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文檔簡介
1、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因有很多,大致可分為荷載裂縫、次荷載裂縫和非荷載裂縫。在非荷載裂縫中,自由狀態(tài)下的收縮對混凝土并無不良影響,但實際工程中,處于不同約束狀態(tài)下的混凝土結(jié)構(gòu)往往因收縮大而產(chǎn)生收縮裂縫,收縮裂縫會削弱混凝土的質(zhì)量,影響其耐久性,甚至影響結(jié)構(gòu)的整體性。
檢測水泥基材料收縮開裂性能的試驗方法很多,其中圓環(huán)法使用最為廣泛,被各國普遍采用,此法具有原理清晰和模具簡單等特點,但是圓環(huán)法存在三個問題:(1)由于試件具有高度的對
2、稱性,使得收縮裂縫隨機出現(xiàn),不便于裂縫的觀察;(2)混凝土圓環(huán)試件壁厚大多在30mm~35mm范圍內(nèi),而粗骨料的最大粒徑為10mm~15mm,這樣的試件和骨料尺寸并不能真實的反應(yīng)混凝土的收縮開裂性能;(3)砂漿圓環(huán)試件的最大壁厚為75mm,如果混凝土試件使用75mm的壁厚,則試件幾乎是不開裂的,極大的降低了混凝土收縮開裂的時效性和敏感度。針對于以上三個問題,文中提出了外方內(nèi)圓偏心約束試驗方法和雙圓偏心約束試驗方法:通過數(shù)值分析確定了試驗
3、模具的尺寸,通過數(shù)理方法對試驗結(jié)果(裂縫分布位置和開裂時間)做了統(tǒng)計分析,通過試驗驗證了外方內(nèi)圓偏心約束試驗方法的開裂敏感度,通過Weiss理論模型估算了混凝土試件的開裂應(yīng)力。為了更直接和簡單的檢測試件收縮開裂時間,提出了一套水泥基材料收縮開裂時間檢測裝置,具體闡述如下:
?。?)凈漿和砂漿外方內(nèi)圓偏心約束收縮試驗方法。外方內(nèi)圓偏心約束試驗方法是改變圓環(huán)法外邊界的圓形為方形,同時將約束鋼環(huán)沿其中兩條對邊的中線向一邊移動,形成偏心
4、,試件尺寸為170mm×170mm×35mm,最佳偏心距為20mm,通過對凈漿和砂漿外方內(nèi)圓偏心約束試件開裂時間和裂縫位置的數(shù)理統(tǒng)計發(fā)現(xiàn):外方內(nèi)圓偏心約束試件的平均開裂時間明顯早于圓環(huán)試件,縮短了凈漿和砂漿的收縮試驗周期;98%的裂縫偏移量在預(yù)期開裂截面左右15.35mm以內(nèi),因此可以認(rèn)為外方內(nèi)圓偏心約束試驗方法基本能起到限定收縮裂縫產(chǎn)生位置的作用。通過對比外方內(nèi)圓試件和圓環(huán)試件在完全密封條件下收縮裂縫的發(fā)展路徑發(fā)現(xiàn),圓環(huán)試件從內(nèi)側(cè)先開
5、裂而外方內(nèi)圓偏心試件從外側(cè)先開裂,驗證了文中有限元計算結(jié)果的正確性,也說明外方內(nèi)圓偏心約束試驗方法提高了試件的開裂敏感度。
?。?)混凝土外方內(nèi)圓偏心約束試驗方法?;炷镣夥絻?nèi)圓偏心約束試驗方法與凈漿(砂漿)外方內(nèi)圓偏心約束試驗方法原理相同,區(qū)別在于其尺寸,為了更真實的反映混凝土的收縮開裂性能,粗骨料最大尺寸選用25mm,試件尺寸為600mm×600mm×75mm,最狹窄處橫截面尺寸為75mm×75mm,其中,約束鋼環(huán)外直徑為3
6、00mm,厚度為20mm,經(jīng)過數(shù)值分析發(fā)現(xiàn),外方內(nèi)圓偏心約束試驗方法能夠形成一個預(yù)期的開裂位置,試驗結(jié)果表明:0.5水灰比的混凝土外方內(nèi)圓偏心約束試件不但開裂時間在兩周之內(nèi),而且裂縫位置偏移量不大,而壁厚為75mm的圓環(huán)試件幾乎是不開裂的。通過完全密封條件下外方內(nèi)圓偏心約束試件的裂縫發(fā)展和開裂應(yīng)力估算,證明了混凝土外方內(nèi)圓偏心約束試驗方法的開裂敏感度,以0.5水灰比的混凝土為例,混凝土外方內(nèi)圓偏心約束試件在完全密封條件下依然能夠開裂,而
7、且裂縫從試件外側(cè)向內(nèi)側(cè)發(fā)展,明顯的提高了混凝土收縮開裂的敏感度。通過試件開裂應(yīng)力估算可知,外方內(nèi)圓偏心約束試件最大開裂應(yīng)力大致為3.7MPa-4.2MPa。
?。?)雙圓偏心約束試驗方法。試件外邊界為圓形,直徑為600mm,高75mm,約束鋼環(huán)直徑為300mm,厚度為20mm,鋼環(huán)沿模型直徑向邊框的某一點偏移,保證鋼環(huán)外邊緣與模具邊框內(nèi)邊緣距離為75mm,雙圓偏心約束試驗方法同樣能夠有效的限制收縮裂縫的產(chǎn)生位置,通過試件開裂時間
8、統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),雙圓偏心約束試驗方法能夠提高混凝土收縮開裂的敏感度,但是效果不如外方內(nèi)圓偏心約束試驗方法。
為了直接和簡單地檢測混凝土的收縮開裂時間,受到電路回路和斷路的啟發(fā),提出了一套新的開裂時間檢測裝置,裝置由導(dǎo)電性粘附材料、導(dǎo)線和指針型鐘表組成,把導(dǎo)電性粘附材料涂抹在預(yù)期的開裂位置一定的范圍內(nèi),導(dǎo)電材料干燥之后,與導(dǎo)線和鐘表連接成回路,每12h觀察一次鐘表走動情況,如果試件開裂則電路由回路變?yōu)閿嗦?,鐘表停止轉(zhuǎn)動,此時鐘表指針?biāo)?/p>
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