不同养护制度对RPC混凝土力学性能的试验.pdf

2 0 低温建筑技术 2 0 1 3年第 7期 ( 总第 1 8 1期 ) 不 同养护 制度对 R P C混凝土力学性能的试验 杨胜江 ( 贵州桥梁建设集团有限责任公司 。 贵阳5 5 0 0 0 1 ) 【 摘要】 主要研究三种不养护制度对 R P C混凝土力学性能的影响， 试验结果显示， 本次配合比具有良好的 流动性能， 同时在热水养护条件下 ， 明显增加活性粉末混凝土的早期强度。随着热水养护温度的增加 ， 活性粉末 混凝土的抗压和抗折强度增加较为明显。说明石英粉随着养护温度升高， 其活性效应容易激发出来。 【 关键词】 活性粉末混凝土； 抗压强度； 流动性能 【 中图分类号】 T U 5 2 8 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 7 — 0 0 2 0 - 0 3 随着现在建筑技术水平逐渐提高， 在建筑领域 中， 对于高强高性能混凝土的要求更加迫切。活性粉 末混凝土( R e a c t i v e P o w d e r C o n c r e t e ， R P C) 是一种超高 抗压强度、 高耐久性及高韧性的新 型水泥基复合材 料 ⋯。1 9 9 3年 由法国 B o u y g u e s 公 司首 次研发成功 ， 并 且申报发明专利， 1 9 9 4年， 在金山的美 国混凝土学会 春季会议上公开。与普通混凝土相 比， 活性粉末混凝 土具有高强度、 高韧性、 高耐久性及高体积稳定性等 特点 。不同之处在于 ： ① 活性粉末混凝土去除粗骨 料 ， 这样使得内部材料更加密实， 改善 内部结构的均 质性。降低材料缺陷 ； ②具有超低 的水胶 比， 活性粉 末混凝土的活性物质与减水剂 的适应性十分良好。 ③加人钢纤维使得混凝土具有高韧性和延性。④采 用蒸压养护的方式， 使得混凝土强度增长加快 ， 加速 水 泥水化 程度 ， 同时 促进 活性 物质 与细 骨料 的反应 ， 优化 内部微观结构 。⑤ 成型工 艺采用 加压成 型方式 ， 提高材料 内部界面强度 。 现在 国际上 R P C已经成为热 点方 向[ 3 1 ， R P C的抗 压强度可达 2 0 0～ 8 0 0 M P a 的超高抗压强度， 抗折强度 可达 3 0— 6 0 MP a 。弹性 模 量可 达 5 0—6 0 G P a ， 断裂能 达到4 0 0 0 0 J ／ m 。由于活性粉末混凝土优化内部结构 空隙 ， 混凝 土更加密 实 ， 具有 优越 的力学 性能 、 耐久性 能等优点。但是现在 活性粉 末混凝 土 制作工艺 复杂 ， 原材料成本较高， 不同厂家对于养护制度并不一致等 因素 ， 活性粉末 混凝 土在工 程应用 只局 限于一 些特殊 工程 如： 铁路工程、 海洋工程和军用工程等。 1 原材料 水泥： 采用长春亚泰哈尔滨水泥厂产的P 0 4 2 ． 5 水泥。水泥性能指标见表 1 ， 水泥 的各项指标符合 G B 1 7 5 —1 9 9 9 ( 硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥》 的质量 要求， 能够满足试验的要求。 砂子： 河砂， 细度模数 2 ． 7 ， 属于中砂 ， 筛分去除直 径大于 0 ． 6 3 m m的颗 粒。石英 粉 ： 采 用 两种级 配石英 粉 ， 中砂 0 ． 3 1 5～ 0 ． 6 3 m m、 细砂 0 ． 1 6— 0 ． 3 1 5 m m， 每 个 粒径筛余不小于 8 5 ％。硅灰： 硅灰 的细度 ： 硅灰中细 度小于 1 m 的占 8 0 ％ 以上 ， 平均粒径在 0 ． 1 ～ 0 ． 3 p , m， 比表面 积为 ： 2 0～ 2 8 m ／ g 。钢纤维 ： 浙江嘉兴经纬有 限 公司生 产的直径 与长度 分别 为 0 ． 1 7 5 ra m、 1 5 ． 0 m m； 减 水剂： 聚羧酸减水剂 ， 减水率在2 5 ％以上。 