文档介绍：该【土木工程专业论文 】是由【zhangkuan1436】上传分享，文档一共【35】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【土木工程专业论文 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。北京城市学院土木工程专业毕业设计(论文)
第1章前言
我国建设部部在建筑业业重点发展展的十项新新技术中明明确提出了了研发高性性能混凝土土的发展目目标。高性性能混凝土土是由美国国国家标准准与技术研研究所(NNIST)与与美国混凝凝土协会(ACI)于1990年在美国马里兰州召开的讨论会上提出的:高性能混凝土是具有所要求性能和匀质性的混凝土,必须采用严格的施工工艺、优质材料配制,便于施工,不离析,力学性能稳定,早期强度高,具有较好韧性和体积稳定性等性能的耐久混凝土,特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。高性能混凝土改变了人们一直将注意力集中在不断提高混凝土强度上面的观念,强调了混凝土建筑应具备优越耐久性,以满足建筑物长期使用的需求。
近年来,高高性能混凝凝土以其较较高的耐久久性,良好好的工作性性和适宜的的强度,在在我国得到到了较为快快速的普及及和发展。但但随着建筑筑工程量及及混凝土用用量的不断断增加,涉涉及混凝土土收缩开裂裂引起裂缝缝问题的工工程事故不不断增多,并并且大多数数发生在混混凝土应用用面较大的的大中城市市及大中型型工程中,严严重影响混混凝土建筑筑的安全性性和使用寿寿命。高性性能混凝土土具有的良良好的混凝凝土体积稳稳定性是其其高耐久性性的主要因因素之一,混混凝土的抗抗收缩性能能则是混凝凝土体积稳稳定性的重重要方面。可可见,高性性能混凝土土收缩性能能的研究对对于解决混混凝土开裂裂等问题,是是较为关键键且迫切的的。
国国内外许多多学者及工工程技术人人员对混凝凝土抗裂性性问题十分分关注,并并在这方面面进行了研研究和探索索,取得了了不少有意意义的成果果。混凝土土抗裂性能能测试技术术的研究不不仅要测试试混凝土在在自由状态态下的变形形性能,还还应测试混混凝土在约约束状态下下的变形性性,后者更更接近混凝凝土在实际际工程中使使状况。目目前,国内内外检验评评价混凝土土在约束状状态下的抗抗裂性能的的方法主要要是圆环法法、平板法法和棱柱体体法。有关关混凝土抗抗裂性影响响因素及影影响机理、抗抗裂性变化化规律等方方面的研究究成果不深深入系统,大大多是经验验的总结,制制约了混凝凝土抗裂性性的控制措措施研究。国国际上对混混凝土的延延伸性的研研究还很不不深入,直直接开展开开裂试验研研究较少,我我国这方面面的工作也也才刚刚开开展。混凝凝土原材料料性能及配配合比对其其开裂性能能的影响不不够明确,需需要作进一一步的研究究。目前对对高性能混混凝土收缩缩开裂的研研究,只是是沿用通混混凝土的方方法做了一一些工作,但但对其收缩缩特点,特特别是早期期收缩特
北京城市学院土木工程专业毕业设计(论文)
点点缺乏足够够的认识。且且混凝土原原材料性能能及配合比比与混凝土土收缩、开开裂之间的的关系还不不很明确,使使人们无法法在进行配配合比设计计时,把收收缩、开裂裂比较明确确地考虑进进去。混凝凝土收缩开开裂与混凝凝土早龄期期收缩性能能密切相关关,因此如如何减少混混凝土裂缝缝,提高高高性能混凝凝土的抗裂裂性和耐久久性便成了了混凝土工工程技术中中的一项亟亟待解决的的课题。
