 ， 即掺加粉煤灰且 大的截面尺寸对冬期施工有利 。 ( 6 )室外温度在0 C 左右时 ， 混凝土强度可下降到 2 O q c 室内养护强度的5 0 以下 。 对粉煤灰混凝土 。 尺寸 越大 ， 降温引起的强度降低越小 ， 室外寒冷条件养护的 混凝土强度越接近室内养护的强度值。 换言之， 冬期施 工室外寒冷情况下 ， 混凝土强度受试件尺寸影响很大。 ( 7 )掺加粉煤灰有助于提高劈压比。 参考文献 Ba a n t Z PAn d J P l a n a s F r a c t u r e a n d s i z e e ffe c t i n c o n c l t e a n d o t h e r q u a s i - b r i t t l e ma t e r i a l s ， CRC P r e s s LL C， 1 9 9 8 钱晓倩， 詹树林 高强混凝土的试件强度及检验叨 t,2 0 0 6 ( 6 ) ： 7 9 覃维祖 粉煤灰在混凝土中的应用叨 商品混凝土， 2 0 0 6 ( 2 ) ： 1 3 1 8 宋少民，计桂玢 基于饱和面干骨料的粉煤灰混凝土配合比设计与 性能研 究 建 筑技术 J 】 2 0 1 1 , 4 2 ( 9 ) ： 8 4 7 8 4 9 J G J 5 5 -2 0 0 0， 普通混凝土配合 比设计规程 s He x i x i ，Xi e z hi h u i E x p e rime n t a l s t u d y o n s t a t i s t i c a l p a r a me t e r s o f c o n c r e t e s e n g t h b a s e d o n We i b u l l p r o b a b i l i t y d i s t r i b u t i o n J Ec o l o g i c a l En v i r o n me n t a n d T e c h n o l o g y of Co n c r e t e， 2 0 1 1， 47 7 ： 2 2 4 2 3 2 He x i x i ，L i n s h e y o n g ，Zh e n g x u e c h e n g Ex p e ri me n t al s t u d y o n s i z e e ffe c t o f c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a n d De f o r ma t i o n p r o p e r t i e s o f l arg e s i z e fl y ash c o n c r e t e E c o l o gi c al E n v i ron me n t and T e c h n o l o gy o f Co n c r e t e， 2 01 1。 4 7 7 ： 31 9 32 4 n p