本發(fā)明涉及混凝土質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種混凝土抗裂性能評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

雙摻混凝土在工民建筑領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛地采用，成功地應(yīng)用于高鐵建設(shè)、市政工程、水庫(kù)建造以及商品混凝土等諸多領(lǐng)域?；炷聊途冒l(fā)生試驗(yàn)涵蓋的內(nèi)容量大，通常針對(duì)某一個(gè)具體的工程開(kāi)展，例如嚴(yán)寒地區(qū)冬季施工、沙漠地區(qū)高溫差作業(yè)條件、沿海地區(qū)高濕高鹽環(huán)境、海洋氣候等。通過(guò)需要進(jìn)行抗凍試驗(yàn)、碳化試驗(yàn)、抗硫酸鹽浸試驗(yàn)以及抗氯離子滲透試驗(yàn)等分析試驗(yàn)。保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土的完整性是確保各類長(zhǎng)期性能試驗(yàn)合格的基礎(chǔ)，對(duì)混凝土的抗裂性能進(jìn)行試驗(yàn)具有重要的意義，目前經(jīng)常采用平板抗裂法對(duì)混凝土進(jìn)行評(píng)價(jià)。

目前的試驗(yàn)方法采用固定配合比進(jìn)行抗裂性能試驗(yàn)，按照裂縫寬度(d值)進(jìn)行賦權(quán)，將裂縫分為五擋，分別是d<0.5mm，0.5≤d<1mm，1≤d<2mm，2≤d<3mm，d>3mm。對(duì)于寬度很小的小裂紋來(lái)說(shuō)，通常寬度都不大于0.5mm，按照上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算開(kāi)裂指數(shù)，各數(shù)值的權(quán)重值一樣，對(duì)裂縫的區(qū)分度不明顯，不能很好地反映出混凝土的坑裂性能。

因此，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，如何設(shè)計(jì)一種針對(duì)寬度較小的小裂紋的抗裂性能分析方法，是目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種混凝土抗裂性能評(píng)估方法，能夠用于混凝土同級(jí)寬度的小裂紋抗裂性能分析。具體方案如下：

一種混凝土抗裂性能評(píng)估方法，包括：

根據(jù)材料特性選取考察參量；

根據(jù)所述考察參量制作多組模型開(kāi)展抗裂性試驗(yàn)；

測(cè)量計(jì)數(shù)每次試驗(yàn)的總開(kāi)裂數(shù)n、每條裂縫的開(kāi)裂長(zhǎng)度l和最大開(kāi)裂寬度w；

計(jì)算平均開(kāi)裂面積a和總開(kāi)裂面積c；

根據(jù)各組模型的總開(kāi)裂面積判斷混凝土抗裂性能，總開(kāi)裂面積小則抗裂性能強(qiáng)。

可選地，采用平板法設(shè)計(jì)所述抗裂性試驗(yàn)，將成型砂漿灌注在平板模具中，將表面刮平；并設(shè)置風(fēng)扇以對(duì)試件表面吹風(fēng)，通過(guò)鎢燈照射試件表面。

可選地，平板中設(shè)置一定數(shù)量的鋼筋以增加試件的束縛力；風(fēng)扇以平行于試件表面的恒定風(fēng)速進(jìn)行吹風(fēng)；從試件拌合加水時(shí)間起計(jì)時(shí)，四小時(shí)后在試件上方通過(guò)鎢燈進(jìn)行照射。