据统计,混混凝土结构构开裂有880%是因因变形引起起的,而混混凝土的体体积变形主主要表现为为收缩。混混凝土的收收缩现象早早在很多年年前就由DDaviss和Lymaan提出,同同时发现混混凝土自生生能够收缩缩,质量和和温度没有有任何变化化。从200世纪90年代开开始,随着着高强高性性能混凝土土的广泛应应用,混凝凝土的收缩缩现象越来来越引起人人们的关注注。在工程程实践中,发发现高强混混凝土、自自密实混凝凝土和大体体积混凝土土的收缩现现象是非常常显著的,比比如混凝土土在恒温水水养的条件件下仍然开开裂,密封封的高强混混凝土的抗抗折强度随随着养护龄龄期的增加加反而降低低等。对于于普通混凝凝土来说,收收缩通常发发生在脱模模前,而大大部分发生生在脱模后后的混凝土土内部,因因而过去人人们对早期期收缩的研研究很少。与与普通混凝凝土不同,高高性能混凝凝土的收缩缩大部分发发生在早期期,使混凝凝土在一开开始便出现现大量微裂裂纹;研究究表明,当当普通混凝凝土中掺入入超细矿物物掺合料时时,较高温温度下的早早期收缩应应变发展很很快,而后后期的收缩缩应变要低低于低温下下的收缩值值。因此,对对于具有低低水胶比、高高胶凝材料料量或者磨磨细矿渣置置换率较高高的混凝土土,考虑它它们的早期期收缩是非非常重要的的。
从目前混凝凝土早期收收缩的研究究现状来看看,国内外外的专家学学者一直把把研究的重重点放在混混凝土的33d以后的的收缩及其其影响因素素和解决措措施上,我我们在了解解了高性能能混凝土由由于低水胶胶比在早期期(3d前前)就产生生很大的收收缩,由于于混凝土强强度还不高高,往往导导致早期微微裂缝的形形成这个原原理后,对对于高性能能混凝土来来说,研究究其早期收收缩意义就就更加重大大,而高性性能混凝土土早期收缩缩的测试方方法还没有有统一的标标准。我在在建研院的的专家的指指引下,在在对比和分分析国内外外收缩测量量方法的基基础上,对对早期收缩缩的试验方方法、试验验装置、适适用性等方方面做了较较详细的了了解后选择择了混凝土土早期收缩缩的非接触触测试技术术研究这个个课题,并并且经过实实际参与一一系列的试试验后对混混凝土早期期收缩的数数据进行分分析和评价价,最终得得到了一些些关于混凝凝土早期收收缩的规律律,并且得得出了一些些有价值的的结论及其其一些有效效的控制措措施。
混凝土收缩缩试验的关关键是如何何通过合适适的试验手手段精确测测量早期的的收缩,而而不是稍后后的收缩。所所以我们应应该尽快建建立混凝土土早期收缩缩的标准试试验方法,以以满足目前前高强混凝凝土发展的的需要。
北京城市学院土木工程专业毕业设计(论文)
固定接触式式测量混凝凝土收缩的的方法,是是通过预埋埋测头或者者后粘测头头,用与测测头接触的的测长仪器器来测量试试件的尺寸寸变化,是是使用最为为普遍的方方法。目前前有关固定定接触式混混凝土收缩缩的试验方方法,各国国研究较早早,都已经经形成比较较成熟的方方法,并且且写入各国国有关混凝凝土收缩性性能测试方方法的标准准中,国内内主要在国国标GBBJ822--855、中国交交通JTTJ2770--998、中国国电力行业业标准DDL/T51500--20001中;;国外主要要的混凝土土收缩试验验标准,主主要有美国国ASTTMC1157/CC157MM--20003,欧欧洲ENN标准草草案EN480---3,英英国BSS标准BSS18811:partt5,日日本JIIS标准准JISSA11129::20011。我国标标准中收缩缩仪的测长长原理基本本上是使用用百分表或或千分表来来测量长度度变化,收收缩仪基本本是卧式结结构。千分分表测量长长度变化,优优点在于人人工测量,易易于操作,设设备经济,直直观;不足足在于需要要被测体有有一定强度度,试验测测量受条件件影响较大大。
非接触式测测量混凝土土收缩的方方法,是指指测长仪器器不与测头头接触来测测量试件的的尺寸变化化。非接触触式测定混混凝土收缩缩应满足混混凝土在早早期尚无强强度的时候候能够测定定其收缩,并并且测定精精度要求高高。然而,目目前关于混混凝土早期期收缩这一一项研究,世世界各国并并没有统一一的测量方方法,不同同的学者根根据实际情情况确定不不同的试验验方法,其其中最大的的差异就是是测试起点点时间的不不一致,或或是在混凝凝土初凝后后开始测量量,或是在在混凝土成成型后1天天开始测量量。
