土木工程專業(yè)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　第1章 前 言</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　我國建設(shè)部在建筑業(yè)重點發(fā)展的十項新技術(shù)中明確提出了研發(fā)高性能混凝土的發(fā)展目標(biāo)。高性能混凝土是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）與美國混凝土協(xié)會（ACI）于1990年在美國馬里蘭州召開的討論會上提出的：高性能混凝土是具有所

2、要求性能和勻質(zhì)性的混凝土，必須采用嚴(yán)格的施工工藝、優(yōu)質(zhì)材料配制，便于施工，不離析，力學(xué)性能穩(wěn)定，早期強度高，具有較好韌性和體積穩(wěn)定性等性能的耐久混凝土，特別適用于高層建筑、橋梁以及暴露在嚴(yán)酷環(huán)境中的建筑結(jié)構(gòu)。高性能混凝土改變了人們一直將注意力集中在不斷提高混凝土強度上面的觀念，強調(diào)了混凝土建筑應(yīng)具備優(yōu)越耐久性，以滿足建筑物長期使用的需求。</p><p>　　近年來，高性能混凝土以其較高的耐久性，良好的工作性和適

3、宜的強度，在我國得到了較為快速的普及和發(fā)展。但隨著建筑工程量及混凝土用量的不斷增加，涉及混凝土收縮開裂引起裂縫問題的工程事故不斷增多，并且大多數(shù)發(fā)生在混凝土應(yīng)用面較大的大中城市及大中型工程中，嚴(yán)重影響混凝土建筑的安全性和使用壽命。高性能混凝土具有的良好的混凝土體積穩(wěn)定性是其高耐久性的主要因素之一，混凝土的抗收縮性能則是混凝土體積穩(wěn)定性的重要方面?？梢?，高性能混凝土收縮性能的研究對于解決混凝土開裂等問題，是較為關(guān)鍵且迫切的。</p&

4、gt;<p>　　1.2混凝土早齡期收縮研究的必要性</p><p>　　國內(nèi)外許多學(xué)者及工程技術(shù)人員對混凝土抗裂性問題十分關(guān)注，并在這方面進行了研究和探索，取得了不少有意義的成果?；炷量沽研阅軠y試技術(shù)的研究不僅要測試混凝土在自由狀態(tài)下的變形性能，還應(yīng)測試混凝土在約束狀態(tài)下的變形性，后者更接近混凝土在實際工程中使?fàn)顩r。目前，國內(nèi)外檢驗評價混凝土在約束狀態(tài)下的抗裂性能的方法主要是圓環(huán)法、平板法和棱柱

5、體法。有關(guān)混凝土抗裂性影響因素及影響機理、抗裂性變化規(guī)律等方面的研究成果不深入系統(tǒng)，大多是經(jīng)驗的總結(jié)，制約了混凝土抗裂性的控制措施研究。國際上對混凝土的延伸性的研究還很不深入，直接開展開裂試驗研究較少，我國這方面的工作也才剛剛開展?；炷猎牧闲阅芗芭浜媳葘ζ溟_裂性能的影響不夠明確，需要作進一步的研究。目前對高性能混凝土收縮開裂的研究，只是沿用通混凝土的方法做了一些工作，但對其收縮特點，特別是早期收縮特點缺乏足夠的認(rèn)識。且混凝土原材料性

6、能及配合比與混凝土收縮、開裂之間的關(guān)系還不很明確，使人們無法在進行配合比設(shè)計時，把收縮、開裂比較明確地考慮進去?；炷潦湛s開裂與混凝土早齡期收縮性能密切相關(guān)，因此如何減少混凝土裂縫，提高高性能混凝土的抗裂性和耐久性便成了混凝土工程技</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計，混凝土結(jié)構(gòu)開裂有80％是因變形引起的，而混凝土的體積變形主要表現(xiàn)為收縮。混凝土的收縮現(xiàn)象早在很多年前就由Davis和Lyman提出，同時發(fā)現(xiàn)混凝土自生能夠

7、收縮，質(zhì)量和溫度沒有任何變化。從20世紀(jì)90年代開始，隨著高強高性能混凝土的廣泛應(yīng)用，混凝土的收縮現(xiàn)象越來越引起人們的關(guān)注。在工程實踐中，發(fā)現(xiàn)高強混凝土、自密實混凝土和大體積混凝土的收縮現(xiàn)象是非常顯著的，比如混凝土在恒溫水養(yǎng)的條件下仍然開裂，密封的高強混凝土的抗折強度隨著養(yǎng)護齡期的增加反而降低等。對于普通混凝土來說，收縮通常發(fā)生在脫模前，而大部分發(fā)生在脫模后的混凝土內(nèi)部，因而過去人們對早期收縮的研究很少。與普通混凝土不同，高性能混凝土的

8、收縮大部分發(fā)生在早期，使混凝土在一開始便出現(xiàn)大量微裂紋；研究表明，當(dāng)普通混凝土中摻入超細(xì)礦物摻合料時，較高溫度下的早期收縮應(yīng)變發(fā)展很快，而后期的收縮應(yīng)變要低于低溫下的收縮值。因此，對于具有低水膠比、高膠凝材料量或者磨細(xì)礦渣置換率較高的混凝土，考慮它們的早期收縮是非常重要的。</p><p>　　從目前混凝土早期收縮的研究現(xiàn)狀來看，國內(nèi)外的專家學(xué)者一直把研究的重點放在混凝土的3d以后的收縮及其影響因素和解決措施上，

9、我們在了解了高性能混凝土由于低水膠比在早期（3d前）就產(chǎn)生很大的收縮，由于混凝土強度還不高，往往導(dǎo)致早期微裂縫的形成這個原理后，對于高性能混凝土來說，研究其早期收縮意義就更加重大，而高性能混凝土早期收縮的測試方法還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。我在建研院的專家的指引下，在對比和分析國內(nèi)外收縮測量方法的基礎(chǔ)上，對早期收縮的試驗方法、試驗裝置、適用性等方面做了較詳細(xì)的了解后選擇了混凝土早期收縮的非接觸測試技術(shù)研究這個課題，并且經(jīng)過實際參與一系列的試驗后對

