不同含水率混凝土断裂韧度试验研究
【部分图文】：
不同时间，获得不同含水率的混凝土，进而深入研究含水率对混凝土断裂韧度和断裂破坏变形特性的影响。1试验概况1.1试验原材料水泥采用P·C32.5R级复合硅酸盐水泥，标准稠度用水量为28.6%，安定性合格，初凝时间4.2h，终凝时间5.3h，28d抗压强度48.58MPa；砂子采用天然中砂，细度模数为2.43，含泥量为0.8%，表观密度为2590kg/m3，堆积密度为1540kg/m3，有害物质含量在规定值以下；粗骨料采用粒径为5~20mm的卵石，含泥量为0.6%，表观密度为2650kg/m3，堆积密度为1563kg/m3。1.2试件制备本文采用图1所示的混凝土带切口三点弯曲梁试件，试件长度L为515mm，厚度t为100mm，高度h为100mm，跨度S为400mm。预制单边裂缝切口角度为0o，切口尖端角度为15°，预制裂缝深度a0=50mm，裂缝宽度为3mm，裂缝深度与试件高度之比为a0/h=0.5。图1带切口三点弯曲梁切口试件构型Fig.1Configurationofanotchedbeamforthree-pointbendingtests本文混凝土强度等级设置为C15、C20、C30，其配合比及主要参数如表1所示，混凝土拌合过程按照《水工混凝土试验规程》（SL352—2006）进行，试件养护条件为28d标准养护。预制裂缝用钢板预埋生成，在混凝土浇筑前，钢板两面涂上脱模剂，待混凝土初凝3h后拔出，形成一条预制裂缝。表1混凝土的配合比Table1Mixproportionofconcrete强度等级水灰比配合比/(kg·m-3)水水泥砂小石中石C150.65158243729709709C200.55150273615685685C300.421653915816466461.2试验设计与方法试验控制因素是混凝土强度等级和含水率，按照预设因素设置24个试验组，每个强度等级设置8个试验组，详见表2，每组5块试件，总计120块试件。其中A0、B0、C0为3个干燥组，试
稍卮?衅骱臀灰拼?衅鞑饬浚?锌谡?开位移采用夹式引伸计测量，并通过与之相连的计算机采集系统记录和显示数据，自动实时记录荷载与加载点位移及荷载与切口张开位移关系全过程曲线。进而综合分析不同强度等级混凝土在不同含水率条件下，其断裂韧度以及断裂破坏变形特性的变化规律。试验中采用等位移速率控制加载，加载速率为0.1mm/min，测试过程严格按照《水工混凝土断裂试验规程》（DL/T5332—2005）进行。2试验成果及分析2.1含水率与浸泡时间关系不同强度等级混凝土三点弯曲梁试件的含水率与浸泡时间关系曲线见图2，各试验组含水率为各组5块试件含水率的算术平均值。由图2可知，各组试件含水率随浸泡时间变化规律基本相似，试件含水率均随浸泡时间的延长而增大。在初始3h的浸泡时间段内，C15、C20、C303种强度等级混凝土试件的平均吸水速率分别为0.93、0.76、0.61kg/(h·m2)，其含水率分别已达240h含水率的57.8%、49.1%、60.1%。随着浸泡时间的延长，在凝胶体自密实作用下，试件吸水速率逐渐降低，在120~240h的时间段内，含水率变化极为缓慢，吸水速率均已小于0.002kg/(h·m2)，可近似认为3种强度等级的混凝土试件在240h均已达到近似饱和状态，但此时并未达到绝对饱和状态。混凝土强度等级越高，活性孔隙率越小，因而C15、C20、C30混凝土试件的近似饱和含水率逐渐降低，分别为5.31%、5.23%、5.01%。图2含水率变化曲线Fig.2Curvesofconcretemoisturecontent2.2断裂破坏变形特征分析由于不同强度等级混凝土断裂破坏变形规律基本相似，限于篇幅，以C30混凝土试验组中完全干燥、部分饱和、完全饱和组（C0、C1、C7）为例，分析不同含水率混凝土断裂破坏变形规律，图3、图4分别为C30混凝土不同含水
112水力发电学报相同CMOD条件下，试件含水率越高，所能承受荷载越小，譬如CMOD均为0.050mm时，完全干燥试件所能承受的荷载为2072N，近似饱和试件为886N，所能承受的荷载较干燥状态下降了57.2%。由图4知，干燥混凝土P–δ曲线上升段的变化趋势较饱和混凝土平缓，且随着含水率的增加，上升段的变化趋势逐渐变陡，反映了水分的增长使混凝土弹性模量变大，这与P–CMOD曲线反映规律是一致的。图3P–CMOD关系曲线Fig.3P–CMODcurvesofconcrete图4P–δ关系曲线Fig.4P–δcurvesofconcrete图5、6分别是C30混凝土含水率与临界荷载对应的切口张开位移COMDC、加载点位移δC关系曲线，同时分别拟合C30混凝土的COMDC、δC关于含水率的预测公式，见以下两式，相关系数分别为0.95、0.97。CMOD0.0010.0010.0712C（1）0.0100.0970.4242C（2）式中：为含水率，从干燥到饱和，%；CCMOD为临界荷载对应的切口张开位移，mm；C为临界荷载对应的加载点位移，mm。由图5、图6以及式（1）、（2）知，随着含水率的增加，混凝土三点弯曲梁的CMODC和δC均呈非线性关系逐渐减校譬如干燥组的CMODC和δC分别为0.0721、0.431mm，饱和组的分别为0.030、0.189mm，含水率较干燥状态增大了5.01倍，CMODC和δC分别降低了58.39%、56.15%。水分的侵入，使混凝土变形能力降低，韧性减弱，这对混凝土的抗裂性能是不利的，饱和混凝土“变脆”这一特性与文献[11]、[12]研究结论是一致的。图5含水率与COMDC曲线Fig.5Curvesofmoisturecontentvs.CMODC图6含水率与δC曲线Fig.6Curvesofmoisturecontentvs.δC2.3含水率对断裂韧度的影响以混凝土在不同含水率下的三点弯曲梁荷载–加载
【参考文献】
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1 张鹏;孙志伟;赵铁军;Wittmann F H;;海水环境下混凝土的断裂能及其应变软化[J];土木建筑与环境工程;2010年01期
【共引文献】
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3 蔡世杰;陈荣华;;蒸压加气混凝土砌块含水率控制[J];墙材革新与建筑节能;2009年02期
4 张磊;郭海庆;谢兴华;郭加艳;;一种新型含水率传感器装置[J];长江科学院院报;2013年02期
5 齐剑峰;张成兵;宋雪琳;李铎;;滑带土含水率与力学参数关系试验研究[J];长江科学院院报;2013年07期
6 黄琨;万军伟;陈刚;曾洋;;非饱和土的抗剪强度与含水率关系的试验研究[J];岩土力学;2012年09期
7 施楚贤;;砖砌筑时的含水率对砌体抗压和抗剪强度的影响[J];建筑技术;1983年03期
8 单炜;刘红军;杨林;郭颖;孙玉英;;季冻区土质路堑边坡浅层含水率变化研究[J];岩土力学;2008年S1期
9 蔡世杰;陈荣华;;探讨蒸压加气混凝土砌块含水率的控制[J];住宅产业;2009年01期
10 王丽;梁鸿;;含水率对粉质粘土抗剪强度的影响研究[J];内蒙古农业大学学报(自然科学版);2009年01期
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10 倪莉;小管径油水两相水平流动规律及含水率预测方法研究[D];大庆石油学院;2009年
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