高性能混凝土强度试验研究

刘尚

摘 要：高性能混凝土强度增长的影响因素很多，但是当某种混凝土的组分和生产工艺确定后，强度增长主要取决于温度和龄期。该文针对C50高性能混凝土在5个不同温度（10 ℃、20 ℃、30 ℃、50 ℃、70 ℃）养护条件下及不同龄期的混凝土试件进行分组试验，分析高性能混凝土强度发展与龄期的变化规律，并利用回归方法拟合经验公式。研究高性能混凝土在非标准养护条件下的强度变化情况及同一龄期不同养护温度下强度变化情况，并与标准养护条件强度进行比对，以更好地指导混凝土施工。

关键词：高性能混凝土 养护温度 曲线拟合

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（b）-0036-03

Experiment Research on Strength of High Performance Concrete

Liu Shang

（Tianjin University of Finance and Economics，Tianjin，300222，China）

Abstract：There are many factors impacting the strength of high performance concrete，But when some concrete components and production processes are identified，Concrete strength of growth mainly depends on the curing temperature and age. Based on different group strength test of C50 high performance concrete， the paper studies the concrete strength law in five different temperature（10℃、20℃、30℃、50℃、70℃）curing conditions and different age. It uses regression methods to determine the fitting formula. The paper study on strength variations in non-standard curing conditions and the same age under different curing temperatures strength changes of high performance concrete， and compared with the strength of standard curing， in order to guide the concrete construction better.

Key Words：High performance concrete；Curing temperature；Curve fitting

高性能混凝土是近代水泥基材料科学与工程学取得的新成就，具有弹性模量大、体积稳定性好、强度高、耐久性好等良好的工作性能，而且在节能、节料、经济以及环境保护等方面都具有重要意义，是一种环保型、集约型的新型材料，可称为“绿色混凝土”。有学者预言，高性能混凝土是21世纪的混凝土，是近期混凝土技术的主要发展方向[1]。

高性能混凝土的强度影响因素虽然很多，但是当其组分和生产工艺确定后，强度增长因素主要取决于温度和龄期[2]。该文针对C50高性能混凝土，在5个不同温度（10 ℃、20 ℃、30 ℃、50 ℃、70 ℃）养护条件下及不同龄期的混凝土试件进行分组试验，研究高性能混凝土强度发展变化规律及养护温度对高性能混凝土强度的影响。

1 试验设计

1.1 试验材料

（1）水泥：42.5普通硅酸盐水泥；

（2）粉煤灰：一级粉煤灰；

（3）砂子：河砂，细度模数为2.95；

（4）石子：碎石1占15%，粒径范围在5～10 mm之间；碎石2占85%，粒径范围在10～20 mm之间；

（5）外加剂：高效泵送劑；

（6）水：饮用水。

1.2 配合比

配合比如表1所示。

1.3 试验方法

试件按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）制作、试验。试件养护分标准养护和10 ℃、30 ℃、 50 ℃、70 ℃温度养护。养护的试件拆模后宜放在温度设定为试验温度±2 ℃恒温、pH值不应小于7的不流动水浴中养护。

2 试验结果分析

2.1 试验结果

试验结果如表2所示。

2.2 试验分析

2.2.1 高性能混凝土强度与龄期关系

应用Excel数据拟合工具，分别采用幂函数、直线、二次函数、对数函数等常用的数学模型对表2数据进行分析[3]，发现对数函数具有最好的精度，故采用对数公式拟合强度与龄期公式为：y= 15.503ln（x）+6.965 1，其R2=0.950 7，相关程度很好，如图1所示。

高性能混凝土在10 ℃、30 ℃、50 ℃、70 ℃养护温度和标准养护条件下强度规律相似，均为前期强度增长迅速，后期增长较慢。

2.2.2 不同养护温度下高性能混凝土强度关系

不同温度养护下强度试验结果如图2所示。

10 ℃养护条件下，高性能混凝土3 d强度达到设计值的47.8%，7 d强度达到68.7%，28 d强度达到101.2%；强度均比同期标准养护条件混凝土强度低。

20 ℃养护条件下，高性能混凝土3 d强度达到设计值的54.9%，7 d强度达到83%，28 d强度达到110.7%。

30 ℃养护条件下，高性能混凝土3 d强度达到设计值的58.1%，7 d强度达到77.6%，28 d强度达到105.6%；强度均比同期标准养护条件混凝土强度低。

50 ℃养护条件下，高性能混凝土3 d强度达到设计值的79.1%，7 d强度达到105.9%，28 d强度达到127.9%；强度均比同期标准养护条件混凝土强度高。

70 ℃养护条件下，高性能混凝土3 d强度达到设计值的87%，7 d强度达到107.2%，28 d强度达到111.9%；强度均比同期标准养护条件混凝土强度高。

2.2.3 同龄期不同养护温度下混凝土强度关系

在工程实践中，掌握某个龄期的混凝土强度，对于指导混凝土拆模或确定施加预应力时机具有重要的意义。同龄期高性能混凝土在不同养护温度下强度试验结果对比如图3所示。

从图3可知，高性能混凝土养护温度高，混凝土早期强度高，但28 d强度则低于50 ℃养护的混凝土强度，并且养护温度高于60 ℃混凝土后期强度低于40 ℃～50 ℃温度养护的混凝土后期强度。

在较高温度下浇筑和养护的混凝土，有较高的早期强度（7 d以前），但28 d强度则较低，对于任何一个龄期都有一个较好的温度，可以获得最高的强度，但随着龄期的增加趋向于较低的养护温度获得最高的强度。

3 结论

（1）高性能混凝土强度与龄期具有较好的相关性，亦用对数函数来描述，其前期强度增长较快，后期增长较慢。

（2）高性能混凝土在10 ℃养护条件下强度比同期标准养护条件下强度略低；在30 ℃、50 ℃、70 ℃养护温度下，与同期标准养护条件相比，其早期强度增长速度迅速，温度越高增长速度越快，后期强度增长较慢。

（3）高性能混凝土在较低养护温度下（10 ℃），其早期强度发展缓慢，但对于后期强度是有利的。在较高养护温度下（30 ℃、50 ℃、70 ℃），其早期強度发展迅速，但对于后期强度的发展是不利的。养护温度高于60 ℃高性能混凝土后期强度低于40 ℃～50 ℃养护的混凝土后期强度。对于该试验50 ℃养护温度是最有利于高性能混凝土强度发展的。

参考文献

[1] 孙刚，王侠.浅谈高性能混凝土发展前景[J].河北工程技术高等专科学校学报，2015，9（3）：39-41.

[2] 吴寅，关萍.影响高性能混凝土强度的因素研究[J].新型建筑材料，2005（7）：1-5.

[3] 王迎飞，黄雁飞，周丽美.高强混凝土力学性能研究及相关性分析[J].武汉理工大学学报，2006（3）：67-71.