10、混凝土早期收縮的數(shù)據(jù)進行分析和評價，最終得到了一些關(guān)于混凝土早期收縮的規(guī)律，并且得出了一些有價值的結(jié)論及其一些有效的控制措施。</p><p>　　1.3 非接觸式混凝土收縮測試方法</p><p>　　混凝土收縮試驗的關(guān)鍵是如何通過合適的試驗手段精確測量早期的收縮，而不是稍后的收縮。所以我們應(yīng)該盡快建立混凝土早期收縮的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法，以滿足目前高強混凝土發(fā)展的需要。</p>

11、<p>　　固定接觸式測量混凝土收縮的方法，是通過預(yù)埋測頭或者后粘測頭，用與測頭接觸的測長儀器來測量試件的尺寸變化，是使用最為普遍的方法。目前有關(guān)固定接觸式混凝土收縮的試驗方法，各國研究較早，都已經(jīng)形成比較成熟的方法，并且寫入各國有關(guān)混凝土收縮性能測試方法的標(biāo)準(zhǔn)中，國內(nèi)主要在國標(biāo) GBJ 82--85、中國交通 JTJ 270--98、中國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T 5150--2001中；國外主要的混凝土收縮試驗標(biāo)準(zhǔn)，主要有美國

12、 ASTM C157/C157M--2003，歐洲 EN 標(biāo)準(zhǔn)草案EN 480--3，英國 BS 標(biāo)準(zhǔn) BS1881：part 5,日本 JIS 標(biāo)準(zhǔn) JIS A 1129：2001。我國標(biāo)準(zhǔn)中收縮儀的測長原理基本上是使用百分表或千分表來測量長度變化，收縮儀基本是臥式結(jié)構(gòu)。千分表測量長度變化，優(yōu)點在于人工測量，易于操作，設(shè)備經(jīng)濟，直觀；不足在于需要被測體有一定強度，試驗測量受條件影響較大。</p><p>　　非

13、接觸式測量混凝土收縮的方法，是指測長儀器不與測頭接觸來測量試件的尺寸變化。非接觸式測定混凝土收縮應(yīng)滿足混凝土在早期尚無強度的時候能夠測定其收縮，并且測定精度要求高。然而，目前關(guān)于混凝土早期收縮這一項研究，世界各國并沒有統(tǒng)一的測量方法，不同的學(xué)者根據(jù)實際情況確定不同的試驗方法，其中最大的差異就是測試起點時間的不一致，或是在混凝土初凝后開始測量，或是在混凝土成型后1天開始測量。</p><p>　　A.Radocea

14、通過在混凝土試件兩端分別埋入兩個線性差動位移傳感器監(jiān)測混凝土早期體積的變形。這種方法雖然操作簡單，受人為影響小，但在測量時，每個混凝土試件都得配備兩個傳感器，而且在測量過程中不能移動試件活傳感器，造價高。Serge Lepage等人在混凝土中埋入線振儀，這種線振儀里面包含一個金屬弦，而金屬弦的共振頻率與它所受壓力有一定函數(shù)關(guān)系，通過一個電磁激振器測量線振儀的共振頻率隨時間的變化從而測量出混凝土的體積變化，但線振儀要求應(yīng)有適當(dāng)?shù)膭偠?，剛?/p>

15、大容易埋置，但對早期收縮不敏感，剛度太小，雖然靈敏度高但卻不容易埋置和操作；同時，早期混凝土無法與這種傳感器良好粘結(jié)，從而使傳感器的變形不能真實反應(yīng)出混凝土的變形。</p><p>　　挪威 Oyvind Bjantegaard 與 Erik J Sellevold 在1999年引入浮力測量砂漿的體積變化，也是一種非接觸式的測量方法。將混凝土或砂漿裝入模中，放入水里，通過測量混凝土或砂漿的體積變化所產(chǎn)生的浮力變化

16、，進而測量其體積變化。但應(yīng)用在混凝土測量時，膜容易被集料磨破，且膜若做得很厚，無法靈敏反應(yīng)混凝土的體積變化。</p><p>　　美國 Kim.B 和 Weiss,W.J，采用被動式聲能傳感器來測量試件的長度變化，采用聲發(fā)生裝置以及連接電腦的聲波采集分析系統(tǒng)，對混凝土長度變化，引起的聲波的大小波動進行分析，從而建立聲能變化試件的長度的對應(yīng)關(guān)系，研究混凝土的變形。</p><p>　　瑞典

17、Roger Zurbriggen 博士及其所在研究所開發(fā)了為測試薄層砂漿自由收縮的試驗裝置，將兩束激光水平照射到放置在新鮮砂漿表面的一對輕質(zhì)反射物上。兩個相互不接觸的激光裝置可以在反射物放置在新澆筑的砂漿上后立即開始測試。由于激光器可以移動，因此對試樣的尺寸沒有限制。不過我們通常攪拌600g干砂漿，加入適量的水，將其澆到10cm*78cm大的區(qū)域，這樣獲得的砂漿層厚度約為4-5mm。由于在干燥過程中砂漿層的邊緣會翹起來，輕質(zhì)反射物放置在

18、試樣內(nèi)部三分之一處，間距大約為25cm。該方法目前只適用于薄層砂漿，對混凝土采用方法還存在一些問題，如只能反映混凝土表面收縮，無法反映其內(nèi)部收縮變化，輕質(zhì)反射裝置容易產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，混凝土硬化過程產(chǎn)生的大量泌水影響輕質(zhì)反射裝置的正確位置，激光測長儀器造價頗高。</p><p>　　目前，我國高性能混凝土早期收縮的測量方法可歸納為：（1）傳感器法（2）光學(xué)測量法（3）千分表法（4）體積法；從LVDT傳感器的設(shè)置方式來看，

19、有嵌入式、懸掛式、內(nèi)置式、表面?zhèn)鞲衅?、非接觸式。</p><p>　　通過對高性能混凝土的特性及國內(nèi)外對混凝土早期收縮性能的研究現(xiàn)狀的調(diào)研，本課題選用我國建研院新研制的非接觸式測試儀器對混凝土進行了收縮測試，采集了大量的試驗數(shù)據(jù)。本文對測試數(shù)據(jù)進行了分析，并且找出了影響混凝土收縮的因素及解決措施。</p><p>　　第2章 混凝土早期收縮非接觸測試技術(shù)試驗方案</p>&l

