水工混凝土极限拉伸值试验成果的影响因素及处理措施

水工混凝土极限拉伸值试验成果的

影响因素及处理措施

梁志林

摘󰀁要󰀁水工混凝土要求的技术指标较多,现场施工中以立方体试件的抗压强度为主要控制指标,其极限拉伸值等特殊指标在施工中适当取样检验。本文介绍某工程水工混凝土极限拉伸值抽样检测试验及跟踪、分析、采取加强试验过程质量控制的措施,使混凝土极限拉伸值试验结果准确、可靠的情况。关键词󰀁混凝土极限拉伸值;试验成果;影响因素;措施

1󰀁概述

水工混凝土质量标准高、要求严、技术指标多。在施工前混凝土配合比设计试验阶段,必须经过试验论证其达到要求的抗压、抗冻、极限拉伸值等技术指标后,才能确定施工配合比。作为反映混凝土抗裂性能重要指标之一的极限拉伸值,某工程在设计技术文件和质量标准中提出了严格的要求。在进行混凝土施工配合比设计试验时,对设计所要求的极限拉伸值等指标给予了充分的考虑和保证,但工程施工初期,在混凝土生产过程抽样检验中出现了极限拉伸试件检测值异常的现象。为此我们从混凝土拌和物的取样、试件制作、养护、搬运及测试全过程进行了跟踪、分析,查找影响试验结果的原因,并在不同试验室间进行了比对试验验证。同时根据针对影响混凝土极限拉伸值试验成果的主要因素,采取了加强试验过程质量控制,从而保证了后续施工中抽样检测时混凝土的极限拉伸值试验结果准确。

2󰀁混凝土配合比设计试验及初期现场检验结果

在进行某水利枢纽大坝及厂房混凝土工程施工配合比设计试验时,采用的是工程所使用的原材料,试验结果证明确定的混凝土施工配合比其极限拉伸值等指标完全能够满足设计要求,见表1。

根据水工混凝土施工规范要求,施工过程中现场质量检验以150mm立方体试件的抗压强度为主要控制指标,其他特殊性能指标应在施工中适当取样检验。该工程混凝土施工初期,在拌和楼出机口取样进行混凝土全面性能检验时,出现部分试件的极限拉伸值异常(详见表2)。表现为:同标号混凝土不同时间所取样品的极限拉伸值波动范围大,最大、最小值相差近一倍;同批混凝土不同龄期试件的检测结果不符合混凝土强度增长的基本规律,90d龄期试件的极限拉伸值与28d的相比增长幅度为-0.24~+0.39;有的试件极限拉伸值达不到设计要求。

混凝土施工配合比设计试验成果表(󰀂10

设计极拉值

-4

表1󰀁

混凝土标号

28d

C9015(F100W8)

90d

)

试验结果

引气剂/万

0.40.40.4

28d0.780.0.91

90d0.850.981.01

施工配合比主要参数

W/C0.550.500.45

级配四三二

S/%283237

F/%403020

W/%86102116

减水剂/%

0.60.60.6

0.70 0.75

C9020(F150W10) 0.80 0.85C9030(F250W8)

0.85

-

!44!2005年6月第2期󰀁󰀁表2󰀁

混凝土标号

󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁葛洲坝集团科技󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁施工初期部分混凝土极限拉伸值检验结果(󰀂10)

极限拉伸值设计要求

试件编号

28d

90d

2-24

28d0.700.680.760.990.670.810.78

-4

󰀁󰀁󰀁总第74期

极限拉伸值实测值

90d0.730.861.150.750.860.580.87

C9015(F100W8)

0.700.75

2-98FJ2-81C2-527

C9020(F150W10)

0.800.85C2-692C2-700C3-157

3󰀁影响混凝土极限拉伸值试验成果的主要因素

混凝土是一种非匀质材料,影响极限拉伸值的因素复杂,这里着重从试验环节进行分析。采用DL/T5150-2001∀水工混凝土试验规程#规定的(C)型试模成型试件(即俗称8字模试件)、外夹式夹具、电阻应变仪和电阻片、100kN拉力试验机进行极限拉伸值试验时,试验过程中的影响因素如下:

3.1󰀁试件制作时装料不均匀

按照水工混凝土试验规程的要求,成型极限拉伸试件时,用湿筛法筛除粒径大于30mm的骨料,人工翻拌均匀后一次装入试模,并用抹刀沿试模内壁略加插捣。如果拌和物翻拌或装料不均匀,会造成不同试件中骨料与砂浆比例差别过大、或是同一试件中骨料和砂浆分布不均匀,加大了混凝土试件的不均匀性,使实测极限拉伸值降低。3.2󰀁试件成型振捣时间过长

DL/T5150-2001∀水工混凝土试验规程#第4.1.3条第3项规定:混凝土拌和物坍落度小于90mm时宜采用振动台振实,∃振动应持续到混凝土表面出浆为止(振动时间一般为30s左右)。%成型极限拉伸试件过程中,由于试件为分批振捣、或不同人员因熟练程度而对∃混凝土表面出浆%判别的差异,导致试件过振或密实程度不一。过振的试件上表面砂浆多,底面石子多,加大了混

