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探讨不同水泥强度快速预测试验研究

作者:2015-08-11 14:09文章来源:未知

  水泥强度是表征水泥力学性能的重要指标,是评定水泥质量等级的依据。通常意义上的水泥强度是指依据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO)》进行水泥胶砂试件成型,经过脱模、标准养护并分别在3d,28d 不同龄期内进行抗折、抗压强度试验后得到的强度值(标准强度)。目前,为了保证建筑工程的质量控制通常需要提前了解水泥质量,因而水泥强度快速检验的方法被广泛研究与应用。本试验根据实验室现有条件,针对新技术下生产的不同水泥进行了水泥强度快速预测方法对比研究,旨在为不同水泥强度快速预测提供合理的方法,并确定水泥快速强度和28d 强度的回归方程。

  1 试验依据

  按GB/T17671-1999 水泥胶砂强度检验方法(ISO)中要求的胶砂质量配合比(水灰比为0.5)制备40mm×40mm×160mm 胶砂试件,参考JC/T738-2004《水泥强度快速检测方法》55℃温水法,参考相关文献100℃沸水法进行预养、升温、恒温湿气养护及降温4 个阶段加速水泥水化,分别在不同温度养护后完成抗压强度试验。根据大量的试验数据进行不同养护温度下水泥快速强度与标准强度相关性的分析研究,达到通过水泥快速强度,准确预测标准养护条件下水泥28d 抗压强度的目的。

  2 试验设备及试验样品

  2.1 试验设备

  ⑴JJ-5 型水泥胶砂搅拌机。

  ⑵ZS-15 型水泥胶砂震动台。

  ⑶试模、下料漏斗及刮平刀。

  ⑷TSY-300 型电液式抗折抗压试验机。

  ⑸DKZ-5000 型电动抗折试验机(变频自动,机械加载)。

  ⑹HRB-III 型混凝土标养室控制仪。

  ⑺A 型水泥混凝土恒温恒湿标准养护箱。

  ⑻TYF 型湿热养护箱(恒温定时,相对温度>90%)。

  2.2 试验样品

  ⑴台泥P.O42.5、台泥P.O42.5R、华润P.O42.5R。

  ⑵中国ISO 标准砂,符合文献要求。

  ⑶试验用水为自来水。

  3 试验环境及试件成型

  3.1 试验环境

  ⑴试件成型环境温度:20±2℃,相对湿度>50%。

  ⑵试件养护箱温度:20±1℃,相对湿度>90%。

  ⑶试件养护池水温度:20±1℃。

  3.2 试件成型

  ⑴试件尺寸为40mm×40mm×160mm 棱柱体。

  ⑵胶砂按1 份水泥(450±2g),3 份标准砂(ISO 标志)(1350±5g),半份水(225±1g)的配合比进行制备并立即用震动台成型。

  3.3 试件养护

  ⑴试件成型后,立即连同试模放入常温养护箱内预养4h±15min,将带模试体放入湿热养护箱内的试体架上,盖好箱盖。从室温开始加热在1.5h±10min 内等速升温至55℃,并在55℃±2℃下恒温18h±10min 后停止加热,打开箱盖,取出试模,在试验室中冷却50min±10min 后脱模。每次试验从试体养护到脱模的总体时间相差不宜超过±30min。

  ⑵成型好试件后,立即连同试模放入常温养护箱内养护,选择2 组胶砂试件作为快速检验试件,预养21h±15min,脱模并立即放入沸煮箱进行蒸煮养护。使水在30min±5min 内升温至沸腾,并恒温180min±5min,打开沸煮箱,放水后冷却30min±15min 至室温。

  ⑶对比组按照GB/T17671-1999 进行养护,即成型后在常温养护箱中养护22h±2h 后脱模,在20℃±1℃的水泥养护池中养护28d。

  4 试验结果与分析

  4.1 数据处理

  抗压强度以MPa 为单位,按照RK =FKA(式1)式中:

  RK———快速检测试件抗压强度,MPa;

  FK———破坏荷载,N;

  A———试件受压面积,mm;

