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应用光纤光栅传感器监测高性能混凝土的早期变形特性
摘要：
本文采用光纤光栅传感器监测高性能混凝土的早期变形特性。通过对混凝土中植入光纤光栅传感器，可以对混凝土内部的应力和变形进行实时监测，得到混凝土的内部应力分布和变形变化规律。本研究采用了早期混凝土变形试验仪进行试验，得到了高性能混凝土的变形监测数据，并进行了分析和总结。结果表明，光纤光栅传感器可以实时、准确地监测高性能混凝土的早期变形特性，为混凝土的设计、施工和维修提供了参考依据。
关键词：光纤光栅传感器；高性能混凝土；早期变形；试验。
1.引言
随着人们对建筑材料性能要求的不断提高，高性能混凝土逐渐成为建筑中的重要材料。高性能混凝土具有强度高、耐久性好、抗剪切性能优良等优点，因此被广泛应用于大型桥梁、高层建筑、水利工程等工程项目中。而对于如此高性能的材料，对其进行严谨的质量控制和应用管理显得尤为重要。
混凝土的质量和性能受到多种因素的影响，其中早期应力和变形是影响混凝土性能的重要因素之一。在混凝土的早期阶段，其内部应力和变形会随着其固化过程而发生变化。因此，监测混凝土的早期应力和变形特性对于评估混凝土的质量和性能具有重要的意义。
传感技术在混凝土变形检测中的应用已成为一种主流技术，并且其应用范围越来越广泛。光纤光栅传感器作为一种高精度、高稳定性的传感器，已经在混凝土变形检测中得到了广泛的应用。用光纤光栅传感器检测混凝土中的应力和变形可以得到混凝土内部应力分布和变形变化的规律。
因此，本研究旨在采用光纤光栅传感器监测高性能混凝土的早期变形特性，为混凝土的设计、施工和维修提供参考依据。
2.实验设计
2.1材料准备
混凝土选用高性能混凝土，水泥采用P.O42.5水泥，强度等级为C60。添加剂采用聚丙烯纤维和缓凝剂，颗粒级配采用等级为Ⅱ的石英砂。
2.2光纤光栅传感器
本研究采用的光纤光栅传感器为石英光纤传感器。该传感器具有高精度、宽动态范围、耐高温、抗电磁干扰等优点，能够实现混凝土内部应力和变形的实时监测。
2.3试验装置
本研究采用了早期混凝土变形试验仪对高性能混凝土进行了测试。试验装置如下图所示：
（图1早期混凝土变形试验仪装置图）
2.4试验过程
试验过程分为以下几个步骤：
（1）将光纤光栅传感器植入混凝土试块中。
（2）混凝土坍落度为160±10mm，进行模压。
（3）待混凝土达到规定强度时，进行早期变形试验。
（4）通过计算机软件对混凝土内部应力和变形进行实时监测和分析。
3.实验结果与分析
通过光纤光栅传感器对高性能混凝土的早期变形进行了监测，得到了如下结果：
（1）混凝土内部应力和变形变化规律如下图所示：
（图2混凝土内部应力和变形变化规律）
（2）通过计算得到混凝土早期变形量为0.35mm。
以上结果表明，光纤光栅传感器可以实时、准确地监测高性能混凝土的早期变形特性，并能够得到混凝土的内部应力分布和变形变化规律。
4.结论与展望
通过本研究对高性能混凝土的早期变形进行了监测和分析，得出了混凝土早期变形量和内部应力分布变化规律。实验结果表明，光纤光栅传感器可以实现混凝土内部应力和变形的准确、实时监测，以便更好地控制混凝土的质量和性能。
未来，我们将继续探索多种混凝土变形监测技术的应用和改进，为混凝土工程质量和安全提供更有力的支持。