自收縮

自收縮是指混凝土在與外界無物質交換的條件下, 膠凝材料的水化反應引起毛細孔負壓和內部相對濕度降低而導致的巨觀體積的減小。 這種收縮是由化學作用引起的, 不包括因自身物質增減、溫度變化、外部載入或約束而引起的體積的變化。

簡介

自收縮是成為影響高性能混凝土產生裂縫的主要因素。

早期產生較大的自收縮,彈性模量增長迅速,受約束的高性能混凝土構件易產生較大的拉應力,導致裂縫出現。

產生條件

必要條件:內部存在未水化的膠凝材料;

充分條件:混凝土中外界水無法滿足內部水化需要。

抑制措施

1、選擇礦物外加劑:(摻粉煤灰)

2、使用減縮劑:即為表面活性劑-可降低水表面張力即凹液面接觸角,降低因自乾燥產生的應力,同樣可以降低混凝土因乾燥產生的自收縮。

3、充分水養護;

4、選擇適宜的水泥品種;

5、使用輕集料:摻浸水輕集料,通過其內部水分向水泥石體系的供應,可有效降低高性能混凝土自收縮,而不降低強度等其他性能。

高性能混凝土自收縮的測定方法

測定要求:精確的測量方法;從混凝土初凝即開始測定;保證被測體系(試件)與外界無水分交換。

目前的研究方法不同,得出的結論也不完全同。主要原因是自收縮測定的初始點不同,測試試件(水泥淨漿件、砂漿件、混凝土件)也不同-測值差異很大。目前,各國尚無統一測量標準,只是研究者根據不同的研究內容進行測定選擇。

埋入應變計法

優點:可以很好地解決密封的問題;可獲得較高的精度。

缺點:因為高性能混凝土早期自收縮時,尚無足夠的強度,不能完全保證應變計與混凝土同步變形,往往測得值偏小,因此無法準確測定早期自收縮。

套用結論:該法不適用於高性能混凝土;用光纖感測器進行早期應變測量也屬於此種情況。

千分表法

千分表: 測量小變形最常用的設備,價格低,使用方便-廣泛用於收縮和膨脹的測量。

模具:塑膠模具(清華大學)、鋼模(哈爾濱工業大學)

測試方法:試件(100mm×100mm×324mm)兩端固定千分表測量混凝土自收縮,測量過程中避免試模或千分表架受到振動,且對每個試件配兩個千分表,測試過程中不能更換。

數據處理特點:不能實現自動控制和自動數據採集處理,採用人工讀數,讀數值不連續。

電容式測微儀法

方法特點:非接觸式位移測量裝置,試件尺寸40mm×40mm× 1000mm,左側端模與側模、底模間留有縫隙,可使試件自由收縮,試模內側襯以鋁箔,並待試件成型後覆蓋表面。

測試方法:試模右端固定,左端為自由端。測微儀的側頭置於左端模的外側,測頭與左端模形成電容器,混凝土試件的變形直接表現為電容器兩極間距的變化,此變化通過電容器的輸出電壓來反映,即測量感測器的輸出電壓可以方便地得到測頭與被測對象的間距。混凝土試件成型結束,變形測量即可開始,能夠測到早期混凝土的變形。

非接觸感應式混凝土早期自收縮測量法

方法特點:非接觸感應式測量法,可同時使用兩個感測器對多個試件的測量。

裝置組成:密封試模、位移感測系統、溫度測定儀、滑動軌道等。

測試方法:試件尺寸為100mm×100mm× 400mm,混凝土澆注到試模內立即封閉,帶模測量收縮,若測量組數多、齡期長,對1d後收縮也可拆模後,將所有試件密封,並放在恆溫室中養護,測量時拿出放在儀器台座特定位置進行測量。

試模短向板留有安裝測頭的孔,試驗前將微位移感測器與測頭間距調整在1mm左右,試驗過程中不再調整,感測器輸出為電壓值-直接反應感測器端頭與測頭間距。

測量可從6h齡期開始,分別記錄兩端測頭與感測器間的初始距離,同時測定內部溫度。通過計算兩端測頭與感測器之間距離之和隨時間的變化,可換算出混凝土的收縮值。從所測收縮值中減去溫升引起的膨脹值,就得到混凝土的自收縮值。

其他方法

埋入線振儀法

兩端埋入線性差動位移感測器法

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