试验检测高性能混凝土分析

试验检测高性能混凝土分析（通用11篇）

试验检测高性能混凝土分析 篇1

【摘要】混凝土强度在控制上要以粗细骨料、水泥、级配等性质有关。当水泥和骨料的粘结强度越密实混凝土的强度就会越高，同时水泥是控制混凝土强度的标准，也是提高混凝土强度的重要标准。

【关键词】试验标准、应用作用、检测项目

一、试验标准的控制

混凝土结引言构强度和水泥标号、空隙结构关系密切。在混凝土强度控制上要随时调整骨料之间的结构和孔隙率进行调整。对提高混凝土的强度意义有着十分重要的意义，所以混凝土强度的配制关键在于提高混凝土密实度。所以在试验检测中要以粗骨料级配检测为标准，调整级配关系，并且在胶凝材料中进行选择性改进，添加合理的添加剂使混凝土内部结构达到密实。另外高性能混凝土需要大量的胶凝材料，但是胶凝材料在凝结过程发生胶凝梵音，容易产生水化热，形成温差裂缝。碱集料在反应过程中根据水泥发生反应生成水化铝酸钙，造成混凝土大幅度膨胀。如果混凝土的空隙过小。在混凝土的密实性上得到提高，干缩裂缝会逐渐缩小，所以进行高性能混凝土性能检测能够有效调整配合比，通过调整的混凝土不但强度高，还能提高混凝土裂缝等问题的发生。

二、高强度混凝土配合比试验

混凝土中原材料使试验部分的基础，同时也是混凝土配合比的试验，在试验性能下具备如下几个方面：首先混凝土的配合比要形成正交设计试验。混凝土的制备过程包括搅拌和成型，在搅拌前要根据混凝土的力学特性制定试验性能，并且做好最佳的配合比设计。

1.正交试验传统配合比试验的区别

高性能混凝土实在普通混凝土的基础上进行调整，根据混凝土的水泥、砂、石等完成混凝土的调制。高性能混凝土要添加大量的添加剂和矿物拌合料。这不仅影响到混凝土强度，同时使混凝土的工作性质发生复杂的改变，这使混凝土配合比展现出更大的要求，混凝土配合比可以根据试验制定出更加优越的材料。正交试验根据混凝土凝结原理进行逐步梳理。在找出满足施工项目和最佳配合比方法的过程中进行综合评定。

1）当各个材料对混凝土性能不能确定时正交试验能够确定材料参数之间的关系，使混凝土的整齐性和均匀性更加优化。

2）可以更加强度需求降低混凝土造价，使配合比技术更加先进、合理、3）通过试验对比能够弄清多种材料和混凝土强度参数数，并且将混凝土耐久性和经济性的影响形式进行主次划分，在满足混凝土各项工程需要时控制好经济效益。

2.粉煤灰配置

粉煤灰在高性能混凝土中应用十分广发，随着高性能混凝土对胶凝材料要求不断降低，粉煤灰成为了最好的替代品。利用粉煤灰进行替代不仅对混凝土结构稳定性得到提高，同时也提高了混凝土的耐久性。

3.硅灰

硅灰是自然界存在最多的物质之一，把它利用到高性能混凝土中十分重要，并且通过掺拌混凝土来提高其性能强度，硅灰在加入混凝土后能使级配颗粒更加适合，如果将粉煤灰和硅灰进行双拌不仅能够提高硅灰颗粒细度和活性，更可以针对混凝土强度调整整体活性。硅灰的混凝土掺拌含量可在10%-18%之间进行控制。

4.粗骨料

粗骨料是保证混凝土强度的关键。粗骨料的占有比例在70%左右，骨料、硅灰、矿渣等具备较好的活性。他们都属于惰性材料。能够保证矿物和掺合材料的研究不断增多。保证骨料的实验性能更加活跃。

5.设计考核指标

设计考核指标能够准确反映不不同材料的参数，同时根据不同龄期将抗压强度作为主要力学性能。另外考核指标是重要的控制防水，能够提高混凝土的耐久性和工作性。并且根据混凝土拌合物进行塌落度的扩展。

三、如何提高混凝土形式

1.抗渗性的提高

在试验中根据矿物拌合料的抗渗性进行控制并且根据不同的控制形式来采取有效的防渗手段。就混凝土的结构来说，抗渗性与内部孔道结构有着直接的关系，孔道分布越密集其空隙体积比就越高。对抗渗性就越不利。当混凝土的水灰比超过0.6时，抗渗性就会急剧增长，水灰比当小于0.4时，混凝土基本渗透，在硅灰掺半上通常控制水灰比，并且采取细微的填充颗粒，保证高强性能的混凝土抗渗力。

2.抗硫酸盐侵蚀

固体硫酸盐并不侵蚀混凝土，但是硫酸盐溶液却能与硬化水泥浆发生化学反应。硫酸盐与水化铝酸钙发生反应，就会对混凝土产生侵蚀，反应生成有侵蚀性的硫酸盐，这些硫酸盐多为白色。他们能够破坏结构的棱角处，然后对结构进行逐步的开裂和剥落，最终形成松散状态。很多工程实例都表名，加大拌合料中钙物质能够减轻硫酸盐对混凝土的情愫。当钙物质增加含量7%是区分硫酸盐水溶液作用下优劣的大致极限。为了改善混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能，也可在水泥中掺入火山灰（硅灰，粉煤灰等）部分地取代水泥，火山灰，可减少混凝土中的钙盐离子，以此来提高其抗腐蚀性。但是在混凝土暴露于硫酸盐介质之前，一定要有足够的时间使火山灰活性发挥硅灰、粉煤灰等火山灰配制的混凝土对抗硫酸盐侵蚀非常有效。钙离子的水化产物铝酸钙易与其反应生成钙矶石，掺加硅灰，粉煤灰等活性掺合料后，相对降低了钙的含量较易形成低硫型水化硫铝酸钙。低硫型水化硫铝酸钙在远离含铝固相表面的液相中以分散状析出结晶，填充原来的充水空间，不仅不会产生有害的内应力，而且还可以作为水泥石的有效组织结构。增强水泥石的密实性和强度。另一方面，水泥石中钙含量的减少和毛细孔，中液相石灰浓度降低，使石膏结晶侵蚀强烈受阻。因此，掺入硅灰、粉煤灰能提高混凝土抵抗硫酸盐侵蚀的能力。

3.防钢筋腐蚀

钢筋腐蚀性对水工用混凝土的来说是一项重要指标，混凝土在初凝后可以根据材料护面进行良好的抗冲性设计。例如在混凝土上加入超细火山灰等物质可以直接提高砂浆体的抗磨性。另外水泥浆的粘结性也是保证钢筋防腐的重要标准。所形成的钢筋混凝土只有能抗击出水的冲刷才能达到真正的防腐蚀。防腐混凝土的抗冲击力要高于普通混凝土一倍以上。但是要注意好对硅灰的掺拌，如果掺拌量少于20%后其自身强度和抗腐蚀性开始下降，在这种综合考虑下。根据对抗磨蚀混凝土性能高低要求，硅灰掺量一般不宜超过20%。在外掺料的控制上根据高强性能和混凝土的回填值进行调整，例如在矿粉中高强性能和混凝土性能成正比，在同等回弹条件下可以根据矿粉的掺拌量使钢筋的抗压强度更优越，这使因为在拌入粉煤灰后混凝土的强度增长减缓，并在后期在粉煤灰提升强度时同步提高。

结束语

传统的混凝土不仅在生产上造成资源的浪费，同时在环境上污染十分严重，所以针对高性能混凝土的研究也在不断的加强。我们进行高性能混凝土的试验检测就是为了有效利用环境，保护环境，使用科学技术制造性能更加优良的混凝土，为混凝土行业的可持续发展做出贡献。

参考文献

[1]沈新元.高掺量煤灰在混凝土路面修补中的应用[J].公路交通科技.2011（4），19～22.[2]冯乃谦.中国的高性能混凝土技术闭山东建材学院学报，2008，12（1）

[3]姚燕.高性能混凝土的研究与进展（J].混凝土外加剂（内部刊物），中国建筑材料工业协会.混凝土外加剂协会.中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土外加剂专业委员会合编.2010（l）：8～17

试验检测高性能混凝土分析 篇2

目前, 高性能混凝土在实际工程中的应用越来越广泛。混凝土的弹性模量和泊松比在混凝土结构工程的内力分析及构件变形、抗裂、收缩等计算中有着重要的工程应用价值。弹性模量是比例极限内应力与应变的比值, 混凝土的泊松比也是混凝土结构中的一个重要材料参数, 即[1]:

式中εlat—试件水平方向应变;

εax—试件的轴向变形。

本文将通过试验得出高性能混凝土弹性模量和泊松比的试验结果, 并和目前国内外一些常用的经验公式的计算结果进行对比分析。

1 弹性模量

高性能混凝土一般具有使用较高的胶凝材料总量、较低的水胶比和掺入大量磨细矿物掺合料等特点。这些特点使高性能混凝土的硬化特点以及内部结构, 同传统意义上的普通混凝土相比具有较大的差异。其砂浆的空隙率很低, 弹性模量较高。尽管粗集料用量较低, 但综合的结果与同强度的普通混凝土的弹性模量相当。本次弹性模量试件尺寸为100×100×300 (mm) , 用应变片和应变仪来测量应变。

