喷射补偿收缩钢纤维混凝土带模与标准养护抗压强度对比分析.pdf

2 0 1 1 年第 9期 9月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 01 l N0 9 S e p t e mb e r 喷射补偿收缩钢纤维混凝土带模与标准养护 抗压强度对 比分析 童俊豪 ， 马芹永 ( 安徽理 工大 学土 木建筑 学 院 ， 淮南 2 3 2 0 0 1 ) 摘要 ： 通 过 正 交试 验 对 喷 射 素 混 凝 土 、 喷 射 补 偿 收 缩混 凝 土 、 喷 射 钢 纤 维混 凝 土 、 喷 射 补 偿 收 缩 钢 纤 维混 凝 土 带模养护与标准养护的抗压强度进 行 了极差 和对 比分析。试验结果表明 ， 钢 纤维体积 率与膨胀 剂掺 量的推荐组合 ， 在标准 养护条件 下为 0 8 和 6 ， 在 带模 养护条件 下为 1 6 和 6 ； 在膨胀 剂掺 量为 1 0 ， 钢 纤维体积率为 1 6 时 ， 抗压强度提 高比率最大 ， 为 1 7 9 。 关键词 ： 喷射补偿 收缩； 钢纤维混凝土； 带模 养护 ； 抗压强度 ； 正交试验 Abs t r ac t ： F he r a n g e a nd c o mpa r a t i v e a n a l ys i s o n c o mpr e s s i v e s t r e n g t h o f s bo t e r e t e ， s hr i n ka g e c o mp e n s a t i n g s h o t e r e t e ，s t e e l fibe r s h o t e r e t e ，s hr i n ka g e c o mp e ns a t j n g s t e e l fib e r s ho t e r e t e a r e c a M e d o ut by o r t h o g o na l e x p e r i me n t un d e r n t o l ( 1 i n g ma i n t e n a n c e o r s t a n d a r d ma i n t e n a n c e T h e e x p e r i me n t a l r e s u l t s s h ) w t h a t t h e r e c o mme n d a t i o n s ) r s t e e l fi b e r v o l u me r a t e a n t i e x p a n s i v e a g e n t u n d e r t h e s t a n d a r d n mi n t e n a n c e c o n d i t i o n a r e 0 8 a n d 6 a n d u n d e r t h e mo h l i n g ma i nt e na n e e c o n di t i o n a r e 1 6 a n d 6 The l a r g e s t i mpr o v i ng r a t i o o f c o mp r e s s i ve s t r e ng t h i s 1 79 wh e n t he e x pa n s i v e a g e n t d o s a g e i s 1 0 a n d s t e e l fibe r v o l mne r a t e i s 1 6 Ke y wo r d s ： S 1 r i n k a g e 一 ( ： ( ) mp e n s a t i n g；S t e e l fi b e r s h o t e r e t e ；Mo l d i n g ma i n t e n a n c e ；C o mp r e s s i v e s t r e n g t h ；Or t h n g o n a l e x p e r i me n t 中图分 类号 ： T U 5 2 8 5 7 2 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7( 2 0 1 1 ) 0 9 3 8 0 3 0前 言 喷射 补 偿 收 缩 钢 纤 维 混 凝 土 是 在 普 通 混 凝 土 中掺人 一定 量 的膨 胀 剂 、 钢纤 维 、 速 凝 剂 ， 并 结合 施 工部位和施工方法形成的一种新型复合材料。 