20、t;p><b>　　2.1 目標(biāo)</b></p><p>　　利用研制成功的混凝土非接觸式混凝土收縮儀對混凝土進行試驗，找出摻合料對混凝土3d前的早齡期塑性變形的影響規(guī)律。</p><p><b>　　2.2 研究內(nèi)容</b></p><p>　　混凝土收縮性能測試技術(shù)：采用我所已初步研制成功的、目前國內(nèi)外較為先進的

21、非接觸式混凝土收縮測定儀，并對其進行改進，以進一步提高測試精度、測試可重復(fù)性和測試效率，特別要提高測定儀對混凝土早齡期收縮的敏感性，以達到及時準(zhǔn)確測試混凝土各齡期體積變化的目的。</p><p>　　2.3 研究試驗方案</p><p>　　根據(jù)我們的研究方向，為了找出混凝土收縮的影響因素并且找出混凝土收縮的控制措施，因此我們設(shè)定了四組不同的配合比，利用試驗得出的規(guī)律去比較、分析影響混凝土

22、收縮的因素，并且在此試驗后對混凝土摻加合成纖維的效果進行了試驗。</p><p><b>　　1、第一組：</b></p><p>　　P1、P2、P3為不同水膠比不摻任何礦物摻合料及外加劑的普通混凝土。</p><p>　　對空白混凝土自身進行比較，找出不同水膠比在3d內(nèi)的收縮變化規(guī)律。</p><p><b&g

23、t;　　2、第二組：</b></p><p>　　B10、B11、B12為相同水膠比摻入礦渣及外加劑的混凝土</p><p>　　礦渣BFS的摻量為60％，其密度為2.80g/m3；水泥密度為3.10g/m3；</p><p>　　砂率：35％；SJ-2摻量為1/萬、2/萬、2.5/萬；</p><p>　　萘系減水劑NF-1的摻

24、量為1％。</p><p>　　3、第三組（雙摻）：</p><p>　　FS4、FS5、FS6為相同水膠比摻入粉煤灰、硅灰及外加劑的混凝土。</p><p>　　粉煤灰FA的摻量為30％, 其密度為2.15g/m3；硅灰SF的摻量為10％；</p><p>　　水泥密度為3.10g/m3；砂率：35％</p><p>

25、;　　SJ-2摻量為1/萬、2/萬、2.5/萬；</p><p>　　萘系減水NF-1摻量為1％。</p><p>　　4、第四組（雙摻）：</p><p>　　SB4、SB8、SB12為不同水膠比摻入硅灰、礦渣及外加劑的混凝土</p><p>　　硅灰SF的摻量為10％；</p><p>　　礦渣BFS的摻量為45％

26、，其密度為2.80g/m3；</p><p>　　水泥密度為3.10g/m3；砂率：35％；</p><p>　　SJ-2摻量為1/萬、2/萬、2.5/萬；</p><p>　　萘系減水NF-1摻量為1％。</p><p><b>　　5、第五組</b></p><p>　　相同強度的高性能混凝土

27、分兩組進行試驗，其中一組不摻加合成纖維，另一組摻加合成纖維，根據(jù)試驗的數(shù)據(jù)分析纖維對混凝土收縮的影響。</p><p>　　此纖維是鋼纖維和聚丙纖維的合成，鋼纖維的作用主要是增加混凝土的抗沖擊強度，聚丙纖維的作用是減少混凝土早期裂縫，對混凝土早期裂縫的控制上起到一定的作用。</p><p>　　第一組：命名為高性能混凝土1，未摻加合成纖維</p><p>　　第二組

28、：命名為高性能混凝土2，摻加合成纖維</p><p>　　此五組為試驗的設(shè)計方案，根據(jù)此方案測試收縮，分析各個因素對高性能混凝土的影響規(guī)律。</p><p>　　第3章 混凝土非接觸式試驗儀器及試驗步驟</p><p><b>　　3.1 試驗儀器</b></p><p>　　混凝土收縮開裂與混凝土期3d內(nèi)早齡期收縮性能

29、密切相關(guān)。但傳統(tǒng)的收縮變形性能測試方法無法檢測。電渦流非接觸式新型混凝土早齡期收縮測試方法的基本原理是采用非接觸式位移傳感器（精度0.001mm），固定在100×100×515mm的試模上，用非接觸的方式測量混凝土試件的長度變化，避免了測量儀器與測頭直接接觸造成的不利影響。采用反射靶與混凝土試件協(xié)同變形，表征混凝土試件的收縮。</p><p>　　當(dāng)接通傳感器系統(tǒng)電源時，在前置器內(nèi)會產(chǎn)生一個高

30、頻電流信號，該信號通過電纜送到探頭的頭部，在頭部周圍產(chǎn)生交變磁場H1（圖1）。如果在磁場H1的范圍內(nèi)沒有金屬導(dǎo)體材料接近，則發(fā)射出去的交變磁場的能量會全部釋放；反之，如果有金屬導(dǎo)體材料靠近探頭頭部，則交變磁場H1將在導(dǎo)體的表面產(chǎn)生電渦流場，該電渦流場也會產(chǎn)生一個方向與H1相反的交變磁場H2。由于H2的反作用，就會改變探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位，即改變了線圈的有效阻抗。這種變化既與電渦流效應(yīng)有關(guān)，又與靜磁學(xué)有關(guān)，即與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率

31、、磁導(dǎo)率、幾何形狀、線圈幾何參數(shù)、激勵電流頻率以及線圈到金屬導(dǎo)體的距離參數(shù)有關(guān)。假定金屬導(dǎo)體是均質(zhì)的，其性能是線性和各向同性的，則線圈─金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的物理性質(zhì)通常可由金屬導(dǎo)體的磁導(dǎo)率μ、電導(dǎo)率σ、尺寸因子r、線圈與金屬導(dǎo)體的距離δ，線圈激勵電流強度I和頻率ω等參數(shù)來描述。因此線圈的阻抗可用函數(shù)Z=F（μ，σ，r，δ，I，ω）來表示。</p><p>　　如果控制μ，σ，r，I，ω恒定不變，那么阻抗Z就成為距離δ的