混凝土弹性模量值按式计算, 数据结果见表1和表2。

混凝土规范给出的C40, C80混凝土的弹性模量分别为3.25×104MPa, 3.8×104MPa。结合上述试验数据可知, 试验数据偏大。计算混凝土弹性模量的经验公式较多, 下文列出几种比较常用的经验公式。将不同的计算结果与试验所测进行对比。

1) 我国混凝土设计规范认为, 高强混凝土弹性模量的经验公式可参照普通混凝土的经验公式[2]:

式中:ffu, k为混凝土立方体抗压强度, MPa。

由公式 (1) 计算得出的C40和C80混凝土弹性模量分别为3.26×104MPa和3.8×104MPa。

2) 美国公路运输联合会 (AASHTO) 规范和ACI318建筑规范提出[3]:

式中, fc为混凝土养护28天的抗压强度。

由公式 (2) 计算得出的C40和C80混凝土弹性模量分别为3.34×104MPa和4.4×104MPa。

3) 英国采用与混凝土容重和标准圆柱体强度有关的经验公式计算混凝土的弹性模量[4]:

式中, ρ为混凝土密度;fc为混凝土标准圆柱体抗压强度。

由公式 (3) 计算得出的C40和C80混凝土弹性模量分别为3.38×104MPa和4.6×104MPa。

不同计算方法的弹性模量见表3。

从表3数据可知, 本次试验所取得的数据偏大。另外, 根据不同公式计算出的弹性模量值差异也较大, 与国家规范相比, 本次试验结果偏大, 我国规范取值偏于安全。现有的计算公式只是一种经验公式, 不能准确计算高性能混凝土的弹性模量, 如果要得到较为精确的弹性模量值, 最好的方法就是实验测定。如果要求精度不高时, 可采用经验公式计算, 如我国混凝土规范中规定, 高强混凝土的弹性模量, 对重要工程宜根据实测并按实测平均值的0.95倍取用, 当采用引气剂及较高砂率的泵送混凝土且无实测数据时, 弹性模量应乘折减系数0.90~0.95。

2 泊松比

根据试验数据, 可绘出C40和C80混凝土的横向和纵向应变的关系图 (如图1) , 以及不同应力阶段所对应的泊松比 (如图2) 。

当混凝土的泊松比开始显著增大时, 此时的混凝土应力便是试件开始出现裂缝的应力, 即初裂应力[5]。从图1, 图2的变化可知C80高强高性能混凝土出现裂缝应力为极限应力的86%, C40普通混凝土出现裂缝应力为极限应力的72%。可以看出, 混凝土的泊松比在试验过程中, 随混凝土应力的增大而有所增大。但在一定的应力范围内, 其泊松比的变化趋于稳定。

与普通混凝土相比, 高性能混凝土中含有一些矿物细掺料, 可生成典型的致密结构, 这就改善了混凝土的内部结构, 使高性能混凝土具有较高的粘结强度, 同时也具有了较高的抗压强度。本试验以C40和C80混凝土, 在一定的应力范围内, 泊松比的变化趋于稳定时来计算混凝土的泊松比, 如表4。

美国某机构曾测得强度为55~80MPa高强混凝土的泊松比为0.20~0.28之间[6]。我国某机构曾测定强度为63.9MPa和102.0MPa高强混凝土的泊松比分别为0.22和0.23。虽然根据目前高性能混凝土泊松比的实验, 还无法得出一个明确的泊松比计算公式.但是从已做试验中还是可以看出, 在正常使用状态下, 高性能混凝土的泊松比与普通混凝土的泊松比相差不大 (普通混凝土的泊松比为0.18左右) , 范围应在0.14~0.23之间[7].

3 结论

1) 使用普通集料高强度高性能混凝土, 其弹性模量和单纯高强度混凝土的弹性模量相当, 可用普通混凝土弹性模量计算公式计算高强混凝土弹性模量。

2) 同一组混凝土试件, 采用不同的弹性模量计算公式所得出的计算结果差别较大, 试验得出的弹性模量要大于经验公式计算出的结果。在本文试验中混凝土的弹性模量由混凝土应力-应变得出, 而相应的经验公式是由混凝土的设计强度来确定的。这两种方法计算出的结果必然存在一定的差异。

3) 高性能混凝土的泊松比与普通混凝土的泊松比相差不大。

参考文献

[1]于庆荣, 颜德妲, 程文瀼.混凝土结构:上册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1994.

[2]GB50010-2002混凝土结构设计规范[S].

[3]Xiaoming Sharon huo, Nabil Al_Omaishi, Maher K.Tad_ros.Creep, Shrinkage, Modulus of Elast icity of Hig h_Per, formance Concr ete[J].ACI Mater ials Journal, 2001, 98, (6) :440-449.

[4]吴中伟, 廉慧珍.高性能混凝土[M].2版.北京:中国铁道出版社, 1999.

[5]顾培英, 陈迅捷, 葛洪.高性能混凝土本构关系研究[J].水利水运科学研究, 1999, 21 (3) :242-246.

[6]State-of-the–Art Report on High-Strength Concrete[M], Reported by ACI Committee 363, ACI Jour, Vol.81, No.4, 1984.

试验检测高性能混凝土分析 篇3

混凝土强度设计等级为C40P12，按照国家标准规定，其混凝土配制强度应为fcu0=fcuk+1.645σ=49.9MPa，抗渗设计为P14。

2 原材料

P.042.5水泥，福建炼石；高效减水剂（TQ-1），福州同强；引气剂(SJ-2 )，上海产；碎石 (粒径5～31.5mm)，龙海；中砂（细度模数2.5），闽江砂；粉煤灰（I级）同安电厂。

3 试验及其结果与讨论

3.1粉煤灰掺量的确定

在中国粉煤灰作为传统的矿物掺和料应用在混凝土中已经30多年了，其品质及其均匀性是保证混凝土质量的前提。粉煤灰在高性能混凝土中的掺量，根据其品质、均匀性和混凝土设计要求的不同而适当调整。

本混凝土配合设计先根据委托方长春建工集团有限公司环东海域火炬工业园项目部要求，确定混凝土的基准配合比，然后按超量取代法用粉煤灰置换部分水泥，超量系数为1.2，经过抗压强度试验确定粉煤灰的最终掺量，试验配合比及结果如下：

1.基准配合比设计

1）水灰比的确定

已知水泥28天抗压强度为45.8MPa

由此可知

W/C=0.46×45.849.9+0.46×0.07×45.8 =0.41

2）用水量的确定

根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可查《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2000表4.0.1-2得

mw=195kg/m3

3）水泥用量的确定

mc=195÷0.41=475 kg/m3

4）砂率的确定

根据粗骨料的品种、粒径及水灰比，其砂率可查《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2000表4.0. 2得

βs=38%

5）基准配合比计算（体积法）

本工程取ρc=3100kg/m3, ρs=ρg=2650kg/m3,ρw=1000 kg/m3

4753100 + mgo2650 +mso2650 +1951000 +0.01α=1 (1)

38%=msomso+mgo ( 2)

由(1)和( 2)可得 mso=654kg/m3 mgo=1056 kg/m3

因此该基准配合比为

mwo : mco : mso : mgo =195:475:654:1056

2. 粉煤灰掺量不同时混凝土配合比设计(体积法)

