楊延玉，喻 林，肖 飛

(1.江蘇建研建設(shè)工程質(zhì)量安全鑒定有限公司，江蘇 南京 211800；2.河海大學(xué)力學(xué)與材料學(xué)院，江蘇 南京 210098)

0 引言

自密實(shí)混凝土為高性能混凝土，無(wú)須人工振搗，僅依靠自身重力可達(dá)到密實(shí)效果，且具有不離析、均勻性。堆石壩自密實(shí)混凝土為自密實(shí)混凝土的延伸，制備時(shí)首先將直徑較大且具有一定級(jí)配的塊石堆積，形成具有大量空隙的堆石體；然后在堆石體上部直接澆筑拌合完成的自密實(shí)混凝土，利用自密實(shí)混凝土流動(dòng)性，使其充滿堆石體空隙；最后形成完整、設(shè)計(jì)指標(biāo)(包括強(qiáng)度、抗?jié)B性等)達(dá)到要求的混凝土?；炷量箟簭?qiáng)度是評(píng)價(jià)工程質(zhì)量的重要指標(biāo)，檢測(cè)方法較多，但關(guān)于堆石壩自密實(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度的研究較少。自密實(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度對(duì)堆石壩整體抗壓強(qiáng)度具有較大影響，需進(jìn)行深入研究。

本文以安徽省某中型水庫(kù)工程為依托，對(duì)堆石壩自密實(shí)混凝土測(cè)強(qiáng)曲線進(jìn)行擬合，分析不同齡期測(cè)強(qiáng)曲線誤差及其隨齡期和碳化深度的變化規(guī)律。

1 試驗(yàn)概況

1.1 原材料

1)骨料 粗骨料為公稱(chēng)粒徑5～20mm的連續(xù)級(jí)配碎石，泥塊含量、堆積密度、針片狀顆粒含量、含泥量、表觀密度、空隙率均滿足JGJ/T 283—2012《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》要求。細(xì)骨料采用細(xì)度模數(shù)為2.8的中砂，泥塊含量、堆積密度、含泥量、表觀密度、空隙率均滿足《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》要求。

2)水泥 采用試餅法測(cè)定水泥安定性，試餅表面未發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂等現(xiàn)象，水泥安定性判定為合格。在水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗(yàn)中，加水量為141.7mL，計(jì)算知水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為28.3%。試驗(yàn)測(cè)定水泥初凝時(shí)間為235min，終凝時(shí)間為305min。水泥3，28d抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度等均滿足《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》要求。

3)粉煤灰 采用I級(jí)粉煤灰，細(xì)度、SO3含量、含水量、燒失量、需水量比均滿足《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》要求。

4)其他拌合物 使用生活飲用水拌合混凝土，外加劑包括緩凝劑、減水劑等，各材料性能均滿足《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》要求。

1.2 配合比

設(shè)計(jì)堆石壩自密實(shí)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C15，C20，C25，配合比如表1所示。

表1 堆石壩自密實(shí)混凝土配合比

試驗(yàn)測(cè)得堆石壩自密實(shí)混凝土坍落度、擴(kuò)展度、擴(kuò)展時(shí)間等參數(shù)如表2所示，各參數(shù)均滿足《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》要求。

表2 堆石壩自密實(shí)混凝土工作性能測(cè)試結(jié)果

1.3 試驗(yàn)過(guò)程

1)試塊制備與養(yǎng)護(hù)

設(shè)計(jì)混凝土養(yǎng)護(hù)齡期為14，28，42，56，72，90d，在各強(qiáng)度等級(jí)、齡期下制作6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊(同批次成型)。分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)與自然養(yǎng)護(hù)，試塊呈品字形擺放，試塊之間留有一定空隙。

2)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度測(cè)試

采用ZC3-D型數(shù)顯回彈儀進(jìn)行回彈試驗(yàn)，并計(jì)算混凝土試塊抗壓強(qiáng)度推定值。采用JYE-2000W型壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試試塊抗壓強(qiáng)度，將加荷速度設(shè)為0.3～0.5MPa/s。

3)混凝土碳化深度測(cè)量

完成抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)后，利用1%～2%濃度酒精酚酞溶液測(cè)量混凝土碳化深度。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 回彈值與抗壓強(qiáng)度

