２０１０年第５期 淮南师范学院学报 Ｎｏ．５，２０１０ 第１２卷（总第６３期） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＵＡＩＮＡＮ ＮＯＲＭＡＬ ＩＪＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｎｏ，６３，Ｖｏ１．１ ２ 高强混凝土力学性能试验研究 张 立 （淮南职业技术学院工程管理系，安徽淮南２３２００１） 【摘要】试验数据分析显示，掺加矿渣和硅粉等矿物的Ｃ８０高强混凝土具有优异的超早强和后期 强度力学性能，比例极限点显著升高，其应力值接近峰值应力，其轴心抗压强度与立方体抗压强度比值 与混凝土静弹性模量均高于Ｃ４０普通混凝土，工作性能进一步提高。 【关键词］高强混凝土；力学性能；试验 ［中图分类号】０６—３３ ［文献标识码】Ａ ［文童编号］１００９—９５３０（２Ｏ１Ｏ）０５一Ｏ０Ｏ７一Ｏ２ 前言 时间．即为流下时间 Ｃ８０高强高性能混凝土与 混凝土力学性能数据．是钢筋混凝土结构设计 Ｃ４０普通混凝土混凝＿－ＥＳＥ作性能测试结果见表２。 和施工最基础的数据。对于普通混凝土．国内相关 表２工作性能测试结果 人员做了大量的较为详尽的试验研究工作．在实际 强度 初始坍落度２０ｍｉｎ时坍落度２０ｒａｉｎ时粘性扩展度 ，工程设计工作中一般以混凝土的抗压强度ｆ等级１ 竺竺 二： 为准．选取或推算其它基本力学性能计算指标，并 Ｃ８０ ０．２５ ２００ 塑） １４０ ２４ ！ ！ ２４９５ Ｃ４０ ０．４６ ８０ ５０ １７ ２８０ 制定了法定的设计规范。但高强高性能混凝土的研 从试验可知ＮＦ高效减水剂与水泥相容性较 究工作相对滞后．应用工作只是开始起步．高强高 好．对水泥有强烈的分散作用．从而增大了混凝土 性能混凝土在我国尚未得到真正的广泛应用 目 的坍落度．用水量减小．可见Ｃ８０高强混凝土在较 前，国内外对于高强高性能混凝土、总体上尚处于 小的水灰比下就具有很好的流动性．工作性能较 试验研究阶段．对其力学性能的研究也资料有限且 好。而Ｃ４０普通混凝土的水胶较大，且存在一定的 零碎。为推动高强高性能混凝土在未来工程中得到 离析和泌水现象 粘聚性和保水性也相对不好，这 更加广泛的应用．迫切需要对其力学性能进行系统 必定会影响混凝土的强度和耐久性能。 的甚至是重复性的研究 ３混凝土立方体抗压强度 １混凝土配合比 混凝＿－ｋ立方体抗压强度试验采用ｌＯＯｍｍ× 混凝土物理力学性能测试均按国家有关规定 ｌＯＯｍｍｘｌＯＯｍｍ的立方体试件（尺寸换算系数按规 进行。所有试块成型后在室内静置１天。然后编号 范要求取０．９５）。每组三个试件，试件的尺寸和平整 拆模，送人标准养护箱中养护至试验日期。对于同 度符合规范要求．试验采用ＷＡＷ－３００系列微机控 一个配比．用于各种力学性能试验的所有试件．都 制电液伺服万能试验机．其加载速度能够进行调 是在６０Ｌ的强制后搅拌机中一次拌成．这样可以 整．并能连续均匀加载。试验中Ｃ８０混凝土加载速 减少因搅拌所带来的误差。Ｃ８０高强混凝土和Ｃ４０ 度为０．７０Ｍｐａ／ｓ．Ｃ４０混凝土为０．５０Ｍｐａ／ｓ。当试件 普通混凝土（作为参照）所用配合比详见表１。 接近破坏而开始迅速变形时．加载软件会自动控制 表１混凝土配合比 压力机卸载．并记录破坏荷载 测得的各龄期强度 值（乘以尺寸换算系数０．９５）ｇｇ表３。 表３混凝土立方体抗压强度 ２高强混凝土工作性能 在本次试验中．粘性是采用倒置的坍落度桶加 上活动挡板来测定桶内混凝土拌合物全部落下的 可见，Ｃ８０强度增长快，３天强度达到设计要 求的占７９．５％，７天强度达到设计要求的９２．２％。２８ 【收稿日期】２０１０—０４—１４’ ［基金项目】淮南职业技术学院科技基金项目（ＨＫＹＩＯ一７） ［作者简介］张立（１９８０一），男，安徽淮北人，淮南职业技术学院讲师，硕士研究生，主要研究方向：土木Ｔ程。 ８ 淮南师范学院学报 第１２卷 天时。混凝土强度均能够满足设计强度要求．后期 轴向压力、纵向应变和横向应变。采用应变片和应 强度均有不同程度的增长．但Ｃ８０增长速度大大 变仪来测量试件的纵向应变和横向应变．并在试件 超过Ｃ４０普通混凝土强度的增长．说明矿渣和硅 上加了两个横向应变片．与竖向应变片相互垂直。 粉等矿物掺和料有利于后期强度的增长．改善了混 为了防止试件在受压的过程中有偏心．