。这种种方法虽然然操作简单单,受人为为影响小,但但在测量时时,每个混混凝土试件件都得配备备两个传感感器,而且且在测量过过程中不能能移动试件件活传感器器,造价高高。SerrgeLLepagge等人在在混凝土中中埋入线振振仪,这种种线振仪里里面包含一一个金属弦弦,而金属属弦的共振振频率与它它所受压力力有一定函函数关系,通通过一个电电磁激振器器测量线振振仪的共振振频率随时时间的变化化从而测量量出混凝土土的体积变变化,但线线振仪要求求应有适当当的刚度,刚刚度大容易易埋置,但但对早期收收缩不敏感感,刚度太太小,虽然然灵敏度高高但却不容容易埋置和和操作;同同时,早期期混凝土无无法与这种种传感器良良好粘结,从从而使传感感器的变形形不能真实实反应出混混凝土的变变形。
挪威OyyvinddBjaanteggaardd与EriikJSelllevolld在19999年引入浮浮力测量砂砂浆的体积积变化,也也是一种非非接触式的的测量方法法。将混凝凝土或砂浆浆装入模中中,放入水水里,通过过测量混凝凝土或砂浆浆的体积变变化所产生生的浮力变变化,进而而测量其体体积变化。但但应用在混混凝土测量量时,膜容容易被集料料磨破,且且膜若做得得很厚,无无法灵敏反反应混凝土土的体积变变化。
,,采采用被动式式声能传感感器来测量量试件的长长度变化,采采用声发
北京城市学院土木工程专业毕业设计(论文)
生生装置以及及连接电脑脑的声波采采集分析系系统,对混混凝土长度度变化,引引起的声波波的大小波波动进行分分析,从而而建立声能能变化试件件的长度的的对应关系系,研究混混凝土的变变形。
瑞典RoogerZurbbrigggen博博士及其所所在研究所所开发了为为测试薄层层砂浆自由由收缩的试试验装置,将将两束激光光水平照射射到放置在在新鲜砂浆浆表面的一一对轻质反反射物上。两两个相互不不接触的激激光装置可可以在反射射物放置在在新浇筑的的砂浆上后后立即开始始测试。由由于激光器器可以移动动,因此对对试样的尺尺寸没有限限制。不过过我们通常常搅拌6000g干砂砂浆,加入入适量的水水,将其浇浇到10ccm*788cm大的区域域,这样获获得的砂浆浆层厚度约约为4-55mm。由由于在干燥燥过程中砂砂浆层的边边缘会翘起起来,轻质质反射物放放置在试样样内部三分分之一处,间间距大约为为25cmm。该方法法目前只适适用于薄层层砂浆,对对混凝土采采用方法还还存在一些些问题,如如只能反映映混凝土表表面收缩,无无法反映其其内部收缩缩变化,轻轻质反射装装置容易产产生旋转,混混凝土硬化化过程产生生的大量泌泌水影响轻轻质反射装装置的正确确位置,激激光测长仪仪器造价颇颇高。
目前,我国国高性能混混凝土早期期收缩的测测量方法可可归纳为::(1)传感器器法(2)光学测测量法(33)千分表表法(4)体积法法;从LVVDT传感感器的设置置方式来看看,有嵌入入式、悬挂挂式、内置置式、表面面传感器、非非接触式。
通过对高性性能混凝土土的特性及及国内外对对混凝土早早期收缩性性能的研究究现状的调调研,本课课题选用我我国建研院院新研制的的非接触式式测试仪器器对混凝土土进行了收收缩测试,采采集了大量量的试验数数据。本文文对测试数数据进行了了分析,并并且找出了了影响混凝凝土收缩的的因素及解解决措施。
北京城市学院土木工程专业毕业设计(论文)
第2章混混凝土早期期收缩非接接触测试技技术试验方方案
利用研制成成功的混凝凝土非接触触式混凝土土收缩仪对对混凝土进进行试验,找找出掺合料料对混凝土土3d前的的早龄期塑塑性变形的的影响规律律。
混凝土收缩缩性能测试试技术:采采用我所已已初步研制制成功的、目目前国内外外较为先进进的非接触触式混凝土土收缩测定定仪,并对对其进行改改进,以进进一步提高高测试精度度、测试可可重复性和和测试效率率,特别要要提高测定定仪对混凝凝土早龄期期收缩的敏敏感性,以以达到及时时准确测试试混凝土各各龄期体积积变化的目目的。
根据我们的的研究方向向,为了找找出混凝土土收缩的影影响因素并并且找出混混凝土收缩缩的控制措措施,因此此我们设定定了四组不不同的配合合比,利用用试验得出出的规律去去比较、分分析影响混混凝土收缩缩的因素,并并且在此试试验后对混混凝土掺加加合成纤维维的效果进进行了试验验。
1、第一组组:
P1、P22、P3为为不同水胶胶比不掺任任何矿物掺掺合料及外外加剂的普普通混凝土土。
对空白混凝凝土自身进进行比较,找找出不同水水胶比在33d内的收收缩变化规规律。
