早龄期HPC力学性能及其对砼构件

《早龄期HPC力学性能及其对砼构件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、早龄期HPC力学性能及其对砼构件吴炎平(江西省建筑材料工业科学研究设计院，江西南昌330001)摘要：以水灰比为0．3的高性能混凝土(HPC)作为研究对象，对处于不同养护温度条件下的HPC早龄期力学性能尤其是受拉弹性模量进行试验研究，探讨HPC力学性能的发展规律与混凝土构件早期开裂之间的关联。结果表明：不同温度下HPC各项力学性能之间存在很好的相关性；此外，相对抗拉强度的发展速度要低于相对拉伸弹性模量的发展速度，这对于早期HPC开裂的影响是负面的。关键词：高性能混凝土养护温度力学性能早期开裂前言高性能混凝土(

2、HPC)被认为是目前世界上性能最为全面的混凝土，与普通混凝土相比，HPC由于采取了更低的水灰比、更多的胶凝材料、大量的超细矿物掺料以及高效减水剂等，所以其在微观结构和宏观力学性能、工作性能等方面¨。31均有重大改善，但另一方面也导致HPC较普通混凝土在早期更容易产生包括自收缩在内的体积变化，这是造成混凝土开裂的驱动力之一。此外，国外有研究表明，HPC体积的变化会随同混凝土强度和弹性模量的发展而快速增长⋯，由于实际工程中，混凝土构件总是会受到不同程度的约束，故混凝土所受的约束内应力也会相应增大，这就有可能加剧构

3、件的开裂，造成工程安全性以及耐久性方面的隐患。所以HPC力学性能发展规律对构件早期开裂潜在的影响，应当引起足够的重视。目前国内在这方面的研究尚不够深入，更多的研究仅是将力学性能简单地作为一种抗裂指标，尚没有注意到二者之间的关联，而且针对力学性能的研究大都集中在中后期成熟的HPC上，对早龄期的HPC力学性能发展规律鲜有提及，特别是1d之前超早期的HPC力学性能。事实上，从HPC开始产生塑性变形(约0．5d)一1d这段时期是HPC开裂的敏感期，Lepage等人’2。的研究表明，水胶比为0．25及0．30的HPC在

4、龄期不超过1d时就出现网状裂纹。Wiegrink等人’3。4o研究也发现掺硅粉的HPC更容易在早期出现开裂，因此，研究HPC早期特别是1d之前快速发展的力学性能及其对混凝土构件开裂的影响是极有意义和必要的。基于上述情况，本文将水灰比为0．3的HPC作为研究对象，对处于10℃、20。C、28。C以及35。C条件下各龄期(尤其是1d以前)HPC的抗压强度、劈裂抗拉强度、拉伸弹性模量、压缩弹性模量等力学性能进行试验分析，得出各项力学性能随龄期的发展规律，并在此基础上，探讨力学性能发展速度的不同对混凝土构件早期开裂的

5、影响。1试验研究1．1原材料及配合比本研究中，配制HPC所采用的原材料及其基本物理性质如表1所示。所配制的HPC配合比、拌合物特性及强度等级目标值如表2所示，所采用矿物掺合料为硅粉。表1原材料的基本物理性质原材料基本物理性质水泥P．0．52．5级普通硅酸盐水泥；表观密度：3100kg／m3水饮用水细骨料河砂；细度模数：3．04；表观密度：2680kg／m3粗骨料碎石；表观密度：2690kg／m3；最大粒径：20ram硅粉系上海埃肯硅粉厂提供，Si02含量>90％高效减水剂聚羧酸盐系高效减水剂；减水率：／>25

6、％表2混凝土配合比单位用量(kg／m3)减水剂占胶结材坍落度强度用量百分比(mm)等级水泥水砂子石子硅粉(／％)480160656944531．90500,4-20C60注：A=S+G，表中百分数为质量百分数1．2试验方法1．2．1试件的成型与养护实验采用60L强制式混凝土搅拌机，采用文献po所采用的投料顺序，得到和易性良好的拌合物，出料后立即人模，其中，测试抗压强度与劈裂抗拉强度的试件均采用100mm×100mm×100ram的钢模制作，测试拉伸和压缩弹性模量的试件均采用100mm×100mm×400mln

7、的钢模制作。混凝土入模抹捣平整后，用塑料膜和湿布覆盖表面，并静置于养护室内，保持温湿度恒定，整个成型过程不超过30min，拆模后，立即用胶带纸包裹整个试件，防止水分与外界交换，使之处于密封状态。1．2．2试件力学性能的测定混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、压缩弹性模量均按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB／T50081—2002进行。拉伸弹性模量目前尚无相关的试验标准，本研究采用自行设计的拉伸装置进行测试，装置如图1所示：测试的方法是：将试件养护到预设龄期时取出，并在其表面仔细粘贴好应变测试装置，然后将试件

8、按照装置图1中的位·】3·：j二：’：÷I．漶陬t"-斤璀．2-f厅项土掣：3-上雌．4_违拄¨#：5埘却轴承：6一谴n7·畦板．晦一■■t纠—精●hIm膏t●哺■IIl-■艇攮柙件图1拉伸弹性模■试验装置)置安装就位，通过千斤顶带动联动装置对试件进行拉伸，整个加载过程不超过100s，施加的荷载应力参考GB／T50081—2002，取为同龄期下劈裂抗拉强度的40％。试验中所测得的应变、荷载、温度等数