一種橋梁上部預應力混凝土抗壓強度與彈性模量檢測方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種橋梁上部預應力混凝土抗壓強度與彈性模量檢測方法，研究實際工程中C50、C55混凝土在不同齡期下彈性模量與抗壓強度的演化規(guī)律及其相互關系，解決了交通建設施工中的實際問題以及為編制相關規(guī)范提供試驗依據(jù)，研究成果對行業(yè)技術進步以及社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義和作用。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種橋梁上部結構預應力混凝土抗壓強度與彈性模量檢測方法，屬于混凝土

技術介紹
在現(xiàn)代橋梁工程特別是橋梁上部結構施工中，由于工期緊迫，任務繁重，通常預應力鋼筋張拉時混凝土齡期短，混凝土強度達到了設計要求，但彈性模量還處在比較低的狀態(tài)。混凝土彈性模量處于較低狀態(tài)時張拉預應力將導致混凝土徐變增大，特別是跨徑較大的預制梁和連續(xù)剛構橋在建成后的若干年內(nèi)(運營時間遠小于設計基準期)產(chǎn)生超出規(guī)范要求的下?lián)虾土芽p，影響橋梁的安全運營和耐久性。這就對混凝土材料提出了新的技術要求，混凝土早齡期的力學性能決定著施工進度、混凝土結構和構件的安全和耐久性，因此研究預應力混凝土彈性模量與抗壓強度的特征關系以及不同齡期和不同環(huán)境溫度下彈性模量與抗壓強度的演化規(guī)律具有十分重要的意義。目前國內(nèi)外相關的研究進展和取得的成果：對于標準養(yǎng)護條件下早齡期混凝土彈性模量和抗壓強度隨齡期變化的關系，N.J.Gardner研究了早期混凝土強度(Gardner N J.Strength develogment and durability of CSA type30cement/slag/fly-ash concrete for arctic marine applications[J].Durability of building material.1986(4)：2.)。Sau、Klieger等結合試驗進行了以養(yǎng)護溫度、水泥種類為參量的低齡期混凝土強度的預測(Sau P L.A study ofthe casting and curing temperature on the mechanical properties of concrete[D].M.Eng Thesis，University of Ottawa,1984.)。歐洲模式規(guī)范CEB-FIP model code 1990中，混凝土的抗壓強度、彈性模量隨齡期增長的計算公式：fc(t)＝βtfc，28，式中，fc,28，和Ec,28分別為標準養(yǎng)護條件下28天齡期混凝土抗壓強度和彈性模量，βt為與混凝土齡期相關的系數(shù)。美國ACI 209 R-1992(R2008)也給出經(jīng)驗公式：式中，w為單位體積混凝土的重量。國內(nèi)朱伯芳在水利學報中發(fā)表了《混凝土的彈性模量,徐變度與應力松弛系數(shù)》和《再論混凝土彈性模量的表達式》，根據(jù)中國水利水電科學研究院的試驗結果，得出早齡期混凝土
抗拉強度、極限拉伸變形及早齡期混凝土彈性模量的時變規(guī)律，并分別給出指數(shù)型、雙曲線型、對數(shù)型和插值型混凝土抗壓強度、彈性模量隨材料成熟度發(fā)展的經(jīng)驗公式。張建仁等發(fā)表的《混凝土早期抗壓強度和彈性模量的試驗研究》[J].中外公路，2003,23(2)：89-92，通過對不同設計強度的混凝土試塊進行早齡期軸心抗壓強度和彈性模量的試驗研究，獲得了它們的統(tǒng)計參數(shù)、分布類型及隨齡期變化的表達式。吳會平等發(fā)表了《預應力混凝土箱梁彈性模量控制淺析》[J].高性能混凝土的研究與應用——第五屆全國高性能混凝土學術交流會論文,2004，探討了影響混凝土彈性模量的各種因素，得出彈性模量與抗壓強度的平方根呈線性相關關系。謝靜發(fā)表的《不同長徑聚丙烯纖維對高強混凝土高溫后力學性能影響的研究》論文中研究了高強混凝土彈性模量及其高溫作用后的變化規(guī)律。