2、第二组组:
B10、BB11、BB12为相相同水胶比比掺入矿渣渣及外加剂剂的混凝土土
矿矿渣BFSS的掺量为为60%,;;;
砂率:355%;SJJ-2掺量量为1/万万、2/万万、;
萘系减水剂剂NF-11的掺量为为1%。
3、第三组组(双掺)::
FS4、FFS5、FFS6为相相同水胶比比掺入粉煤煤灰、硅灰灰及外加剂剂的混凝土土。
粉煤灰FAA的掺量为为30%,,;硅灰灰SF的掺掺量为100%;
;砂率::35%
SJ-2掺掺量为1//万、2//万、2..5/万;;
萘系减水NNF-1掺掺量为1%%。
4、第四组组(双掺)::
北京城市学院土木工程专业毕业设计(论文)
SB4、SSB8、SSB12为为不同水胶胶比掺入硅硅灰、矿渣渣及外加剂剂的混凝土土
硅灰SF的的掺量为110%;
矿渣BFSS的掺量为为45%,;;
;砂率::35%;;
SJ-2掺掺量为1//万、2//万、2..5/万;;
萘系减水NNF-1掺掺量为1%%。
5、第五组组
相相同强度的的高性能混混凝土分两两组进行试试验,其中中一组不掺掺加合成纤纤维,另一一组掺加合合成纤维,根根据试验的的数据分析析纤维对混混凝土收缩缩的影响。
此纤维是钢钢纤维和聚聚丙纤维的的合成,钢钢纤维的作作用主要是是增加混凝凝土的抗冲冲击强度,聚聚丙纤维的的作用是减减少混凝土土早期裂缝缝,对混凝凝土早期裂裂缝的控制制上起到一一定的作用用。
第一组:命命名为高性性能混凝土土1,未掺掺加合成纤纤维
第二组:命命名为高性性能混凝土土2,掺加加合成纤维维
此五组为试试验的设计计方案,根根据此方案案测试收缩缩,分析各各个因素对对高性能混混凝土的影影响规律。
北京城市学院土木工程专业毕业设计(论文)
第3章混混凝土非接接触式试验验仪器及试试验步骤
混凝土收缩缩开裂与混混凝土期33d内早龄龄期收缩性性能密切相相关。但传传统的收缩缩变形性能能测试方法法无法检测测。电涡流流非接触式式新型混凝凝土早龄期期收缩测试试方法的基基本原理是是采用非接接触式位移移传感器(),固定定在100×100×5155mm的试模上上,用非接接触的方式式测量混凝凝土试件的的长度变化化,避免了了测量仪器器与测头直直接接触造造成的不利利影响。采采用反射靶靶与混凝土土试件协同同变形,表表征混凝土土试件的收收缩。
当接通传感感器系统电电源时,在在前置器内内会产生一一个高频电电流信号,该该信号通过过电缆送到到探头的头头部,在头头部周围产产生交变磁磁场H1(图图1)。如如果在磁场场H1的范范围内没有有金属导体体材料接近近,则发射射出去的交交变磁场的的能量会全全部释放;;反之,如如果有金属属导体材料料靠近探头头头部,图1电涡流作用原理
则则交变磁场场H1将在在导体的表表面产生电电涡流场,该该电涡流场场也会产生生一个方向向与H1相相反的交变变磁场H22。由于HH2的反作作用,就会会改变探头头头部线圈圈高频电流流的幅度和和相位,即即改变了线线圈的有效效阻抗。这这种变化既既与电涡流流效应有关关,又与静静磁学有关关,即与金金属导体的的电导率、磁磁导率、几几何形状、线线圈几何参参数、激励励电流频率率以及线圈圈到金属导导体的距离离参数有关关。假定金金属导体是是均质的,其其性能是线线性和各向向同性的,则则线圈─金属导体体系统的物物理性质通通常可由金金属导体的的磁导率μμ、电导率率σ、尺寸因因子r、线线圈与金属属导体的距距离δ,线圈激激励电流强强度I和频频率ω等参数来来描述。因因此线圈的的阻抗可用用函数Z==F(μ,σ,r,δ,I,ω)来表示示。
如果控制μμ,σ,r,II,ω恒定不变变,那么阻阻抗Z就成成为距离δδ的单值函函数,由麦麦克斯韦尔尔公式可以以求得此函函数为一非非线性函数数,其曲线线为“S”形曲线,在在一定范围围内可以近近似为图2传感器作用原理
一线线性函数。
线圈阻抗的的变化通过过封装在前前置器中的
北京城市学院土木工程专业毕业设计(论文)
