高强混凝土收缩尺寸效应及预测模式修正方法

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发布时间：2021-09-15

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高强混凝土收缩尺寸效应及预测模式修正方法
钱春香，王辉，何智海
(东南大学材料科学与工程学院江苏省土木工程材料重点实验室，南京21 1 189)
摘要：为了将实验室标准条件下测量的数据更好地用于实际桥梁建设和维护中，本文研究了环境相对湿度和
试件尺寸对混凝土收缩的影响。研究结果表明，试件的尺寸不仅影响干燥收缩的进程，对干燥收缩终值也有很大的
影响，尺寸越小，混凝土干燥收缩越大，混凝土的尺寸效应随着湿度降低而增加。结合CEB—FIP1978，根据试验结果
修正了CEB-FIPI990收缩模式，修正后的模型计算结果与试验值的比较表明，按照本文的处理方法可以提高模型
预测精度，为将实验室预测结果较好地推广到实际结构收缩的预测中提供了一种修正方法。
关键词：干燥收缩；尺寸效应；预测模型
Abstract：In order to apply the data from laboratory to the structure shrinkage prediction in field，the effects of envi—
ronment relativ6 humidity and specimen size on concrete shrinkage are studied．The results show that the specimen size
not only affects the progress of shrinkage but also the final shrinkage strain．Drying shrinkage increases with smaller specimen
size．The size effect is more prominently when the environment relative humidity is lower．Combining witl1 CEB—
FIP1978。the CEB—FIP1990 model is improved based on the experiment result，and tlle calculation value is compared with
experiment value．1’he prediction accuracy is improved rema~ably by the impmved mode1．which provides a modified
method for the laboratory prediction into practical structure shrinkage prediction．
Key words：Drying shrinkage；Size effect；Prediction mode1
．
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：10O0—4637(2O12)02-01-05
0 前言
混凝土作为粘弹性材料，收缩徐变不可避免。
混凝土的收缩，尤其是长期干燥收缩往往会造成结
构开裂。实践表明，即使混凝土早期养护非常到位，
有些混凝土结构在后期也会开裂，干燥收缩是后期
开裂的主要原因之一。虽然微细裂缝可能对混凝土
力学性能影响不大，然而却破坏了结构的整体性，
更为严重的是其为侵蚀性物质和水分的入侵提供
了便捷途径，会加速结构劣化进程，影响结构的耐
久性【1]。此外，在大跨径的连续刚构桥梁中，长期的
收缩变形会造成预应力损失和内力重分布，增加跨
中挠度，甚至影响结构的正常使用回。因此，对于大
跨径的预应力桥梁，研究混凝土长期收缩性能对于
设计、施工和后期维护非常重要。
目前，有关预测混凝土收缩徐变的数学模型很
多【3 ，如欧洲混凝土协会和国际预应力协会提出的
CEB—FIP1978(MC78)和CEB-FIP1990(MC90)模式，
基金项目：国家重点基础研究发展计划项目
(2OO9CB623200)、江苏省重点工程苏通长江大桥项目。
美国混凝土协会提出的ACI209模式，美国西北大
学的Z．P Bazant教授于1978年提出的B2模型以及
于1992年提出的B3模型，Gardner和Loekman提
出的GL2000模式等。模式反映的是所统计混凝土
的共性，由于混凝土原材料性质和施工条件具有很
明显的特性，模式未必能反映出来，相同的混凝土
结构使用不同的预测模式得出的结果往往相差很
大。此外，现有的一些收缩徐变预测模式大都是根
据普通强度混凝土试验资料统计得出的，其对于高
强混凝土的适用性值得研究。因此，有必要针对具
体工程所用的混凝土开展收缩徐变试验研究，ACI
和RILEMt~也把这种通过对材料的短期试验确定预
测模式中的材料参数作为提高模式长期预测精度
最为可靠和有效的方法进行推荐。
实验室测量的是小试件收缩值，试件尺寸与实
际结构差异较大，为了将实验室结果更好的应用到
工程中，本文研究了两种不同环境湿度下收缩的尺
寸效应，根据试验结果对CEB—FIP1990收缩模式进
行修正，并比较修正后的模型计算值与试验值的相