取粉煤灰表观密度为2200 kg/m3

1）粉煤灰掺量为5%时

mc=mc0×（1-5%）=475×（1-5%）=451 kg/m3

mf= mc0×5%×k=475×5%×1.2=28 kg/m3

超量系数k=1.2

ms= mso- mco×5%×（K-1）2200 ×2650=616 kg/m3

mgo=1056 kg/m3

因此粉煤灰掺量为5%时的设计配合比为

mw : mc :mf ms : mg =195:451:28:616:1056

用同样的方法计算出粉煤灰掺量不同时的配合比设计,详见表1

表1粉煤灰掺量不同的混凝土的配合比设计

粉煤灰掺量(%)配合比设计

水水泥粉煤灰砂碎石

019547506541056

5195451286161056

10195428575791056

15195404865421056

201953801145051056

251953561424671056

根据表1中配合比设计分别进行实验其结果如表2

表2粉煤灰掺量不同的混凝土的配合比实验结果

配合比粉煤灰掺量

（%）坍落度

（mm）抗压强度（MPa）

3d7d28d60d

mw : mc ms : mg =195：475：654：105605028.437.047.552.6

mw : mc :mf ms : mg =195：451：28：616：105656526.735.549.265.3

mw : mc :mf ms : mg =195：428：57：579：1056107025.133.651.660.8

mw : mc :mf ms : mg =195：404：86：542：1056159024.632.154.365.5

mw : mc :mf ms : mg =195：380：114：505：1056208021.428.350.160.3

mw : mc :mf ms : mg =195：356：142：467：1056257019.625.843.155.7

由表2可知，粉煤灰混凝土的抗压强度与测试龄期有着密切的关系，随着混凝土养护龄期的增加，混凝土的抗压强度也同步增长。由于粉煤灰的火山灰活性反应在水化后期才显示出来，故粉煤灰混凝土的早期强度发展缓慢，由上表2可知粉煤灰混凝土的3d、7d抗压强度略低于不掺粉煤灰的基准混凝土；在水化后期，粉煤灰与水泥水化产物Ca(OH)发生二次反应生成低钙硅比的C—S—H 凝胶体等产物，增加了混凝土密实度[1]，提高了后期强度，所以混凝土的28d、60d抗压强度高于不掺粉煤灰的基准混凝土，并且由表2可知当粉煤灰掺量为15%时，混凝土的28d、60d抗压强度最高，因此本项目中粉煤灰的最佳掺量为15%。由表1可知采用超量取代法在混凝土中利用粉煤灰替代水泥，当粉煤灰掺量为15%时，1m3混凝土水泥用量为404 kg，与不掺粉煤灰时水泥用量475 kg相比，1m3混凝土大约节省水泥70kg；因此选用粉煤灰的最佳掺量为15%时的配合比为其配合比，即mw : mc :mf ms : mg =195：428：57：579：1056。利用粉煤灰替代水泥不但节约资金、降低建筑成本同时也弥补了粉煤灰混凝土早期强度低的缺点。

3.2外加劑掺量的确定

目前，高效减水剂和引气剂已成为配制高性能混凝土的必须组分。高效减水剂使混凝土水泥用量和用水量大大进一步降低，同时使硬化后的混凝土密实度大大增加，从而也提高了混凝土的耐久性，

3.2.1高效减水剂掺量的确定

根据设计的强度C40P12和泵送坍落度（180±20）mm的要求，选择适当的高效减水剂的掺量，在满足坍落度和强度的要求的同时尽量节省用量以保证混凝土经济实用性，本工程在选用煤灰的最佳掺量为15%时的配合比（mw : mc :mf ms : mg =195：404：86：542：1056）为其基准配合比的基础上，采用3.1的试验方法做了5组实验，进而确定了高效减水剂的最佳掺量，配合比试验数据见表3所示

表3 高效减水剂掺量不同的混凝土的配合比

基准配合比减水剂

（%）坍落度（mm）用水量

（Kg）抗压强度（MPa）

mc :mf ms : mg初始60min3d7d28d

404：86：542：10561.614010018521.832.644.2

1.815010518022.233.445.5

2.019016017525.238.651.4

2.120018017523.937.850.5

2.221018517423.440.752.2

由表3可知当高效减水剂掺量为2.0%时混凝土的坍落度和强度性能达到设计要求

3.2.2引气剂掺量的确定

在混凝土掺入一定量的引气剂所产生大量微气泡，可以提高混凝土的抗渗能力，进而提高混凝土的耐久性。根据混凝土的抗压强度和抗渗能力，本工程也同样用3.1的试验方法做了6组试验，进而确定混凝土中引气剂的掺量。配合比试验数据见表4所示

表4引气剂掺量不同的混凝土的配合比

基准配合比减水剂

（%）引气剂

（%）抗压强度（MPa）含气量

（%）达到抗渗等级P

mw : mc :mf ms : mg3d7d28d

175：404：86：542：1056

2.00.02024.638.451.63.0P12

0.02525.238.852.73.4P12

0.03026.339.654.44.5P14

0.03526.939.855.25.5P14

0.04026.139.254.25.9P14

0.04522.635.948.16.5P10

由表4可知，随着混凝土引气剂掺入量的加大混凝土的含气量不断的加大对混凝土的强度有所提高，但当混凝土的引气剂超过0.035%含气量超过5.5%后，混凝土的强度有所下降当混凝土中引气剂的掺量为0.035%，混凝土的含气量为5.5%混凝土的抗压强度最高，值为55.2 MPa；因此该混凝土配合比引起剂的最佳掺量为0.35%。

该混凝土配合比在环东海域火炬工业园项目中，浇筑总量为1300多方的冷却塔基础混凝土，经验收混凝土平均强度达到设计强度的115%，抗渗性能也达到了设计要求，得到了施工方长春建工集团有限公司环东海域火炬工业园项目部和业主的一致好评。

4结论

(1)利用粉煤灰、高效减水剂、引气剂可以试配出性能优良的C40P12F150高性能混凝土。当粉煤灰掺量为15%，减水剂掺量2.0%，引气剂0.035%，混凝土28d强度、混凝土抗渗性能均达到了设计要求，混凝土具有良好的耐久性。

(2)利用粉煤灰、高效减水剂、引气剂配制高性能混凝土，1m3混凝土大约节省水泥70kg，混凝土坍落度提高了80mm从而节约了建筑成本。

(3)掺入粉煤灰的混凝土，随其掺量的增加，混凝土前期强度呈下降趋势，应设法提高混凝土的早期强度来满足高性能混凝土的要求。采用粉煤灰与高效减水剂的配合使用其7d，28d后的力学性能良好，完全能满足施工进度和验收需要。

参考文献

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1.袁兴信，苏 胜，苏勇强.大掺量粉煤灰高性能混凝土性能研究.煤炭工程[J],2006,5,73—75

2.高性能混凝土技术，中国工程建设信息网

3.高培伟，张德成，冯乃谦．磷渣超细粉对高性能混凝土强度与耐久性的影响[J]．山东建材学院学报，1998，12(1)：130—133

试验检测高性能混凝土分析 篇4

来源：国家电力公司成都勘测设计研究院

2009年07月08日

前言

溪洛渡水电站装机12600MW，位于四川省雷波县和云南省永善县接壤的金沙江溪洛渡峡谷，是一座以发电为主，兼有防洪、拦沙和改善下游航运等综合利用效益的特大型水利水电枢纽工程。溪洛渡水电站具有“高水头、大泄量、窄河谷”特点，泄洪洞最大流速接近50m/s，泄洪功率约为9500MW，为二滩水电站的2.5倍。多年平均含沙量1.72 kg/m3，为二滩水电站的3倍多。坝址处多年平均推移质输沙量180万t，多年平均悬移质输沙量2.47万t。这样大的挟沙水流通过电站泄洪排沙建筑物，对建筑物表面材料的磨损破坏是一个急待解决的技术问题。为此，本文结合溪洛渡水电站工程，对各种抗冲耐磨混凝土的特性进行研究，从而优选出抗冲耐磨性能优良的材料供电站施工采用。2 影响混凝土抗冲耐磨性能的主要因素

混凝土是由胶凝材料和沙石骨料组成的多相复合材料。在悬移质和推移质泥沙的冲磨作用下，组成材料中抗冲耐磨性能较差的部分将首先被磨掉，抗冲耐磨性能较强的部分则凸现出来，并承受较多的冲磨作用。显然，提高混凝土内各组分的抗冲耐磨性能，提高耐磨性较高的组分在混凝土内所占比例及改善各组分之间的界面结合状况，都有利于混凝土抗冲耐磨性能的提高，其中水泥品种与骨料品种是影响混凝土抗冲耐磨性能的主要因素。2.1 水泥品种对混凝土抗冲耐磨性能的影响

水泥的各项力学性能，主要决定于组成它的矿物成分及其含量。对合成单矿物熟料的水泥进行的相同稠度浆体的单矿物水泥石及沙浆的磨损试验结果表明，C3S抗冲磨强度最高，C2S的抗冲磨强度最低，C3A及C4AF的抗冲磨强度较接近。结合溪洛渡水电站的实际情况进行的不同品种水泥的抗冲耐磨性能试验研究结果表明：在相同条件下，采用江津中热525号水泥的混凝土抗冲耐磨性能优于采用水城普硅525号水泥的混凝土。用单位强度的混凝土抗冲耐磨强度指标来衡量，也可以得出这个结论。这是由于江津中热525号水泥与水城普硅525号水泥相比，其C3S的含量较高、C2S含量较低的缘故。水泥的基本性能及不同品种水泥混凝土抗冲耐磨性能见表

1、表2。

2.2 骨料品种对混凝土抗冲耐磨性能的影响

一般情况下，挟沙石的水流首先将混凝土表面水泥石的分子与母体分离，使水泥石逐渐成凹坑，而骨料逐渐凸出来。在挟沙石水流的继续冲击下，凸出的骨料所承受的冲磨作用力大于凹陷下去的水泥石，因而骨料的品种以及骨料的自身耐磨性能对混凝土的抗冲耐磨性能的影响是不容忽视的。

溪洛渡水电站工程区域内天然沙砾石质次、量少，大坝混凝土需采用当地的灰岩和玄武岩加工人工骨料。鉴于溪洛渡水电站的实际情况，对玄武岩和灰岩人工骨料进行了耐磨性能试验，并对不同品种人工骨料混凝土的抗冲耐磨性能进行了试验研究。