李曉文等發(fā)表了《預應力混凝土彈性模量力學性能試驗研究》[J].商品混凝土,2010,12:67-70，在新疆烏魯木齊地區(qū)的特殊地理環(huán)境和氣候因素下，指出3d齡期的混凝土雖然強度達到了設計要求，但彈性模量還處在比較低的狀態(tài)，也就是說混凝土強度的增長速度要高于彈性模量的增長速度。這與馮太坤(混凝土的強度與抗壓彈性模量增長變化初探[J].中國高新技術企業(yè),2007(4),158)的研究恰好相反，他指出混凝土的養(yǎng)護早期抗壓強度沒有抗壓彈性模量增長得快,混凝土早期相對容許應變較小。目前橋梁工程施工中要求抗壓強度和彈性模量的雙重控制，但可供取用的標準數(shù)據(jù)還沒有完備地建立起來，特別是混凝土齡期、強度、彈性模量的特征關系是工程中亟待解決的關鍵問題。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術旨在提供一種橋梁上部預應力混凝土抗壓強度與彈性模量檢測方法，采用通用混凝土原材料，研究橋梁用C50、C55混凝土在不同齡期下彈性模量與抗壓強度的演化規(guī)律及其相互關系，繼而推廣到通常橋梁用混凝土強度等級的混凝土在不同齡期下彈性模量與抗壓強度的演化規(guī)律及其相互關系，解決了我國交通建設施工中的實際問題以及為編制相關規(guī)范提供試驗依據(jù)，研究成果并對行業(yè)技術進步以及社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。本專利技術提供了一種橋梁上部預應力混凝土抗壓強度與彈性模量檢測方法，包括以下步驟：(1)準備原材料混凝土采用與工程中相同的原材料，混凝土和易性根據(jù)施工工藝要求確定：水泥：選取普通硅酸鹽水泥P.O 52.5級水泥、P.O 42.5級水泥；骨料：砂、石使用符合國家標準的質(zhì)地堅硬、級配良好、潔凈的中砂和碎石；石灰石碎石5-20mm連續(xù)級配，5-10mm摻量30％，10-20mm摻量70％；礦物摻合料：采用符合現(xiàn)行國家或行業(yè)標準的I級粉煤灰、S105或S95礦粉；外加劑：采用聚羧酸高效減水劑；拌合水：符合《混凝土用水標準》JGJ 63-2006規(guī)定。2)混凝土配合比：混凝土配料比如下：水膠比：(0.27～0.35)∶1；水泥用量：400kg/m3～500kg/m3；礦物摻合料總用量：70kg/m3～95kg/m3，所述粉煤灰質(zhì)量占礦物摻合料總用量的最大比例為0.6。中砂用量：600kg/m3～750kg/m3；碎石用量：1000kg/m3～1200kg/m3；減水劑摻量：1.0wt％～1.5wt％(質(zhì)量百分比為減水劑質(zhì)量占膠凝材料質(zhì)量的百分比)。3)主要儀器設備全自動混凝土壓力試驗機；微機控制電液伺服萬能試驗機；彈性模量測定儀。(2)試件的制備及測試：1)試件制作：試驗試件數(shù)量：在兩個強度等級下，分別制作5個齡期(3d、5d、7d、28d、56d)的試件，每個齡期內(nèi)做一組“10壓+3軸+10彈”，即10個抗壓強度試驗樣本：尺寸為150mm×150mm×150mm，3個軸心抗壓確定彈性模量加荷參數(shù)樣本：尺寸為150mm×150mm×300mm，10個彈性模量試驗樣本：尺寸為150mm×150mm×300mm。統(tǒng)計評定樣本數(shù)一般不少于10組，每種條件方案，取樣本150mm×150mm×150mm共10個抗壓強度試驗，150mm×150mm×300mm共3個軸心抗壓確定彈性模量加荷參數(shù)，150mm×150mm×300mm共10個彈性模量試驗。采用鋼模制備橋梁用C50、C55混凝土立方體試件和棱柱體試件。根據(jù)《混凝土強度檢驗評定標準》GB/T 50107－2010，當連續(xù)生產(chǎn)的混凝土，生產(chǎn)條件在較長時間內(nèi)保持一致，且同一品種、同一強度等級混凝土的強度變異性保持穩(wěn)定時，一個檢驗批的樣本容量應為連續(xù)的3組試件。