实 际： 【程 中 ， 混凝 土 的 变形 会 受 到 配 筋 、 相 邻 部分 、 基础 或结构整体性等不 同条件 、 不 同程 度的 限制， 完全 自由变形 的情况几乎是不存在的。所以， “ 自由” 是 相对 的 ， 而 “ 限制 ” 是绝 对 的 。 已有 资 料表 明 ， 单位 膨 胀剂 用量 小 于 4 0 k g m 。 时 ， 膨胀 混 凝 土 的 自由强 度 与普 通混 凝 土 没有 太大 的差 别 ， 掺 量大 于 4 0 k g m 后 ， 自由强度显著下降。 而在限制条件下， 一 定的膨胀能够使混凝土结构更加 密实 ， 从而提高强 度l 1 。本试 验是 在实 验室 条件 下进行 的 ， 约束条 件 主 要在养护期间靠钢制 试模提供 ， 通过正交试验设计 对喷射素混凝土 ( P ) 、 掺膨胀 剂的喷射混凝土 ( E) 、 掺钢纤维 的喷射混凝土 ( S ) 、 掺膨胀剂 和钢 纤维的 喷射混凝土 ( E S ) 在标准养护与带模养护条件下的 抗压强度进行了极差和对 比分析 ， 旨在寻求钢纤维 与膨胀剂 的最佳组合掺量 ， 得出带模养护 与标准养 基金 项 | 】 ： 高校 博 ： 学 科点 号项基 金 ( 2 0 0 9 3 4 1 5 1 1 0 0 0 1 ) ， 安 徽省高校省级 f 然科学研究项 目( K J 2 0 1 0 A1 0 3 ) 。 一 3 8一 护间抗压强度的对 比关 系， 为实际工程设计 与施工 提供参考。 1 试 验概 况 1 1 原 材料 水泥 ： 淮 南某 公 司产 P 0 4 2 5级普 通硅 酸盐 水 泥 。 砂 ： 矿用中砂 ， 细度模数 2 7 2 ， 含泥量 A ( A B) D C 。 所 以， 对于 A因素取第 2水平为宜 ， 对 于 B因素也 取第 2水平为宜 ， 对于 ( A B ) 因素取第 l 水平 ， 即钢 纤维体积率和膨胀剂掺量取同一水平为宜 。因 A 与 B为主要影响因素 ， 故该条件下最优组合为 ： 钢纤维 体积率 0 8 ， 膨胀剂掺量 6 。 各 因素对带模养护抗 压强度的影响大小依次 为 ： A B D ( A x B) C 。对 于 A 因素 取 第 4水 平 为 宦， 对于 B因素取第 2水平为宜 ， 对于 ( A B ) 因素取 一 3 9 2 0 1 1 年第 9期 混凝土 与水 泥制 品 总第 1 8 5期 第 l 水平 ， 即钢纤维体积率和膨胀剂掺量取同一水 平为宜 。因 A与 B仍 为主要影响因素， 故该条件下 最优组合为 ： 钢纤维体积率 1 6 ， 膨胀剂掺量 6 。 2 2 抗压 强度 曲线 对 比分 析 图 3为在 带 模 养 护和 标 准 养 护 两种 同条 件 下 ， H C S A膨胀剂掺量与抗压强度的关系曲线。由图 3可 以看 出 ， 同种 配 比条件 下 ， 带模 养护 抗 压强 度 曲 线均在标准养护抗J 土强度曲线之上。 对 比 V s = 0 的 曲线 1和曲线 5可知， 在 V = l 0 时 ， 抗压强度提高 比率最大 ， 为 1 7 3 ； 对 比 V s = 0 8 的曲线 2和曲线 6可知 ，在 V = 1 0 时，抗压强度提高比率最大， 为 l 2 9 ；对 比 V s = 1 2 的曲线 3和 曲线 7可知 ， 在 V = 1 0 时 ， 抗压强度提高比率最大 ， 为 l 6 7 ； 对比 V s - 1 6 的 曲线 4和 曲线 8可知 ，在 V = l 0 时 ， 抗 压强度提高比率最大 ， 为 1 7 9 。