2.2.1 人工骨料的耐磨性能

采用ASTM标准中C131和C535方法对灰岩和玄武岩人工骨料分别进行耐磨性能试验。试验结果表明（见表3）：灰岩和玄武岩的磨损率均未超过ASTM标准中C131和C535的规定，不同粒径的玄武岩耐磨性能都优于相应的灰岩。在对ASTM标准中C131和C535方法进行修改和补充的基础上，进行了不同组合人工骨料的耐磨性能试验。试验结果表明（见表4）：玄武岩人工骨料的耐磨性能最好，灰岩人工骨料的耐磨性能最差，玄武岩粗骨料与灰岩细骨料组合的耐磨性能介于两者之间。

2.2.2 不同品种人工骨料对混凝土抗冲耐磨性能的影响

在水泥品种及混凝土配合比相同的情况下，玄武岩混凝土的抗冲磨强度比灰岩混凝土的提高1倍多。当保持混凝土粗骨料品种（玄武岩）不变时，仅改变细骨料品种（将玄武岩人工砂代替灰岩人工砂），混凝土抗冲磨强度提高73%；在保持细骨料品种（灰岩）不变情况下，仅改变粗骨料品种（将玄武为岩代替灰岩作粗骨料），混凝土的抗冲磨强度可提高28%。由此可见，骨料的品种对混凝土的抗冲耐磨性能具有显著的影响，其中细骨料品种的影响要大于粗骨料品种的影响。由试验结果可以看出（见表5），不同一试验条件下，骨料的耐磨性能与混凝土的抗冲磨强度有明显的关系，耐磨性能好（骨料磨耗率小）的骨料，其混凝土的抗冲磨能力就强。对溪洛渡水电站有抗冲耐磨要求的部位，其混凝土应选用玄武岩人工骨料。武岩人工骨料。

溪洛渡水电站抗冲耐磨混凝土的性能试验研究

减轻或防止推移质及悬移质破坏水工建筑物的途径，可以从两个方面着手：一是设计时，在工程布置和工程结构上尽可能使水流顺直，消能工应避免采用使水流紊乱的结构形式，以减轻推移质的撞击；二是在水工建筑物过流部位采用抗冲耐磨性能优良的材料加以保护。针对溪洛渡水电站的实际情况分别进行了玄武岩人工骨料混凝土、硅粉混凝土、聚丙烯纤维混凝土、铁矿石混凝土和矿渣微粉混凝土抗冲耐磨性能的试验研究。通过试验研究，推荐适合溪洛渡水电站的抗冲耐磨混凝土，以减轻和防止溪洛渡水电站水工建筑物发生冲磨破坏。

高速挟沙水流及推移质沙石对混凝土材料的冲磨试验方法及抗冲磨性能的评定标准，至今未统一。为了客观地评定各种抗冲耐磨材料的性能，采用了圆环法（以抗冲磨强度表示）、水下钢球法（以抗磨损强度表示）、圆盘耐磨仪法（以耐磨硬度表示）和冲击法（以抗冲击韧性表示）等多种试验方法对混凝土抗冲耐磨性能进行试验研究。

3.1玄武岩人工骨料混凝土的抗冲耐磨性能

玄武岩人工骨料自身坚硬致密（密度为2.96g/cm3，吸水率为0.52％），耐久性能好，其混凝土基本性能及抗冲耐磨特性见表6。试验表明，随着混凝土水灰比的减小，玄武岩人工骨料混凝土的密实性提高，抗冲磨强度增大。但抗冲磨强度随着水灰比减小逐渐增大的规律是有一定区限的。当水灰比过小时，水泥浆过于黏稠，致使在相同坍落度条件下，混凝土内水泥浆量过多，骨料含量相对较少，混凝土抗压强度虽然有所增加，但抗冲磨强度反而可能下降。因此在抗冲耐磨混凝土配合比设计时，不能无限制地减小水灰比，否则不仅不能达到提高混凝土抗冲磨强度的目的，反而会产生浪费水泥、增大混凝土发热量及干缩率等一系列弊病。

3.2 硅粉混凝土的抗冲耐磨特性

硅粉的主要成分为无定形氧化硅，其颗粒为极细小的球形微粒，比表面积达20m2/g，具有很高的活性。试验研究表明：硅粉掺入混凝土中，可显著改善水泥石的孔隙结构，使大于320A的有害孔显著减少，可使水泥石中力学性能较弱的Ca（OH）2晶体减少、C－S－H凝胶体增多；同时也可改善水泥石与骨料的界面结构，增强了水泥石与骨料的界面黏结力，从而提高混凝土的各项力学性能。本次试验研究采用昆明铁合金厂生产的硅粉，其SiO2含量为88.9%，密度为2.28g/cm。硅粉掺入混凝土的方法为内掺法（取代同重量水泥），掺量分别为8%、10%和12%。与普通混凝土相比，掺8%硅粉时，抗压强度增加4%左右；掺10%硅粉时，抗压强度增加9%左右；掺12%硅粉时，抗压强度增加18%左右。

由硅粉混凝土抗冲耐磨特性试验结果可以看出（见表7），硅粉混凝土与普通混凝土相比,抗冲磨强度明显提高。掺8%硅粉时提高22%，掺10%硅粉时提高28%，掺12%硅粉时提高69%。加入硅粉能改善混凝土的抗冲耐磨性能是由于改善了浆体自身的抗磨性和硬度，以及水泥浆与骨料界面的黏结，从而使粗骨料在受到磨损作用时难以被冲蚀。由硅粉混凝土冲磨失重率与冲磨时间的关系曲线可见（见图1），普通混凝土各时段的冲磨失重率明显高于硅粉混凝土，在冲磨早期阶段（水泥石磨蚀阶段，见图2），硅粉混凝土的抗冲磨强度较普通混凝土提高了78.0%－94.5%，掺入硅粉对混凝土水泥石抗冲磨强度的改善可见一斑。

3在冲击荷载作用下，硅粉混凝土的能力比普通混凝土增加53.8%－200.0%，并随着硅粉掺量的增加而增大。在模拟高速水流下推移质对混凝土表面的冲磨情况下，硅粉混凝土的抗磨损强度较普通混凝土提高了78％～92％。由圆盘耐磨仪法试验结果来看，在同等条件下，硅粉混凝土的耐磨硬度比普通混凝土提高174％～246％。从硅粉混凝土的抗冲耐磨特性来看，掺入硅粉对混凝土整体抗冲击能力的提高幅度要大于对混凝土表面抗冲磨能力的提高幅度，说明掺入硅粉有利于混凝土整体增强。

3.3 聚丙烯纤维混凝土的抗冲耐磨特性 在混凝土中掺入一定量的聚丙烯纤维具有防止或减少混凝土裂缝、改善混凝土长期工作性能、提高变形能力和耐久性等优点，因而在工程上得到广泛的应用。本次试验研究采用四川华神建材有限公司研制开发的“好亦特”聚丙烯纤维，试验中聚丙烯纤维采用的三种掺量分别为0.6kg/m3、0.9kg/m3和1.2kg/m3。由聚丙烯纤维混凝土的基本性能可以看出（见表8），同不含纤维的普通混凝土相比，聚丙烯纤维混凝土的脆性指数有所降低，弹性模量降低，极限拉伸变形增大。聚丙烯纤维所具有的这些特征，有利于提高混凝土的延性，改善混凝土变形性能，这对约束混凝土裂缝的扩展以及提高混凝土裂后的承载能力都起很大的作用。混凝土的收缩试验结果表明，掺入一定量的聚丙烯纤维可以明显地减少混凝土的收缩变形，随着纤维掺量的增加，其收缩变形减少的幅度加大。

从混凝土在高速挟砂水流下所测试验结果来看（见表

试验检测高性能混凝土分析 篇5

为研究外肋环板节点的抗震性能,本文对3个十字型足尺试件进行了低周反复循环加载试验,分析了各试件的破坏过程及特征,然后根据实测的.滞回曲线对节点的承载力、延性、耗能能力、强度退化、刚度退化等抗震性能指标进行了详细的比较分析.研究结果表明,外肋环板节点构造措施简单合理,具有较好的抗震性能.通过空钢管试件和填充混凝土试件的对比分析,表明在钢管中填充混凝土有利于改善节点的抗震性能.

作 者：苗纪奎 陈志华 姜忻良 李黎明 MIAO Jikui CHEN Zhihua JIANG Xinliang LI Liming 作者单位：苗纪奎,MIAO Jikui(天津大学,建筑工程学院,天津,300072;山东建筑大学,山东,济南,250014)

陈志华,姜忻良,李黎明,CHEN Zhihua,JIANG Xinliang,LI Liming(天津大学,建筑工程学院,天津,300072)

断裂性能试验及裂纹扩展寿命分析 篇6

通过断裂性能试验确定了某型直升机部件金属材料的断裂韧性和裂纹扩展门槛值,采用多元线性回归方法拟合得到裂纹扩展速率方程的材料常数.采用不同的裂纹分析方法进行了损伤容限分析.研究结果表明:对此型直升机部件的金属材料来讲,应力强度因子变程门槛值对应的`应力比上截止限取0.7是合理的;低于安全疲劳极限的小载荷对裂纹扩展寿命有较大影响,尤其是按安全疲劳极限截除小载荷对裂纹扩展寿命的影响是非常显著的,当截除标准低于0.8倍的安全疲劳极限时,裂纹扩展寿命的差别不是很显著.