上述試件的取樣頻率和數(shù)量應符合下列規(guī)定：a、每100盤，但不超過100m3的同配合比混凝土，取樣次數(shù)不應少于一次；b、每一工作班拌制的同配合比的混凝土不足100盤和100m3時其取樣次數(shù)不應少于一次；c、當一次連續(xù)澆筑同配合比混凝土超過1000本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種橋梁上部預應力混凝土抗壓強度與彈性模量檢測方法，其特征在于：通過實驗和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析建立公路橋梁預應力混凝土抗壓強度和彈性模量與齡期雙參數(shù)控制曲線，包括以下步驟：步驟一：試件制作，采用滿足要求的混凝土原材料和配合比，在商品混凝土攪拌樓中攪拌，制作C50和C55兩個強度等級的混凝土；在兩個強度等級下，分別制作不同齡期的試件，每個齡期內(nèi)做一組“10壓+3軸+10彈”，即10個抗壓強度試驗樣本，3個軸心抗壓確定彈性模量加荷參數(shù)樣本，10個彈性模量試驗樣本；同一齡期的試件要求在同一天內(nèi)制作完成；步驟二：試件采取同條件養(yǎng)護，即與工地上混凝土的養(yǎng)護條件相同；步驟三：試件達到齡期后，用電液伺服萬能試驗機測量混凝土標準立方體試件的抗壓強度和混凝土標準棱柱體試件的軸心抗壓強度；步驟四：彈性模量測試：用電液伺服萬能試驗機測量混凝土標準棱柱體試件的彈性模量。步驟五：數(shù)據(jù)處理：本研究試驗數(shù)據(jù)處理根據(jù)肖維勒準則和格拉布斯準則。

【技術特征摘要】
1.一種橋梁上部預應力混凝土抗壓強度與彈性模量檢測方法，其特征在于：通過實驗和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析建立公路橋梁預應力混凝土抗壓強度和彈性模量與齡期雙參數(shù)控制曲線，包括以下步驟：步驟一：試件制作，采用滿足要求的混凝土原材料和配合比，在商品混凝土攪拌樓中攪拌，制作C50和C55兩個強度等級的混凝土；在兩個強度等級下，分別制作不同齡期的試件，每個齡期內(nèi)做一組“10壓+3軸+10彈”，即10個抗壓強度試驗樣本，3個軸心抗壓確定彈性模量加荷參數(shù)樣本，10個彈性模量試驗樣本；同一齡期的試件要求在同一天內(nèi)制作完成；步驟二：試件采取同條件養(yǎng)護，即與工地上混凝土的養(yǎng)護條件相同；步驟三：試件達到齡期后，用電液伺服萬能試驗機測量混凝土標準立方體試件的抗壓強度和混凝土標準棱柱體試件的軸心抗壓強度；步驟四：彈性模量測試：用電液伺服萬能試驗機測量混凝土標準棱柱體試件的彈性模量。步驟五：數(shù)據(jù)處理：本研究試驗數(shù)據(jù)處理根據(jù)肖維勒準則和格拉布斯準則。2.如權利要求1所述的公路橋梁預應力混凝土抗壓強度彈性模量雙參數(shù)無損檢測方法，其特征在于，混凝土配料比如下：水膠比：0.27～0.35；水泥用量：400kg/m3～500kg/m3；礦物摻合料總用量：70kg/m3～95kg/m3，所述粉煤灰質(zhì)量占礦物摻合料總用量的最大比例為0.6。中砂用量：600kg/m3～750kg/m3；碎石用量：1000kg/m3～1200kg/m3；減水劑摻量：1.0wt％～1.5wt％。3.根據(jù)權利要求2所述的橋梁上部預應力混凝土抗壓強度與彈性模量檢測方法，其特征在于：所述混凝土采用與工程中相同的原材料，混凝土的和易性根據(jù)施工工藝要求確定；水泥：選取普通硅酸鹽水泥P.O 52.5級水泥、P.O 42.5級水泥；骨料：砂、石使用符合國家標準的質(zhì)地堅硬、級配良好、潔凈的中砂和碎石；石灰石碎石5-20mm連續(xù)級配，5-10mm摻量30％，10-20mm摻量70％；礦物摻合料：采用符合現(xiàn)行國家或行業(yè)標準的I級粉煤灰、S105或S95礦粉；外加劑：采用聚羧酸高效減水劑；拌合水：符合《混凝土用水標準》JGJ 63-2006規(guī)定。4.如權利要求1所述的公路橋梁預應力混凝土超聲回彈雙參數(shù)無損檢測方法，其特...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：杜紅秀，姜宇，王飛劍，
申請(專利權)人：太原理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：山西;14