凝土的不匀质性,使极限拉伸值波动大;同一盘混凝土不同龄期试件在分批振捣时的密实程度不一致,会造成不同龄期混凝土的极限拉伸值测值呈现异常。

3.3󰀁拆模及搬运过程中对试件的损伤

混凝土极限拉伸值试件体积大、质量重,拆模、搬运时一不小心很容易使其受损,特别是拆模时,由于试件早期强度较低,手抬试件两端、中部受力可能造成内部受损伤。试件在拌和系统成型、养护后转运到营地试验室检测,运输过程中未注意保护,试件在汽车上颠簸,使其内的石子与砂浆粘结面造成微裂隙。这种损伤形成了混凝土试件内部的薄弱环节,测试时加荷受力后损伤处裂纹扩展发生断裂,致使极限拉伸实测值偏低。若受损发生在试件的几何尺寸转折处,则试件更易出现端部断裂现象。

3.4󰀁测试设备及测试操作的影响

极限拉伸试件测试所使用的设备定期进行了检定,并在检定周期内进行了期间核查,均未发现异常变化。每次检测使用的电阻片,在试验开始前均进行了检查,确保能够满足试验要求。经核实测试过程的荷载&&&应变自动记录,荷载传递装置的偏心率均远远小于指标15%,表明测试时经过预拉、调整后荷载传递装置能保证试件受力均匀。已有研究证明,极限拉应变与加荷速率无关,几乎为恒定值。由此说明,检验时使用的设备及测试操作方法不是造成混凝土试件极限拉伸值异常的主要因素。

!45!∋

No.2June2005󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁GEZHOUBAGROUPSCIENCE&TECHNOLOGY󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁SerialNo.74

4󰀁针对影响因素采取的措施

(1)制作混凝土试件时,混凝土样品人工翻拌2~3次使之均匀后一次装入试模,确保装料均匀。

(2)根据拌和物坍落度大小,成型振捣时间控制在25s左右至试件表面泛浆为止,振捣密实并防止过振;同一盘混凝土制作的试件在分批振捣时,控制每次的振捣时间相同。

(3)适当延长拆模时间(至48h以上),拆模时轻拿轻放,手抬试件的两个三分点处,防止试件受损。(4)搬运过程中做好保护,防止颠撞、损伤试件。汽车转运时试件装入填充有泡沫等缓冲、保护材料的试件箱,并固定在车厢内。

(5)测试预拉时注意调整好荷载传递装置,保持试件受力均匀,控制加荷速度在0.4MPa/min左右。

土强度等级为C9015F100W8)。表3󰀁极限拉伸值比对试验结果(󰀂10

测试单位设计要求(28d)实测最大值实测最小值平均值

工地试验室 0.700.820.660.72

监理试验室 0.700.800.690.74

-4

)

0.700.920.80/

某检验中心

说󰀁明

3个试件中3个试件标间断,1个线内断,1个

头断(不参标线外断(不

评定)

加评定)参加评定)

4个试件均

为头断(不

󰀁󰀁从试验结果看,施工营地实验室与监理试验室的检测结果基本接近,极限拉伸值平均值相对误差仅为2.8%,一组试件中均为三个试件标线内(中)断、一个试件标线外(端部)断裂;但某检验中心因夹具原因四个试件全部断裂在端部。比对试验表明,施工配合比能够满足混凝土极限拉伸值的设计要求。

5󰀁比对验证试验结果

检测中出现极限拉伸值异常现象后,为了查明原因,我们进行了比对验证试验。试验过程为:在混凝土拌和系统出机口取样,按照水工混凝土试验规程中的试件成型与养护方法,同批成型混凝土极限拉伸试件共3组,养护至28d龄期后,试件分别送至施工营地试验室、监理试验室和某检验中心进行极限拉伸值测试。比对试验结果见表3(混凝表4󰀁

混凝土标号C9015(F100W8)C9020(F150W10)

C9030(F250W8)

6󰀁采取措施后的检验结果跟踪

对混凝土极限拉伸值试验的影响原因进行分析、采取了加强试验过程质量控制后,我们对后续施工中混凝土的抽样检验结果进行了跟踪,见表4。从表中可见,极限拉伸值均达到或超过设计要求。

-4

加强控制措施后的检测结果(󰀂10

设计要求

28d90d 0.70 0.80 0.85

0.75

0.85-组数5

11

)

90d龄期实测值

最大值最小值平均值0.---0.75--0.810.951.08

28d龄期实测值

最大值最小值平均值0.87--0.70--0.790.880.90

7󰀁结语

某工程混凝土施工初期抽样检验时发现其极限拉伸值异常后,通过对试验全过程的观察、分析、比对试验验证、采取加强试验过程质量控制措施以后,再对抽样检验结果进行跟踪,可以得出以下结论:

(1)混凝土试件制作过程中装料不均匀,成型时过振或振捣时间控制不一,以及拆模、搬运时不细心致使试件内部受到损伤,是造成混凝土试件极!46!限拉伸值出现异常的主要原因。

(2)按照经过试验论证所确定的施工配合比进

行施工,混凝土的极限拉伸值可以达到设计要求。

参

考

文

献

(1)󰀁水利水电科学研究院结构材料所.大体积混凝土

(M).水利电力出版社

∗作者简介+

梁志林󰀁男󰀁葛洲坝集团公司试验中心󰀁高级工程师

湖北宜昌󰀁443002