青岛海湾大桥预应力混凝土弹性模量与混凝土配合比关系的探讨

1、青岛海湾大桥预应力混凝土弹性模量与混凝土配合比关系的探讨邓振龙贺庆同山东省交通工程监理咨询公司（250014）中铁港航局青岛公司（266000）摘要:预应力混凝土的弹性模量是体现混凝土受力与变形关系的一个参数。本文通过混凝土弹性模量试验的数据,分析、探讨混凝土弹性模量与混凝土配合比之间的关系，为青岛海湾大桥工程建设提供有益的参考。关键词：桥梁预应力混凝土Abstract:Compressive modulus of elasticity of pre-stress concrete is a parameter between com-pressure and shape changing.

2、In this paper, the author analysis the relative between compressive modulus of elasticity and concrete design based on the data of concrete test and gives a good reference to Qingdao Bay Bridge engineering construction. Keywords:Pre-stress concrete of beam concrete中图分类号：TU528一、引言桥梁混凝土除了强度、坍落度等指标外，还有

3、混凝土的静压弹性模量（简称弹性模量）指标。混凝土的弹性模量是体现混凝土受力与变关系的一个重要参数。混凝土的强度能满足要求，若混凝土的弹性模量较小，也会使混凝土的变形较大，导致结构失衡，而发生质量事故。C50以上的预应力钢筋桥梁混凝土张拉时都要知道混凝土的弹性模量值；在计算混凝土变形、裂缝扩展以及大体积混凝土的温度应力时也要知道混凝土的弹性模量值；在铁路桥梁工程中，要求混凝土的弹性模量值要大于3.5×104MPa。影响混凝土弹性模量的因素很多，诸如混凝土的配合比、混凝土试件的制作以及试验过程中的试验操作等都会影响混凝土的弹性模量。这里仅从混凝土配合比方面做以下的探讨。二、测量混凝土弹性

4、模量的仪器和试验方法测量混凝土弹性模量的仪器是混凝土弹性模量测定仪。试模：150mm×150mm×300mm 或100mm×100mm×300mm 塑钢试模或铸铁试模文献标识码：A文章编号：compressive modulus of elasticity of concretedesign of弹性模量混凝土配合比混凝土压力试验机。试验方法是依据GB50081-2002中混凝土静压弹性模量的试验方法参考交通部的公路工程水泥及水泥混凝土试验规程JTGE302005相关内容进行试验。试验操作过程：制作试件150mm×150mm×300m

5、m 或100mm×100mm×300mm 六个，养护到一定的龄期，将其中的3个做轴心抗压强度；另外3个做变形试验。将试验数据代入公式：=计算出弹性模量E。三、试验所用的原材料F a F 0l×A n试验方案及试验结果的分析1、混凝土弹性模量与混凝土水灰比之间的关系混凝土弹性模量与混凝土水灰比之间的关系我们采用四个不同的水灰比，固定砂率和容重制取混凝土试件测定混凝土弹性模量的试验方法，其配合比以及试验结果如下：序号1234SP%39393939C 40845951056728d 弹性模量MPa（×104）由上表数据，我们得到混凝土轴心抗压强度、弹性模量与混

6、凝土水灰比之间关系的趋势 线如下： 小而增大。因此我们可以说混凝土弹性模量随混凝土强度增大而增大。冯乃谦教授在最新实用混凝土大全一书中给出的混凝土静压弹性模量与混凝土抗压强度的关系式:105E =2. 2+f cu也表明混凝土弹性模量随混凝土强度增大而增大，但不成线性关系。在混凝土弹性模量要求较大时，必须降低混凝土的水灰比来达到。2、混凝土弹性模量与混凝土砂率之间的关系混凝土的砂率不仅影响新拌混凝土的和易性和工作性，而且也影响到硬化混凝土的使用性。为探讨砂率对混凝土弹性模量的影响这个问题，我们进行了以下的试验。序号12345SP%3540455055S 60667678086695328d 弹