作 者：穆志韬 史佩 柳文林 MU Zhi-tao SHI Pei LIU Wen-lin 作者单位：穆志韬,MU Zhi-tao(海军航空工程学院,青岛分院,山东,青岛,266041)

史佩,SHI Pei(海军航空工程学院,训练部,山东,青岛,266041)

柳文林,LIU Wen-lin(飞行器工程系,山东,烟台264001)

试验检测高性能混凝土分析 篇7

自密实混凝土 (简称SCC) 指拌合物具有很高的流动性并且在浇筑过程中不离析、不泌水, 能够不经振捣而充满模板和包裹钢筋的混凝土[1]。近年来, 全世界对自密实混凝土的研究十分重视, 并且取得了重要的进展。但大多数的研究集中于自密实混凝土材料本身的性能, 对配筋自密实混凝土构件以及结构方面的研究偏少。因此, 为了研究配筋SCC梁的受剪性能本文进行了钢筋SCC梁与普通钢筋混凝土梁的受剪性能试验, 并与国内其他高校的试验结果及现行规范计算得到的理论进行了分析比较, 对受剪承载力进行探讨。

1 试验概况

1.1 试件设计

试验一共制作了6根矩形截面简支梁试件, 截面尺寸为120mm×200mm, 试件总长2000mm, 梁跨度为1800mm。试件设计取箍筋的间距以及混凝土强度作为变化参数, 纵向钢筋全部取为2Φ18mm, 梁具体尺寸及其配筋见图1和表1。剪跨比λ为简支梁上最外侧的集中荷载到临近支座的距离a与截面有效高度h0的比值, 试验中梁的λ均相同, 取λ=a/h0=600/165=3.64, 理论计算时取λ=3。自密实混凝土性能及试件成型方法均符合自密实混凝土应用技术规程[2]要求。规定SCC30-VL1、SCC30-VL2、SCC40-VL1、SCC40-VL2为受剪钢筋自密实混凝土梁, NC30-VL1、NC40-VL2为受剪普通钢筋混凝土梁。

1.2 材料及其力学性能

试验原材料详细情况以及混凝土的配合比参见文献[3]。试验箍筋均采用HPB235级钢, 受力钢筋均采用HRB335级钢。混凝土搅拌完成后, 每个配合比制作3个边长为150mm的立方体试块, 测得其抗压强度, 见表2。制作试件时对钢筋留样检测, 检测结果见表3。

1.3 测点布置及加载方案

试验在南京工业大学结构实验室进行, 采用液压千斤顶进行三分点等荷加载, 按图2布置测点。所有数据通过DH3818静态应变测量仪自动采集, 加载装置详细情况参见文献[3]。试验需要测得混凝土应变和梁的挠度。

1—千分表;2—电阻应变片;3—百分表

加载制度按照GBJ 50152—92《混凝土结构试验方法》执行。始终以荷载控制, 首先进行预加载, 预加载值为估算的开裂荷载的70%左右, 然后卸载至零。达到屈服荷载之前, 每级加载值不宜超过屈服荷载的20%;超过屈服荷载后, 每级加载值不宜超过屈服荷载值的10%。在试件开裂前, 每级加载后停约5min左右观察有无裂缝出现, 裂缝出现后每级加载后停留15~20min, 以便裂缝发展稳定下来[4]。

测量内容包括:跨中挠度;沿斜截面的混凝土应变;钢筋应变;开裂荷载、屈服荷载和破坏荷载等。

2 试验结果与分析

2.1 试验现象及破坏形态

钢筋自密实混凝土梁的斜截面受剪破坏情况与普通混凝土梁基本相似。随着荷载的增大, 首先在弯剪区段的受拉区边缘出现一些垂直的裂缝, 并垂直向上延伸了一小段后形成斜裂缝。在加到一定荷载时, 两边受剪区会出现明显的两条斜向裂缝, 在弯剪段腹部中间形成约45°的斜裂缝后裂缝向上发展, 倾斜角逐渐减小, 梁最终会产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝。斜裂缝出现后会迅速延伸, 这就使得斜截面剪压区的高度减小, 在接近破坏荷载时, 构件会突然发生脆性破坏, 钢筋与混凝土之间撕裂发出声音, 最终上部混凝土压碎, 斜截面丧失承载力, 梁破坏。

2.2 裂缝开展影响因素

将6根梁作对比, 结合试验结果总结出对裂缝开展有影响的因素有: (1) 等强度自密实混凝土不同箍筋间距情况下:箍筋间距越小, 梁底的通缝及其斜向裂缝出现的较早, 开裂荷载和极限荷载也较小。这表明箍筋间距小, 会产生应力集中从而相互影响, 降低了承载力。 (2) 等箍筋间距不同强度自密实混凝土情况下:强度较小时, 裂缝出现得早, 发展得快, 梁底的通缝及其斜向裂缝出现的较早, 裂缝宽度随荷载增大而变大, 开裂荷载和极限荷载也较小。这表明混凝土强度的提高可以一定程度上提高开裂荷载, 限制裂缝开展。 (3) 等箍筋间距等强度混凝土情况下:自密实混凝土和普通混凝土梁的剪切破坏形态没有明显的区别, 但普通混凝土出现裂缝相对自密实混凝土较早一些, 裂缝发展速度要迅速许多。

2.3 试验过程的主要特征参数及荷载跨中挠度曲线

在试验过程中, 当梁出现第一条裂缝时, 称这时的荷载为梁的开裂荷载Pcr;当梁达到临界破坏时, 只要增加荷载, 梁的变形就会不断增大, 此时钢筋已经屈服, 将此时梁所受到的荷载称为梁的屈服荷载Py;在钢筋屈服后, 梁仍可以继续承受荷载至破坏, 这时梁所承受的最大荷载称为梁的极限荷载Pu。同样, 梁破坏时出现裂缝的平均宽度记作Wm, 最大宽度记作Wmax。钢筋自密实混凝土梁和普通钢筋混凝土梁斜截面受剪切破坏的主要试验结果列于表4, 破坏情况见图3和图4。

从试验过程中的现象以及图5可以发现6根梁均为剪压破坏。自密实混凝土和普通混凝土梁的荷载-挠度曲线大致相同。梁的破坏显示箍筋先屈服, 接着剪压区混凝土压坏。具体过程表现为当产生斜裂缝以后, 与斜裂缝相交的箍筋不会立刻屈服, 箍筋承受一部分力, 从而限制了裂缝的开展, 使得结构仍能承受较大的荷载。随着荷载的增大, 箍筋的拉应力增大, 箍筋屈服后将不能限制斜裂缝的开展, 在图中表现为荷载挠度成非线性关系, 从钢筋屈服到最终破坏两者接近水平, 剪压区混凝土在正应力和剪应力共同作用下达到极限强度, 混凝土压坏。

3 影响受剪承载力的因素

3.1 混凝土强度

混凝土强度等级的提高可以提高梁的受剪承载力, 如图6。另外从表5可以看出, 本试验中对于自密实混凝土, 在同样配箍率的条件下SCC40-VL1的极限荷载比SCC30-VL1的提高了25.2%, SCC40-VL2的极限荷载比SCC40-VL1的提高了25.6%;对于普通混凝土, 在同样配箍率的条件下NC40-VL2的极限荷载比NC30-VL1的提高了21.6%。

3.2 配箍率

与普通混凝土梁一样, 自密实混凝土梁中不论配置何种强度的箍筋总能提高构件的承载力, 见图7。箍筋除了能直接承受部分剪力以外, 还能间接的限制梁中斜裂缝的开展, 增强了腹部混凝土的骨料咬合力, 同时对混凝土还有约束作用, 引起构件斜截面受剪承载力的增大[5]。从表6中文献[7]的数据中可以发现, 梁FVB-3b、FVB-2b和FVB-1b的配筋率分别为0.28、0.35和0.47, 受剪承载力FVB-2b比FVB-3b提高了9.5%, FVB-1b比FVB-2b提高了10.5%, 而FVB-1b比FVB-3b提高了21.0%。

4 受剪承载力计算

为了研究我国现行混凝土结构设计规范公式应用于自密实混凝土结构是否安全, 将进行本文梁试验的试验值与规范计算的理论值的对比, 见表5。

表5中Vexp是受剪承载力试验值, VGB是按GB50010—2010《混凝土结构设计规范》[8]计算得出的梁受剪承载力, 利用下面公式:

式中, acv—1.75/ (λ+1) ;

