现代混凝土试验与检测 课件 项目4 体积稳定性

现代混凝土试验与检测项目四

任务1非接触法检测混凝土的收缩上篇010203【适用范围】【仪器认知】目录CONTENTS【操作步骤】【数据处理】0405【注意事项】适用范围01本方法主要适用于测定早龄期混凝土的自由收缩变形，也可用于无约束状态下混凝土自收缩变形的测定。普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准（GB/T50082-2009）适用范围仪器认知02固定架反向靶螺丝试模卡子仪器认知非接触法混凝土收缩测定仪电源开关温湿度传感器插头位移传感器探头仪器认知操作步骤032.混凝土成型1.

铺设薄膜3.测混凝土初凝时间4.连接传感器操作步骤6.连通并测试5.调节传感器位置操作步骤7.结果处理04数据处理取3个试件测试结果的算数平均值作为该组混凝土试件的早龄收缩测定值，计算应精确到10-6。

——左侧非触法位移传感器初始读数（mm）。——左侧非接触法位移传感器t时读数（mm）。——右侧非接触法位移传感器t时读数（mm）。——t时混凝土的收缩率，从初始读数时算起。——右侧非触法位移传感器初始读数（mm）。——试件测量标距(mm)，等于试件长度减去试件中两个反射靶沿试件长度方向埋入试件中的长度之和。数据处理05注意事项在整个测试过程中,试件在变形测定仪上放置的位置、方向均应始终保持固定不变。需要测定混凝土自收缩值的试件，应在浇筑振捣后立即采用薄膜做密封处理。注意事项作为相对比较的混凝土早龄期收缩值应以3d龄期测试得到的混凝土收缩值为准。THEEND现代混凝土试验与检测

—混凝土收缩测定（接触法）混凝土收缩测定（接触）测定01仪器认知02试验原理03操作步骤04注意事项本方法主要适用于无约束和规定的温度、湿度条件下硬化混凝土试件的收缩变形。普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准（GB/T50082-2009）适用范围非接触法：早期混凝土自由收缩（化学收缩、塑性收缩）、自收缩（化学收缩）——初凝-3d。接触法：硬化混凝土的收缩变形——3d-360d。

实际测定是干燥收缩、部分碳化收缩为什么不得使用机油等憎水性脱膜剂？影响试件与外界水分的湿度交换仪器认知试验原理操作步骤注意事项混凝土收缩测定（接触）主要仪器设备：混凝土收缩膨胀仪型号:BT-540仪器认知试验原理操作步骤注意事项导轨卡盖主要仪器设备：混凝土收缩膨胀仪底盘混凝土收缩测定（接触）仪器认知试验原理操作步骤注意事项支撑滑轮千分表滑轮架主要仪器设备：混凝土收缩膨胀仪支承轮滑轮管架调整螺丝表架混凝土收缩测定（接触）仪器认知试验原理操作步骤注意事项混凝土含气量测定标准杆标准杆认知托架仪器认知试验原理操作步骤注意事项混凝土收缩测定（接触）测定根据GB/T50082-2009，测定无约束和规定的温湿度条件下硬化混凝土试件的收缩变形性能。

试验原理：仪器认知试验原理操作步骤注意事项混凝土收缩仪器操作采用100mm*100mm*515mm的棱柱试件仪器认知试验原理操作步骤注意事项混凝土收缩仪器操作

01组装仪器认知试验原理操作步骤注意事项混凝土收缩仪器操作02调零用标准杆矫正仪表的零点，复核1—2次，其中一次应在试件测读完后进行。发现偏差超过0.001mm时，应重新调零进行试验。仪器认知试验原理操作步骤注意事项混凝土收缩仪器操作03测定将养护后的试件放置在收缩仪上，读出千分表的读数，此读数就是混凝土试件的收缩仪器认知试验原理操作步骤注意事项混凝土收缩仪器操作03测定仪器认知试验原理操作步骤注意事项混凝土收缩测定（接触）测定试验操作步骤三、放置标准杆，调零二、组装仪器四、放置试块，测定一、成型试件、养护五、数据处理仪器认知试验原理操作步骤注意事项混凝土收缩测定（接触）测定试验做完后的关键操作包括：每次测量试件与仪表保持相对固定的位置和方向试件成型后不能使用机油等憎水性脱模剂