7、性模量MPa（×104）由上表数据，我们得到混凝土弹性模量与混凝土砂率之间关系的趋势线如下图 a：a 图b由上曲线可知混凝土的砂率在一定范围内对混凝土的弹性模量影响较大。随混凝土砂率的增大混凝土的弹性模量而减小。3、混凝土弹性模量与混凝土掺合料粉煤灰掺量之间的关系关于掺合料粉煤灰对混凝土弹性模量的影响，我们采用以下的混凝土配合比来分析探讨。序号1234C 500450425350F 05075150S 60860860860828d 弹性模56d 弹性模量量MPa（×104）MPa（×104）由上表数据，我们得到混凝土弹性模量与混凝土粉煤灰掺量之间关系的趋势线如上

8、图b 所示。从试验数据和趋势线可以看出早期（28d）的混凝土弹性模量掺入粉煤灰的比不掺粉煤灰的要低。但没有具体的规律；而后期（56d）的混凝土弹性模量在一定范围内，掺入粉煤灰的比不掺粉煤灰的要高的多，并呈增长趋势。分析：由于粉煤灰的水化是在水泥水化产生的碱性环境下开始的，故早期的混凝土弹性模量低于不掺粉煤灰的。随着混凝土龄期的延长使碱性环境也在加强，从而刺激了粉煤灰的活性，使混凝土后期的弹性模量高于不掺粉煤灰的混凝土弹性模量，掺粉煤灰对混凝土的长期耐久性有利。4、混凝土弹性模量与混凝土掺合料矿渣粉掺量之间的关系矿渣粉是炼钢厂的钢材淬火时留下的废渣经磨细而成。其性质不同于粉煤灰；为探讨矿渣粉对混

9、凝土弹性模量的影响，我们进行了以下的试验。序号1234C 500450400350K 050100150S 60860860860828d 弹性模量MPa（×104）4.3756d 弹性模MPa （×104）5.63 由试验数据，我们得到混凝土弹性模量与混凝土矿渣粉掺量之间关系的趋势线如下图所示。加。这说明掺入矿渣粉并不影响混凝土的弹性模量，且对无论早期的还是后期的混凝土弹性模量都有利。这一点是不同于粉煤灰的。5、混凝土弹性模量与混凝土骨料碎石粒径的之间的关系为探讨混凝土弹性模量与碎石粒径的大小之间的关系，我们进行了如下试验。序号1W/C0.32W 160C 500S 60

10、8G 1128(5-20mm减水剂A 4.028d 弹性模量MPa（×104）4.730.351601601605004574576086246241128(5-31.5mm1128(5-20mm1128(5-31.5mm由上表试验数据可以看出：在混凝土水灰比、砂率相同的前提下，碎石粒径对硬化混凝土的弹性模量影响很大。混凝土的弹性模量随混凝土粗骨料碎石粒径的增大而增大。这告诉我们，为得到高的混凝土弹性模量，在满足施工工艺的前提下，尽可能地使用粒径大的碎石。五、标段1B 3合同11合同12合同F 72496940S 655701748725G(5-20mm7d 弹性模量MPa（

11、5;104）28d 弹性模量MPa（×104）由上表试验结果可以看出：（1）上述桥梁混凝土的配合比28天的混凝土弹性模量都能满足工程设计要求的3.5×104MPa。可以用在工程建设中。（2）双掺粉煤灰和矿粉对混凝土的弹性模量的影响没有明显的规律。六、结论依据上述试验结果和数据分析，我们得到以下的结论：（1）混凝土弹性模量随混凝土水灰比的减小而增大，要使混凝土拥有高的弹性模量，降低混凝土的水灰比是一重要途径。（2）砂率是影响混凝土弹性模量的重要因素。在一定范围内，降低混凝土的砂率能够得到高的弹性模量。在预应力桥梁混凝土配合比设计时，在满足施工和易性的前提下，尽量减小混凝土的砂率。（3）掺合料对混凝土弹性模量的影响因种类不同而不同：粉煤灰对早期的混凝土的弹性模量增长不利，但有利于后期混凝土的弹性模量增长，有利于混凝土的耐久性，在工期要求紧，预应力场地小，尤其在冬期施工时，尽量少