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蒸养混凝土早期断裂性能研究

胡少伟 娄本星 尹阳阳 叶宇霄

胡少伟,娄本星,尹阳阳,等. 蒸养混凝土早期断裂性能研究[J]. 水利水运工程学报,2020(4):88-95 doi:  10.12170/20191226004
引用本文: 胡少伟,娄本星,尹阳阳,等. 蒸养混凝土早期断裂性能研究[J]. 水利水运工程学报,2020(4):88-95 doi:  10.12170/20191226004
(HU Shaowei, LOU Benxing, YIN Yangyang, et al. Experimental study on early fracture properties of steam-cured concrete[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(4): 88-95. (in Chinese)) doi:  10.12170/20191226004
Citation: (HU Shaowei, LOU Benxing, YIN Yangyang, et al. Experimental study on early fracture properties of steam-cured concrete[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(4): 88-95. (in Chinese)) doi:  10.12170/20191226004

蒸养混凝土早期断裂性能研究

doi: 10.12170/20191226004
基金项目: 国家自然科学基金重点项目(51739008);国家重大科研仪器研制项目(51527811)
详细信息
    作者简介:

    胡少伟(1969—),男,河南杞县人,正高级工程师,博士,主要从事混凝土断裂力学研究。E-mail:hushaowei@nhri.cn

  • 中图分类号: TU375.1

Experimental study on early fracture properties of steam-cured concrete

  • 摘要: 为研究蒸养混凝土早期的断裂性能,开展了养护时间为4,8,16,24和48 h的混凝土三点弯曲梁断裂试验,分析了不同养护时间下蒸养混凝土的断裂性能和力学性能,进而给出了蒸养混凝土早期断裂参数与成熟度的关系。基于数字图像相关方法,测得了混凝土试件表面的全场位移及应变信息,研究了裂缝扩展的断裂演化过程。结果表明:在60 ℃蒸汽养护条件下,当养护时间在24 h内时,蒸养混凝土的力学性能随养护时间逐渐增大,养护时间超过24 h,蒸养混凝土的力学性能呈下降趋势;蒸养混凝土断裂性能在养护4~8 h内迅速提高,超过8 h后,混凝土断裂性能提升缓慢;其早期断裂韧度与成熟度具有较好的相关关系。研究结果可为蒸养混凝土早期断裂参数研究提供依据。
  • 图  1  试件形式

    Figure  1.  TPB specimens

    图  2  加载装置

    Figure  2.  Loading setup

    图  3  试件的力学性能

    Figure  3.  Mechanical property of specimens

    图  4  不同养护时间试件P-Dm曲线

    Figure  4.  P-Dm curve of specimens

    图  5  试件起裂荷载和失稳荷载

    Figure  5.  Initiation load and maximum load of specimens

    图  6  不同养护时间试件断裂韧度

    Figure  6.  Fracture toughness of specimens

    图  7  各组试件的断裂能及特征长度

    Figure  7.  Fracture energy and characteristic length of specimens

    图  8  材料参数与成熟度的关系

    Figure  8.  Relationship between material parameters and maturity

    图  9  预制裂缝尖端切线水平位移

    注:横轴坐标为0处为预制裂缝尖端位置;↑代表荷载上升阶段,↓代表荷载下降阶段

    Figure  9.  Horizontal displacement of precast crack-tip

    图  10  蒸汽养护4 h混凝土试件水平方向全场应变

    Figure  10.  Full field strain in horizontal direction of concrete specimen with 4 h steam curing

    表  1  断裂试验结果

    Table  1.   Test results of TPB specimens

    参数ZT4ZT8ZT16
    ZT4-1ZT4-2ZT4-3均值ZT8-1ZT8-2ZT8-3均值ZT16-1ZT16-2ZT16-3均值
    Pini/kN 0.750 0.481 0.587 0.606 1.273 1.024 1.053 1.117 1.228 1.303 1.369 1.300
    Pmax/kN 1.470 1.030 1.260 1.253 2.252 2.145 2.025 2.140 2.136 2.586 2.497 2.407
    ac/h 0.556 0.628 0.608 0.597 0.538 0.575 0.562 0.558 0.547 0.563 0.558 0.556
    δmax/mm 0.889 0.695 0.753 0.779 0.655 0.669 0.646 0.657 0.626 0.675 0.641 0.647
    $ {{K}}_{\rm{IC}}^{\rm{ini}} $/MPa·m0.5 0.311 0.244 0.270 0.275 0.442 0.380 0.387 0.403 0.431 0.450 0.466 0.449
    $ {{K}}_{\rm{IC}}^{\rm{un}} $/MPa·m0.5 0.797 0.810 0.812 0.806 1.046 1.143 1.042 1.077 1.032 1.279 1.221 1.177
    参数 ZT24 ZT48 BT28d
    ZT24-1 ZT24-2 ZT24-3 均值 ZT48-1 ZT48-2 ZT48-3 均值 BT28d-1 BT28d-2 BT28d-3 均值
    Pini/kN 1.479 1.189 1.426 1.365 1.202 1.223 1.351 1.259 1.578 1.624 1.573 1.592
    Pmax/kN 2.494 2.285 2.602 2.460 2.376 2.543 2.384 2.434 2.824 2.631 2.743 2.733
    ac/h 0.554 0.565 0.567 0.562 0.591 0.561 0.587 0.580 0.560 0.566 0.574 0.567
    δmax/mm 0.724 0.554 0.644 0.641 0.691 0.583 0.618 0.631 0.721 0.579 0.635 0.645
    ${{K}}_{\rm{IC}}^{\rm{ini}} $/MPa·m0.5 0.487 0.421 0.480 0.463 0.424 0.430 0.462 0.438 0.519 0.530 0.517 0.522
    ${{K}}_{\rm{IC}}^{\rm{un}} $/MPa·m0.5 1.203 1.163 1.306 1.224 1.323 1.251 1.302 1.292 1.363 1.314 1.401 1.359
    注:试件编号中Z代表蒸汽养护;B代表标准养护;T代表时间,如T16代表养护时间为16 h。
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  • 收稿日期:  2019-12-26

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