调零偏差超过0.001mm应重新调零进行测定L0=540-千分表读数(初始)Lt=540-千分表读数(t)Lb=515-22.5-22.5(预埋)Lb=515(后埋)四元图表小结01仪器用完后，需将测量头和千分表擦拭干净，并涂以钟表油02每组应取3个试件收缩率的算术平均值作为测定值测试过程中，应使千分表与测头缓慢的与试件接触，不允许冲击和碰撞，不允许将千分表的测杆顶过最大量程范围，以免影响表的灵敏度和使用寿命陕西铁路工程职业技术学院土木工程检测技术专业教学资源库混凝土抗裂性与裂缝控制技术现代混凝土试验与检测混凝土抗裂性与裂缝控制技术混凝土受外界环境作用而劣化的整体模型一个不透水，但存在非连续微裂缝，且多孔的钢筋混凝土结构由于微裂缝和孔隙连通起来，不透水性逐渐丧失A：因以下原因使孔隙内静水压力增大，导致混凝土膨胀：钢筋锈蚀、碱-骨料反应、水结冰、硫酸盐侵蚀B：混凝土强度与刚度降低开裂、剥落与整体丧失环境作用（第一阶段）（无可见损伤）1．侵蚀作用（冷热循环）2．荷载作用（循环荷载、冲击荷载）环境作用（第二阶段）（损伤的开始与扩展）水的渗入O2、CO2渗入酸性离子（Cl-，SO42-）渗入改变结构的受力条件，导致结构局部甚至整体发生破坏混凝土开裂，结构承载力下降降低结构抗震能力，威胁结构的整体稳定性和安全性裂缝随着环境与荷载作用的动态变化将削弱混凝土建筑物的刚度阶段Ⅰ：降低混凝土结构保护层有效厚度阶段Ⅱ：加速环境中侵蚀性介质、空气与水分在混凝土结构内部的传输阶段Ⅲ：缩短混凝土结构内部钢筋活化腐蚀时间，降低混凝土结构服役寿命混凝土开裂，结构耐久性能劣化混凝土开裂阶段Ⅰ有害介质、空气与水侵入阶段Ⅱ钢筋开始锈蚀钢筋体积膨胀阶段Ⅲ裂缝产生的原因荷载作用下的裂缝（结构性裂缝，约5%~10%）变形作用下的裂缝（非结构性裂缝，约80%以上）耦合作用（变形与荷载共同作用）下的裂缝约（5%~10%）碱骨料反应、冻融、不均匀膨胀、安定性不良产生的裂缝非荷载条件下导致变形裂缝：塑性收缩自干燥收缩干燥收缩温度收缩碳化收缩湿度变化温度变化混凝土收缩机理湿度变化塑性收缩水分蒸发早期自收缩水分消耗后期干燥收缩水分迁移RH降低收缩驱动力：水分迁移及消耗所引起的孔隙负压的增长混凝土自收缩自收缩-机理自收缩的发展可以分为三个阶段：第一阶段：自收缩等于化学收缩，且与水花程度成线形关系第二阶段：骨架初步形成，自收缩受到限制，自收缩小于化学收缩第三阶段：混凝土硬化，自收缩与化学收缩相比越来越小。混凝土自收缩自收缩-机理自收缩根本原因：水泥水化过程，体系总体积减小（化学收缩）。化学收缩约为：6.4×10-2mL/g自收缩为化学收缩的表现形式之一，化学收缩为自收缩（表观体积收缩）和所形成孔体积之和混凝土收缩测试方法自收缩分阶段、全过程测试早期横向早期纵向混凝土净浆后期基于波纹管、非接触传感器的早期自收缩测试技术混凝土温度变形与开裂温度变形——机理1.材料本身固有属性2.毛细管应力松弛附加膨胀3.液相迁移温度升高延迟收缩（一般可忽略）引起膨胀热膨胀变形性能受湿度影响较为显著混凝土温度变形与开裂中心的温升随结构物断面尺寸增大而加剧绝热温升厚度开裂原因-内外温差所引起的温度应力温度变形变形开裂拉力区压力区温度分布应力分布表层受拉、内部受压抗裂性参数：温升时间出现应力时间第一零应力温度TZ,1温峰出现时间温度最大值Tmax

