2.6 结果与分析

2.6.1 抗压强度随龄期变化规律

标准养护混凝土28d的抗压强度,是评定施工混凝土强度的主要依据,而同条件养护混凝土强度主要用来评判下道工序与其紧前工序的技术间隔时间,对施工工期控制具有重要意义。根据试验数据分别绘出标准养护和同条件养护条件下混凝土抗压强度随龄期的变化曲线,同时绘出了此2种养护条件下混凝土立方体抗压强度比、轴心抗压强度比随龄期的变化。

由图2.2可知,标准养护和同条件养护的泵送混凝土抗压强度随龄期的增长规律是基本一致的,并且具有早强特性。前5d快速增长,立方体抗压强度可达28d的80%以上,但轴心抗压强度相对较低,标准养护和同条件养护时分别达到了28d的75.2%和65.1%;7d龄期时,标准养护和同条件养护的立方体抗压强度分别达到了28d的82.4%和83.3%,轴心抗压强度分别达到了28d的81.6%和77.3%;14d龄期时各强度均达到了28d的88%以上。显然,同条件养护混凝土的轴心抗压强度早期发展有所滞后,但后期强度逐渐增长并趋近标准养护的混凝土强度,40d时相差已小于5%。后期混凝土强度趋于稳定,40d时为28d时的1.05倍左右。

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图2.2 抗压强度与龄期的关系

考虑到桥梁结构混凝土的实际养护环境变化,在进行悬臂浇筑施工监控分析时,可将混凝土的养护条件视作介于上述2种养护条件之间的状态,从而根据试验数据拟合出混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度随龄期增长的表达式为

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式中 fcutfcpt——龄期t时混凝土的立方体抗压强度和轴心抗压强度,MPa;

fcu,28fcp,28——龄期28d时混凝土的立方体抗压强度和轴心抗压强度,MPa;

t——混凝土的龄期,d。

式(2.17)和式(2.18)与试验数据的对比如图2.3所示,拟合相关系数R≥0.95,表明拟合效果良好。

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图2.3 抗压强度的拟合分析

2.6.2 弹性模量随龄期变化规律

图2.4根据试验数据分别给出了标准养护和同条件养护条件下混凝土弹性模量随龄期的变化曲线,同时给出了2种养护条件下混凝土弹性模量比随龄期的变化。

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图2.4 弹性模量与龄期的关系

由图2.4可知,标准养护和同条件养护的泵送混凝土弹性模量随龄期的增长规律是一致的。泵送混凝土弹性模量在5d龄期时可达28d的88%左右,7d时可达28d的93%以上,14d时已接近28d的弹性模量。后期弹性模量不再增长,其大小与28d的弹性模量基本相同。

图2.5给出了标准养护和同条件养护的C50泵送混凝土弹性模量与立方体抗压强度的关系曲线。显然,在混凝土强度的发展过程中,其弹性模量在7~14d龄期前是一个快速增长的阶段,特别是在3~11d龄期内,混凝土弹性模量增长速率显著快于抗压强度。原因在于混凝土内水泥水化反应的程度及水化热温升产生强度和硬化效应不同[20]。因此,不同龄期的混凝土弹性模量与抗压强度之间并非单一函数关系。

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图2.5 弹性模量与立方体抗压强度的关系

将标准养护和同条件养护混凝土弹性模量试验数据合并,可得到弹性模量随龄期增长的表达式为

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式中 Ect——龄期t时混凝土的弹性模量,GPa;

Ec,28——龄期28d时混凝土的弹性模量,GPa;

t——混凝土的龄期,d。

式(2.19)与试验数据的对比如图2.6所示,拟合相关系数R=0.98,表明拟合效果良好。

2.6.3 轴心抗压和立方体抗压强度的关系

轴心抗压强度是混凝土结构设计指标,我国各专业混凝土结构设计规范对于混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强度(标准养护28d)的关系均取正比关系[23]。当混凝土强度等级不小于C50时,fcp=(0.76~0.82)fcu。如图2.7所示为本试验标准养护和同条件养护的混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强度之比随龄期变化的关系曲线,可见比值随着龄期呈持续增大的趋势。7d龄期时,轴心抗压强度达到了立方体抗压强度的82%以上;28d龄期时则达到了88%以上。因此,C50泵送混凝土的轴心抗压强度满足设计要求。

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图2.6 弹性模量拟合分析

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图2.7 轴心抗压与立方体抗压强度随龄期的变化