高強輕骨料混凝土收縮和徐變試驗

關(guān)鎮(zhèn)詞:高強輕骨料混凝土;收縮;徐變;骨料含水率

中圖分類號:TU528.2 文獻標(biāo)識碼:A

文章編號:1000-0054(2007)06-0765-03

　　高強輕骨料混凝土是指采用高強輕骨料(主要是陶粒)配制的強度等級在LC40以上的輕骨料混凝土;高強輕骨料混凝土的表觀密度為1.60-1.95t/m3，比相同強度等級的普通混凝土輕25%~30%，對大跨橋梁等自重占總荷載比例較大的工程結(jié)構(gòu)具有較大優(yōu)勢。

　　收縮和徐變是輕骨料混凝土應(yīng)用需解決的主要問題之-。-般認為輕骨料混凝土的收縮比普通混凝土大，徐變系數(shù)比普通混凝土小^[1-2]。隨著高強輕骨料混凝土的逐漸推廣應(yīng)用，對高強輕骨料混凝土的收縮和徐變進行了很多的試驗研究^[3-4]。有人對強度等級為LC20-LC30輕骨料混凝土的收縮和徐變進行了研究，認為:輕骨料混凝土的收縮比普通混凝土大，徐變系數(shù)比普通混凝土小^〔5-8〕，但混凝土強度主要集中在LC20-LC40。

　　本文對強度等級為48.7-72.2MPa的高強輕骨料混凝土進行了持續(xù)時間270-1080d的收縮和徐變試驗研究。

1 試驗方法

　　收縮和徐 變試驗按照標(biāo)準(zhǔn)試驗方法[s]進行，實驗室環(huán)境溫度為(20士2)℃，相對濕度為60%士5%，溫度和濕度有時不恒定。

　　收縮試件尺寸為l00mm×l00mm×515mm，每組3塊，取平均值作為試驗結(jié)果。采用了2種不同方法測量收縮變形:臥架式百分表測量和縮架測試方法。收縮試件成型后，覆蓋靜置24h拆模，隨后移至標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室養(yǎng)護，-般在3d齡期移入收縮徐變試驗室，放置4h后，測量初始值。徐變試件尺寸為100mm×l 00mm只300mm，試驗采用彈簧式徐變試驗架，測量標(biāo)距為120mm，采用千分表測量。每組2個試件，取平均值作為試驗結(jié)果。試件成型后，覆蓋靜置24h后拆模，移至標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室養(yǎng)護，7d后移入收縮徐變試驗室，放置到28d齡期開始加載。同時，成型100mm只100mm×515mm試件進行收縮試驗，徐變應(yīng)變?yōu)樾熳冊嚰倯?yīng)變減去不加載試件的收縮應(yīng)變。

2 收縮試驗

　　高強輕骨料混凝土配合組分和基本性能見表1，其中:刀是輕骨料含水率，p是干密度，fcu是混凝土立方體抗壓強度。TJ、TJI-TJ3采用低含水率的天津新島陶粒，KBI采用高含水率的云南可保陶粒;H7L3、HSLS和H3L7采用2種陶?；旌稀?/P>

　　為比較收 縮試驗的可重復(fù)性，TJI-TJ3各成型2次，分別在不同時間進行試驗。LC40、LC50和LC60采用云南可保陶粒配制，N40、N50和N60是普通混凝土，這組收縮試驗開始齡期為7d，其它開始齡期為3d。

　　圖1給出了低含水率輕骨料混凝土收縮試驗結(jié)果。圖2給出了不同含水率混合的輕骨料混凝土收縮應(yīng)變。輕骨料含水率越低，早期收縮應(yīng)變發(fā)展越快，最終收縮應(yīng)變也越大。圖2還給出了含水率為27.5%的KBI收縮隨時間的發(fā)展。由圖1和圖2對比可知，高含水率輕骨料混凝土的早期收縮小于低含水率。

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　　圖3給出了高含水率的輕骨料混凝土和普通混凝土的收縮對比，可見高含水率的輕骨料混凝土收縮隨時間發(fā)展曲線與普通混凝土不同。綜合圖1-圖3可知，低含水率的輕骨料混凝土收縮應(yīng)變始終大于普通混凝土。由于“蓄水池”[10〕的影響，高含水率的輕骨料混凝土的早期收縮小于普通混凝土，而低含水率的輕骨料混凝土收縮則始終大于普通混凝土。這是由于輕骨料混凝土為達到相同強度提高了水泥漿含量，并且由于輕骨料彈性模量低，輕骨料混凝土最終收縮-般比普通混凝土大。高含水率的輕骨料混凝土早期收縮小于普通混凝土，這有利于輕.骨料混凝土結(jié)構(gòu)的早期裂縫控制，但輕骨料混凝土的最終收縮大于普通混凝土，可能造成結(jié)構(gòu)的長期變形持續(xù)增長，在工程應(yīng)用中需引起足夠的重視。

3 徐變試驗

　　徐變試驗的混凝土配合比和基本性能見表2。

　　TJIC和TJZC采用天津新島陶粒配制，KBIC和LC40C采用云南可保陶粒配制，N40C是普通混凝土。

　　試驗結(jié)果見圖4和圖5。雖然KBIC輕骨料含水率為27.5%，但KBIC和TJZC的徐變系數(shù)隨時間發(fā)展相差不大，含水率對徐變的影響較小。

　　由圖5可知，輕骨料混凝土后期徐變系數(shù)小于普通混凝土，其徐變系數(shù)約是普通混凝土的70%。

　　盡管輕骨料混凝土的徐變系數(shù)小于普通混凝土;但由于輕骨料混凝土的彈性模量較小，徐變值仍可能大于普通混凝土，因此，需對徐變引起的輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)的長期變形給予足夠的重視。[Page]

4 結(jié)論

　　試驗結(jié)果表明，輕骨料混凝土早期收縮小于普通混凝土，最終收縮大于普通混凝土。輕骨料的含水率對輕骨料混凝土收縮隨時間發(fā)展的特性影響很

大，由于輕骨料“蓄水池”作用，高含水率的輕骨料混凝土早期收縮小于普通混凝土，但最終收縮大于普通混凝土;低含水率輕骨料混凝土的收縮始終大于普通混凝土。高含水率的高強輕骨料混凝土早期收縮低-方面有利于早期裂縫控制，但對結(jié)構(gòu)的長期收縮變形需引起足夠的重視。徐變試驗結(jié)果表明:輕骨料“蓄水池”作用對輕骨料混凝土徐變作用影響很小，輕骨料混凝土的徐變系數(shù)小于普通混凝土;但由于輕骨料混凝土的彈性模量較小，徐變值大于普通混凝土，因此，同樣需對徐變引起的輕骨料混凝土結(jié)構(gòu)的長期變形給予足夠的重視。