(早龄期)早龄期混凝土断裂性能和微观结构的试验研究.pdf

工
第卷第期浙江大学学报学版
年月《

早龄期混凝土断裂性能和微观结构的试验研究

金南国‘,金贤玉‘,郑砚国,荒牧军治
浙江大学土木工程学系,浙江杭州核电秦山联营有限公司,浙江海盐。。
佐贺大学都市工学科,日本佐贺一

摘要为了克服大体积混凝土工程中因早期裂缝引起的结构失效和耐久性降低问题,研究了早龄期混凝土断裂性能
和微观结构基于双参数模型,通过测定三种不同配合比混凝土浇注后、、、和的断裂韧度和临界裂缝
尖端张开位移,提出了早龄期混凝土断裂韧度与抗压强度的关系式,并通过压汞测孔法研究了相应龄期混凝土的
孔隙率和孔径分布试验结果表明,同龄期的断裂韧度值随着抗压强度增长而增长,早龄期混凝土的抗裂性能小于成熟
期混凝土水胶比越小,相同龄期的孔隙率越小早龄期混凝土断裂韧度与孔隙率具有相关性,此相关性可用于抑制大体
积混凝土的早期开裂
关键词混凝土抗压强度断裂韧度孔隙率
中图分类号文献标识码文章编号一一一

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线弹性断裂力学骨料分布不均匀圈,基于’的、并不能视为材料
在混凝土中的运用是从仔门的研究开始常数圈

,、
的随后众多学者测定了水泥净浆砂浆以及混凝土的非线性断裂力学,

,
断裂韧度、试验结果表明由于尺寸效应的存在及下的发展解决了这一问题,它考虑了裂缝扩展

收稿日期一一浙江大学学报工学版网址
基金项目国家自然科学基金资助项目
作者简介金男国男,吉林浑春人,副教授,从事混凝土材料及力学性能研究一」。。。
第期金南国,等早龄期混凝土断裂性能和微观结构的试验研究

区的存在国际材料与结构试验研究联合协会
试件及制备

提出种暂行方法测量混凝土的断裂参,
每组断裂试验至少采用根梁梁试件尺寸为
,,
数这些参数与试件的几何形状及尺寸无关可以作,,
又单边切口切口深度仇为

为材料常数其中由和提出的双参数模,,
切口宽度三点弯曲跨度为具体
一,一
型应用,
较为可参照图和文献仁除龄期为和的试件外
,。
广泛双参数是指断裂韧度凡和临界裂缝尖端张开所有的梁试件都在成模后拆模,然后置于温度为
·
,“,,
几以,
位移士℃相对湿度为的养护室中养护试验前
下简写为从养护室中移出进行断裂试验
目前的相关文献大部分是针对或更大龄用钻石锯从断裂试验后的梁试件上锯下
,,
期的成熟混凝土而较少涉及早龄期混凝土一般认士的立方体混凝土试块做压汞试验将试
为龄期小于或等于混凝土的早期性能对长期性块放在一℃的烘箱中烘干至恒重,然后将试

,,
能的影响很大这一点对施工质量控制尤为重要因块置于干燥箱中直到试验开始
此有必要考察早龄期混凝土的断裂性能本文利用试验仪器
。
测定了种不同配比混凝土的断裂韧度凡断裂试验仪器为,最大可施加荷载

。,、、、
和临界裂缝尖端张开位移占试验龄期为用裂缝口张开位移。
和,,以下简写为占。作为反馈量

,
混凝土的微观结构如孔隙率和孔径分布等决以达到稳定破坏压汞仪为美国、公司

,,
习,
定了其宏观力学性能如抗压强度和断裂性能等生产的可提供的最大压力为
本文通过压汞法考察了相应龄期混凝土的孔隙率和,可测孔径范围拜
孔径分布、抗压强度与孔隙率的变化规律和断裂韧
度与孔隙率的变化规律双参数模型

试验步骤子推荐的双参数模型中断裂韧度介和临
界裂缝尖端张开位移改的计算如下
材料弹性模量为

,
水泥为瑛波特兰水泥比表面积石擞。
子为碎石颗粒,粒径一连续级配砂子为深式中为跨度。为切口深度,为梁高为梁
圳市河砂,区级配,细度模数,密度宽,如图所示为初始柔度一。
掺合料采用硅灰,比表面积为外加剂为深圳。从,,。为夹具片厚度,为,的形
兆深建筑化工有限公司生产的缓凝型高效减水剂函数,即
水是自来水,一一
混凝土配合比一
具体配合比见表三种不同等级混凝土为普断裂韧度介为

。
,,
通强度混凝土中·
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等强度混凝土,,
高强混凝土其水胶比水
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和胶凝材料的质量比分别为厂”
表三种混凝土每立方米材料用,卜瓣门
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不同强度。,《,卜。
水水泥石子砂子硅灰
混凝土

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⋯图试件尺寸及典型试验曲线
浙江大学学报工学版第卷

式中二为极限荷载为梁的自重。为临界有
表不同龄期时的孔隙率
效裂缝长度,其中“。一,。为极
一久,。
限荷载时的卸载柔度私’
了
为的形函数混凝土类型
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临界裂缝尖端张开位移占。为
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试验结果和讨论

断裂试验
表列出了、、在不同龄期时的—
断裂参数介和占。以及相应的单轴抗压强度只随

,,。图断裂韧度和抗压强度关系
着龄期增大