021-59162252

申博太阳城

news

当前位置: > 新闻资讯 > 消息详情www.40469.com
UHPC的耐久性--微裂痕形态的渗透性与裂痕自愈才能
2019-09-178827.com

在腐蚀性情况中,保证混凝土耐久性的必要条件之一是低渗透性。但是,混凝土结构难以完整制止开裂,裂痕会增大混凝土的渗透性。问题是:怎样的裂痕形态,不会明显地影响混凝土的渗透性?
C.W. Aldea等实验测试了裂痕的水泥净浆、沙浆、一般和高强混凝土渗透性[1]。实验用圆柱切割的圆板试件(Φ100x25或50mm),劈拉构成裂痕,掌握裂痕伸开量(COD,cracking opening displacement),卸载后测试裂痕试件的渗水速率。卸载后COD与浸透系数的干系见图1。无裂痕净浆、沙浆和一般混凝土,水浸透系数在10-11 m/s数量级,硅灰高强混凝土的水浸透系数在10-12 m/s数量级;裂痕伸开量COD到达100μm,则所有质料的浸透系数均增大到10-10 m/s数量级。

8827.com

J.P. Charron等用乙二醇和水测试裂痕的纤维加强UHPC渗透性[2]。先将长板试件切槽,单轴拉伸使切槽处发生裂痕,再在裂痕部位钻取圆板(Φ100x50mm)作为裂痕试件测试渗透性,次要实验成果见图2。从浸透系数能够看出,UHPC的残留应变到达0.13%从前,浸透系数以较小幅度增大,尔后则快速增大。UHPC的残留应变在0.13%阁下时,肇端的浸透系数在10-11 m/s数量级(见图2b),与无裂痕一般混凝土(水灰比0.45)渗透性相称(比照图1)。因而,J.P. Charron等以为,连结优良抗渗性,UHPC的拉伸极限应变或阈值变形为0.13%。UHPC的0.13%变形,对应于COD=130μm(测试间距为100mm),与COD=100 μm的一般和高强混凝土(NSC/HSC)比拟(图1),UHPC的肇端水浸透系数要低一个数量级。这是由于:渗透性随裂痕宽度的三次方增大,纤维加强UHPC为多缝开裂,不异变形量(COD)形态的裂痕数目多,但裂痕宽度较小来由。
裂痕UHPC的乙二醇浸透系数根本不变,只要0.05%应变(COD=50μm)的浸透系数随测试工夫耽误逐渐低落,能够是裂痕太纤细,逐步被沉积物梗塞的来由(见图2a)。水的浸透系数则均随测试工夫的耽误而不竭低落(见图2b)。水渗透性的低落,是由于裂痕逐步愈合。拉伸变形不超过0.13%,UHPC的水渗透性在最后几天快速低落;颠末40天,水浸透系数能够低落2~3个数量级[2],规复到十分高的抗渗才能。

太阳亚洲娱乐

早在1836年,法国科学院就发明了混凝土裂痕的自愈合(autogenous healing)征象[3]。研讨以为,裂痕自愈合有两种机理[3,4]:其一,未水化水泥与水反响,产品逐步添补、胶结和封锁了裂痕;其二,水中消融的Ca(HCO3)2或CO2与水泥水化产品Ca(OH)2反响发生CaCO3沉淀,以及其它沉淀物,渐渐梗塞了裂痕。两种机理也能够同时发生感化,低落裂痕的渗透性。H-W. Reinhardt等用水浸透实验研讨差别温度(20~80oC)情况下,裂痕宽度为0.05~0.20mm高机能混凝土(HPC,93MPa)的渗透性和自愈才能[5]。成果显现:裂痕宽度为0.15mm的混凝土,在20 oC温度情况颠末336小时(2周)渗水历程,渗水速率低落到初始速率的2%,相当于裂痕愈合到0.05mm宽度程度。裂痕宽度越小,环境温度越高,裂痕愈合越快。假如水压梯度达1MPa/m,宽度小于0.10mm且不再扩大的裂痕,会颠末自愈合历程而封锁[5]。
UHPC具有更强的微裂痕自愈合才能。因为水胶比十分低,UHPC拌合水量仅能供部门水泥水化,绝大多数水泥颗粒的内部处于没有水化形态。因而,假如有水或水汽进入UHPC的裂痕,表露在裂痕外表的水泥颗粒未水化部门就会“持续”水化。这时候的水泥水化是与内部进入的水份反响,水化产品体积约是反响水泥熟料体积的两倍,多出来的体积可以填堵裂痕。从图3能够明晰地看到未水化水泥对微裂痕的这类封锁感化。