表 1 水泥的基本物理力学性能 试验方案： 选择三种不同养护制度， 研究养护制度 对 R P C混凝土力学性能的影响。养护制度分别为常温 养护、 在 4 0 ℃热水养护、 6 0 c I = 热水养护。热水养护时间 均为4 8 h后转入标准养护， 成型试件尺寸为 4 0 m m 4 0 m m X 1 6 0 ra m。R P C混凝土配合比设计见表2 。 表 2 R P C混凝土配合比 将水泥和硅灰倒入搅拌锅中， 搅拌 l m i n左右 ， 然 后依次加入减水剂、 石英粉和细砂， 搅拌 3 m i n钟左右。 最后加入钢纤维， 缓慢加入， 使得钢纤维均匀分散到 浆体中。成型试件 4 0 ra m X 4 0 m m X 1 6 0 m m， 成型 2 4 h 后拆模 ， 分别放入三种不同养护制度条件下养护。 2试验结果与分析 从图 1中可看出， 本试验所制备的 R P C混凝土具 有较好的流动性 ， 这有利 于工程的施工 。在模具 中振 动成型时更加密实。现在工程的钢筋混凝土结构十 分复杂， 大流动性的 R P C混凝土更加适用于结构复杂 的环境 。这也 是 以后 R P C材料 的研 究方 向。不 同龄 期对 R P C混凝土强 度 的影 响 ， 从 图 2中可 看 出， 随着 杨胜江 ： 不同养护制度对 R P C混凝土力学性能的试验 2 1 龄期的增加混凝土的抗压与抗折强度明显增加。与 普通混凝土相比， R P C混凝土的早期强度增加非常迅 速。在4 0 ℃热水养护 4 8 h 后 ， 1 d抗压强度增到 7 0 MP a 多。从图中数据显示 ， R P C混凝土在热水养护时， 抗 压强度先是迅速增加 后缓慢增加。当达到 2 8 d龄期 时 ， R P C混凝土强度接近于 1 6 0 MP a 。从试件破坏上看 ， 图l R P C 流动性能 从图 3中可以看 出， 在 4 0 ℃热水条件下 ， R P C混 凝土的抗折强度随着龄期变化趋势， 随着龄期增加， 抗折强度逐渐增加， 在 l d养护龄期时， 混凝土的抗折 强度达到了7～ 8 M P a 左右。当达到2 8 d 养护龄期时， 混凝土的抗折强度达到了约 2 3 M P a 。结果表 明， R P C 的抗折强度 与普通混凝土相 比， 具 有较高的抗折强 度， 主要由于掺人钢纤维可以有效改善混凝土内部抗 拉性能 ， 提高混凝土内部 的韧性 。从图 4中可以看 出， 三种不同养护制度对活性粉末混凝土抗压强度的 2 5 2 O l 5 1 O 5 0 度 不同龄期， d 图3 RPC 混 凝 土 抗 折强 度 在 活性粉末混凝 土 的组分 中 ， 硅灰具 有较强 的火 山灰活性， 石英粉高温下有一定的火山灰活性， 两者 的消耗量都与养护温度有极大的关系。在标准养护 条件下 ， 石英粉的活性基本不能被激发出来 ， 对混凝 土强度增长作用不大。在温度升高条件下， 石英粉的 活性激发出来促使水泥水化程度增加。硅灰和石英 粉会迅速与水泥水化产物发生二次水化反应 ， c—s— H凝胶的体积增加 ， 孔隙率降低 ， 孔结构得到改善 ， 钢 纤维和基体的粘结能力也得以增强 】 。 3结语 研究了三种不同养护制度对活性粉末混凝土的 力学性能的影响， 分析发现不同养护温度条件是活性 粉末混凝 土的抗压强度 和抗折强度 的增加 的重 要 由于掺人钢纤维， 提高了混凝土的抗压强度， 使得试件 在抗压后， 仍然具有良好的整体性。采用热水养护， 是 混凝土的早期抗压强度较高的主要原因， 在温度较高的 条件下， 水泥水化速度加快 ， 从而提高了水泥的水化程 度。同时， 石英粉在较高的温度条件下， 可以激发出其 活性， 提高混凝土的密实性和促进水化程度。 l 6 O 皇 1 2 0 越 想 8 0 幽 4 0 O 1 3 7 1 4 28 不 同龄期， d 图2 R P C 混凝土强度 影响， 采用标准养护方式的混凝土强度与后两者热水 养护相比， 混凝土强度明显较低。原因主要是温度较 低不利于水泥水化程度的进行， 再就是混凝土中的石 英粉在常温条件下其活性并没有充分激发出来。