  进行计算,精确至0.1MPa。以一组三个棱柱体上得到的六个抗压强度测试值的算术平均值为试验结果。如六个测定值中有一个超过六个平均值的±10%,就应剔除这个结果,而剩下五个的平均数为结果。如果五个测定值中再有超过它们平均值±10%的,则此组数据结果作废。以两组试件抗压强度的平均值作为该批水泥快速检验试件的抗压强度。若两个试件的抗压强度相差超过10MPa,应取较大值作为快速检测抗压强度。

  依照上述方法测得的水泥快速检测强度与其ISO胶砂抗压强度两者作对比,当试验组数大于20 组、采用线性回归的回归关系式相关系数大于0.70 时,即可使用该线性方程代替两者之间的强度关系。

  Rk28=A·Rk+B (式2)式中:Rk28———预测的水泥抗压强度值,MPa;Rk———快速测定的水泥抗压强度,MPa;A、B———回归方程系数。

  按照JC/T738-2004 附录A 水泥28 天抗压强度预测公式的建立方法中A.1 确立待定系数A、B,A.3、A.4验证预测公式的可靠性和预测结果精度,将确定后的A、B 值带入预测公式Rk28=A·Rk+B 中,即可获得我单位专业式。

  4.2 数据分析

  ⑴不同批次台泥P.O42.5 取40 组,华润P.O42.5R取40 组,台泥P.O42.5R 取36 组的55℃温水法快速预测实验数据。

  台泥P.O42.5、台泥P.O42.5R、华润P.O42.5R 都有比较好的相关性,相关系数分别为0.78、0.76、0.88 均满足JC/T738-2004 中对于相关系数r 应不小于0.75 的规定,其中华润P.O42.5R 的相关系数最大即相关性最好。

  台泥P.O.42.5 的一元回归方程:y1=0.69x+33.2(r=0.78)

  台泥P.O.42.5R 的一元回归方程:y2=0.93x+28.5(r=0.76)

  华润P.O.42.5R 的一元回归方程:y3=0.53x+34.8(r=0.88)

  ⑵不同批次水泥台泥P.O42.5 取40 组、台泥P.O42.5R取40 组、华润P.O42.5R 取40 组进行100℃沸水法快速预测实验的数据。

  台泥P.O42.5、台泥P.O42.5R、华润P.O42.5R 都有比较好的相关性,相关系数分别为0.80、0.76、0.78 均满足JC/T738-2004 中对于相关系数r 应不小于0.75,其中台泥P.O42.5 的相关系数相对较高。其中台泥P.O42.5R 的线性回归方程表现为快速养护强度越高,28d 龄期强度越低,可能原因是台泥P.O42.5R 掺合料具有火山灰活性如粉煤灰、粒化高炉矿渣、火山灰等,在100℃沸水法中火山灰活性得到比较好的发挥,但标准条件下养护28d,火山灰效应都不能充分发挥。

  台泥P.O42.5 的一元回归方程:y4=0.59x+35.2(r=0.80)

  台泥P.O42.5R 的一元回归方程:y5=-0.27x+56.0(r=0.76)

  华润P.O42.5R 的一元回归方程:y6=0.74x+29.4(r=0.78)

  ⑶对比55℃温水法和100℃沸水法,台泥P.O42.5使用100℃沸水法进行早期强度推定的精度较高;台泥P.O42.5R 虽然使用55℃温水法与100℃沸水法相关系数相当,但在使用100℃沸水法时掺合料对水泥强度的影响较大;华润P.O42.5R 使用55℃温水法的相关系数到达0.88 元高于使用100℃沸水法的相关系数0.78。

  5 结论

  ⑴水泥快速预测强度养护条件对华润P.O42.5R 水泥的影响较大,采用55℃温水法时相关系数远高于使用100℃沸水法。

  ⑵水泥快速预测强度养护条件对台泥P.O42.5 水泥的影响较小,采用100℃沸水法时预测精度略高于55℃温水法。

  ⑶水泥快速预测强度养护条件对P.O42.5R 水泥的影响基本相同,采用55℃温水法和100℃沸水法预测精度一样,但使用100℃沸水法时P.O42.5R 掺合料性能变化可能对预测结果影响较大。

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