含气量对不同强度混凝土力学性能影响

2014-04-21肖治微殷成健

交通科技与经济 2014年5期

肖治微，殷成健

（1.重庆长寿经开区开发投资集团有限公司，重庆401221；2.重庆高职城实业发展有限公司，重庆401320）

1 原材料选择

本次试验中所用原材料如下:在配制C30、C40混凝土时选用P.O42.5R水泥，在配制C50混凝土时选用P.O52.5R水泥；粗集料选用5～20mm的石灰岩碎石；细集料采用细度模数为2.8的天然中砂；减水剂采用萘系高效减水剂，减水率为25%；引气剂采用十二醇硫酸钠。

2 研究方案及试验结果

首先确定C30、C40、C50在没有掺入引气剂时的配合比为基准配合比，C30混凝土配制强度为37MPa；C40混凝土配制强度为48MPa；C50混凝土配制强度为58MPa，设计坍落度均为70～90 cm，在此基础上掺入引气剂，各等级混凝土引气剂掺量采用0.02%、0.025%、0.03%。含气量对C30、C40、C50混凝土各龄期扩压强度的影响见图1～图3。具体各强度等级混凝土在引气状态下的配合比见表1。试件在进行标准养护至相应龄期后进行力学性能试验。具体各强度等级混凝土在引气状态下的力学性能见表2。

表1 C30、C40、C50混凝土配合比

表2 引气状态下各强度等级混凝土力学性能

3 含气量对C30、C40、C50混凝土力学性能的影响

结合表2和图1，对于C30混凝土28d抗压强度，当含气量在3.5%～5%时抗压强度下降3.3 MPa，较基准混凝土降幅8%；当混凝土含气量超过5%后，强度值为9.9MPa，较基准混凝土降幅24%。

结合表2和图2，对于C40混凝土28d抗压强度，当含气量在3.5%～5%抗压强度下降2.2 MPa，相对于基准混凝土降幅为4.4%；当混凝土含气量超过5%后，强度下降9.3MPa，较基准混凝土降幅18.6%。

结合表2和图3对于C50混凝土28d抗压强度来说，当含气量在3.5%～5%时抗压强度下降2.2MPa，对于基准混凝土来说降幅3.6%；当混凝土含气量超过5%后，强度下降9.7MPa，较基准混凝土降幅15.9%。

图1 含气量对C30砼各龄期抗压强度的影响

图2 含气量对C40砼各龄期抗压强度的影响

在混凝土中掺加适量的引气剂提高混凝土强度和密实性，但含气量超过一定范围后混凝土强度则下降。含气量在2.5%～3.5%范围时混凝土强度变化较小，这主要归结于引气剂的减水效果占主导作用，使得混凝土的强度变化不大；混凝土含气量在3.5%～5%范围时，强度下降幅度逐渐增大；当含气量超过5%时强度下降幅度进一步增大，此时C30、C40、C50混凝土较难满足规范要求的强度保证率和配制强度，因为掺入引气剂本来可以引入大量稳定而封闭的微小气泡，这些微小气泡能切断毛细孔、阻断混凝土中的毛细孔通道，削弱混凝土中微裂缝端部的应力集中，抑制裂缝延伸和发展。随着混凝土中含气量的不断增加，使混凝土中的微小气泡不再微小而是形成粗大气泡，使得孔与孔间形成通路从而降低了混凝土密实度，使得混凝土的强度降低。所以对于工程实际应用时控制混凝土中的含气量尤为重要，过大的含气量会对混凝土强度产生不利影响。