在试件的两 凝土性能．从而使得高强混凝土强度性能优于普通 侧均沿竖向、横向轴线贴应变片，将这两个应变片 混凝土。 串联来测得在加载情况下的应变。因试验机释放大 ４混凝土轴心抗压强度 量的弹性应变能对混凝４－试件造成的冲击破坏而 本试验采用ｌＯＯｍｍｘ１００ｍｍｘ３００ｍｍ的立方体 无法进行测试．混凝土试件应力一应变曲线的上升 试件。每组三个试件．试件的尺寸和平整度符合规 段如图１所示 范要求。２８天龄期时，采用ＷＡＷ一３００系列微机控 制电液伺服万能试验机对试件进行连续、均匀加 载，加载速度Ｃ８０为０．６５ＭｐＭｓ，Ｃ４０为０．５０Ｍｐａ／ｓ． 其破坏荷载见表４： 表４混凝土轴心抗压强度 从试验结果看．Ｃ８０高强混凝土轴心抗压强度 与立方体抗压强度比值高于Ｃ４０普通混凝土 同 时．高强混凝土轴压强度试验呈现的破坏过程与普 图１混凝土应力一应变曲线 通混凝土有明显的区别，表现出更大的脆性：内部 Ｃ８０应力一应变曲线的上升段几乎接近直线． 裂缝在很高应力水平下突然出现和发展．破坏过程 即使在试件接近破坏前的一段时间．纵向刚度也无 急促，残余强度跌落快，裂缝几乎全部穿越粗骨料。， 显著改变。也说是说，比例极限点显著升高，其应力 而普通混凝土裂缝的开展、贯通、直至破坏相比之 值接近峰值应力．应力一应变曲线的上升段已不存 下缓慢得多．裂缝出现在粗骨料的胶结面 ／ 一．／．． ／ 、 在裂缝临界应力点．或者说临界应力点和应力峰值 ．＿ 量 ５混凝土弹性模量 点非常接近。低强混凝土应力一应变关系下降段较 ，试验中。混凝土静力受压弹性模量．采用应力 ． 平缓．相对来说有较好的延性．而高强混凝土表现 为轴心抗压强度４０％时的加荷割线模量。弹性模 ■ 出很大的脆性．应力一旦达到峰值即星现剥落．， 量试件尺寸为１００ｍｍｘｌ００ｍｍｘ３００ｍｍ．改变传统 后反映的是高强混凝土的破碎过程。通过对破坏面 －口 此 的用变形测量仪以及千分表来测量．而是应用应变 ● 的观察发现．． －口 Ｃ８０高强高性能混凝土的破坏面穿越 片和应变仪来测量应变。为了防止试件在受压的过 的粗骨料被整齐地劈开．较少出现粗骨料和水泥浆 ● 一 一程中有偏心．在试件的两侧均沿竖向轴线贴应变 ■一 应－的粘结破坏．而，口 Ｃ４０普通混凝土则主要为粘结界 片，将试件的线连接到ＹＥ２５３８程控静态应变仪的 面破坏．这与混凝土抗压试块破坏现象一致。 ， ．“１／４桥形式”上的接线柱上．补偿片也接人应变 ７结语 仪，两个应变片串联对加载竖向应变进行测试。测 充分利用高效减水剂和复合掺合料的超叠加 效应，通过对骨配合比参数的优选和优化，配制出 得数据。并按混凝土弹性模量Ｅ： 二 计算． Ａ× 一 ０ 的强度高、工作性能优异、耐久性能好而成本相对较 结果见表５和表６ 低的高强高性能混凝土．对提高建筑工程的施工速 表５ Ｃ８０混凝土弹性模量 一 度、加快模板的周转和节约投资成本具有十分重要 的意义。因此，今后应进一步对这些方面进行研究，提 高高强混凝土理论与实践水平。 参考文 献 Ｃ４０ 破坏荷载５ＫＮ时应变 ＩＯＯＫＮ时应变 弹性模量平均弹性模量 ｒ１１朱清江．高强高性能混凝土研制及应用［Ｍ］．北京： 试件号 （ＫＮ） （Ｅ０） （Ｂａ） （１０４ＭＰａ） （１０４ＭＰａ） 中国建材工业出版社．１９９９ 『２１蒲心诚，王志军，王冲等．超高强高性能混凝土的 力学性能研究［Ｊ］．建筑结构学报，２００２，１１（１２）：４９— 所测得的Ｃ８０混凝＿－ｈ静弹性模量高于Ｃ４０混 ５５ 凝土弹性模量．可见Ｃ８０高强混凝土在刚度、变 ［３］Ｐ．Ｋｕｍａｒ Ｍｅｔｈａ．Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｐｒｏｐｅｒｉｅｓ， 形、裂缝开展及大体积混凝土的温度应力方面的性 ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｍ］．Ｐｒｅｎｔｉｃｅ－Ｈａｌｌ ｉｎｃ．，１ ９８６ 能具有一定的优势 『４１冯乃谦。邢锋．高性能混凝土技术［Ｍ］．北京：原子 ６混凝土应力应变曲线 能出版社．２０００ 测定应力一应变曲线的试件尺寸为ｌＯＯｍｍｘ 『５］张应立，杨柏科，申爱琴．现代混凝土配合比设计 １００ｍｍ￣３００ｍｍ．试验过程中同时记录了全过程的 手册ｒＭ］．北京：人民交通出版社，２００２