混凝土收缩是影响现代混凝土早期开裂的主要因素,文中在对比分析国外 自收缩计算模型基础 上 ,提出适用于现代混凝土早龄期 自收缩发展的计算模型。并通过试验研究一组 C30混凝-I-"28d龄期 自收缩发展 规律,验证文中提出模型的可靠性 ,同时模型也可用于其他强度混凝土早龄期 自收缩的推算。 【关键词】 自收缩;早龄期;计算模型;现代混凝土 【中图分类号】 TU528.0 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2014)10-0027一o4 0 引言混凝土结构易产生裂缝n],在混凝土早期硬化过 程 中 ,内部 骨料对浆 体的约束 作用 ,会在其粘结 面上形 成微裂缝 口 ],当裂缝 宽度扩展 到 0.05mm 以上 ,就会 影响结构 的正常使 用功 能和耐 久性 ,所 以混 凝 土早期 开裂是 混凝 土结构研究 的重点 。 混凝 土早期 开裂是诸 多变形 受 到约束 的 结果 ,收 缩 变形是引起开裂 的主要原 因 ,包括 干燥收缩 、自 收缩 、温度收缩等。混凝 土 自收缩是 指 由胶 凝 材料 的 水化作用引起的混凝土 自生体积变化,发生在与周围 环境的湿度无交换的情况下 ,是水化消耗水的速度大 于外 界水分通 过 毛细 孔迁 移 到体 系 内部 的 速度 或者 无 外界水分供应而在混凝 土内部的 自干燥过程0 。 混凝土 自收缩现象早在 70多年前 就 由 Davis 和 Lyman 提 出,当时 的 混凝 土 自收缩 很 小 ,一 直 被 忽 略。从上世纪 90年代开始,随着现代混凝土中大量使 用水泥和添加各种 矿物掺合 料 ,自收缩 现象越 来越 明 显 。 。 Tazawa 的研究 表 明适 当的 外 加剂 可 以减少 自 收缩 ,不过文 中测得 自收缩包含热变形及塑性 收缩 ,并 不是严格定 义上的 自收缩 ;巴恒静等 u 采用 非接触式 位移传感器测 量混 凝土早 期 收缩 ,结果 表 明水 胶 比越 低混凝土 自收缩 占总收缩 的 比例越大 ,但是 整个 试验 过程带模测 量 ,会对试 件造成约束 ,同时系统在 自动控 制方 面还有待完善。 张君 通过 向混凝 土 中埋 设湿 度传 感器 和 压力 传感器 ,来检测混凝 土的早 期变形 ,定义一个 与混凝 土 凝结 时间相关 的类 比函数来进 行研究 ,并通 过修 正早 期水化程度 ,对早期收缩进行 了很好的模拟。王铁 梦…提 出 M。、M 等修正系数调整非标准状态下的收 缩 的计算公 式 ,认 为标 准下极 限收缩是一个定值 ,实际 上混凝 土会 由于配 置参 数 和原 料 等不 同最 终 收 缩也 不 同。自收缩预测 模 型 的建 立有 利 于 掌握 自收缩 的 发 展规律,对控制 自收缩引起的裂缝有一定的指导作用, 但由于影响 自收缩的因素较多,很难全面考虑这些 因 素做 出准确预测 ,需要进 一步研究 。 文 中对 比现有混凝 土 自收缩预 测模型 ,在现有 模 型 的基础 上进 行修 正 。文 中还通 过对 C30混 凝 土早 龄期 自收缩试验 ,研究 了 自收缩早龄期 的发展规律 ,并 验证文 中预测模 型的可靠 性 ,希望能对 相关 研究人 员 提供参考 。 1 混凝土 自收缩计算模型的建立 表 1 几种计算模型及特点 模 型 计算 公式 适用特点 适用 于抗 压 强 度 不 超 过 (t): c10 ) (t) 9oMPa的普通 、高强 高性 CEB—FIP 能混凝 土 ,常 用 于预测 抗 (t)=1-e-(1~ 压强 度低 于 60MPa的普 通混凝 土的收缩 。 8~a(t)-8 (∞)[1一exp EN 一1992 (一 )] 8 (*);25(, 一1O) ×10。6 适用普通、高强混凝土,以 28d棱柱体抗 压强度 为基 本变量 ;未 考虑 初凝 时 间 对收缩 的影 响 。早期 收缩 预测偏低 。 混凝土 自收缩模型大致可分为分析模型和计算 模型两大类 。分析模 型从理论 出发 ,反映 自收缩形 成 的机理 ,但是 由于试 验手段 的限制及 理论假设 条件 的 不确定性 ,很难获得准确的参数大小 ,对实际工程设计 而言难以满足简单实用的要求。计算模型的形式简 单 ,便 于指 导实 际工 程设计 ,表 1中列 出 国外 CEB— FIP[1 、 EN一1992[1和 日本 工业标准 J/S规范 推荐 使用 的三个 典型的计算模 型 的计算 公式及 适用 特点 。
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