混凝土圆环约束开裂试验仪的评析
王迎春 ，张建峰 ，杨华全 ，周世华
(长江科学院 水利部水工程安全与病害防治工程技术研究 中心 ，湖北 武汉 430010)
摘 要 ： 收缩开裂是导致混凝土丧失耐久性 的最直接原因。对国内外混凝土圆环约束开裂试验仪进行 了评述 ，并阐述 了各方法的适用性
与不足。
关键词 ： 混凝土 ；收缩开裂；圆环法
中图分类号： TU528．01 文献标 志码 ： A 文章编号 ： 1002—355O(2010)01—0136—03
StudY review on ring specimen under restrained shrinkage of concrete
WANG Ying-chun．ZHANG ]ian—feng，YANG Hua—quan，ZHOU Shi—hua
(ChangjiangRiverScientificResearchInstitute，CenteronWaterEngineering SafetyandDisasterPrevention oftheMinistryofWaterResources
Wuhan430010，China)
Abstract： Shrinkage cracking is the most direct cause which leads to the loss of durability of concrete．Introduces the present ring specimens
under resrained shrinkage ofconcrete thorou曲ly and gives the evaluation about the relative merits ofeach test method．
Key words： concrete；shrinkage cracking；ring—type
0 引言
混凝土材料是土木工程 、水利水 电工程以及许多建筑工程
中使用最为广泛 的建 筑材料之一 。在混凝土材料大规模 用于
道路 、桥梁 、大坝 等大体 积建筑 物建设 的同时 ，出现了一个 难
以解决的问题——混 凝土 的开裂 【】1。混凝 土一旦出现裂缝 ，就
会破坏结构 的完整性 ，降低混凝 土的耐久性而可能产生渗漏破
环 ，导致混凝土结构 的服务 功能部分甚至全部 丧失 ，这需 要耗
费大量 的人力物力进行补强加 固甚 至重建 。因此 ，如何最大限
度 的减小混凝 土结构 的开裂成 为工程技术界亟待解决 的一个
问题 。
导致混 凝土开裂 的因素是多种多样的 ，包括混凝土材料本
身 的性质 、施工质量 、温控措施 、气候条 件等 ，其中干缩 、水化热
以及温度变化是引起混凝土开裂的主要原 因。正确地检测 与评
价混凝土的收缩与开裂趋 势，是采取措 施有效地减少或避免开
裂 的前提[21。目前 国内外有 比较多的研究 混凝土开裂的方法 ，比
较 成熟 的主要有平板法 、圆环法和单轴法。其中圆环 法可综合
反映混凝土干缩 、徐变 、弹性模量等 因素对试件开裂的影响 ，因
此圆环 试验装置开发较早 、发展很快 ，本 文主要介绍 了国内外
混凝土圆环约束开裂试验仪 ，并作 出评议 。
1 圆环约束开裂试验仪 的发展 与现状
圆环法最早是 由 MIT(麻 省理 工学 院)的 RoyW．Carlson于
1942年提出，当时是用来研究水泥净浆和砂浆的抗裂性 ，此后
被各 国研究人 员广泛采用 ，由于不 同粒径骨 料的使用 ，试模 尺
寸有了较大的改动。
1．1 ACBM 方 法
由于以前的圆环对于比较长的样品很难提供足够的约束使
之产生裂缝 ，特别是过渡区的直径很 大时也很难产生足够大 的
约束 。于是 1990年美国西北大学 ACBM 研究 中心的 S．P．Shah
提 出了 ACBM 方法。
ACBM 方法中试验装置 由一个钢环和一个纸质圆环外模组
成 ，还包括一个 观测裂缝的显微镜装 置。钢环 内径为 254 rrl／／1，
外径为 305 mm，高度为 140 mm，试件厚度为 35 mm，如图 1所
示 。一般在试件成型后 1 d即将外模拆除 ，将试件放置在温度为
2O℃ ，相对湿度为 100％的条件下养护 4 d。然后将试件的顶部
用硅橡胶密封 ，使得 只有试件 的外圆周表面变干 ，并将试件 置
于温度为 20℃，相对湿度为 40％的条件下f31。
ACBM 方法 中混凝 土圆环受到 内部的均匀 压力 ，外部的环
向拉应力与内部表面的相差 10％，除了环 向应力外 ，混凝土圆环
还受径 向压应力的作用 。但径 向压应力最大 只能达到环向应力
的 20％，因此可以认为混凝土试件的受力是均匀 的。由于只有试
件的外圆周与外部环境直接接触 ，加上试 件的宽度 (140 mlY1)是
其厚度(35 mm)的 4倍 ，因此假设沿试件的宽度方 向是发生均匀
收缩 的。当混凝土产生收缩时，由于约束 ，混凝土试件受到压力
的作用而产生应变 。在开始阶段通过应变的测试结果 ，可以计算
出来压力(但随着徐变的发生，压力将会减小)，当累积的压力超
过了材料的拉应力 ，裂缝便会产生 。
收稿 日期 ：2009-09—10

因本站资料资源较多，启用了多个文件服务器，如果浏览器下载较慢，请调用迅雷下载，特别是超过了5M以上的文件！请一定调用迅雷，有时候速度就会飞起哦，如果您的浏览器自动加载了PDF预览，文件太大又卡死，请按下载说明里的把PDF插件关闭了就可以直接下载，不会再预览了！