[發(fā)明專利]一種混凝土開裂風(fēng)險評價指數(shù)的測定方法

有效

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• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102323397A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周岳年;諸華豐;邱偉明
• 申請（專利權(quán)）人: 舟山市博遠科技開發(fā)有限公司
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38
• 代理公司: 舟山固浚專利事務(wù)所 33106
• 代理人: 范榮新

技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及的是一種混凝土開裂風(fēng)險評價指數(shù)的測定方法。

背景技術(shù)混凝土工程普遍會發(fā)生早期收縮裂縫，混凝土早期收縮裂縫是由混凝土在干燥時的早期收縮變形引起的，這種早期收縮裂縫的產(chǎn)生嚴重威脅著混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，因此準確及時地對混凝土開裂風(fēng)險進行評價是指導(dǎo)混凝土養(yǎng)護工藝、降低早期收縮裂縫的產(chǎn)生程度、保證混凝土工程質(zhì)量的重要手段。現(xiàn)行的評價混凝土開裂風(fēng)險的方法主要是對混凝土早期收縮變形量或單位面積上的總開裂面積(mm²/m²)的測定，這兩種測定都是采用把新拌混凝土放入特定的模具，經(jīng)振實成型后進行測定的“非接觸法”，其中包含對測定時的環(huán)境溫度、濕度和風(fēng)速的要求。

如：現(xiàn)行中國國家標準GB/T50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》中第8節(jié)“收縮試驗”之“非接觸法”規(guī)定，非接觸法混凝土收縮試驗應(yīng)在溫度為(20±2)℃、相對濕度為(60±5)％的恒溫恒濕條件下進行。第9節(jié)“早期抗裂試驗”其試驗環(huán)境規(guī)定為：溫度(20±2)℃，相對濕度為(60±5％)，并在試件成型30min后，立即調(diào)節(jié)風(fēng)扇位置和風(fēng)速，使試件表面中心正上方100mm處風(fēng)速為(5±0.5)m/s，并應(yīng)使風(fēng)向平行于試件表面和裂縫誘導(dǎo)器。

研究發(fā)現(xiàn)：混凝土的干燥收縮是引起混凝土早期收縮裂縫的主要原因，而混凝土養(yǎng)護環(huán)境與干燥收縮的大小直接相關(guān)，實質(zhì)上混凝土所處環(huán)境的蒸發(fā)量(與蒸發(fā)速率)是決定混凝土干燥收縮程度(與收縮速率)的最直接的因素。早期養(yǎng)護關(guān)鍵是保證混凝土澆筑后性能發(fā)展所需的一定濕度環(huán)境。混凝土與其周圍環(huán)境的濕交換程度(可解釋為基于物質(zhì)平衡的在某環(huán)境中混凝土與環(huán)境之間的以蒸發(fā)為主要流向的水分子交換程度)對混凝土早期性能尤其是收縮性能的影響是很大的。早期若不及時采取妥善的養(yǎng)護而過早地處于干燥環(huán)境下，將極大地增加早期的干燥收縮。而蒸發(fā)量是度量濕交換程度最直接的物理量參數(shù)，并且蒸發(fā)量及其變化速率是可以測定的。

美國ACI新編混凝土施工規(guī)范征求意見稿提出，混凝土的蒸發(fā)量(蒸發(fā)速率)與環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、混凝土表面溫度及其近表面流速(風(fēng)速)存在如下函數(shù)關(guān)系：

W＝5[(T_c+18)^2.5-r(T_a+18)^2.5]×(v+4)×10^-6

其中：W-蒸發(fā)速率kg/(m²·h)，T_c-混凝土表面溫度℃，T_a-空氣溫度℃，r-相對濕度％，v-風(fēng)速km/h。

上述現(xiàn)行的對混凝土早期收縮變形量的測定方法和混凝土單位面積上的總開裂面積的測定方法，其中所要求的試驗環(huán)境條件都不能準確反映出混凝土所處環(huán)境的主要以蒸發(fā)量度量的濕交換程度，即該規(guī)定的環(huán)境條件與環(huán)境蒸發(fā)量、蒸發(fā)速率不存在確定的對應(yīng)關(guān)系。通過限定試驗的環(huán)境溫度、相對濕度、風(fēng)速而期望間接反映出所處環(huán)境的濕交換程度將造成很大的試驗誤差，使混凝土在相同控制條件的環(huán)境下所測得的數(shù)據(jù)結(jié)果不具有可比性，因而難以準確、全面地評價被測混凝土的收縮特性或開裂風(fēng)險程度。

何況上述非接觸法混凝土收縮試驗標準中也沒有對環(huán)境風(fēng)速條件設(shè)定要求，這將更嚴重影響試驗結(jié)果。

因此，處于自然環(huán)境中施工的混凝土工程，其濕交換是實時變化的，現(xiàn)行的人工環(huán)境條件下得到的試驗結(jié)果顯然對實際混凝土工程缺乏指導(dǎo)意義。

發(fā)明內(nèi)容針對上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是確定環(huán)境條件與混凝土早期收縮特性、開裂程度之間關(guān)系，并建立可以觀察養(yǎng)護環(huán)境對混凝土收縮裂縫發(fā)生影響程度的一種混凝土開裂風(fēng)險評價指數(shù)的測定方法。

本發(fā)明提供的一種混凝土開裂風(fēng)險評價指數(shù)的測定方法，包括對混凝土早期收縮開裂特性的測定，其具體過程是首先在同一環(huán)境中同步進行混凝土早期收縮開裂特性的測定和蒸發(fā)量的測定，再對數(shù)據(jù)進行處理后得出結(jié)合兩個測定結(jié)果的混凝土開裂風(fēng)險的評價指數(shù)；

其中對混凝土早期收縮開裂特性的測定是對混凝土早期收縮變形量的測定，其方法是先制作試件，在試件兩端預(yù)埋反射靶，再按時間表通過測距儀測定反射靶隨試件收縮而產(chǎn)生的位移距離并記錄該時間-位移距離關(guān)系；

其中蒸發(fā)量的測定方法，是先將定量的水加入蒸發(fā)皿并置于混凝土早期收縮變形量的測定環(huán)境中，再按時間表測量蒸發(fā)量并記錄該時間-蒸發(fā)量關(guān)系，所說蒸發(fā)量是單位面積水面上的水的蒸發(fā)質(zhì)量；

其中數(shù)據(jù)處理是分別計算被測混凝土的收縮速率和測量環(huán)境的蒸發(fā)速率，收縮速率的計算公式是：