由此可 ， 在各不 同钢纤维体积率 条件下 ， 膨胀剂掺量越 多， 带模养 护的抗压强度提 高比率越大 ， 这是因为养护期问在 钢模 的限制条件下 ， 膨胀剂水化生成 的针状或柞状 钙矾石结晶体 ，更容易堵塞混凝土中的毛细孔缝 、 堵 塞 C S H胶 凝 中 的蜂 窝孑 L 缝 ，与 C S H胶 凝 交织 存 一 起 ， 形 成 蔓 维 的 空 间 网 状结 构 ， 使 混 凝 土 内部 的 网状 结 构 更加 密实 ， T 对 于标 准养 护 的 补偿 收 缩混 凝土却达不到这样好的效果。 暇 I J 2 4 O l U t t C S A膨胀剂掺晕 图 3带模 j 标 准养护下膨胀 剂掺量 抗 强度 的 刈 比火 系曲线 图 4为在 带 模 养 护 和 标 准 养 护 两 种 不 同条 件 下 ， 钢纤维体积率与抗压强度关系曲线 。由图 4可 以看 出 ，除 r V s = 1 2 、 V E = O 和 V s = 0 8 、 V =6 这两点外 ， 其余的带模养护抗压强度曲线均在标 准 养护抗压强度曲线之 。对比 V = 0 的曲线 1 和 I 线 5可知 ， 在 V s = 1 6 时 ， 抗压强度提高 比率最大 ， 为 2 5 ； 对 比 V = 6 时的曲线 2和 6可知 ， 在 V s - 1 6 时 ， 抗压强度提 高比率最大， 为 7 3 ； 对 比 V = 8 时的曲线 3和曲线 7可知 ， 在 V s = 1 6 时 ， 抗 强度 提 高 比率 ， 为 2 7 ， 在 V s = 0 时 ， 抗 压 强 度 提 40 日 山 譬 晒 I 4带 模 标 准 养 t F钢 纤 维体 卞 j J 翠 抗 强 厦 的 对 比关系曲线 高比率最大 ， 为 7 ； 对 比 V l 0 时的曲线 4和 曲 线 8可知 ， 在 V s = 1 6 时 ， 抗 强度提高比率最大 ， 为 1 7 9 。由此可见， 在各不同膨胀剂掺量条件下 ， 钢纤维体积率越大 ， 抗压强度提高 比率也越大。这 是 因为钢 纤 维对 混凝 土 限 制作 用体 现 住 内 ， 钢 模 对混凝 土 的限制 作用 体 现住 外 ， 内外 限制 作 用 相互 结 合 ， 使 得混 凝 土的抗压 强度 比率 提高 3 结论 ( 1 ) 抗压强度 的极 差分析表 明， 钢纤维体积率 与膨胀剂掺量的推荐 组合 ，存标准养护条件下为 0 8 和 6 ， 在 带模 养护状 态下 为 1 6 币 6 。 ( 2 ) 膨胀剂掺量越 多， 抗压强度提高 比率越大 ， 在膨胀剂掺量 为 l 0 ，钢纤维体积率分别为 0 、 0 8 、 1 2 、 1 6 的情况下 ， 带模养护与标准养护的 抗压强度相比，提高的比率分别为 l 7 3 、 1 2 9 、 1 6 7 、 1 7 9 。 ( 3 ) 钢纤维体积率越大 ， 抗压强 度提高 比率越 大 。 钢纤维体积率为 1 6 、 膨胀剂掺量为 0 、 6 、 8 、 l O H ， 带模养护 与标准养护的抗压强度相比， 提 高 比率 分别 为 2 5 、 7 3、 2 7 、 l 7 9 。 参 考 文 献 ： 1 1 赵顺 增 ， 游宝坤 补偿收缩 混凝上应用技术 程实施指南 I M 1 E 京 ： 中同建筑 _r 、 【 H ； 版社 ， 2 0 0 9 I 2 J G J T 1 7 8 2 0 0 9补偿收缩混凝 技术规稃l f 3 1 C E C S 1 0 1 ： 2 0 0 4喷射混凝上加 同技术规程f S 1 【 4 】 崔朋勃 ， 马芹永 膨 胀剂对喷射补偿收缩钢纤维 混凝 土力 学性能的影响l J 1 水泥 I Jj 混凝上制品 ， 2 0 1 0 ， 5 ( 1 0 ) ： 4 5 4 7 f 5 1 G B T 5 0 0 8 2 0 0 2普通混凝土 力学性能试验方法标准 S 】 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 7 - 1 3 作者简介： 壹俊豪( 1 9 8 5 一 ) ， ， 硕 上研究乍 。 通讯地址： 安徽理工大学上木建筑学院 联 系 电 话 ： 1 3 8 6 6 3 1 7 8 8 6 E - ma i l ： j h t o n g a u s t e d u c n 勰