32、單值函數(shù)，由麥克斯韋爾公式可以求得此函數(shù)為一非線性函數(shù)，其曲線為“S”形曲線，在一定范圍內(nèi)可以近似為一線性函數(shù)。</p><p>　　線圈阻抗的變化通過封裝在前置器中的電子線路處理轉(zhuǎn)換成電壓輸出，其中線圈密封在探頭中。這個電子線路并不是直接測量線圈的阻抗，而是采用并聯(lián)諧振法（圖2），即在前置器中將一個固定電容和探頭線圈LX并聯(lián)并與晶體管T一起構(gòu)成一個振蕩器，振蕩器的幅UX與線圈阻抗成正比，因此振蕩器的振幅UX會隨

33、探頭與被測間距δ的改變而改變。UX經(jīng)檢波、濾波、放大、非線性修正后輸出電壓UO，UO與δ的關(guān)系曲線（圖3），可以看出該曲線呈“S”形，即在線性區(qū)中點δO處（對應(yīng)輸出電壓UO）線性最好，其斜率（即靈敏度）較大，在線性區(qū)兩端，斜率（即靈敏度）逐漸下降，線性變差。（δ1， U1）為線性起點，（δ2， U2）為線性末點。</p><p>　　非接觸式早齡期收縮測定儀（圖4）中，測頭間的距離變化利用非線性修正后的UO與δ輸

34、入輸出特征方程來標(biāo)定，數(shù)據(jù)信號直接通過非接觸式位移傳感器并進行采集以后（圖5），傳送到PC或者巡檢儀進行即時分析統(tǒng)計，還可利用專門軟件結(jié)合電腦自動記錄分析數(shù)據(jù)變化情況。利用該方法研制的儀器可以檢測混凝土從澆筑到規(guī)定時間內(nèi)全過程的收縮變形性能，尤其能精確反映出混凝土早齡期的收縮變化情況，經(jīng)多次實際使用，證明該測定儀完全滿足測量精度的要求。</p><p>　　其中數(shù)據(jù)采集過程中，采用單端輸入方式（圖6），模擬輸入信

35、號連接到CH0～CH15端，其公共地連接到AGND端。</p><p><b>　　3.2 試驗步驟</b></p><p><b>　　一、制作試件</b></p><p>　　混凝土收縮全自動測定儀配有三個特制試模，可用于固定于測定儀上。三個分別編號為1號試模，2號試模，3號試模，順序為自儀器正面從左向右依次排列。為保

36、證可靠固定，三個試模的各自的底板和端板不應(yīng)互換。</p><p>　　試件制作與國標(biāo)82-85要求相同按下列步驟進行：</p><p>　　1、先在試模內(nèi)涂刷潤滑油，然后在試模內(nèi)鋪設(shè)兩層塑料薄膜，每層薄膜上均勻涂抹一層潤滑油，保證混凝土在試模中的自由變形。</p><p>　　2、每個試模配有兩個反射靶，每個反射靶中央都留有固定孔，澆鑄混凝土前，按照固定孔，用螺絲將

37、反射靶固定在試模兩端的邊板上（每個邊板中央留有固定反射靶的固定孔）。</p><p>　　3、將混凝土拌合物澆筑入試模中，振動成型抹平。測定代表某一混凝土變形性能的特征值時，試件澆筑振搗抹平后應(yīng)帶模立即移入恒溫恒濕室。</p><p>　　CABR1型非接觸式混凝土早齡期收縮測定儀工作環(huán)境與國家標(biāo)準(zhǔn)GBJ 82-85《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》所要求環(huán)境與操作條件完全一致，室溫

38、保持在20±2℃，相對濕度保持在60±5%。</p><p>　　二、固定試模以及試模架</p><p>　　將1號試模，2號試模，3號試模，按照順序為自儀器正面從左向右依次排列，放置在測試儀操作臺上，對應(yīng)每個試模底部的固定孔，用螺栓將每個試模固定在操作臺上。每個試模配置兩個試模架（已按照試模編號，不可互換），每個試模架對應(yīng)試模上端的兩個固定孔，將試模架固定在各自試模上

39、。</p><p>　　此時將固定反射靶的螺絲從試模兩端的邊板旋開取出。</p><p>　　注意：為使試?？煽抗潭ǎ惭b方便，每次測量時，試模與試模架在測定儀上放置的位置、方向均應(yīng)嚴(yán)格按照試模與試模架的編號，保持順序與方向固定不變。</p><p><b>　　三、啟動軟件系統(tǒng)</b></p><p>　　先接通測試儀

40、220V交流電源，然后打開電腦，將測試儀的USB數(shù)據(jù)線與電腦USB接口連接。點擊電腦屏幕左下角“開始”，然后點擊“程序”，找到軟件CABR文件，點擊打開（如圖3.2.1）。此時自動采集監(jiān)控軟件系統(tǒng)已經(jīng)啟動。</p><p>　　圖3.2.1 啟動自動采集監(jiān)控軟件系統(tǒng)</p><p>　　屏幕出現(xiàn)的第一個頁面（如圖3.2.2），是試驗信息輸入界面，用戶可以根據(jù)自己的需要，按照表格，將試驗信息

41、填寫入此頁面，如為每個試件編號，輸入混凝土各組分的信息，配合比等。支持中文輸入，用戶可自行安排。輸入后的信息，將自動載入數(shù)據(jù)庫中。</p><p>　　圖3.2.2 試驗相關(guān)信息輸入界面</p><p>　　信息輸入后，點擊“確定”，進入自動即時采集監(jiān)控顯示頁面（如圖3.2.3）。該頁面分為三個部分，上面左側(cè)的“初裝測試區(qū)”，上面右側(cè)的“數(shù)據(jù)采集控制區(qū)”，下方的“自動即時采集監(jiān)控區(qū)”。軟

