基于工程试验的堆石混凝土力学性能研究_蔡红岩.pdf
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1、DOI:10 19807/j cnki DXS 2023 03 050基于工程试验的堆石混凝土力学性能研究蔡红岩(肇庆市鼎湖区九坑河水库工程管理所,广东 肇庆 526070)摘要本文基于实际工程堆石坝混凝土应用研究项目,进行堆石混凝土力学试验,研究堆石混凝土各项力学性能,主要揭示其抗压、抗拉性能及弹性模量,分析堆石混凝土的相关材料性能规律及优于普通混凝土的方面,试验结果表明:堆石混凝土在抗压强度、抗拉强度及静力弹性模量等力学参数方面相较普通混凝土更为优异。相同强度等级情况下,堆石混凝土抗压强度和抗拉强度均大于自密实混凝土,整体弹性模量优于自密实混凝土,静力弹性模量是自密实混凝土弹性模量的 1
2、54 倍。试验结果可以为后续研究及设计工作提供参考。关键词堆石混凝土;抗压强度;劈裂抗拉强度;静力弹性模量;力学性能中图分类号TU528 56文献标识码B文章编号1004 1184(2023)03 0147 02收稿日期2022 08 10作者简介蔡红岩(1986 ),男,广东郁南人,工程师,主要从事水利水电工程工作。0引言在水工领域,坝体建设质量是工程及运营工作中的关键点。早期坝体主要采用土石料进行建造,随着土工材料的研究和应用广泛发展,混凝土材料进入了水工结构领域,堆石混凝土技术是一种适应于大体积混凝土施工的现代混凝土工艺技术,其主要工艺流程为通过将当地材料进行初步处理,选择符合粒径要求的
3、块石作为混凝土材料,进行自密实混凝土浇筑,通过其流动性使混凝土形成完整密实的结构,完成块石间的结合,其主要优点是就地取材,降低了运输成本和实现了材料的二次利用,体现了绿色环保的建设理念,同时,由于块石混凝土的水化热升温低,对于工程控制的要求可以降低。随着堆石混凝土技术的推广,其在各领域都有所应用,但相比于其他混凝土施工工艺技术,当前堆石混凝土的力学性能及其他行为特性仍处于研究阶段,堆石混凝土尚不明确的特性使其无法在工程领域实现进一步的应用。多年来国内外学者对此进行了众多的试验研究。黄绵松1 通过对堆石混凝土砌块进行相关力学性能试验,发现相同强度等级情况下,堆石混凝土强度高于自密实混凝土,原因是
4、掺入的块石填料提升了混凝土整体的弹性模量;刘昊2 针对常规试验中试块尺寸与堆石混凝土块石尺寸不匹配的问题,改进了试块尺寸大小并进行了堆石混凝土立方体试块相关力学试验研究;李永秋3 进行了堆石混凝土立方体和棱柱体试块力学试验,对堆石混凝土抗压强度进行了相关研究;陈文辉4 通过开展力学试验,将堆石混凝土的抗压强度、抗拉强度及弹性模量与自密实混凝土进行了对比研究;众多学者对于不同尺寸堆石混凝土试块的力学研究工作5 7 表明,在相同强度等级下,堆石混凝土的性能与其尺寸具有一定关系,因而,堆石混凝土力学研究过程中试块尺寸的确定需要采用大量试验分析对比。本文依托某实际工程堆石混凝土应用研究项目,通过既有研
5、究内容及常用混凝土力学试验方法,开展了对堆石混凝土的力学试验研究,主要针对其抗压性能、抗拉性能及弹性模量进行了相关研究,揭示了堆石混凝土的相关材料性能规律,分析比较了其与普通混凝土性能的差异之处,对堆石混凝土技术后续研究工作提供参考。1堆石混凝土抗压试验研究1 1试验方法采用混凝土立方体抗压强度测试作为研究方法,根据前述研究,选用尺寸为 270 mm 和 450 mm 不同强度标准值的立方体试块作为测试对象,研究不同尺寸情况下堆石混凝土立方体抗压强度影响,测试方法依据既有混凝土设计规范,其抗压强度按公式(1)计算:fcc=PA(1)式中:fcc为抗压强度,Mpa;P 为破坏荷载,N;A 为试件
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