影响高性能混凝土构件回弹强度的因素分析

 

目前高速公路建设中,对高性能混凝土构件的内在质量、外在质量要求越来越高,检测手段越来越先进、规范,回弹强度试验作为一种简单快捷的检测方式,在混凝土构件强度的检测中起到了重要的作用。回弹强度在施工质量控制中,不仅作为判定混凝土构造物强度的初步依据,而且在预应力构件施工中作为张拉条件的主要依据,回弹强度与同步混凝土试件强度、龄期三方面同时达到要求,才可以进行张拉。因此,回弹强度这一指标在构造物施工中不仅决定了构件的质量,还影响到预应力构件施工的进度。

施工中经常会遇到的困惑是混凝土标准试件强度和同养试件强度均在一定龄期达到了设计要求,但是混凝土构件回弹强度却达不到要求,因此初步判定该构件不合格或者达不到预应力构件张拉的条件不能进行预应力张拉。针对这一问题,对影响混凝土构件回弹强度的因素结合实际施工做归类总结。

 

1混凝土质量控制

1.1原材料质量

1.1.1胶凝材料

水泥、粉煤灰、矿粉。水泥强度影响最大,水泥强度的不稳定会直接影响混凝土的强度,高性能混凝土要求水泥必须选用质量稳定的大厂家P.O42.5水泥,且根据反应原理由于掺入掺和料,不能采用早强水泥;粉煤灰质量达不到要求,需水量比就增加,混凝土达到原设计的工作性就增大了用水量,增加了水胶比,从而直接降低了混凝土强度;矿粉活性不足,一方面活性物质少,自身强度自然降低,另一方面,混凝土达到同样的流动性会增加用水量,增大水胶比,降低强度。

1.1.2砂

砂的模数的变化可以通过调整砂率的方式来保证和易性和对强度的影响,但是砂子含泥量的大小,很大程度地影响了混凝土强度,影响方式也是以达到设计的工作性加大单方用水量的方式。在试配混凝土的过程中,含泥量为1.6%的砂拌出坍落度为22cm的拌和物,其它材料相同、配合比不变的含泥量为3.0%的砂拌出的坍落度为17cm,如果保证工作性仍为22cm,需增加一个水胶比和0.1%的外加剂。但是在施工中如果仍是配合比不变,工作性不变,单纯的靠用水量的调整来保证原来的工作性,至少将增加大于0.01的水胶比,故强度会降低。

 

另外,一个回弹测区,很大部分弹击点是在水泥砂浆上,故水泥、掺和料、砂的质量对回弹强度的影响比对试件抗压强度的影响更为突出明显。

1.2浆集比

混凝土拌和物的品质是决定混凝土构件强度的主要因素,对于构件回弹强度来说,除了受原材料、坍落度、含气量的影响,浆集比对构件回弹强度的影响要大于对试件强度的影响。回弹强度检测的是混凝土构件表面的硬度,浆集比偏大,经过施工振捣,构件表面的水泥砂浆会偏厚,而水泥砂浆的硬度远远小于碎石的硬度,由此会降低回弹强度。针对这一影响因素,首先在混凝土配合比设计时,特别是C50以上混凝土配合比的设计,假定混凝土每立方米理论密度应按2450~2500kg/m3,按满足拌和物施工为最佳状态砂率,不能追求过高的砂率;其次在施工过程中,砂、碎石的含水量试验要准确、有代表性,施工配合比的控制才能准确,否则实际砂用量比配合比偏多,造成浆集比偏大。

1.3拌和站稳定性

由于水胶比对高性能混凝土的影响比水灰比对普通混凝土的影响要大,混凝土拌站计量系统的稳定性对混凝土拌和物品质和混凝土强度的影响比较大。最重要的影响指标为水胶比和砂率。混凝土质量不稳定,坍落度大小、浆集比不均匀,造成箱梁十个测区回弹结果标准差大,即使平均强度合格,推定强度也不容易达到设计强度。标准养生试件和同步养生试件,只能代表某一盘、某一车的混凝土质量,而回弹混凝土构件,检测的是整批混凝土的质量,因此,拌和站的稳定性对回弹指标的影响显得较为突出。

