基于AASHTO试验方法的水泥混凝土热膨胀系数研究.pdf

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1、第32卷第5期2012年10月中外公路265文章编号：1671—2579(2012)05—0265-03基于AASHTO试验方法的水泥混凝土热膨胀系数研究李松，侯相琛。李新凯。(1．天津市市政工程设计研究院，天津市300051；2．哈尔滨工业大学)摘要：水泥混凝土热膨胀系数是反映水泥混凝土热力学性质的重要参数，对研究水泥混凝土路面在温度荷载作用下的力学响应有重要的意义。该文采用AASHTOTP6O试验方法对水泥混凝土的热膨胀系数进行了试验研究，通过对不同升降温循环试验结果的分析，确定以第三循环数据作为最终的试验结果，并确定混凝土的热膨胀系数为1O．64×10～

2、／'c。关键词；AASHTO试验方法；水泥混凝土；热膨胀系数水泥混凝土的热膨胀系数是指温度变化1℃时混0．1mm。凝土单位长度的变化。热膨胀系数是一个非常重要的将如图1所示的固定有位移传感器(LVDT)的支参数，它不但对水泥混凝土路面的开裂等病害有重要架连同被测试件一起放入水浴控温箱中，然后将水浴的影响，而且甚至可能影响到水泥路面的使用寿命。温度设定在(10±1)℃，当水浴箱水温达到设定温度近年来，随着研究的不断深入，水泥混凝土热膨胀系数时保持水温恒定，每隔10min记录一次LVDT的读的重要意义得到了研究人员的普遍认可，许多国家的数，直到每0．5h连续3次的

3、读数相差在0．25×10道路设计方法都将热膨胀系数作为一个重要的设计参mm以内，此时标志试件内部已经达到热平衡。读取数来考虑。但是，在大多数设计方法中热膨胀系数值水浴温度值，精确到0．1℃，同时记录LVDT的读数，是根据设计经验直接选取，而不是通过试验确定的。精确到0．25×10_。mm，将这两个读数作为初始值。这样做虽然方便，但是一旦热膨胀系数的取值不合理然后将水浴温度设定在(50±1)℃，当水浴箱达到这就会对设计结果产生很大的影响，进而影响路面的使个温度保持水温恒定，直到试件内部达到热平衡，然后用性能，因此通过试验合理确定热膨胀系数对水泥混记录温度数据和变

4、形数据作为第二组数据。继续将水凝土路面设计具有重要的意义。．浴温度设定在(10±1)℃。当水浴达到该温度时保持到目前为止，国内外很多研究人员都对热膨胀系水温恒定，直到试件内部达到热平衡，记录温度数据和数进行了试验研究，也提出了各种各样的试验方法，其变形数据作为最终数据。该过程作为一个升温、降温中最具有代表性的是美国各州公路和运输工作者协会循环。(AASHTO)提出的AASHTOTP6O试验方法。该文也采用这种方法对水泥混凝土的热胀系数进行试验研究。因瓦支架件1AASHTO试验方法介绍圆垫该试验中规定采用直径为100mm、高为175mm的圆柱形试件，考虑到湿度的

5、影响，试验前将试件浸没(a)主视图(b)俯视图在温度为(23±2)℃的饱和石灰水中至少48h，然后每隔24h称量试件的面干质量，直到两次连续称量的图1AASttTOTP60试验支架结果之差小于0．5％。将满足上述要求的试件从饱和在试验的温度循环过程中随着水浴温度的升高和水箱中拿出，在室温下量取长度和直径，结果精确到下降，测量支架也和试件一样存在膨胀和收缩，因此在收稿日期：2o12-03—12作者简介l李松，男，硕士．E—mail：hit．1isong@gmail．com266中外公路第32卷升温和降温过程中LVDT记录的位移并非混凝土试数支架示意图。件的真实变

6、形，而是支架与试件的相对变形值，因此支架的变形随温度是线性变化的，那么修正试件LVDT实测的变形量为：的变形为：△L，．一△L一ALs(1)△L(—L×口×△T(8)因此，有：而：AL一△L+△L，(2)AL(。)=AL()——△L，(9)以及：因此，有：AL，=AL(。)一△L(，)=L××AT一△L()f一—(3)(i0)将式(2)代入式(3)，即有：也即：AL~+AL／口c：一—(4)c一———r一(11)将式(4)化简：式中：L为修正试件初始长度(mm)；L为修正试件变形测量值(ram)；L，为修正试件变形真实值c+十㈣)(mm)；a。为修正试件的热膨

7、胀系数(1／'C)。式中：△L为试件变形的真实值(ram)；L。为室温下将支架的变形修正系数代入式(7)中，即可求解得试件长度(mm)；△T为实测温度变化，取4个传感器到混凝土的热膨胀系数。’平均值(℃)；△L为试件变形的测量值(ram)；AL，为支架的变形(mm)．a为混凝土的热膨胀系数2试验过程(1／℃)；妻为测量得到的热膨胀系数(1／℃)。该文按照AASHTOTP60规定的试验方法，并令：开发了水溶控温箱和测量支架试验设备，对混凝土的Cs=㈣热膨胀系数进行了试验研究。混凝土试件按JTGF3o一2003<<公路水泥混凝土则有：a一会+c，(7)路面施工技术

8、规范》要求进行配合比设计，试件成型1d