42、件系統(tǒng)啟動完畢。</p><p>　　圖3.2.3 自動即時采集監(jiān)控顯示界面</p><p><b>　　四、安裝探頭</b></p><p>　　點擊“初裝測試區(qū)”中的“測試”按鈕（見圖3.2.4）。將測試儀上的探頭取下，用探頭上的雙螺母固定在對應(yīng)的試模架上。每個探頭都對應(yīng)一個編號,如a-1,a-2,b-1…。固定時先將探頭接近反射靶，此時

43、頁面左上方的“初裝測試區(qū)”中（見圖5.4）每個編號后面顯示的讀數(shù)，就是每個探頭與反射靶之間的絕對距離。安裝探頭時，監(jiān)視對應(yīng)的距離變化，當(dāng)探頭與反射靶間距離顯示為4mm左右時，將該探頭用雙螺母固定在試模架上。六個探頭安裝完畢后，點擊“測試完畢”按鈕。探頭安裝完畢。</p><p>　　圖3.2.4 初裝測試區(qū)界面</p><p><b>　　五、開始測試</b><

44、;/p><p>　　點擊“數(shù)據(jù)采集控制區(qū)”中的“開始采集”按鈕（見圖3.2.5）。系統(tǒng)自動開始采集即時監(jiān)控測試混凝土試件的收縮變形情況。應(yīng)用本測試儀可監(jiān)測每五分鐘時隔混凝土試件收縮率變化情況；也可監(jiān)測每1小時時隔混凝土試件的收縮率變化情況。并根據(jù)采集即時數(shù)據(jù)，按照用戶所選時隔，隨時間變化，自動即時繪出混凝土試件的時間-收縮率曲線圖。本測試儀可監(jiān)測每個試件的收縮率變化，也可同時監(jiān)測對比三個試件的收縮率變化。并自動即時繪

45、出相應(yīng)混凝土試件的時間-收縮率曲線圖。</p><p>　　圖3.2.5 數(shù)據(jù)采集控制區(qū)界面</p><p>　　開始數(shù)據(jù)采集后，系統(tǒng)便開始自動采集并即時監(jiān)控混凝土試件的收縮變化情況，直至結(jié)束測試。測試過程的時間長度可由用戶自行確定（如測量自澆鑄混凝土后72小時內(nèi)的收縮變化）。</p><p><b>　　六、結(jié)束測試</b></p&g

46、t;<p>　　到達用戶需求的測試時長后，點擊“采集結(jié)束”，結(jié)束測試。屏幕右上角會顯示出采集測試開始時間與測試結(jié)束時間以及測試總時長。</p><p>　　測試結(jié)束后先拔出USB數(shù)據(jù)線，然后關(guān)閉測試儀的220V交流電源。</p><p><b>　　七、數(shù)據(jù)處理</b></p><p>　　測試結(jié)束后，試驗測試過程中的全部數(shù)據(jù)都自

47、動保存在“C:\CABRSys\data\信息數(shù)據(jù).mdb”ACCESS數(shù)據(jù)庫文件中，用戶可以先保存該數(shù)據(jù)庫文件，然后可編輯使用該數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　本測試儀的數(shù)據(jù)處理完全按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GBJ 82-85《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》的規(guī)定公式進行數(shù)據(jù)處理計算。</p><p>　　按照國標(biāo)GBJ 82-85規(guī)定： 非接觸式凝土收縮測定儀混凝土收縮率應(yīng)按下式計算：&l

48、t;/p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　εst——測試期為i小時的混凝土收縮率，i從測定試件初始讀數(shù)時算起（%）</p><p>　　L左0——左側(cè)非接觸式位移傳感器測定初始讀數(shù)（毫米）；</p><p>　　L左i——左側(cè)非接觸式位移傳感器測試期為i小時的測定讀數(shù)（毫米）；</p>

49、<p>　　L右0——右側(cè)非接觸式位移傳感器測定初始讀數(shù)（毫米）；</p><p>　　L右i——右側(cè)非接觸式位移傳感器測試期為i小時的測定讀數(shù)（毫米）；</p><p>　　Lo——試件標(biāo)準(zhǔn)長度（515毫米）；</p><p>　　只需按計算機顯示界面提示錄入初始紀(jì)錄信息，以后每次測量時，計算機會自動進行記錄與計算，將測量結(jié)果以圖和表兩種形式記錄輸出，能

50、夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)自動跟蹤測量。</p><p>　　第4章 試驗數(shù)據(jù)及分析</p><p>　　4.1 普通混凝土P1、P2、P3</p><p><b>　　1、原材料</b></p><p>　　不同水膠比的未摻加任何摻合料合外加劑的混凝土</p><p><b>　　2、配合比</

51、b></p><p>　　P1：水泥：450kg 水：158kg 砂子：572kg </p><p>　　石子：1161kg 水膠比：0.35</p><p>　　P2：水泥：450kg 水：180kg 砂子：562kg </p><p>　　石子：1141kg 水膠比：0.

52、40</p><p>　　P3：水泥：450kg 水：203kg 砂子：543kg </p><p>　　石子：1102kg 水膠比：0.45</p><p><b>　　砂率均為35％</b></p><p><b>　　3、圖表</b></p><

53、;p><b>　　4、試驗分析</b></p><p>　　根據(jù)儀器所測的數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)見附錄1），早齡期收縮測定儀自動生成的曲線圖分析：顯而易見，P1、P2、P3的收縮變化，P3的水膠比最大，其收縮率的峰值已經(jīng)達到750×10-6,P2比P1的水膠比大，P2的斜率比P1略大一些，可見在不摻任何摻合料和外加劑時水膠比是決定收縮率的因素，水膠比越大，收縮率就越大。</p&

54、gt;<p>　　試件a、b、c在1h時測得的數(shù)據(jù)曲線顯示：試件c的水膠比最大收縮率曲線也變化最為明顯。</p><p>　　4.2 礦渣對混凝土收縮的影響</p><p><b>　　1、原材料</b></p><p>　　相同水膠比的摻加礦渣及外加劑的混凝土</p><p>　　其中：礦渣BFS的摻量為

55、60％，為270kg</p><p>　　礦渣BFS的密度為2.80g/m3</p><p>　　水泥密度為3.10g/m3</p><p><b>　　砂率：35％</b></p><p>　　SJ-2摻量為1/萬、2/萬、2.5/萬，為45g 、90g、112.5g</p><p>　　萘系減

