混凝土結(jié)構(gòu)常處于不同濕度狀態(tài),而不同濕度(含水率)對混凝土斷裂特性有顯著影響。采用電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱對C15、C20、C30混凝土三點(diǎn)彎曲梁試件進(jìn)行干燥,將干燥后試件分別浸泡3、10、24、48、72、120、240 h,使試件達(dá)到不同含水率狀態(tài)后,進(jìn)行三點(diǎn)彎曲梁斷裂試驗(yàn),并建立不同強(qiáng)度等級混凝土斷裂韌度關(guān)于含水率的預(yù)測公式。研究結(jié)果表明:含水率對混凝土斷裂韌度影響明顯,隨含水率增大而降低,飽和混凝土較干燥狀態(tài)最大降幅達(dá)57%;實(shí)測P–CMOD關(guān)系曲線明顯存在起裂前的線彈性階段、裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展的非線性階段、裂縫失穩(wěn)擴(kuò)展階段,隨含水率的增大,線彈性階段逐漸變短、穩(wěn)定擴(kuò)展階段加長、失穩(wěn)擴(kuò)展階段曲線下降趨勢變緩,且臨界荷載對應(yīng)的切口張開位移和加載點(diǎn)位移均減小,表現(xiàn)為試件變形能力降低、韌性減弱。
【部分圖文】：

不同時(shí)間，獲得不同含水率的混凝土，進(jìn)而深入研究含水率對混凝土斷裂韌度和斷裂破壞變形特性的影響。1試驗(yàn)概況1.1試驗(yàn)原材料水泥采用P·C32.5R級復(fù)合硅酸鹽水泥，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為28.6%，安定性合格，初凝時(shí)間4.2h，終凝時(shí)間5.3h，28d抗壓強(qiáng)度48.58MPa；砂子采用天然中砂，細(xì)度模數(shù)為2.43，含泥量為0.8%，表觀密度為2590kg/m3，堆積密度為1540kg/m3，有害物質(zhì)含量在規(guī)定值以下；粗骨料采用粒徑為5~20mm的卵石，含泥量為0.6%，表觀密度為2650kg/m3，堆積密度為1563kg/m3。1.2試件制備本文采用圖1所示的混凝土帶切口三點(diǎn)彎曲梁試件，試件長度L為515mm，厚度t為100mm，高度h為100mm，跨度S為400mm。預(yù)制單邊裂縫切口角度為0o，切口尖端角度為15°，預(yù)制裂縫深度a0=50mm，裂縫寬度為3mm，裂縫深度與試件高度之比為a0/h=0.5。圖1帶切口三點(diǎn)彎曲梁切口試件構(gòu)型Fig.1Configurationofanotchedbeamforthree-pointbendingtests本文混凝土強(qiáng)度等級設(shè)置為C15、C20、C30，其配合比及主要參數(shù)如表1所示，混凝土拌合過程按照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）進(jìn)行，試件養(yǎng)護(hù)條件為28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。預(yù)制裂縫用鋼板預(yù)埋生成，在混凝土澆筑前，鋼板兩面涂上脫模劑，待混凝土初凝3h后拔出，形成一條預(yù)制裂縫。表1混凝土的配合比Table1Mixproportionofconcrete強(qiáng)度等級水灰比配合比/(kg·m-3)水水泥砂小石中石C150.65158243729709709C200.55150273615685685C300.421653915816466461.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法試驗(yàn)控制因素是混凝土強(qiáng)度等級和含水率，按照預(yù)設(shè)因素設(shè)置24個(gè)試驗(yàn)組，每個(gè)強(qiáng)度等級設(shè)置8個(gè)試驗(yàn)組，詳見表2，每組5塊試件，總計(jì)120塊試件。其中A0、B0、C0為3個(gè)干燥組，試

