混凝土內(nèi)部水分遷移過程監(jiān)測與收縮變形機(jī)理研究.pdf

1、收縮變形是影響混凝土結(jié)構(gòu)長期服役性能的重要因素之一，有關(guān)收縮變形的研究已取得了較為豐富的成果，但是，目前缺乏準(zhǔn)確、可靠的混凝土內(nèi)部濕度實時監(jiān)測方法，而且對混凝土收縮變形機(jī)理的認(rèn)識仍待進(jìn)一步明確。一般認(rèn)為由于水分遷移引起的濕度梯度是收縮變形的內(nèi)在動力，在體表比等條件相同時，截面形狀的不同將直接影響到水分遷移及混凝土內(nèi)部的濕度梯度，其收縮變形也有較大的差異。而在現(xiàn)有預(yù)測模型中，多以體表比或者截面有效厚度來表征截面尺寸對收縮變形的影響，僅有B

2、3模型考慮了截面形狀的影響，但只給出了圓形、板等幾種特定形狀的截面形狀影響系數(shù) ks?；诖耍疚牧D探索一種新型的基于壓電的混凝土相對濕度監(jiān)測方法；然后試驗研究了截面形狀不同引起的水分遷移路徑的不同對收縮變形的影響，并對 B3模型中的截面形狀影響系數(shù)進(jìn)行了修正；最后深入探討了混凝土的收縮變形機(jī)理。具體研究工作包括以下幾個方面：
　　對壓電片進(jìn)行了防水和防電磁干擾封裝，置于水中的12 h內(nèi)，其幅值和波速基本保持不變，說明封裝后壓電

3、片的穩(wěn)定性良好。將其用于水泥早期水化監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)其幅值隨時間變化可以分為三個階段：1～3 h內(nèi)緩慢減小，3~7.5 h內(nèi)快速增大，7.5 h后逐漸趨于穩(wěn)定。將封裝好的壓電片成對埋入水泥凈漿中制作了36種工況的壓電傳感器，借助于主動監(jiān)測系統(tǒng)，討論了壓電片距離、凈漿水膠比、引氣劑摻量和激勵頻率對監(jiān)測信號幅值的影響。研究結(jié)果表明：壓電片距離越近、水膠比越小、引氣劑摻量越接近合理摻量范圍，傳感器接收到的信號幅值越大，而激勵頻率對信號幅值的影響沒有

4、統(tǒng)一的規(guī)律。依次改變環(huán)境相對濕度，根據(jù)不同相對濕度下的監(jiān)測信號，繪制了幅值—濕度曲線，發(fā)現(xiàn)監(jiān)測信號幅值隨著相對濕度上升而單調(diào)下降，因此，可以以傳感器信號幅值為監(jiān)測指標(biāo)，來衡量環(huán)境相對濕度的變化。
　　以截面形狀的不同來代表混凝土內(nèi)部水分遷移路徑的變化，設(shè)計了有效厚度一致，截面形狀不同的5組共15個混凝土試件，從圓柱形試件擴(kuò)展到墻體試件，試驗探究了水分遷移路徑對收縮變形的影響，并分析了現(xiàn)有預(yù)測模型在預(yù)測收縮變形方面的適用性，在引入“

5、平均遷移半徑”的基礎(chǔ)上，基于B3模型對其截面影響系數(shù)進(jìn)行了修正，并用修正后的B3模型預(yù)測結(jié)果與原B3模型的預(yù)測結(jié)果、試驗結(jié)果進(jìn)行了對比分析。研究結(jié)果表明：有效厚度一致，截面形狀不同的試件，其收縮變形存在較大差異，修正后的截面影響系數(shù)能較好的考慮截面形狀對收縮變形發(fā)展的影響。
　　澆筑了3個混凝土試件，在不同深度處埋入濕度傳感器，測得了相應(yīng)深度處的濕度隨齡期的變化曲線和試件的收縮變形發(fā)展曲線，討論分析了試件收縮變形與濕度之間的線性關(guān)