混凝土的收縮與開裂是影響混凝土耐久性的重要因素。近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者對(duì)混凝土的收縮與開裂等問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究，但在試驗(yàn)方法和試驗(yàn)裝置上，大多處于摸索和自行開發(fā)階段。我國(guó)于2009年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中新增加了平板法早期抗裂試驗(yàn)，并用以模擬工程中鋼筋限制混凝土的影響。本課題基于以上背景，使用平板開裂裝置對(duì)混凝土早期的體積變形和開裂問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)研究，進(jìn)一步了解混凝土性能，為混凝土的工程應(yīng)用提供依據(jù)。 本文包括如下研究?jī)?nèi)容： (1)對(duì)混凝土的早期抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度和彈性模量進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)超早期的彈性模量進(jìn)行回歸； (2)研究早齡期混凝土自由收縮和單面干燥過(guò)程體積和質(zhì)量的變化規(guī)律; (3)使用平板開裂裝置測(cè)試了混凝土的抗裂性能，并使用光纖光柵傳感器測(cè)試約束狀況下混凝土的應(yīng)力應(yīng)變特征，找出其與混凝土開裂存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 結(jié)果表明：混凝土的抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度和彈性模量隨水膠比的降低呈增長(zhǎng)趨勢(shì)；與基準(zhǔn)混凝土相比，摻入粉煤灰降低了混凝土的抗壓強(qiáng)度。 不論是對(duì)于自由收縮還是單面干燥收縮，加入粉煤灰和減少水膠比會(huì)使早齡期混凝土的自由收縮和單面干燥收縮減小。對(duì)于不使用粉煤灰的混凝土，風(fēng)速的增加加快了混凝土表面的失水，提高風(fēng)速可以增大混凝土的單面干燥收縮。對(duì)于大量摻用粉煤灰的混凝土，風(fēng)速在5.5m/s以下對(duì)混凝土單面干燥收縮影響并不顯著。風(fēng)速提高總是可以明顯增大混凝土自由收縮的失水量，而對(duì)于干燥收縮，則需要滿足一定的風(fēng)速和配比要求，粉煤灰的使用增大了混凝土的失水量。 新拌混凝土的工作性對(duì)平板開裂試驗(yàn)有很大影響。水膠比0.40下加入粉煤灰會(huì)提高開裂風(fēng)險(xiǎn)，在水膠比0.36下卻對(duì)開裂起抑制作用�；炷羻挝幻娣e上的總開裂面積隨粉煤灰摻量和風(fēng)速的增加而增大。使用光纖光柵傳感器可以方便的檢測(cè)約束混凝土內(nèi)部的溫度和應(yīng)變變化。使用傳感器檢測(cè)到的開裂時(shí)間要早于肉眼直接觀察，說(shuō)明在混凝土中埋設(shè)光纖光柵傳感器是一項(xiàng)很好的監(jiān)測(cè)和預(yù)警方法。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：TU528
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文同時(shí)由于缺乏很好的監(jiān)測(cè)手段，對(duì)平板開裂的理論分析較為困難。我國(guó)最新 頒布 的《 普 通混凝 土長(zhǎng)期性 能和耐久 性能試驗(yàn) 方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50082-2009》中參考了 ICBO 國(guó)際建筑官員協(xié)會(huì)和美國(guó)混凝土協(xié)會(huì) ACM-544推薦的平板試驗(yàn)裝置，經(jīng)過(guò)改進(jìn)退出了刀口誘導(dǎo)式平板開裂裝置，簡(jiǎn)稱刀口法。其裝置的草圖如圖 1-2 所示。

圖 1-3 楊凱試驗(yàn)中采用的平板開裂裝置使用圓環(huán)法還是平板法進(jìn)行開裂試驗(yàn)，對(duì)于出現(xiàn)裂縫的混凝土般是采用人工的方式，通過(guò)讀數(shù)顯微鏡或其他測(cè)試儀器對(duì)裂縫時(shí)費(fèi)力并且受人的主觀性影響較大。耿飛、錢春香[42]等使用基來(lái)檢測(cè)裂縫的長(zhǎng)度與寬度。得益于現(xiàn)代光學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展，對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行清晰成像已經(jīng)變得可行。拍攝裂縫時(shí)首先要固得到的照片進(jìn)行基于 RGB 的二值化處理，并消除躁點(diǎn)，然后使序計(jì)算裂縫處像素的數(shù)量即可。該方法直觀、快捷，易于推廣主要研究?jī)?nèi)容評(píng)價(jià)開裂的刀口式平板開裂試驗(yàn)裝置剛剛投入推廣使用，國(guó)內(nèi)相比較少，而國(guó)外相類似的研究大多又不符合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況。況，選定混凝土力學(xué)性能發(fā)展極為快速、收縮量明顯、開裂風(fēng)一時(shí)間段內(nèi)，制定如下研究?jī)?nèi)容：研究不同水膠比、不同粉煤灰摻量對(duì)混凝土早期基本力學(xué)性能、軸心抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、彈性模量）的影響規(guī)律。

度計(jì)算公式：fcc=P/A 立方體試件的抗壓強(qiáng)度（MPa）；的破壞荷載（N）；的受壓面積（mm2）。度尺寸換算系數(shù)取 0.95。拉強(qiáng)度計(jì)算公式：fts=2p/πA=0.637p/A 裂抗拉強(qiáng)度（MPa）；（N）；積（mm2）。裂抗拉強(qiáng)度尺寸換算系數(shù)取 0.85。

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