的电子线路路处理转换换成电压输输出,其中中线圈密封封在探头中中。这个电电子线路并并不是直接接测量线圈圈的阻抗,而而是采用并并联諧振法法(图2),即即在前置器器中将一个个固定电容容和探头线线圈LX并并联并与晶晶体管T一一起构成一一个振荡器器,振荡器器的幅UXX与线圈阻阻抗成正比比,因此振振荡器的振振幅UX会会随探头与与被测间距距δ的改变而而改变。UUX经检波波、滤波、放放大、非线线性修正后后输出电压压UO,UUO与δ的关系曲曲线(图33),可以以看出该曲曲线呈“S”形,即在在线性区中中点δO处(对对应输出电电压UO)线线性最好,其其斜率(即即灵敏度)较大,在线性区两端,斜率(即灵敏度)逐渐下降,线性变差。(δ1,U1)为线性起点,(δ2,U2)为线性末点。
非接触式早早龄期收缩缩测定仪(图图4)中,测测头间的距距离变化利利用非线性性修正后的的UO与δδ输入输出出特征方程程来标定,数数据信号直直接通过非非接触式位位移传感器器并进行采采集以后(图图5),传传送到PCC或者巡检检仪进行即即时分析统统计,还可可利用专门门软件结合合电脑自动动记录分析析数据变化化情况。利利用该方法法研制的仪仪器可以检检测混凝土土从浇筑到到规定时间间内全过程程的收缩变变形性能,尤尤其能精确确反映出混混凝土早龄龄期的收缩缩变化情况况,经多次次实际使用用,证明该该测定仪完完全满足测测量精度的的要求。
北京城市学院土木工程专业毕业设计(论文)
图4非接触式混凝土早龄期收缩率测定仪装置图
-ageshrinkagetestapparatus
其中数据采采集过程中中,采用单单端输入方方式(图66),模拟拟输入信号号连接到CCH0~CH155端,其公公共地连接接到AGNND端。
图5混凝土早龄期收缩测定仪工作原理图
-ageshrinkage
testapparatusworkingprinciple
图6模拟输入信号单端输入方式
北京城市学院土木工程专业毕业设计(论文)
一、制作试试件
混凝土收缩缩全自动测测定仪配有有三个特制制试模,可可用于固定定于测定仪仪上。三个个分别编号号为1号试试模,2号号试模,33号试模,顺顺序为自仪仪器正面从从左向右依依次排列。为为保证可靠靠固定,三三个试模的的各自的底底板和端板板不应互换换。
试件制作与与国标822-85要要求相同按按下列步骤骤进行:
1、先在试试模内涂刷刷润滑油,然然后在试模模内铺设两两层塑料薄薄膜,每层层薄膜上均均匀涂抹一一层润滑油油,保证混混凝土在试试模中的自自由变形。
2、每个试试模配有两两个反射靶靶,每个反反射靶中央央都留有固固定孔,浇浇铸混凝土土前,按照照固定孔,用用螺丝将反反射靶固定定在试模两两端的边板板上(每个个边板中央央留有固定定反射靶的的固定孔)。
3、将混凝凝土拌合物物浇筑入试试模中,振振动成型抹抹平。测定定代表某一一混凝土变变形性能的的特征值时时,试件浇浇筑振捣抹抹平后应带带模立即移移入恒温恒恒湿室。
CABR11型非接触触式混凝土土早龄期收收缩测定仪仪工作环境境与国家标标准GBJJ82--85《普普通混凝土土长期性能能和耐久性性能试验方方法》所要要求环境与与操作条件件完全一致致,室温保保持在200±2℃,相对湿湿度保持在在60±55%。
二、固定试试模以及试试模架
将1号试模模,2号试试模,3号号试模,按按照顺序为为自仪器正正面从左向向右依次排排列,放置置在测试仪仪操作台上上,对应每每个试模底底部的固定定孔,用螺螺栓将每个个试模固定定在操作台台上。每个个试模配置置两个试模模架(已按按照试模编编号,不可可互换),每每个试模架架对应试模模上端的两两个固定孔孔,将试模模架固定在在各自试模模上。
此时将固定定反射靶的的螺丝从试试模两端的的边板旋开开取出。
注意:为使使试模可靠靠固定,安安装方便,每每次测量时时,试模与与试模架在在测定仪上上放置的位位置、方向向均应严格格按照试模模与试模架架的编号,保保持顺序与与方向固定定不变。
三、启动软软件系统
先接通测试试仪2200V交流电电源,然后后打开电脑脑,将测试试仪的USSB数据线线与电脑UUSB接口口连接。点点击电脑屏屏幕左下角角“开始”,然后点点击“程序”,找到软软件CABBR文件,点点击打开()。此此时自动采采集监控软软件系统已已经启动。