稍卮?釁骱臀灰拼?釁韃飭浚?鋅謖?開位移采用夾式引伸計(jì)測量，并通過與之相連的計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)記錄和顯示數(shù)據(jù)，自動(dòng)實(shí)時(shí)記錄荷載與加載點(diǎn)位移及荷載與切口張開位移關(guān)系全過程曲線。進(jìn)而綜合分析不同強(qiáng)度等級混凝土在不同含水率條件下，其斷裂韌度以及斷裂破壞變形特性的變化規(guī)律。試驗(yàn)中采用等位移速率控制加載，加載速率為0.1mm/min，測試過程嚴(yán)格按照《水工混凝土斷裂試驗(yàn)規(guī)程》（DL/T5332—2005）進(jìn)行。2試驗(yàn)成果及分析2.1含水率與浸泡時(shí)間關(guān)系不同強(qiáng)度等級混凝土三點(diǎn)彎曲梁試件的含水率與浸泡時(shí)間關(guān)系曲線見圖2，各試驗(yàn)組含水率為各組5塊試件含水率的算術(shù)平均值。由圖2可知，各組試件含水率隨浸泡時(shí)間變化規(guī)律基本相似，試件含水率均隨浸泡時(shí)間的延長而增大。在初始3h的浸泡時(shí)間段內(nèi)，C15、C20、C303種強(qiáng)度等級混凝土試件的平均吸水速率分別為0.93、0.76、0.61kg/(h·m2)，其含水率分別已達(dá)240h含水率的57.8%、49.1%、60.1%。隨著浸泡時(shí)間的延長，在凝膠體自密實(shí)作用下，試件吸水速率逐漸降低，在120~240h的時(shí)間段內(nèi)，含水率變化極為緩慢，吸水速率均已小于0.002kg/(h·m2)，可近似認(rèn)為3種強(qiáng)度等級的混凝土試件在240h均已達(dá)到近似飽和狀態(tài)，但此時(shí)并未達(dá)到絕對飽和狀態(tài)�；炷翉�(qiáng)度等級越高，活性孔隙率越小，因而C15、C20、C30混凝土試件的近似飽和含水率逐漸降低，分別為5.31%、5.23%、5.01%。圖2含水率變化曲線Fig.2Curvesofconcretemoisturecontent2.2斷裂破壞變形特征分析由于不同強(qiáng)度等級混凝土斷裂破壞變形規(guī)律基本相似，限于篇幅，以C30混凝土試驗(yàn)組中完全干燥、部分飽和、完全飽和組（C0、C1、C7）為例，分析不同含水率混凝土斷裂破壞變形規(guī)律，圖3、圖4分別為C30混凝土不同含水

112水力發(fā)電學(xué)報(bào)相同CMOD條件下，試件含水率越高，所能承受荷載越小，譬如CMOD均為0.050mm時(shí)，完全干燥試件所能承受的荷載為2072N，近似飽和試件為886N，所能承受的荷載較干燥狀態(tài)下降了57.2%。由圖4知，干燥混凝土P–δ曲線上升段的變化趨勢較飽和混凝土平緩，且隨著含水率的增加，上升段的變化趨勢逐漸變陡，反映了水分的增長使混凝土彈性模量變大，這與P–CMOD曲線反映規(guī)律是一致的。圖3P–CMOD關(guān)系曲線Fig.3P–CMODcurvesofconcrete圖4P–δ關(guān)系曲線Fig.4P–δcurvesofconcrete圖5、6分別是C30混凝土含水率與臨界荷載對應(yīng)的切口張開位移COMDC、加載點(diǎn)位移δC關(guān)系曲線，同時(shí)分別擬合C30混凝土的COMDC、δC關(guān)于含水率的預(yù)測公式，見以下兩式，相關(guān)系數(shù)分別為0.95、0.97。CMOD0.0010.0010.0712C（1）0.0100.0970.4242C（2）式中：為含水率，從干燥到飽和，%；CCMOD為臨界荷載對應(yīng)的切口張開位移，mm；C為臨界荷載對應(yīng)的加載點(diǎn)位移，mm。由圖5、圖6以及式（1）、（2）知，隨著含水率的增加，混凝土三點(diǎn)彎曲梁的CMODC和δC均呈非線性關(guān)系逐漸減校譬如干燥組的CMODC和δC分別為0.0721、0.431mm，飽和組的分別為0.030、0.189mm，含水率較干燥狀態(tài)增大了5.01倍，CMODC和δC分別降低了58.39%、56.15%。水分的侵入，使混凝土變形能力降低，韌性減弱，這對混凝土的抗裂性能是不利的，飽和混凝土“變脆”這一特性與文獻(xiàn)[11]、[12]研究結(jié)論是一致的。圖5含水率與COMDC曲線Fig.5Curvesofmoisturecontentvs.CMODC圖6含水率與δC曲線Fig.6Curvesofmoisturecontentvs.δC2.3含水率對斷裂韌度的影響以混凝土在不同含水率下的三點(diǎn)彎曲梁荷載–加載
【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2851028