Asv—同一截面内箍筋各肢的全部截面面积;

s—沿构件长度方向的箍筋间距。

经过比较可以发现, 自密实混凝土梁按照现行规范计算结果比试验结果偏低48.2%~60.7%, 且配箍率越低偏低越显著, 普通混凝土平均偏低48%。总体上来说, 自密实混凝土梁的理论计算受剪承载力与实验值的偏差比普通混凝土梁略大。另外结合搜集的12组其他高校钢筋自密实混凝土梁的试验数据发现, 钢筋自密实混凝土梁VGB/Vexp的平均值为0.59, 普通钢筋混凝土梁的VGB/Vexp平均值为0.48, 所以, 可以用现行规范进行自密实混凝土结构的设计, 而且计算得到的普通钢筋混凝土的受剪承载力比钢筋自密实混凝土梁略保守。

5 结论

(1) 钢筋自密实混凝土梁与普通钢筋混凝土梁剪切破坏过程相似。配箍率与混凝土强度对自密实混凝土梁的受剪承载力影响与普通混凝土梁相类似。

(2) 就本试验在配箍率和混凝土强度相同的情况下, 自密实混凝土梁与普通混凝土梁的开裂、屈服和极限荷载试验值高低不一。开裂荷载两者几乎相同, 而自密实混凝土梁的屈服荷载比普通混凝土梁平均小17.25%, 两者的极限荷载几乎相同。当梁剪切破坏时, 相同荷载下自密实混凝土梁的变形比普通混凝土梁略大。

(3) 采用现行规范计算得到的钢筋自密实混凝土梁理论值与试验值比为0.59, 比普通钢筋混凝土梁的值高出0.11, 可以用现行规范进行钢筋自密实混凝土梁的斜截面设计。

参考文献

[1]中国建筑标准设计研究院, 清华大学.CECS 203:2006自密实混凝土应用技术规程[S].北京:中国计划出版社, 2006.

[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.JGJ/T 283-2012自密实混凝土应用技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社, 2012.

[3]黄晖, 叶燕华, 韩娟, 钱芳芳.自密实混凝土受弯梁受力性能试验[J].南京工业大学学报, 2011, 33 (1) 95-100.

[4]GBJ 50152-92, 混凝土结构试验方法[S].北京:中国建筑工业出版社, 1992.

[5]过镇海, 时旭东.钢筋混凝土原理和分析[M].北京:清华大学出版社, 2003.

[6]罗小勇, 余志武, 聂建国, 等.自密实混凝土结构的应用研究[J].铁道学报, 2003, 25 (5) :75-80.

[7]罗素蓉, 胡晓凌, 黄晶, 等.自密实高性能混凝土受弯构件受力性能试验研究[J].福州大学学报, 2004, 32 (3) :339-343.

商品混凝土收缩性能的检测研究 篇8

【关键词】商品混凝土；收缩性能；检测

随着材料技术和工程技术的不断进步，在建筑领域中出现了商品混凝土替代了原有的施工现场搅拌混凝土。商品混凝土因其具有先进的施工技术、较低的施工成本、施工现场文明、严谨的施工质量控制以及其他方面优势，被广泛的应用于各种建筑工程之中、是国家建設部重点推广项目、已列入建设部“十五”发展规划和2010年十年发展规划，目前我国许多城市都已制定了限制现场搅拌混凝土、这给商品混凝土的发展带来了大好的机遇。但是，受混凝土配方中配比、施工环境、施工工艺等条件影响，商品混凝土普遍存在着收缩性能偏大而导致出现裂缝问题。商品混凝土裂缝问题的出现必可避免，但是如何对其收缩性能进行控制已成为当前建筑行业关注的焦点问题。基于此，研究商品混凝土收缩性能产生机理，分析其产生因素，并采取相应的防控措施具有重要的现实意义和指导作用。

1.商品混凝土收缩性类型和机理分析

所谓的商品混凝土，指的是以水泥、石子、砂子以及水为主要原材料，按照一定配方配比与工艺条件配制而成的一种建筑材料。商品混凝土自问世以来被广泛的应用于建筑工程之中，这是由其自身优异特点决定的，主要表现为：商品混凝土制备过程中降低原材料浪费量，减少污染，提高设备的利用率，既有效的管理和控制了混凝土质量，又对混凝土新技术的推广应用具有积极作用。

但是，受商品混凝土配方自身、配制工艺条件以及其他方面因素影响，其具有一定的收缩变形特点，这是造成商品混凝土裂缝的主要原因。常见的商品混凝土收缩变形类型包括塑性收缩变形、硬化混凝土干燥收缩变形、温度导致的冷缩变形、自生收缩变形以及碳化收缩变形等[1]。

混凝土收缩变形对混凝土质量稳定性具有重要影响，然而在实际研究中发现，混凝土收缩性能是不可避免的，但是是可以预防和控制的。研究混凝土收缩变形应首先对混凝土收缩机理进行分析，较为认可的两种混凝土收缩机理为干燥收缩机理和化学收缩机理。其中，干燥收缩机理指的是混凝土内部水分受温度影响蒸发后，混凝土发生凝结反应，造成混凝土体积收缩；化学收缩机理指的是混凝土内部由于某种化学反应而导致混凝土发生的收缩。

2.混凝土收缩实验及收缩表达式的推算

选用商品混凝土分别制作规格为100*100*515（mm）的收缩构件和规格100*100*100（mm）的强度试块为研究对象，将试块分别放置180d，每隔20d对试块取样在收缩测试仪和强度压力机上进行测试，并记录相应的测试数据。

进行混凝土收缩基本方程式前，应对其相应条件进行设定，诸如选取C40强度等级的混凝土，在20±3℃/90%环境中进行养护处理，固定其他条件，通过改变一个变量，进行试验研究。

以双曲方程式（如式1）为基础，进行混凝土基本收缩方程式回归分析，

ε（t）0= 式1

将混凝土收缩试验按式1进行推算，所得结果如表1所示。

表1 混凝土收缩应变回归分析

结合表1可以看出，不同强度等级的混凝土，其收缩性能不同，强度较高的情况下，混凝土收缩性能相对偏低。按总体回归分析结果对混凝土收缩基本表达式进行取值时，其表达式为式2所示。

ε（t）0=×10 式2

同时，按式2进行混凝土标准收缩值取值，其收缩值和特征曲线分别如表2和图1所示。

表2 混凝土不同龄期下收缩值

图1 混凝土收缩特征曲线

3.商品混凝土收缩因素分析

影响商品混凝土收缩因素诸多，具有代表性的主要有水泥品种及含量、骨料品种及含量、混凝土配比条件、外加剂种类和加入量、养护条件等，下面进行逐一分析[2]：

（1）在水泥品种和用量方面，不同强度标号的水泥品种，其收缩性能不同，通常情况下，水泥中含有的三氧化硫、C3A含量越大、石膏含量越低且细度较细，其收缩性较强。保持水量一定的情况下，水泥加入量减小，混凝土收缩性越小，但其强度降低。

（2）在骨料品种及含量方面，混凝土收缩性主要受骨料类型、含量和弹性模量影响。其中，以石灰岩为主的骨料较轻骨料而言，其收缩性明显降低；骨料中水泥石含量越高，混凝土收缩性越低；骨料弹性模量越高，混凝土收缩程度越低。

（3）在混凝土配比条件方面，主要以混凝土掺水量、水泥加入量、砂率、水灰比以及灰浆率为参考指标。其中，水灰比越高，混凝土收缩性越强；其他条件不变情况下，砂率指数越高，其收缩性越低；此外，加大掺水量、水泥量等，都明显的促进混凝土收缩性能。

（4）在外加剂类型好掺入量方面，混凝土外加剂主要指的是加气剂、早强剂以及减水剂。其中，加气剂以烷基磺酸钠、松香热聚物为主，加气剂的加入有效的降低了混凝土收缩性；早强剂以三乙醇胺和氯盐等为主，早强剂加入越多，混凝土收缩性能越差；减水剂对提高混凝土强度、增强其坍落度以及节约水泥用量方面具有积极作用。

（5）在养护条件方面，混凝土养护过程中主要受养护环境温度、湿度以及覆盖层种类影响。其中，养护环境温度越高，混凝土水分蒸发越慢，其收缩性越低；养护环境湿度越高，混凝土收缩值越低；混凝土覆盖材料不同，其收缩性能不同，这主要是由于覆盖材料可有效的降低温度变化梯度，减少混凝土收缩应力变化。

4.控制混凝土收缩变形措施

针对前期分析影响混凝土收缩变形的因素，针对（下转第141页）（上接第20页）其产生机理，采取相应的预防和控制措施进行混凝土收缩变形改进处理，以保持混凝土强度稳定性。笔者结合自身工作经验，提出了以下几方面防控措施，主要有[3]：

（1）管理和控制混凝土原材料的选用和质量，优化混凝土配方设计。混凝土原材料主要包括胶凝材料、细骨料、粗骨料、减水剂、膨胀剂、掺水量等。其中，在胶凝材料方面，通常选用具有较低水化热的水泥材料，避免温度过高导致水泥早凝问题，水泥加入量应保持适中，且粉煤灰掺入量应在总量？左右最为适宜；在细骨料方面，选用细度模数大于2.6的中、粗砂为宜，且加入量控制在40%左右；在粗骨料方面，碎石为宜；在减水剂选用方面，以缓凝型高效减水剂为宜；在膨胀剂方面，以增韧增强型膨胀剂为宜，且加入量控制在水泥总量的10%左右；在掺水量方面，应控制好水的加入量保持适宜。

（2）控制混凝土浇注环境温湿度，通常浇注混凝土温度应最高低于35℃以下，确保混凝土内部温度低于65℃，且内外温差小于15-20℃。

（3）改进和完善混凝土施工工艺技术，严格按照施工设计要求进行施工。混凝土施工主要包括混凝土配制过程、搅拌过程、运输过程、浇注与捣实过程、支模过程以及后期养护过程。应充分借鉴国外先进设备技术，通过长期积累的施工经验，对整个混凝土施工过程进行优化，以提高施工质量，降低商品混凝土收缩变形。

5.结束语

总而言之，商品混凝土因其独特的优势广泛的应用于当代建筑工程领域，混凝土收缩变形严重制约了其发展和推广，应结合混凝土收缩机理，掌握影响其收缩变形因素，采取相应的预防控制措施，降低商品混凝土收缩变形，确保其质量稳定性。 [科]

【参考文献】

[1]李晓斌.混凝土收缩成因及裂缝控制研究[D].重庆大学工程硕士学位论文，2003，11.