可選地，所述平均開(kāi)裂面積a根據(jù)以下公式計(jì)算得到：

其中：W_i為第i條裂縫的最大寬度、L_i為第i條裂縫的長(zhǎng)度，單位mm；N為單次試驗(yàn)面積內(nèi)總開(kāi)裂數(shù)；

總開(kāi)裂面積c根據(jù)以下公式計(jì)算得到：

c＝a×N。

可選地，還包括對(duì)多次試驗(yàn)的總開(kāi)裂面積c進(jìn)行方差分析，得到選取的考察參量對(duì)混凝土抗裂性能穩(wěn)定性的影響。

可選地，所述考察參量包括礦物摻合量摻量、粉煤灰和礦粉的比例以及摻加聚丙烯纖維的數(shù)量。

本發(fā)明公開(kāi)了一種混凝土抗裂性能評(píng)估方法，首先根據(jù)材料特性選取考察參量，考察參量是根據(jù)混凝土中不同的混合物來(lái)確定的；選定考察參量后根據(jù)選取的考察參量制作多組模型并開(kāi)展抗裂性試驗(yàn)；經(jīng)抗裂性試驗(yàn)后的混凝土試件出現(xiàn)裂紋，測(cè)量并計(jì)數(shù)每次試驗(yàn)的總開(kāi)裂數(shù)n、每條裂縫的開(kāi)裂長(zhǎng)度l和最大開(kāi)裂寬度w；根據(jù)上述的測(cè)量值計(jì)算平均開(kāi)裂面積a和總開(kāi)裂面積c；根據(jù)考察參量不同配比的各組模型的總開(kāi)裂面積判斷混凝土抗裂性能，總開(kāi)裂面積小則抗裂性能強(qiáng)。

本發(fā)明提供了一種適用于小裂紋的混凝土抗裂性能的評(píng)估方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其能夠更加準(zhǔn)確地描述小裂紋的混凝土抗裂性能，得到最優(yōu)抗裂性能的雙摻混凝土配比方案。本發(fā)明不以裂紋的寬度賦予權(quán)重，相對(duì)于傳統(tǒng)的判斷方法，能夠評(píng)價(jià)出原本被劃分為同一權(quán)重值的混凝土質(zhì)量的好壞。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的一種混凝土抗裂性能評(píng)估方法的流程圖；

圖2為礦物摻合料摻量與總開(kāi)裂面積之間的關(guān)系圖；

圖3為粉煤灰和礦粉在不同比例下的總開(kāi)裂面積關(guān)系圖；

圖4為纖維摻量與總開(kāi)裂面積的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心在于提供一種混凝土抗裂性能評(píng)估方法，能夠用于混凝土同級(jí)寬度的小裂紋抗裂性能分析。

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖及具體的實(shí)施方式，對(duì)本申請(qǐng)的混凝土抗裂性能評(píng)估方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹說(shuō)明。

如圖1所示，為本發(fā)明提供的一種混凝土抗裂性能評(píng)估方法的流程圖。包括以下步驟：S1、根據(jù)材料特性選取考察參量；考察參量是對(duì)混凝土的抗裂性能可能產(chǎn)生影響的材料等因素；接著進(jìn)行步驟S2、根據(jù)考察參量制作多組模型開(kāi)展抗裂性試驗(yàn)；每組模型確定一個(gè)考察參量作為變量，調(diào)整此考察參量的數(shù)值或者比例，因此每組模型均包括多個(gè)獨(dú)立的模型；模型制作完成后進(jìn)行步驟S3、測(cè)量計(jì)數(shù)每次試驗(yàn)的總開(kāi)裂數(shù)n、每條裂縫的開(kāi)裂長(zhǎng)度l和最大開(kāi)裂寬度w；根據(jù)上述測(cè)量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行步驟S4、計(jì)算平均開(kāi)裂面積a和總開(kāi)裂面積c；最后進(jìn)行步驟S5、根據(jù)各組模型的總開(kāi)裂面積判斷混凝土抗裂性能，總開(kāi)裂面積小則抗裂性能強(qiáng)。

本發(fā)明的評(píng)估方法并不僅通過(guò)裂紋的寬度作為評(píng)價(jià)抗裂強(qiáng)度的唯一指標(biāo)，而是根據(jù)裂紋的寬度和長(zhǎng)度計(jì)算出裂紋的開(kāi)裂面積，以此作為評(píng)價(jià)抗裂性能好壞的指標(biāo)，可以區(qū)別出裂紋被劃分為同一擋的混凝土配比之間的抗裂強(qiáng)度好壞，實(shí)現(xiàn)更為精細(xì)的劃分，區(qū)別出小裂紋混凝土的抗裂性能。

在上述方案在基礎(chǔ)上，本發(fā)明優(yōu)選地采用平板法設(shè)計(jì)所述抗裂性試驗(yàn)，平板法又稱為平板抗裂法，將成型砂漿灌注在平板模具中，接著將表面刮平；并設(shè)置風(fēng)扇以對(duì)試件表面吹風(fēng)，通過(guò)鎢燈照射試件表面，通過(guò)風(fēng)扇與鎢燈模擬自然風(fēng)干的效果。當(dāng)然，平板抗裂法之外，還可采用其他的方法來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，例如圓環(huán)抗裂法。