2施工振捣

施工工艺环节中对回弹影响比较大的首先为振捣,在相同的条件下,混凝土振捣密实,空隙小,回弹强度高。这可以直观地表现在构造物的外观上,同一构造物上密实光滑气泡少的回弹区强度定比外观气泡多的回弹区强度要高。高性能混凝土粘稠性比较高,气泡较难排出,所以对振捣的要求远大于对普通混凝土的振捣。

另外,模板本身的刚度和安装的稳定性也是影响混凝土密实性的与振捣相关的因素。

3拆模时间

构件拆模不宜过早,夏平均温度在25℃以上外模拆模时间不宜小于15h,并且避开中午气候干燥的时间段高性能混凝土强度在前三天的增长速度较快,在模板内的时间段内模板温度较高,并且封闭住混凝土表面的水分,混凝土在完全高温保湿的环境中强度增长自然较快,拆模时间早,养护条件再好也不及在模板中的养生条件,所以拆模时间对混凝土强度前7天的影响比较明显。根据邢衡高速公路项目的试验统计,拆模时间相差10h,回弹强度平均相差10MPa左右。

4养生

高性能混凝土中由于掺有粉煤灰、矿粉等掺和材料,强度增长过程中对水的需要比水泥混凝土多。以前普通的人工养生不能满足高性能混凝土养生的需要。在混凝土质量有保证的前提下养生是保证混凝土强度和其它内在质量的关键因素。对构造物的养生需根据混凝土反应原理采取科学有效的养护措施。以箱梁养生为例,对箱梁顶板,混凝土初凝期前采取覆盖保水,过初凝期就开始洒水,保证梁顶潮湿,以防裂缝产生。对腹板拆模时间较长,一般在3h以上,在干燥高温多风期,要随拆随养,不要等整片箱梁拆完后再进行养护。对腹板最好采取自动喷淋与贴膜相结合的养护方式。拆模后自动喷淋连续喷水3h,使箱梁腹板表面完全被水浸透,饱水后在腹板表面有自由水的状态下马上用保鲜膜覆盖住箱梁腹板。采取前3天饱水养生,后3天间断喷水养生保湿的方法。对于气候条件不利,风比较大的高原山脉地区,养生对回弹结果的影响更是巨大,直接决定了箱梁的回弹强度。特别注意如果箱梁前期养护不好,即使龄期再长,回弹强度也不会增长,甚至出现负增长现象。

在邢衡高速全线箱梁预制施工过程,正是采用以上的养护方式,彻底解决了施工中预制箱梁回弹强度达不到要求的问题。

5检测仪器及检测条件

5.1回弹仪构造

回弹仪构造简单,但主要构件的性能都影响到回弹结果,从主要构件上来看,拉簧的工作长度、刚度,弹击锤的冲击长度,指针的长度和摩擦力,都是影响回弹结果的主要因素,只有这些构件符合要求,用钢钻率定才有意义。

5.2构件表面湿度。

由于养护方式不同,导致混凝土构件表面湿度不同,表面潮湿或过湿,混凝土表面被水软化而硬度降低,在潮湿表面上做回弹检测,强度就会偏低。在预应力张拉前的回弹检测中,构件表面干湿影响表现的比较突出。混凝土构件养护龄期达到后,在检测前应自然风干构件回弹面,消除养护时的自由水对表面湿度的影响,再做检测。

6文明施工

由于高性能混凝土粘斗比较厉害,特别是夏季粘斗现象更是严重,为了便于施工同时又保证混凝土质量,应在施工现场准备上喷壶,罐车卸料前用喷壶均匀地将料粘湿润,富余水要排出,不能留在混凝土中。类似的文明施工也是保证高性能混凝土构件回弹强度的重要环节。

7结语

回弹法检测混凝土构件的强度虽不作为判定性结果,但通过这种快捷无破损的检测方式,可以间接地反映出混凝土构件的外在和内在问题,以上所谈对回弹强度的影响因素其实也是对混凝土内在质量的影响因素。因此在施工中,应正确运用回弹这一快速、有效的检测方法,以发现混凝土构件中存在的质量问题,防患于未然。

 


本文来自公众号「砼话」,不代表本站立场。
文章版权归作者砼话所有,如需转载请先经得作者确认授权(可通过本站私信文章作者)。文中图片出处为水印文字,由文章作者整理上传,若有侵权请告知翻身猫处理。

0
分享海报
显示验证码