第二零应力温度TZ,2

开裂温度Tc最大压应力σc,max

混凝土温度变形与开裂温度最大值Tmax

s

T

t

t

第一零应力温度TZ,1开裂温度Tc最大压应力σc,max开裂应力sc试件应力、中心温度随龄期变化曲线升温阶段保温阶段快速降温阶段温度变形开裂评价方法温度应力试验机现代混凝土开裂的原因更为复杂水泥组成及掺合料对开裂性能的影响水泥组成及掺合料开裂温度细度从380m2/kg降至280m2/kg降低9.5℃碱含量从0.95%降至0.55%降低7℃C3A含量减少4%时降低6℃掺加17%粉煤灰降低2℃掺加矿粉或硅灰增大开裂温度开裂温度降低值越大，抗裂效果越好现代混凝土开裂的原因更为复杂减水剂的影响一方面：降低水胶比及水泥用量、提高流动性；另一方面：在相同水胶比下增大了混凝土的收缩，60d干缩增大20%-40%木钙传统萘系（缩聚物）现代混凝土开裂的原因更为复杂水胶比的影响龄期d自收缩（10-6）相比于水灰比为0.6试件：水灰比为0.5、0.45、0.4、0.35、0.3和0.25试件1年的自收缩分别增加：175%、250%、275%、335%、495%和505%现代混凝土开裂的原因更为复杂养护的影响适当的养护，可减少混凝土的开裂风险现代混凝土的水胶比变低，泌水速率减小，混凝土表层更容易变干；初裂时间显著提前

养护需要提前，养护方法需要改进传统的养护方法已不能满足现代混凝土的发张要求（如立面、变截面的养护）喷雾养护不养护混凝土强度等级逐渐提高，但拉压比却逐渐减小C30混凝土：拉压比约1/10~1/12C50混凝土：拉压比约1/16现代混凝土开裂的原因更为复杂脆性增大，开裂风险增加混凝土裂缝控制--总体思路减缩防裂结构调控水分蒸发干燥收缩塑性收缩毛细管负压增长自收缩水化热温度变化温度收缩抑制水分蒸发抗力抗裂性驱动力化学减缩胶材水化环境温度强度、韧性、徐变补偿收缩纤维阻裂评价方法聚合物网络原位增韧干燥收缩塑性收缩自收缩温度收缩沉降收缩初凝浇筑成型终凝后一周时间徐变变形（荷载）长龄期碳化收缩不同龄期阶段的收缩变形谢谢

！高性能混凝土试验与检测

—早期抗裂试验早期抗裂试验检测01适用范围、主要设备01试验主要步骤03试验结果处理试验主要仪器

早期抗裂试验检测主要仪器设备：

本方法适用于测试混凝土试件在约束条件下的早期抗裂性能。本试验按照，GB/T

50082-2009，普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准进行试验。试验试件尺寸早期抗裂试验检测试验装置及试件尺寸应符合下列规定：

1）本方法应采用尺寸为800mm×600mm×100mm的平面薄板型试件，每组应至少2个试件。混凝土骨料最大公称粒径不应超过31.5mm。

2）混凝土早期抗裂试验装置应采用钢制模具，模具的四边（包括长侧板和短侧板）宜采用槽钢或者角钢焊接而成，侧板厚度不应小于5mm，模具四边与底板宜通过螺栓固定在一起。

模具内应设有7根裂缝诱导器，裂缝诱导器可分别用50mm×50mm、40mm×40mm角钢与5mm×50mm钢板焊接组成，并应平行于模具短边。底板应采用不小于5mm厚的钢板，并应在底板表面铺设聚乙烯薄膜或者聚四氟乙烯做隔离层。模具应作为测试装置的一个部分，测试时应与试件连在一起。

