光纤传感器测量混凝土收缩技术介绍和减缩剂效果的实验评估

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1、·278·两岸四地高性能与超高性能混凝土学术交流会论文集光纤传感器测量混凝土收缩技术介绍和减缩剂效果的实验评估关国雄1’2陈嘉健1冯怀善1吴沛林11．香港大学土木工程系2．香港混凝土学会【摘要】本文详细阐述了应用光纤传感器进行混凝土收缩长期测量的试验方法，并用该方法评估减缩剂应用于香港地区混凝土的效果。本试验时间持续长达3年半，选用了香港地区最常用的混凝土配合比作试验试件，强度等级从Grade35到Grade45，水胶比介乎于o．39和o．48之间，粉煤灰掺加量为O％或者25％。试验结果表明，减缩刹能有效

2、减小混凝土的收缩，但减缩效果会随时间递减，半缩期会随减缩剂的掺加而延长。【关键词】混凝土；光纤传感器；收缩；减缩剂ShrinkageMeasurementofConcreteUsingFiber-OpticSensorandExperimentalEvaluationofShrinkageReducingAgentsA．K．H．Kwanl'2J．J．ChenlW．W．S．Fun91P．L．N911．DepartmentofCivilEngineering，HongKongUniversity2．Insti

3、tuteofConcreteofHongKong【Abstract】Thispaperpresentsindetailalong—termshrinkagemeasuringmethodusingfibre—opticsensorandrepotsanexperimentalstudyoftheeffectivenessofshrinkagereducingagents(SRAs)inreducingtheshrinkageofHongKongconcretein3．5years．Theconcretem

4、ixestestedweretypicallocalconcretemixesofgradedesignationyawingfromgrade35to45，withwatercementitiousmaterialsratiovaryingbetween0．39and0．48，andpulverisedfuelash(PFA)dosagesetat0％or25％．ThetestresultsconfirmedtheeffectivenessofSRAsinreducingtheultimateshrin

5、kagestrainofconcrete．TheresultsalsorevealedthattheeffectivenessofSRAsinreducingshrinkagewoulddiminishwithtime，andthatSRAscouldprolongtheshrinkagehalf-timeofconcrete．【Keywords】concrete；fibre—opticsensor；shrinkage；shrinkagereducingagent1前言混凝土的收缩源于内部孔隙水的不断散失

6、，其中水分蒸发形成的干缩是收缩的最主要原因：当水分从硬化混凝土的毛细孔中散失后，表面张力会转移到毛细孔壁而在毛细孔系统里重新分布，导致了混凝土宏观体积的减小(Neville，1995；Mindesseta1．，2003)。一般来说，影响混凝土收缩的因素包括可蒸发水量、水分蒸发程度和单位水分散失造成的收缩程度等。上述的第一个因素取决于混凝土的配合比，例如水胶比和水泥浆体积比等；第二个因素取决于混凝土的渗透性、结构的大小与几何形状、外界环境条件如湿度、温度等；第三个因素则与骨料性质和孔隙水表面张力有关。众所周

7、知，混凝土的收缩会导致混凝土构件的收缩变形，如果变形受限则会引起结构内部拉应力的出现和导致混凝土的开裂。收缩裂缝不光影响结构外观，还会导致诸如渗水、钢筋锈蚀等使用性和第四部分性能研究与测试技术·279·耐久性上的一系列问题。更严重的是，收缩裂缝大多是贯通裂缝，修补工作很难开展而且造价不菲。因而，相比裂缝出现后再进行修补，更可取的做法是在设计施工阶段就尽可能地避免收缩裂缝的出现。减小混凝土开裂的方法包括修筑变形缝，设置后浇带，优化混凝土配合比以增加其体积稳定性，掺加混凝土膨胀剂，使用膨胀水泥，设置密集的分布

8、钢筋等(Kwaneta1．，2002)，本文在此探讨的是掺加减缩剂对减小混凝土收缩的效果。早在20世纪80年代，减缩剂作为有机化学外加剂在日本面世，其作用机理是降低孔隙水的表面张力从而减小水泥浆的收缩。从文献搜索结果来看，关于减缩剂减小混凝土收缩的研究已有所展开(Shaheta1．，1992；FolliardandBerke，1997；WeissandShah，2002；Collepardieta1．，2005)，Weiss和