56、水劑NF-1的摻量為1％，為4.5kg</p><p><b>　　2、配合比</b></p><p>　　B10： 水泥：180kg 水：203kg 砂子：5560kg 石子：1032kg </p><p>　　SJ-2：45g NF-1：4.5kg 水膠比：0.45</p>&l

57、t;p>　　B11： 水泥：180kg 水：203kg 砂子：538kg 石子：1000kg </p><p>　　SJ-2：90g NF-1：4.5kg 水膠比：0.45</p><p>　　B12： 水泥：180kg 水：203kg 砂子：530kg 石子： 984kg </p>&

58、lt;p>　　SJ-2：112.5g NF-1：4.5kg 水膠比：0.45</p><p><b>　　3、圖表</b></p><p><b>　　4、試驗分析</b></p><p>　　根據(jù)儀器所測的數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)見附錄），早齡期收縮測定儀自動生成的曲線圖分析：顯而易見，B10、B11、B12的收縮

59、變化，在水膠比相同和摻加礦物摻合料相同的情況下，摻入外加劑的多少是決定混凝土收縮率大小的影響因素，B12的外加劑摻加了112.5Kg，B11所測得的收縮率非常小，由此可見，摻入適量外加劑可以大大減小混凝土的收縮值。 </p><p>　　試件a、b、c在1h時測得的數(shù)據(jù)曲線顯示：試件a、b的收縮率基本相同，而摻入適量外加劑的試件c的收縮率相當(dāng)小。</p><p>　　4.3 摻入粉煤灰及硅

60、灰對混凝土收縮的影響</p><p><b>　　1、原材料</b></p><p>　　相同水膠比的摻加粉煤灰、硅灰及外加劑的混凝土</p><p>　　其中：粉煤灰FA的摻量為30％,為135kg</p><p>　　粉煤灰FA的密度為2.15g/m3</p><p>　　硅灰SF的摻量為10

61、％，為45kg</p><p>　　水泥密度為3.10g/m3</p><p><b>　　砂率：35％</b></p><p>　　SJ-2摻量為1/萬、2/萬、2.5/萬，為45g 、90g、112.5g</p><p>　　萘系減水劑NF-1摻量為1％，為4.5kg</p><p><

62、b>　　2、配合比</b></p><p>　　FS4： 水泥：270kg 水：158kg 砂子：582kg 石子：1080kg </p><p>　　SJ-2：45g NF-1：4.5kg 水膠比：0.35</p><p>　　FS5： 水泥：270kg 水：158kg 砂子：565

63、kg 石子：1049kg </p><p>　　SJ-2：90g NF-1：4.5kg 水膠比：0.35</p><p>　　FS6： 水泥：270kg 水：158kg 砂子：556kg 石子：1032kg </p><p>　　SJ-2：112.5g NF-1：4.5kg 水膠比：0.35&

64、lt;/p><p><b>　　3、圖表</b></p><p><b>　　4、試驗分析</b></p><p>　　根據(jù)儀器所測的數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)見附錄），早齡期收縮測定儀自動生成的曲線圖分析：顯而易見，F(xiàn)S4、FS5、FS6的收縮變化，在水膠比相同和摻加相同含量的粉煤灰和硅灰的情況下，摻加適量的SF-2會減小混凝土的收縮率

65、。</p><p>　　試件a、b、c在1h時測得的數(shù)據(jù)曲線顯示：在1h內(nèi)試件的收縮規(guī)律已經(jīng)基本呈現(xiàn)規(guī)律，曲線表明摻加2/萬的SJ-2會減小混凝土收縮。 </p><p>　　4.4 摻入硅灰和礦渣對混凝土的影響</p><p><b>　　1、原材料</b></p><p>　　不同水膠比的摻加硅灰、礦渣及外加劑的混凝

66、土</p><p>　　其中：硅灰SF的摻量為10％，為45kg</p><p>　　礦渣BFS的摻量為45％,為202kg</p><p>　　礦渣BFS的密度為2.80g/m3</p><p>　　水泥密度為3.10g/m3</p><p><b>　　砂率：35％</b></p>

67、<p>　　SJ-2摻量為1/萬、2/萬、2.5/萬，為45g 、90g、112.5g</p><p>　　萘系減水劑NF-1摻量為1％，為4.5kg</p><p><b>　　2、配合比</b></p><p>　　SB4： 水泥：203kg 水：158kg 砂子：594kg 石子：1103kg

68、 </p><p>　　SJ-2：45g NF-1：4.5kg 水膠比：0.35</p><p>　　SB8： 水泥：203kg 水：180kg 砂子：556kg 石子：1032kg </p><p>　　SJ-2：90g NF-1：4.5kg 水膠比：0.40</p><p>

69、　　SB12： 水泥：203kg 水：203kg 砂子：526kg 石子：976kg </p><p>　　SJ-2：112.5g NF-1：4.5kg 水膠比：0.45</p><p><b>　　3、圖表</b></p><p><b>　　4、試驗分析</b></p>

70、;<p>　　根據(jù)儀器所測的數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)見附錄），早齡期收縮測定儀自動生成的曲線圖分析：顯而易見， 根據(jù)SB4、SB8、SB12的單獨曲線圖可以對比看出：它們的水膠比分別為0.35、0.40、0.45，水膠比的不同根據(jù)圖表可以看出收縮的大小速率都不盡相同，不同的原因是水膠比造成的，水膠比為0.40的SB8試件的峰值達到了1300×10-6，此試件的斜率最大，表明收縮率最大，也就是說水膠比為0.40時收縮快。例如

71、SB4、SB8、SB12的水泥量相同，水的用量不同，也就是說相同的水泥，水越多收縮值就越大，因此除了外加劑的因素外，水膠比也是影響收縮的重要因素之一。</p><p>　　4.5 摻入合成纖維對混凝土的影響</p><p><b>　　1、原材料</b></p><p>　　高性能混凝土摻加合成纖維，此纖維是鋼纖維和聚丙纖維的合成，鋼纖維的作用