[2]郭胤昶.商品混凝土收缩裂缝形成的机理研究[D].西南交通大学硕士毕业生论文，2007，12.

试验检测高性能混凝土分析 篇9

相控阵天线试验子阵波束指向性能分析

针对一个基于四位数字移相器的.相控阵天线试验子阵,对其进行波束指向性能分析,得到扫描波束的波束宽度、指向误差和增益跌落等参数,计算数据与试验结果基本吻合,该分析方法将可应用于更大规模相控阵天线的性能分析.

作 者：斯扬 SI Yang 作者单位：北京空间飞行器总体设计部,北京,100094刊 名：航天器工程 ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENGINEERING年，卷(期)：16(4)分类号：V443关键词：数字移相器 相控阵天线 波束指向

试验检测高性能混凝土分析 篇10

聚铁硅型混凝剂的形态分析及性能研究

以水玻璃和聚合硫酸铁为原料制备不同碱化度(B)及不同Fe/Si摩尔比的系列聚合硫酸铁硅混凝剂(PFSS)并对其形态进行分析.采用Fe-Ferron逐时络合比色法发现随熟化时间延长,Fe(a)和Fe(b)的含量逐渐减少,Fe(c)的含量逐渐增多,而碱化度越大,PFSS中铁越易从Fe(a)向Fe(c)转化.采用显微电泳实验发现PFSS随着投加量增加,Zeta电位升高.采用超滤法测定了制备的PFSS分子量的分布情况,并将其与PFS进行了比较,结果发现,PFSS的`分子量明显比PFS的分子大.

作 者：戴亚英 邱慧琴 Dai Yaying Qiu Huiqin  作者单位：上海大学环境与化学工程学院,上海,72 刊 名：环境污染治理技术与设备  ISTIC PKU英文刊名：TECHNIQUES AND EQUIPMENT FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTROL 年，卷(期)： 6(3) 分类号： 关键词：混凝剂 聚合硫酸铁硅(PFSS) Fe-Ferron逐时络合比色法 Zeta电位 超滤法  

试验检测高性能混凝土分析 篇11

关键词：建筑产业化；拼装式；混凝土；叠合楼板；承载性能； 双向

中图分类号：TU375.2文献标识码：A

建筑产业化是指利用标准化设计、工业化生产、装配式施工等手段来建造建筑，用信息化等方式来管理建筑的一种建筑模式，和传统建筑模式相比具有施工速度快、受天气影响小、经济和环保等众多优点.借鉴国内外发展经验，建筑产业化是我国尽快保质保量解决保障性住房问题的必由之路.在发达国家，建筑产业化的比例已经达到60%以上[4-6]，而我国才刚刚起步，产业化率很低，在实际工程中的应用更少.究其原因，主要是相关政策及法规稀缺.为促进建筑产业化的发展，应加强相关研究并推广应用于实际工程中，而关键部品研究是建筑产业化技术发展的核心，本文主要对装配式楼板进行研究.

针对目前存在的整体钢筋桁架双向叠合板尺寸过大时，预制层吊装及运输困难的问题[11]，吴方伯[12]等人提出一种单向预应力双向配筋混凝土叠合楼板，试验证明其叠合层和预制底板具有良好的协同受力性能.本文提出一种拼装式钢筋桁架双向叠合板，它是将由工厂预制的单块板吊装运输到施工现场，再通过单块板上的预留孔洞插入穿插钢筋把各板拼装成一体形成预制层，此穿插钢筋同时起到受力筋的作用，拼装后的预制板作为施工模板，再在其上浇筑混凝土.它具有单向板易吊装运输的优势，对于其是否具有双向板的良好受力性能，本文将进行试验研究.

1试验概况

1.1试件设计与加工

在设计时，穿插横筋作为受力筋和整体共同承担荷载，所以预留孔洞位置必须垂直于单块预制板纵向钢筋且恰好位于其上，从而使叠合板具有双向受力的性能.

本试验构件预制层及后浇层均在沈阳宇辉构件厂进行加工，达到设计强度后运输到沈阳建筑大学结构实验室进行试验，养护条件为室内常温.预制层构件为6块板，编号从A1～A6，A1号板浇注叠合层现浇混凝土后为B1板，做单向板抗弯试验；A2～A6号板拼装完浇注叠合层现浇混凝土后为B2板，做双向板抗弯试验（见表1）.

单块预制板截面尺寸为3 000 mm×600 mm×70 mm，其中A2～A6预制板截面构造形式及配筋如图1所示，A1号板与其他板的区别在于不开槽，预留钢筋孔洞位置为横向配筋，其他截面尺寸和A2～A6号板相同.钢筋保护层厚度为20 mm，钢筋强度采用HRB335，受力筋直径为8 mm，桁架腹杆钢筋直径为4 mm.叠合面采用人工制作的抓耙形式，试验时B1板两端及B2板四周边界条件均为简支约束.叠合后B1板的尺寸为3 000 mm×600 mm×140 mm，其中净跨平面尺寸为2 800 mm×600 mm；叠合后B2板组合后的尺寸为3 000 mm×3 060 mm×140 mm，其中净跨平面尺寸为2 800 mm×2 860 mm，板与板之间的拼缝宽度为15 mm.浇筑叠合层混凝土前必须把预制构件表面的浮浆、尘土等杂物清除干净，然后浇水充分润湿，且不留积水，这是保证叠合面施工质量的关键，必须严格执行.浇注混凝土时，要确保灌缝密实，发现跑模、漏浆应及时处理.为保证拼缝处的连接强度，在拼缝处采用网状抗剪钢筋（图2），网状抗剪钢筋沿板缝通长布置，并位于横向穿孔受力钢筋之上，与横向穿孔受力钢筋绑扎在一起.横向穿孔钢筋通过PVC管预留孔洞穿插在混凝土预制板中，钢筋与预制板混凝土之间无黏结作用，若只靠拼缝处15 mm宽度处横向穿孔钢筋与后浇叠合层混凝土间的黏结力，无法有效发挥横向穿孔钢筋的受力性能，所以在预制板上PVC管两端位置开槽来增加横向穿孔钢筋与后浇叠合层混凝土间的接触面积.为进一步增加横向穿孔钢筋与后浇叠合层混凝土间的黏结力，防止受力过程中横向穿孔钢筋和混凝土过早发生滑移对受力造成影响，对此采取一些限位措施，在板板间拼缝处穿插横筋上点焊U型筋（图3），在穿孔横筋两端点焊一字型筋（图4）.

预制层和现浇层混凝土均取工厂配制好的C30强度的混凝土，混凝土坍落度试验所测值为13 cm，在浇注混凝土预制层和后叠合层时分别同时预留相应的材性试验所需标准件，标准件和所对应的构件放在同样的环境下进行养护. A1号板钢筋构造及模板支护如图5所示，A2～A6号板钢筋构造及模板支护如图6所示，横向设置白色PVC管来预留钢筋孔洞，PVC管两端泡沫板的作用是对预制板开槽.为防止浇注过程中钢筋应变片导线被掩埋，必须对其采取保护措施.

为增加各预制板叠合面的叠合强度，浇注完预制层混凝土后，在预制板上表面做抓耙形式叠合面，如图7所示.待预制板混凝土强度达到设计值的75%以上时，即可对其进行吊装并浇注叠合层混凝土.对A1板重新支模浇注叠合层混凝土后形成B1板；通过吊装对A2～A6板进行定位，通过预留孔洞穿插横向钢筋把各预制板拼装在一起，在横向钢筋端部及拼缝部位设置限位筋，然后在各板拼缝处铺设网状抗剪钢筋及绑扎叠合层构造筋，如图8所示，图中白色套管的作用是保护钢筋应变片导线，防止浇注过程中导线被损坏或者被掩埋，在所有拼装工作完成后浇注叠合层混凝土形成B2板.浇筑叠合层混凝土前必须把预制构件表面的浮浆、尘土等杂物清除干净，然后浇水充分润湿，且不留积水，这是保证叠合面施工质量的关键，必须严格执行.浇注混凝土时，要确保灌缝密实，发现跑模、漏浆应及时处理.

