掺纤维混凝土早期开裂敏感性研究

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1、第42卷第3期人民长江Vo1．42．NO．32011年2月YangtzeRiverFeb．，2011文章编号：1001—4179(2011)03—0091—04掺纤维混凝土早期开裂敏感性研究张建峰，罗平，周世华，杨华全(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：为了研究混凝土早期的抗裂性能，利用温度应力试验机研究掺不同种类纤维混凝土的开裂敏感性，通过分析各种参数的优劣性，选定开裂温度作为开裂敏感性的评价指标。结果表明，改性聚乙烯醇纤维或聚丙烯纤维的掺入，可以有效降低混凝土的

2、开裂温度，其中掺PVA1纤维的混凝土开裂温度最低，即其抗裂性能最好。与传统的试验方法相比，温度应力试验机能大大减少测试的工作量，是一种值得推广的试验仪器。关键词：聚乙烯醇纤维；聚丙烯纤维；开裂敏感性；温度应力试验机中图法分类号：TV431．3文献标志码：A混凝土是使用最为广泛的建筑材料之一，但其开1试验方法裂问题，尤其是早期因各种收缩产生的开裂，已经成为结构混凝土劣化的重要原因。研究证实，导致混目前，国内外用于混凝土早期开裂测试的约束收凝土劣化而使其耐久性降低的最主要原因是混凝土结缩方法主要有平板法、圆环法和棱柱

3、体法。平板法由构物在各种条件下的开裂及微裂缝的扩展，进而导致于其具有简单易操作的特点，能迅速有效地研究混凝土和砂浆的塑性干缩性能。因此CCES01—2005《混有害介质侵入。混凝土早期产生的这些裂缝，必将降凝土结构耐久性设计与施工指南》附录A2推荐将平低混凝土的整体性能，加剧混凝土的破坏。板法作为测试混凝土早期开裂的方法。但该方法只能对混凝土早期开裂敏感性评价的研究，最早是从部分、不均匀地约束混凝土的收缩变形，且试验结果对收缩评价方法开始的，传统概念上多将自由收缩与开试件尺寸、材料特性、配筋情况、环境状况等的依赖

4、性裂相联系，通过测定混凝土试件的收缩值来评定混凝很大。，在裂缝宽度的量化、后期处理和精确评价方土的开裂性能。研究早期受约束混凝土的抗裂性能，面也存在不足。圆环法虽然能避免平板法约束不均匀不仅需要考虑收缩的增长，还要考虑应力的发展。对的缺陷，但圆环法约束试验装置的约束程度普遍不高，于应力发展来说，弹性模量和松弛的发展是非常重要这导致试样的开裂敏感性较低。研究表明，ASTM的，同时混凝土抗拉强度的发展也必须加以考虑。试C1581采用钢制内圆环的约束程度最高约75％，而件必须在约束条件下进行试验，才能正确模拟混凝土AA

5、SHTOPP34圆环最高仅为60％。的实际情况。温度应力试验机(TemperatureStressTestingMa—掺人纤维作为一种有效预防混凝土开裂的措施，chine)可以同时进行单轴约束试验(温度应力试验)和已经在很多实际工程中得到应用。本文通过国内最近自由变形试验，能够准确地测量混凝土的早期变形、拉引进的瑞士Walter+Bai公司制造的温度应力试验机伸弹性模量和徐变松弛，以及不同约束程度下的应力来研究掺纤维混凝土的早期开裂性能。发展。利用该设备可以研究混凝土受不同约束条件下收稿日期：2010—03—28

6、基金项目：国家自然科学基金重点项目(50539010)；长江科学院中央级公益科研(CKSF2010013、YWF200813)；水利部公益性行业科研专项经费项目(200901066)作者简介：张建峰，男，硕士研究生，主要从事建筑材料的研究工作。E—mail：zhan鲥ianfengzc@sina．con92人民长江发生自生收缩、温度变化等作用而产生的开裂行为，美见表5，混凝土早龄期应力和中心温度发展趋势分别国AASHTO及欧洲RILEM等权威机构根据试验研究见图1、2。成果制定了一种新的试验标准。国内暂无该项技术

7、，表1华新中热水泥物理性能国外研究者从20世纪80年代起就利用该仪器进行了大量混凝土开裂试验，取得了一系列成果，是一个较为墓)(k攀理想的直接评价混凝土抗裂性能的试验平台。现将相关试验关键词解释如下。第一零应力温度：约束条件下，水化时因弹模增长首次出现压应力时刻的温度，表述了混凝土由塑性状CaOSiO2AI2O3Fe2O3MgOSO3R2O烧失量态向粘弹性状态的转化。第二零应力温度：在降温阶段，当压应力全部降为零、开始出现拉应力时的温度。在混凝土降温段，水化初期由于混凝土的松弛度相对较高、弹模较大，所以一般第二零

8、应力温度比第一零应力温度要高得多，仅比温度最大值略低几度。开裂温度：约束试件开裂的温度，即拉应力超过抗拉强度时的温度。开裂温度表征试验混凝土的抗裂性，开裂温度越高，越容易出现早期温度裂缝。表4混凝土配合比参数最大压应力：约束条件下温升过程中的最大压应力。温度最大值：半绝热条件下混凝土硬化过程中的最高温度。利用温度应力试验机，研究掺不同种类纤维混凝土的早龄期抗裂性。将四级配