混凝土早期应变、应力的研究及工程对策

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1、建筑技术开发Vo1．38。No．2第38卷第2期BuildingTechniqueDevelopmentFeb．2O112011年2月混凝土早期应变、应力的研究及工程对策：l=古晓君周其华高佳丁圣果(1．贵州大学土木建工程学院，贵阳550003；2．贵州凯和建设工程有限公司，贵阳550005)[摘要]混凝土凝结过程产生的水化热引起较大幅度变温是导致混凝土初期收缩应变和初应力的主要因素。此外，浇筑时天气状况对混凝土的应变、应变场也有不可忽视的影响。根据自已的实验分析并参照他人的研究成果和工程实践，提出一些有价值的

2、工程参考。[关键词]水化热；温度场；温度应力；混凝土早期应变[中图分类号]TU528．1[文献标志码]A[文章编号]1001—523X(2011)02一qol1—03影响混凝土固结龄期收缩应变的因素较多，尤其在早期，应变值占整个役期应变值的比率极大，且早龄期应力、应变难于用应变仪测定。参照的他人研究成果“并结合我们的实验分析，认为混凝土早期应变及早期强度的主要影响p、理因素有以下方面。”如勰1混凝土凝结过程产生的水化热是引起较大幅值变温的主要因素之一试件浇筑后，因水化热升温约9～20℃，3～6d后恢复时温，在2

3、O℃室温下。浇筑时峰值升温度可达10～2O℃。图1为我们在两组试件测定的混凝土初凝期变温曲线。从图中01O2O30405060708090100110l20130140150可以发现以下特点：龄期m1)配合比(表1)对水化热的极值影响大，水泥用量多，图1混凝土初凝期变温曲线初凝期所产生的水化热大，混凝土变温幅度大。力，在边界约束条件下早期混凝土降到室温时，混凝土试2)不同配合比的混凝土，由水化热引起的混凝土变温与件内拉应力已超时混凝土的抗拉强度。即使在试件边界不龄期的曲线形状基本相同，在试件浇筑后的7～11h试

4、件升温受约束的情况，由于混凝土内部约束的影响，温度降至时温将达到最大值，随后逐渐降至室温。的过程也会在内部产生微裂缝⋯。早期收缩应变迅速增加表1混凝土配合比的这一特性，已为众多研究者通过不同的试验结果及数值分水泥／粉煤灰／水／石子／砂／减水剂／密度／析结果所证实一81。因各试验者所用试件尺寸及混凝土材试件号kgkgkgkgkgkg(kg／m)料的差异，应变达峰值的时间各不相同，初凝期发生变温收试件一4200l681O936694235O缩应变的时段t=(5～90)h，应变峰值也存在较在差异s=试件二36585l

5、4010936694235O(100～180)×10～，从多组试验曲线均可发现，这样的应变值已使混凝土内应力超过当时的极限抗拉力。图2为文献2初凝期变温引起混凝土内应变、应力十分显著[4]应用光纤光栅传感器测得的试件上不同部位早期应变按混凝土线胀系数Ot=1．0～1．6×10(1／℃)，混凝土值，图中各条曲线均表现出初凝期应变的大幅变化。弹模E=2～3．8MPa，=Ed￡。计算，每降温一度产生拉应3浇筑天候对混凝土应变应力场存在不可忽视影响力2～7MPa，据文献[6]的估计，若不考虑混凝土徐变引起的天候的影响主

6、要表现为气温及湿度的聚变。文献[6]应应力松驰，混凝土降温6～7℃相当于混凝土内承受拉应用基于MPI的局域网并行计算技术的三维细观数值模型，采用路面裂纹的形成过程对屋面板上有一定借鉴作用。图3为板面降温34℃时龟裂裂缝生面及发展的全过程。图4、图5国家自然科学基金项目：《混凝土肋形屋盖温差应力场及绿色屋盖应用研究》(项目编号：50868002)为100mm厚板在初始板内温度100oC，左右表面温度O℃时收稿日期：2010—11—15的温度场，图为同一模型在左右板面全约束状态的应力场，可作者简介：古晓君(1981

7、-)，男，四川成都人，现为贵州大学土木建筑见对于屋面板，在极端温差环境中初凝期形成表面裂纹，在初工程学院08级结构工程专业研究生。凝期因温度梯度形成的拉应力幅值可达数10MPa。第2期古晓君，等：混凝土早期应变、应力的研究及工程对策第38卷时间，s时间／s050000100000l50000200000250000050000100000150000200000250000OO-200-200-400-600-400-800姆餐_1(】0(】一-600一】200—1400-800-1600(a)(b)时间，s时

8、间，s050000100000l50000200000250000050000100000150000200000250000I。一2。。一2。。堇1。呈一400鋈制。-6。。一-8008。。图2试件不同部位早期应变值504030善ll。l

9、：

10、《_：2o10图3混凝土表面裂缝形成过程的数值分析结果000．02O．040．060．080．1L／m100网5100mm厚板内的温差引起的拉