1.2材料性能

对实际加工的试验试件进行材料性能试验[13]，钢筋的弹性模量Es=2.0×105 MPa，平均屈服强度fy=424 MPa.

根据混凝土结构试验方法标准[13]规定的方法，每组立方体试块的抗压强度测试值应去掉最大值和最小值后再求平均值，由平均值按照相应的公式，推算出混凝土的轴心抗压强度、轴心抗拉强度及弹性模量，具体结果见表2.

1.3加载方案

本文对板B1做破坏性对比试验，加载方式仅采用集中加载，加载点下设置条型钢垫板，支座约束方式为板跨两端简支，加载装置如图9所示.

对板B2做2次加载试验，第一次试验加均布荷载，每级荷载为24 kN，支座约束为四边简支，板变形控制在弹性范围内，卸载后板变形恢复并无其他残余值，不影响第二次加载试验.为避免加载过程中砂袋堆积高度过高引起倒塌，根据力竖向45°角传递分配原则，在砂袋堆积高度达到1.5～2.0 m时，可加集中荷载扩散分配后继续模拟均布荷载，加载装置如图10所示；第二次试验加集中荷载，边界条件不变，加载直到破坏，加载装置如图11所示.

1.4测点布置

1.4.1挠度测点

B1板挠度测点布置如图12所示，B2板挠度测点布置如图13所示，B2板1#～9#测点布置在板上部，10#测点布置在板底部中心.

1.4.2钢筋应变测点

钢筋应变片选用B×1205AA型，B1板底部受拉钢筋应变片布置如图14所示，B2板板底受拉钢筋布置如图15所示.

1.4.3混凝土应变测点

混凝土应变片选用B×12080AA型，B1板混凝土应变片布置如图16所示，B2板混凝土应变片布置如图17所示，B2板混凝土应变片只布置在板上表面.

2试验现象与结果分析

2.1试验现象

1）均布荷载试验：B2板均布荷载试验过程中，当加载高度为1.4 m时，荷载加到96 kN，跨中挠度值为0.36 mm，为计算跨度的1/7 777；当荷载加到275 kN时，跨中挠度值为1.08 mm，为计算跨度的1/2 593，此时等效均布荷载大小已达到35 kN/m2，荷载挠度曲线几乎呈线性增长，说明板还处于弹性范围内，板四周及板底均未出现任何裂缝.由于继续加载过程相对困难，为防止意外事故发生，终止加载，数据稳定后卸载.

2）集中荷载试验：B1板集中荷载试验过程中，当荷载加载到11 kN时听到劈裂声音，板底首先出现裂缝，此时跨中挠度值为4.33 mm，为计算跨度的1/650，随后沿跨度方向板侧面也逐渐出现可见裂缝；当加载到17.7 kN时，跨中挠度达到14 mm，即L0/200，板此时达到规定使用状态极限荷载，使用状态极限荷载大小取17.7 kN；当加载到28.1 kN时，跨中挠度达到56 mm，即L0/50，板此时达到规定承载力极限状态，承载力极限荷载取28.1 kN；继续加载到29.2 kN时，听到明显的“啪啪”声，荷载无法继续施加，而挠度急剧增加，板破坏标志为跨中受压区混凝土压碎. B1板集中加载破坏后形态如图18所示.

B2板集中荷载试验过程中，加载到119 kN时，跨中挠度达到14 mm，即L0/200，板此时达到规定使用状态极限荷载，使用状态极限荷载大小取119 kN；加载到139 kN，板四周侧面开始出现可见裂缝，板底裂缝由于四边支撑情况，不方便观察；当加载到179 kN时，跨中挠度达到56 mm，即L0/50，板此时达到规定承载力极限状态，承载力极限荷载取179 kN；继续加载到181 kN时，听到“砰”的一声，板中心发生混凝土局部压碎，荷载无法继续施加，构件破坏形态如图19所示.

2.2结果分析

对B2板均布荷载试验结果进行分析，加载结束时板仍处于弹性阶段，此时等效均布荷载大小已达到35 kN/m2，说明此拼装式叠合双向板具有良好的承载能力.

对B1和B2板集中荷载下破坏性试验进行对比分析，选取比较有代表性的数据.

1）挠度：B1板荷载挠度测点曲线如图20所示，B2板荷载挠度测点曲线如图21所示.

挠度/mm

对图20和图21对比分析可得B1和B2板各测点荷载挠度曲线变化规律大体一致，但B2板峰值点荷载值远大于B1板，即B2板的承载能力远大于B1板.

仅对图21分析，参考图13测点布置位置，测点5和测点10在构件破坏前的荷载挠度曲线几乎重合，说明跨中上、下2个测点值都比较可靠，而测点10的最大位移大于测点5，且二者在最大荷载卸载后的走向不同，是因为测点10位于板下边，发生局部破坏时位移比较大，测点5位于板上部，卸载后弹性变形恢复，测点10未恢复. 测点2，4，6，8所得到的荷载位移曲线其形状和走势基本相似，特别是测点2和测点4的曲线几乎完全重合，这2个测点分别位于双向板通过中心点的且相互垂直的不同跨度方向上，即一点位于拼装方向，另一点位于对应的非拼装方向，由此可以间接说明此拼装式B2板具有明显的双向受力性能.

2）钢筋应变：B1板钢筋应变测点曲线如图22所示，B2板钢筋应变测点曲线如图23所示.

应变/10-6

对图22和图23对比分析可得B1和B2板各测点钢筋荷载应变曲线上升段走势大体一致，B2板曲线峰值点荷载值比较大，也间接说明了B2板的承载力高于B1板.

仅对图23分析，从曲线上升段可以看出其形状和走势与其荷载挠度曲线相似，初始钢筋应变的增长均呈线性.参考图15测点布置位置，测点H5上升段曲线略低于测点8，是因为在同一跨度上，测点H5比测点8离中心的距离稍近，所以承载的力较大；测点11上升段曲线略低于测点12，测点12上升段曲线略低于测点H5，也是因为测点11比测点12离中心的距离近，而测点12又比测点H5离板中心近的缘故.综合分析这5个测点的钢筋荷载应变曲线，可以看出2个方向荷载传递比较均匀，再次得出B2板具有明显的双向受力性能.

3）混凝土应变：B1板混凝土应变测点曲线如图24所示，B2板混凝土应变测点曲线如图25所示.

对图24和图25对比分析可得B1和B2板各测点混凝土荷载应变曲线上升段走势大体一致，B2板曲线峰值点荷载值比较大，也间接说明了B2板的承载力高于B1板.

仅对图25分析，参考图17测点布置位置，4个测点位于板上表面相互垂直的2个方向上，荷载应变曲线走势一致，说明B2板混凝土横向应变和纵向应变具有相似的变化规律，2个方向的应变发展非常协调，荷载近似均匀传递，可以证明B2板双向作用的存在.

4）裂缝：B1的开裂荷载为11 kN，随后裂缝继续出现并开展，沿跨中往两侧基本呈对称分布，第一条裂缝位于跨中板底位置，临近破坏时各裂缝间距为5～10 cm.在试验过程中，B2板由于支座条件限制，不能在试验过程中观察到板底裂缝的开展变化，只能观察记录板侧四周裂缝的开展情况.

均布加载过程中，B2板整体未出现可见裂缝；集中加载过程中，B2板板侧四周开裂情况基本一致. 首先出现裂缝的部位是支座外缘上部，这说明楼板在支座处有翘起现象. 随后随着荷载增大，原有裂缝继续延伸发展并变宽，且板侧不断有新裂缝产生. 到板中心发生局部破坏时，破坏形态见图19. 板上表面除了加载处均未出现任何裂缝，在试件卸载后用吊车吊起，观测到双向板板底中心部位严重受损，板底四角及拼缝处未出现比较明显的裂缝.

根据板底裂缝开展及其分布规律，可以看出，此四边简支的拼装式叠合板B2的破坏形态和裂缝开展规律与相同边界支撑和加载形式的普通混凝土双向板非常相似，这说明此拼装式叠合板具有可靠的双向受力性能且拼缝处抗剪性能良好.

3结论

1）均布荷载试验说明此高跨比为1/20的新型拼装式混凝土叠合楼板具有较高的承载能力，完全满足正常使用荷载承载力要求.对于其他高跨比的板型，还有待后续的验证.

2）集中荷载对比试验，从荷载挠度、荷载应变等情况均能充分证明此新型拼装式混凝土叠合楼板具有明显的双向受力优势.

3）综合分析表明，此新型拼装式混凝土叠合楼板既有叠合双向板承载力高、可缩短工期等优点，又有拼装板方便吊装运输的优点，有利于建筑产业化的发展，可以促进保障性住房建设的进程，值得推广应用于实际工程中.

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