3）风扇的风速应可调，并且应能够保证试件表面中心处的风速不小于5m/s。

4）温度计精度不应低于±0.5℃。相对湿度计精度不应低于±1%。风速计精度不应低于±0.5m/s。试验步骤早期抗裂试验检测5）刻度放大镜的放大倍数不应小于40倍，分度值不应大于0.01mm。

6）照明装置可采用手电筒或者其他简易照明装置。7）钢直尺的最小刻度应为1mm。试验应按下列步骤进行：

1）试验宜在温度为（20±2）℃，相对湿度为（60±5）%的恒温湿室中进行。

2）将混凝土浇筑至模具内以后，应立即将混凝土摊平，且表面应比模具边框略高。可使用平板表面振捣器或者采用振捣棒插捣，应控制好振捣时间，并应防止过振和欠振。

3）在振捣后，应用抹子整平表面，并应使骨料不外露，且应使表面平整。

4）应在试件成型30min后，立即调节风扇位置和风速，使试件表面中心正上方100mm处风速为（5±0.5）m/s，并应使风向平行于试件表面和裂缝诱导器。

试验步骤早期抗裂试验检测

5）试验时间应从混凝土搅拌加水开始计算，应在（24±0.5）h测读裂缝。裂缝长度应用钢直尺测量，并应取裂缝两端直线距离为裂缝长度。当一个刀口上有两条裂缝时，可将两条裂缝的长度相加，折算成一条裂缝。

6）裂缝宽度应采用放大倍数至少40倍的读数显微镜进行测量，并应测量每条裂缝的最大宽度。

7）平均裂缝面积、单位面积的裂缝数目和单位面积上的总开裂面积应根据混凝土浇筑24h测量得到裂缝数据来计算。试验结果处理早期抗裂试验检测试验结果计算及其确定应符合下列规定：

1）每条裂缝的平均开裂面积应按下式计算：

a=1/2N∑（N/I=1）Wi*Li

2）单位面积的裂缝数目应按下式计算：

b=N/A

3)单位面积上的总开裂面积应按下式计算：

C=a*b

式中：Wi——第i条裂缝的最大宽度

Li——第i条裂缝的长度

N——总裂缝数目

A——平板的面积

a——每条裂缝的平均开裂面积

b——单位面积的裂缝数目

c——单位面积上的总开裂面积

4）每组应分别以2个或多个试件的平均开裂面积的算术平均值作为该组试件平均开裂面积的测定值。

注意事项非接触法收缩的检测注意细节：试件成型30min后让试件表面中心正上方100mm处风速为（5±0.5）m/s，并使风向平行于试件表面和裂缝诱导器2个或多个试件的平均开裂面积的算术平均值作为该组试件平均开裂面积的测定值

试验时间应从混凝土搅拌加水开始计算，应在（24±0.5）h测读裂缝长度陕西铁路工程职业技术学院土木工程检测技术专业教学资源库现代混凝土试验与检测

—早期开裂试验早期开裂试验01仪器认知02适用范围03操作步骤04注意事项数据处理05仪器认知适用范围操作步骤注意事项早期开裂试验仪器认知：刻度钢尺，最小精确0.1mm早期开裂试验装置图：试件尺寸：

800mmX600mmX100mm混凝土早期开裂测试装置：风速计：

精度要求不低于4.5-5.5m/s。

（后附风速计说明书）温湿度表：温度：18-22度湿度：（55-65）%40倍放大镜：分度值不应大于0.1mm试验依照规范：GB/T50082-2009仪器认知适用范围操作步骤

注意事项早期开裂试验适用范围：适用于测试混凝土试件在约束条件下的早期抗裂性能。仪器认知适用范围操作步骤

注意事项早期开裂试验仪器认知适用范围操作步骤注意事项早期抗裂试验试验操作步骤（1）试验宜在恒温恒湿室中进行，应能使室温保持在20±2℃，