太阳城菲律宾官网

与沉淀物仅仅梗塞微裂痕差别,水泥“持续”水化不只可以封锁微裂痕低落渗透性,同时还起“胶结”裂痕感化,在一定程度上规复了混凝土因裂痕低落的力学性能。P. Pimienta等实验研讨预先弯拉开裂的UHPC小梁,在腐蚀性情况中(干湿轮回、氯盐和高温情况)的耐久性[6]。成果显现,裂痕UHPC小梁试件,在10%氯化钠溶液或60oC热水中连续浸泡3个月后,或阅历60个干湿轮回(每一个轮回18小时在20oC水中 + 6小时在60oC枯燥氛围中)后,从头加载的抗弯机能没有遭到影响,表现出很好的连续性,见图4。比照图4中从头加载各条曲线的斜率,能够看出,热水、氯化钠溶液浸泡和阅历干湿轮回的试件,刚度(弹性模量)均高于在枯燥氛围(相对湿度50%)中寄存试件。这类刚度的规复,表白打仗水的试件,裂痕有一定程度的“胶结”性愈合,提高了质料的连续性。

美国的一项实验 “Combined effect of structural and environmentalloading on cracked UHPC”(构造与情况荷载对有裂痕UHPC的复合感化)[7],将钢筋加强UHPC梁(150x380x4900mm)4点蜿蜒加载至开裂(梁下部呈现29条宽度0.002~0.009mm裂痕),梁底面经由过程海绵打仗15%浓度氯化钠溶液(情况荷载),然后轮回加载(疲倦构造荷载)。该实验用时半年,加载轮回达50万次,在构造荷载与情况荷载的复合感化下,沿裂痕呈现氯化钠结晶析出(见图5),但对UHPC抗弯机能影响细微,梁的抗弯构造呼应并没有低落。半年的复合荷载实验完毕后,再中心加载使梁蜿蜒毁坏,成果发明:梁的静态毁坏不是沿本来的裂痕,而是呈现与扩大了一组新的裂痕[7]。这类征象表白,先前的微裂痕曾经愈合。

上述两个实验,即腐蚀性情况对裂痕UHPC梁力学机能的影响,关于理解把握有裂痕UHPC构造在高腐化情况中的耐久性十分有价值。但3个月和6个月实验周期相对较短,还需求展开周期更长、内容更丰硕以及持久表露的裂痕UHPC耐久性实验研讨。
德国的实验研讨以为,UHPC的临界开裂宽度为0.05mm。也就是说,裂痕宽度小于0.05mm,从耐久性方面(对内部钢材的防锈蚀庇护方面)可以为UHPC处于优良形态[8]。
UHPC结构设计凡是会将最大拉应力限定在弹性极限抗拉强度内,制止开裂。关于晚期膨胀遭到强束缚的场合,比方混凝土-UHPC或钢-UHPC复合构造等互相粘结的构造范例,新浇筑UHPC的膨胀会遭到混凝土或钢的较强束缚,宜选用抗拉机能品级高的UHPC,确保晚期膨胀招致的开裂为多缝和微裂(裂痕宽度不超过0.05mm),制止损伤抗渗性与耐久性。