72、主要是增加混凝土的抗沖擊強度，聚丙纖維的作用是減少混凝土早期裂縫，對混凝土早期裂縫的控制上起到一定的作用。</p><p>　　水泥：北京興發(fā)P.O42.5；</p><p>　　石子：碎石，最大粒徑20mm；</p><p>　　砂子：細(xì)度模數(shù)2.7；</p><p>　　鋼纖維摻量 30kg/ m3；聚丙烯纖維摻量 0.6kg/ m3；

73、</p><p>　　外加劑：蜜胺系高效減水劑；</p><p>　　對兩組高性能進行測試</p><p>　　第一組：命名為高性能混凝土1，未摻加合成纖維</p><p>　　第二組：命名為高性能混凝土2，摻加合成纖維</p><p><b>　　2、試驗數(shù)據(jù)</b></p>&l

74、t;p>　　根據(jù)對高性能混凝土1和高性能混凝土2的數(shù)據(jù)畫出EXCEL坐標(biāo)圖如下：</p><p><b>　　3、試驗分析</b></p><p>　　首先由坐標(biāo)圖直觀的看，摻加合成纖維的高性能混凝土2整體比不摻加合成纖維的高性能混凝土1的收縮值小，從數(shù)據(jù)表中看，測試初期兩種混凝土的收縮值相差不多，從8h開始高性能混凝土2的收縮值與高性能混凝土1的收縮值之間的差

75、值已經(jīng)非常懸殊了，一直到22h時差值都非常大，之后的數(shù)小時中摻入合成纖維的高性能混凝土2都比未摻加合成纖維的高性能混凝土1的收縮值要小，這就可以證明合成纖維在混凝土早期收縮時起到了非常重要的控制作用，因此合成纖維是影響混凝土早期收縮的影響因素，并且是控制混凝土早期收縮的有效措施。</p><p><b>　　第5章 結(jié)束語</b></p><p>　　5.1 混凝土

76、早期收縮非接觸測試技術(shù)研究結(jié)論</p><p>　　針對目前試驗方法存在的局限性，本文采用建研院根據(jù)電渦流工作原理研制的新型電渦流非接觸式混凝土早齡期收縮測定儀對混凝土早期收縮進行測試。對于高性能混凝土來說，這段期間的體積變形很大，測定和掌握高性能混凝土早齡期的變形規(guī)律，對于控制和改善早齡期高性能混凝土的裂縫形成是至關(guān)重要的。</p><p>　　通過對混凝土進行非接觸試驗測試，我們了解到

77、影響混凝土收縮的因素有很多，其中包括水膠比、外加劑、摻合料等等，這些也是控制混凝土收縮的方法，比如在相同條件下水膠比越大，孔就越大，混凝土的收縮也就越大；摻合料如粉煤灰、硅灰、礦渣是能夠減少混凝土收縮值的礦物摻合料，也是控制混凝土收縮的措施之一。研究后得出了以下四個結(jié)論：</p><p>　　第一：采用新型電渦流非接觸式混凝土早齡期收縮測定儀能夠準(zhǔn)確地測定出從澆筑開始的混凝土早齡期過程中的自由收縮變化情況。所以，

78、新型電渦流非接觸式混凝土早齡期收縮測定儀的研制成功與推廣應(yīng)用對于我國高性能混凝土行業(yè)的健康發(fā)展將具有重要意義。</p><p>　　第二：從材料的角度分析影響混凝土早期收縮的因素又很多，水膠比、摻合料、外加劑均是混凝土早期收縮的重要影響因素，適量摻加摻合料和外加劑可以減小混凝土的早期收縮；</p><p>　　第三：摻合料中粉煤灰、硅灰、礦渣這三種礦物摻合料的適量摻加可以減小混凝土的早期收

79、縮值，這對于研究混凝土早期收縮具有重要的意義；</p><p>　　第四：摻入鋼纖維和聚丙纖維的合成纖維可以大大減小混凝土的早期收縮，這種合成纖維在混凝土早期收縮時起到了非常重要的控制作用，因此合成纖維是影響混凝土早期收縮的影響因素，并且是控制混凝土早期收縮的有效措施。</p><p><b>　　5.2 展望</b></p><p>　　迄今

80、為止,對高性能混凝土早期收縮及塑性開裂的系統(tǒng)研究仍然較少，加強早期收縮及塑性開裂的研究對指導(dǎo)高性能混凝土生產(chǎn)和施工具有一定的理論和現(xiàn)實意義。在了解測試技術(shù)無法測定混凝土3d前的早齡期收縮這個技術(shù)問題后，我們深切感受到這個是混凝土收縮研究的重要障礙，我國至今沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，本論文通過采用非接觸式激光位移傳感器定量檢測高性能強混凝土早期收縮，從技術(shù)層面解決了流態(tài)混凝土早期塑性變形難以定量測定的問題，以此對影響高性能混凝土早期收縮及塑性開裂的

81、主要因素進行系統(tǒng)試驗研究。</p><p>　　在實習(xí)期間，我從開始通過查閱文獻對混凝土收縮性能及其早期收縮試驗有了初步的認(rèn)識，然后在此基礎(chǔ)上，接下來通過實際參與一系列的試驗，進而對混凝土的性能有了更感性的認(rèn)識。我們采用已初步研制成功的、目前國內(nèi)外較為先進的非接觸式混凝土收縮測定儀對混凝土的早齡期收縮進行測量，并且做了大量的試驗，從材料的角度對混凝土收縮的影響因素及控制措施進行了研究。</p>&l

82、t;p>　　混凝土早期性能研究是混凝土研究的一個重要方向?；炷猎缙谛阅懿粌H關(guān)系到混凝土早期開裂和混凝土早期微開裂的發(fā)展，而且影響混凝土的耐久性和混凝土后期力學(xué)性能。這就意味著我們對混凝土早期收縮的研究具有重要的意義?；炷猎缙诘奈锢砘瘜W(xué)變化復(fù)雜，特別是隨著高強、高性能混凝土的發(fā)展，混凝土外加劑的應(yīng)用，在做這方面的研究時就會有很多不確定因素，因此我們的研究方法也就至關(guān)重要。</p><p>　　盡管已經(jīng)做了