試塊回彈值平均值與抗壓強(qiáng)度平均值測(cè)試結(jié)果如表3所示。

2.2 碳化深度

不同齡期試塊混凝土碳化深度平均值如表4所示。

3 測(cè)強(qiáng)曲線擬合

混凝土測(cè)強(qiáng)曲線是研究回彈值Rm、碳化深度dm與抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu，e之間的關(guān)系，即利用回歸分析建立三者之間的函數(shù)關(guān)系。本文采用最小二乘法擬合混凝土測(cè)強(qiáng)曲線，擬合結(jié)果為：

(1)

為直觀地反映擬合函數(shù)曲線情況，分別繪制dm=0，3，6mm測(cè)強(qiáng)曲線，如圖1所示。以dm=2mm為例，對(duì)比分析普通混凝土測(cè)強(qiáng)曲線(fcu，e=0.033 4Rm1.940×10-0.0173dm)、自密實(shí)混凝土測(cè)強(qiáng)曲線(fcu，e=0.011 3Rm2.283×10-0.0163dm)與堆石壩自密實(shí)混凝土測(cè)強(qiáng)曲線的差異，結(jié)果如圖2所示。

4 測(cè)強(qiáng)曲線誤差分析

4.1 誤差變化規(guī)律

對(duì)3種混凝土測(cè)強(qiáng)曲線誤差進(jìn)行分析，可知堆石壩自密實(shí)混凝土測(cè)強(qiáng)曲線誤差最小，相對(duì)誤差平均值為2.1%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差最大值為7.1%，滿足《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》要求；自密實(shí)混凝土測(cè)強(qiáng)曲線誤差較堆石壩自密實(shí)混凝土測(cè)強(qiáng)曲線大，相對(duì)誤差平均值為6.8%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差最大值為9.2%，滿足《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》要求；普通混凝土測(cè)強(qiáng)曲線誤差最大，不滿足《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》要求。

堆石壩自密實(shí)混凝土測(cè)強(qiáng)曲線誤差隨著碳化深度的增加而增大，擬合函數(shù)關(guān)系為：

y=3.42+0.16x

(2)

自密實(shí)混凝土測(cè)強(qiáng)曲線誤差隨著碳化深度的增加而減小，擬合函數(shù)關(guān)系為：

表3 試塊回彈值平均值與抗壓強(qiáng)度平均值

表4 混凝土碳化深度平均值 mm

圖1 堆石壩自密實(shí)混凝土測(cè)強(qiáng)曲線

圖2 3種混凝土測(cè)強(qiáng)曲線

y=-9.51+1.07x

(3)

隨著碳化深度的增加，普通混凝土測(cè)強(qiáng)曲線誤差越來(lái)越大。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證

開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)堆石壩自密實(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度回彈試驗(yàn)，每個(gè)檢測(cè)部位選取10個(gè)測(cè)區(qū)，每個(gè)測(cè)區(qū)選取16個(gè)測(cè)點(diǎn)，按照規(guī)范方法計(jì)算抗壓強(qiáng)度推定值。按照規(guī)范規(guī)定方法進(jìn)行堆石壩自密實(shí)混凝土碳化深度測(cè)量。現(xiàn)場(chǎng)回彈試驗(yàn)結(jié)束后，在相應(yīng)測(cè)區(qū)鉆取不同齡期芯樣，每個(gè)齡期鉆取3個(gè)芯樣，芯樣直徑為100mm，芯樣切割、打磨和抗壓強(qiáng)度測(cè)試按照規(guī)范方法進(jìn)行?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

表5 堆石壩自密實(shí)混凝土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果

利用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算堆石壩自密實(shí)混凝土測(cè)強(qiáng)曲線誤差，結(jié)果同樣表明，隨著碳化深度的增加，測(cè)強(qiáng)曲線誤差越來(lái)越大。

5 結(jié)語(yǔ)

1)采用回彈法測(cè)定堆石壩自密實(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí)，抗壓強(qiáng)度推定值誤差可控制在規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)，表明回彈法可用于檢測(cè)堆石壩自密實(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度。

2)本文擬合的堆石壩自密實(shí)混凝土測(cè)強(qiáng)曲線相對(duì)誤差平均值為2.1%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差最大值為7.1%，滿足《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》要求，可用于計(jì)算堆石壩自密實(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度。

3)堆石壩自密實(shí)混凝土測(cè)強(qiáng)曲線誤差隨著碳化深度的增加而增大，自密實(shí)混凝土測(cè)強(qiáng)曲線誤差隨著碳化深度的增加而減小，普通混凝土測(cè)強(qiáng)曲線誤差隨著碳化深度的增加而增大。