采 用热水温度为 6 0 ％的养护制度 ， 混凝土强度要明显高 于4 0 c I = 热水养护制度， 说明石英粉在温度越高的情况 下， 其活性越容易被激发出来 ， 这样有利于提高活性 粉末混凝土抗压强度和抗折强度。 2 l O l 8 O 1 5 0 1 2 0 9 0 6 o 3 O O 不同龄期， d 图4 不同养护制度对强度的影响 因素 。 ( 1 ) 随着养护温度的提高 ， 使得活性粉末混凝 土中的石英粉火 山灰效应激发 出来 ， 可 以有效提高 R P C混凝土的强 度增 长。采用 热水 6 o ℃ 养护 方式 养 护时 ， 2 8 d 抗压强度达到 1 9 3 MP a 。 ( 2 ) 在常温条件下 ， 石英粉的活性没有被激发 出来 ， 所 以对混凝土强度作 用不大 。 ( 3 ) 对于热水养护时间的长短不同， 存在着对 强度发展规律不尽相同， 在以后的研究工作中细化热 水养护时间对强度的影 响规律。 参考 文献 [ 1 ] 谢友均 ， 刘宝举 ， 龙少成 ． 掺超 细粉煤灰活性粉末混凝土的研 善 醺幽辗 善 毯蠼辖 2 2 低温建筑技术 2 0 1 3 年第7 期( 总第 1 8 1 期) 南沙软土 的水泥配 比试验研究与应 用 张巧慧 ， 王在诚 ( 1 ． 陕西铁路工程职业技术学院 ， 陕西渭南7 1 4 0 0 0； 2 ． 广东省冶金建筑设计研究院 ， 广州5 1 0 0 8 0) 【 摘要】 水泥土搅拌桩在处理南沙软土中广泛使用， 为了对南沙地区广泛使用的水泥土搅拌桩进行使用 性分析 ， 特进行南沙软土的水泥配比试验研究， 并把按相应的配合比设计的水泥土搅拌桩用在南沙软土的工程处 理中， 通过取样试验分析， 得出水泥土搅拌桩对南沙软土的工程处理效果显著。 【 关键词】 南沙软土； 水泥配比试验 ； 水泥土搅拌桩； 工程应用 【 中图分类号】 T U 4 7 3 ． 1 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 7— 0 0 2 2 — 0 2 1 水 泥配比试 验方案 为了验证生石灰加入量和水泥掺人量对水泥土 强度的影响 ， 特按《 土工试验操作规程》 中的相关规定 制作了3组试块， 第 1 组试块生石灰的掺入量为 0 ％， 第二组试块生石灰的掺入量为 2 ％， 第三组试块生石 灰的掺人量为4 ％。具体的配合比设计如表 1 所示。 表 1 水泥土室内配比试验【 普硅水泥 +生石灰) 2水泥配 比试验 结果分析 为了考虑水泥掺人量和生石灰掺入量对水泥土 无侧限抗压强度的影响， 对水泥土的 2 8 d无侧限抗压 强度进行 了测试 ， 测试结果如表 2所示 。 表 2 2 8 d无侧限抗压 强度 3由表 2可知 在相同龄期 ， 水泥土强度随水泥掺量的增 大而 增大 。 南沙软土中含有一定量的有机质， 水泥土中掺入 2 ％和4 ％得石灰的效果差别不明显。 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 究[ J ] ． 建筑材料学 报 ， 2 0 0 4， ( 3 )： 2 8 0— 2 8 4 ． 洪敝哲 ． 高鲳活性粉混凝土性耍之研究 [ D] ． 台湾 ：国立 台湾 海洋大孥 ， 2 0 0 8 ． 鞠 彦 忠， 周 冠 男 ， 郑 维 权 ．2 0 0 MP a级 活性 粉 末 混 凝 土 ( R P C 2 0 0 ) 的配制与试验研究[ J ] ．东北电力大学学报， 2 0 0 7 ， ( 4) ： 1 8— 2 1 ． 陈敬卫， 丁学超 ， 马腾．R P C材料弯曲韧性试验研究[ J ] ．公 路交通技术 ， 2 0 1 2 ， ( 1 ) ： 2 3 — 2 5 ． [ 5 ] 刘数华 ， 阎培渝 。 冯建文．超高强混凝土 R P C强度的尺寸效应 【 J ] ． 公路 ， 2 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