83、許多混凝土收縮性研究方面的工作，但是國內(nèi)外對這一問題的高度關(guān)注只是近若干年才開始，所以對非接觸式混凝土早期收縮測試技術(shù)研究與工程實踐還不夠全面和深入，要比較徹底解決混凝土這一問題，尚有許多問題仍需要研究。例如高性能混凝土在性能上尚存在的問題：配制高性能混凝土的特點是低水膠比并摻有足夠數(shù)量的礦物細(xì)摻合料和高效減水劑，從而使混凝土具有綜合的優(yōu)異的技術(shù)特性。而且我們還應(yīng)找出其他控制因素，例如環(huán)境因素、養(yǎng)護條件、水泥品種及強調(diào)、集配、合成纖維等

84、，這些都有待我們?nèi)ヌ骄?。從目前的研究開發(fā)現(xiàn)狀來看，還值得進一步深入研究的內(nèi)容是：礦物細(xì)摻合料的科學(xué)分類和品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及其與混凝土外加劑之間的相容性；高性能混凝土多組分復(fù)合材料的復(fù)合化超疊加效應(yīng)；高性能混凝土的韌性等等問題。</p><p>　　高性能混凝土的研究與開發(fā)應(yīng)用，對傳統(tǒng)混凝土的技術(shù)性能有了重大的突破，對節(jié)能、工程質(zhì)量、工程經(jīng)濟、環(huán)境與勞動保護等方面都具有重大的意義。可以預(yù)期，高性能混凝土在工程上的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?/p>

85、迅速擴大，并取得更大、更多的技術(shù)經(jīng)濟效益。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 冷發(fā)光，張仁瑜.混凝土標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及工程應(yīng)用，2005</p><p>　　[2] 郭成舉.混凝土的物理和化學(xué)，2004</p><p>　　[3] 劉秉京.混凝土技術(shù)第二版.北京：人民交通出版社，2004&

86、lt;/p><p>　　[4] 趙順增，劉立，姚燕.水泥砂漿、混凝土收縮應(yīng)力測試方法. </p><p>　　[5] 金賢玉，沈毅，李宗津. 高強混凝土的早齡期特性試驗研究.混凝土與水泥制品，2003（5）</p><p>　　[6] 巴恒靜，高小建，楊英姿. 高性能混凝土早期自收縮測試方法研究，工業(yè)建筑，2003（8）</p><p>　　[

87、7] 侯景鵬，袁勇，柳獻.混凝土早期收縮試驗方法評價.混凝土與水泥制品，2003（5）</p><p>　　[8] 袁勇.混凝土結(jié)構(gòu)早期裂縫控制.北京：科學(xué)出版社，2002 </p><p>　　[9] 黃國興，惠榮炎.混凝土的收縮，1999</p><p>　　[10] 周履，陳永春.收縮、徐變，1994</p><p>　　[11] 陳

88、肇元，朱金銓，吳佩剛.高強混凝土及其應(yīng)用，1992</p><p>　　[12] 建筑科學(xué)研究院建筑材料研究室.混凝土集料與混凝土試驗方法，1972</p><p>　　[13] Kesai Y,Matsui I,Yokohama K. Shrinkage and Cracking of Concrete at Early Ages.1982</p><p>　　

89、[14] M.Pigon. Equipment for the Analysis of the Behavior of Concrete under Restrained Shrindage at Early Ages. Magazine of Concrete Research,2000(4)</p><p>　　[15] Ronit,Armon. Free and Restrained Shrinkag

90、e of Normal and High-strenth Concrete. ACI Material Journal,1995</p><p>　　[16] Salah Ahmed Altoubat,Early age stresses and creep-shrinkage interaction of restrained concrete,University of Illinois at Urbana-

91、champaign,Urbana,Illinoix,2000</p><p>　　[17] Edit by R.Springenschmid etc,Thermal Cracking In Concrete At Early Ages,E&FNSPON,1994</p><p><b>　　附 錄</b></p><p>　　附錄1

92、 原始數(shù)據(jù) P1、P2、P3</p><p>　　試件a的探頭1、探頭2的各自絕對距離、距離變化及試件a的總距離變化和ε值；</p><p>　　試件b的探頭1、探頭2的各自絕對距離、距離變化及試件a的總距離變化和ε值；</p><p>　　試件c的探頭1、探頭2的各自絕對距離、距離變化及試件a的總距離變化和ε值；</p><p>　　(測

93、試時間：2006年3月24日14：50：25至5月3日11：53：17</p><p>　　2006年4月5日10：45：39至4月8日08：46：15每隔5分鐘記錄的數(shù)據(jù))</p><p>　　附錄2 原始數(shù)據(jù) B10、B11、B12</p><p>　　試件a的探頭1、探頭2的各自絕對距離、距離變化及試件a的總距離變化和ε值；</p><

94、p>　　試件b的探頭1、探頭2的各自絕對距離、距離變化及試件a的總距離變化和ε值；</p><p>　　試件c的探頭1、探頭2的各自絕對距離、距離變化及試件a的總距離變化和ε值；</p><p>　　(測試時間：2006年4月29日14：05：06至5月3日09：15：42每隔5分鐘記錄的數(shù)據(jù))</p><p>　　附錄3 原始數(shù)據(jù) FS4、FS4、FS6

95、</p><p>　　試件a的探頭1、探頭2的各自絕對距離、距離變化及試件a的總距離變化和ε值；</p><p>　　試件b的探頭1、探頭2的各自絕對距離、距離變化及試件a的總距離變化和ε值；</p><p>　　試件c的探頭1、探頭2的各自絕對距離、距離變化及試件a的總距離變化和ε值；</p><p>　　(測試時間：2006年4月26日1

96、0：40：37至4月29日11：06：46每隔5分鐘記錄的數(shù)據(jù))</p><p>　　附錄4 原始數(shù)據(jù) SB4、SB8、SB12</p><p>　　試件a的探頭1、探頭2的各自絕對距離、距離變化及試件a的總距離變化和ε值；</p><p>　　試件b的探頭1、探頭2的各自絕對距離、距離變化及試件a的總距離變化和ε值；</p><p>