高性能混凝土實體強度回彈檢測

姚利郎，昝 娜

（山西省交通建設工程監(jiān)理總公司，山西 太原 030012）

1 概述

高性能混凝土于20世紀90年代發(fā)展起來一種新型復合材料，它強調的是混凝土性能，主要包括高工作性、高體積穩(wěn)定性、高耐久性。高性能混凝土以耐久性為主要設計指標，材料的特征組成成分為高效減水劑和活性礦質摻合料。隨著高性能混凝土作為專門章節(jié)列入2011版《公路工程橋涵施工技術規(guī)范》，其在公路橋梁尤其結構復雜、大跨徑體系中的應用漸趨普遍，對其質量控制及結果確認尤顯重要。梁志勇[1]我國目前對混凝土工程質量檢測的標準，主要針對普通混凝土結構，由于高性能混凝土材料組成與普通混凝土有大的不同，導致其物理力學性能發(fā)生顯著變化，因此，采用現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程檢測高性能混凝土時，應注意檢測方法的適用性及推定強度準確性。

回彈法是通過混凝土硬化后的表面硬度與抗壓強度之間的相關關系來推定混凝土強度。高性能混凝土因為需添加礦物質摻合料、減水劑等,使混凝土表面硬度與抗壓強度相關關系發(fā)生變化,因此不能直接使用回彈法統(tǒng)一測強曲線,須另行制定檢測范圍及專用測強曲線[2]。

筆者參與了山西省交通運輸廳2011年度科技項目（2011-1-37）：回彈法檢測高性能混凝土強度方法的研究，項目系統(tǒng)研究了回彈測強方法對高性能混凝土體系的適用性，在此基礎上，通過試驗回歸出山西公路工程高性能混凝土回彈檢測地區(qū)測強曲線y=0.039 1x1.9013，該項目已通過山西省科學技術廳成果鑒定。

本次試驗主要為該測強曲線在山西高速項目應用實踐，驗證完善相關技術參數(shù)。

2 試驗方案

2.1 工程概況及配合比

2.1.1 寺溝口大橋

山西某高速寺溝口大橋，布置形式為（71+130+71）m連續(xù)剛構，分左右兩幅，位于分離式路基與整體式路基變化段，單幅橋寬12 m，最大墩高70 m。主橋上部采用C50預應力混凝土連續(xù)剛構，主墩采用C50雙薄壁墩，澆筑采用泵送工藝。

a）設計配合比：水泥∶粉煤灰∶礦渣粉∶砂∶碎石∶水∶減水劑=400∶28∶43∶707∶1 107∶165∶4.71=0.85∶0.06∶0.09∶1.50∶2.35∶0.35∶0.01.

b）主要技術參數(shù)：W/B=0.35，W/C=0.41，mb=476 kg/m3，βs=39%，βa=1.0% ，mw=165 kg/m3.

c）塌落度 T=150～180 mm.

2.1.2 柳壕大橋

柳壕大橋上部結構左線采用10-40 m裝配式預應力混凝土連續(xù)T梁，右線采用11-40 m裝配式預應力混凝土連續(xù)T梁，T梁采用C50混凝土單獨預制、簡支安裝、現(xiàn)澆連續(xù)接頭的先簡支后連續(xù)結構體系。澆筑采用罐車運輸?shù)醵沸读瞎に嚒?/p>

a）設計配合比：水泥∶粉煤灰∶礦渣粉∶砂∶碎石∶水∶減水劑=400∶28∶43∶707∶1 107∶165∶4.24=0.85∶0.06∶0.09∶1.50∶2.35∶0.35∶0.009.

b）主要技術參數(shù)：W/B=0.35，W/C=0.41，mb=476 kg/m3，βs=39% ，βa=0.9%，mw=165 kg/m3，塌落度T=120～150 mm.

本項目試驗與上次回歸測強曲線不同，水泥為威頓 P.O42.5，比表面積As為 338 m2/kg，fe.28=54.1 MPa；活性膠凝材料為粉煤灰與礦渣粉復合，上期試驗采用硅粉與粉煤灰復合，試驗齡期增加5 d。

2.2 齡期及養(yǎng)護條件

試驗試件采用150×150×150立方體試件，試驗齡期分別采用 3 d、5 d、7 d、28 d、56 d；養(yǎng)護條件分標準養(yǎng)護和施工結構同條件養(yǎng)護；組批試件數(shù)量取10個，每種條件備用件2個?？偣苍囼炘嚰?shù)量為 5×2×（10+2）=120個。

2.3 數(shù)據(jù)采集

試件到規(guī)定齡期后，養(yǎng)生地點取出，擦水陰干表面，置于壓力機預加荷載50～80 kN，回彈儀在兩相對成型側面各彈擊8點，點間距20 mm，剔除3個最大和3個最小，中間10數(shù)平均作為試件回彈值；繼續(xù)加荷至破壞，計算試件抗壓強度。

2.4 數(shù)據(jù)處理

同批試件，數(shù)據(jù)有效性用肖維娜法則判定，試件抗壓強度與平均值偏差，超過1.96倍標準偏差時，該試件數(shù)據(jù)作為異常值舍棄，用備用件試驗替代至滿足要求。

2.5 結果整理

以回彈值為自變量，用統(tǒng)一測強曲線、專用測強曲線、泵送測強曲線分別計算回彈推定強度，按數(shù)理統(tǒng)計計算回彈推定代表值和標準差。與抗壓強度比較，求得相對偏差、修正系數(shù)。

3 試驗結果匯總

表1 標準養(yǎng)生條件試驗結果 MPa

表2 同養(yǎng)條件試驗結果 MPa

4 試驗結論

a）高性能混凝土回彈專用曲線y=0.039 1x1.9013適用齡期為5 d及以上，其回彈推定強度與抗壓強度相對偏差不大于10%。

b）專用回彈曲線，介于現(xiàn)行國家混凝土統(tǒng)一測強曲線和泵送測強曲線[2]之間，更接近于泵送測強曲線。對精度要求不高的定性判定，可直接采用泵送測強曲線。

c）高性能混凝土屬于多相復合材料，其回彈強度受到原材料特性、齡期、養(yǎng)生方式及氣候條件多種因素影響，在施工控制過程，需要定量確定強度，宜采用專用測強曲線，并首先建立修正系數(shù)。

d）高性能混凝土地區(qū)測強曲線早齡期（28 d以前），回彈推定強度偏低，28 d以后，隨養(yǎng)生方式而不同，就標準養(yǎng)護條件，回彈推定強度大于試件抗壓強度。

e）高性能混凝土在定性判定中，澆筑不論是否泵送，都宜選用泵送測強曲線，這由其高工作性，體系膠凝材料多所決定。