更為詳細(xì)的過(guò)程是，預(yù)先設(shè)置兩個(gè)平板形的凹槽，向兩個(gè)平板中灌注混凝土砂漿，平板中設(shè)置一定數(shù)量的鋼筋以增加試件的束縛力，采用兩個(gè)440mm×600mm×25mm的平板模具進(jìn)行砂漿成型實(shí)驗(yàn)，平板中布根根44鋼筋，增加試件的束縛力。風(fēng)扇以平行于試件表面的恒定風(fēng)速進(jìn)行吹風(fēng)；從試件拌合加水時(shí)間起計(jì)時(shí)，四小時(shí)后在試件上方通過(guò)鎢燈進(jìn)行照射。從加水時(shí)間開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)24小時(shí)后，觀察平板試件表面裂縫分布，并記錄裂縫寬度情況，測(cè)量各個(gè)試驗(yàn)件的裂紋最大寬度和長(zhǎng)度。

在上述任一技術(shù)方案及其相互組合的基礎(chǔ)上，平均開(kāi)裂面積a根據(jù)以下公式計(jì)算得到：

其中：W_i為第i條裂縫的最大寬度、L_i為第i條裂縫的長(zhǎng)度，單位mm；N為單次試驗(yàn)面積內(nèi)總開(kāi)裂數(shù)；

總開(kāi)裂面積c根據(jù)以下公式計(jì)算得到：

c＝a×N。

為了確定各項(xiàng)考察參量對(duì)混凝土抗裂性能影響的穩(wěn)定性，除了上述過(guò)程之外，還還包括對(duì)多次試驗(yàn)的總開(kāi)裂面積c進(jìn)行方差分析，重復(fù)進(jìn)行多次相同的試驗(yàn)，以相同的條件上測(cè)量得到一系列結(jié)果，對(duì)相同考察參量相同比例的各次數(shù)據(jù)進(jìn)行方差計(jì)算，最終得到選取的考察參量以及考察參量比例的不同對(duì)混凝土抗裂性能穩(wěn)定性的影響。

具體地，本申請(qǐng)中提供了三種考察參量，考察參量包括礦物摻合量摻量、粉煤灰和礦粉的比例以及摻加聚丙烯纖維的數(shù)量。各因素均為3個(gè)水平，正交試驗(yàn)因素水平表如表1所示。

表1正交試驗(yàn)因素水平表

根據(jù)考察因素水平的數(shù)量和因素的數(shù)量，具體為考察三個(gè)因素、每個(gè)因素考察三個(gè)水平，所以選擇L9(34)正交實(shí)驗(yàn)表，為方便對(duì)比增加一組基準(zhǔn)組試驗(yàn)。

表2正交試驗(yàn)優(yōu)選試驗(yàn)方案表

經(jīng)過(guò)上述的試驗(yàn)步驟，可得如表3所示的平板法抗裂性試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果匯總表。

表3平板法抗裂性試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果匯總表

對(duì)總開(kāi)裂面積進(jìn)行方差分析，得到如表4所示的平板抗裂性試驗(yàn)結(jié)果方差分析表，即可得到所選擇的三個(gè)考察參量對(duì)混凝土抗裂性的影響：所選擇的三個(gè)因素均對(duì)混凝土抗裂性有明顯影響；影響程度順序如下：纖維摻量>礦物摻合料比例>礦物摻量。三個(gè)因素與總開(kāi)裂面積之間的關(guān)系分別如圖2、圖3和圖4所示。從表4中可以發(fā)現(xiàn)，A5方案的總裂紋面積最小，且方差最小，所以A5方案為最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

表4平板法抗裂性試驗(yàn)結(jié)果方差分析表

隨著雙摻纖維混凝土在工民建領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對(duì)雙摻纖維混凝土抗裂性能提出越來(lái)越高的要求，因此對(duì)雙摻纖維混凝土進(jìn)行抗裂性能優(yōu)化是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，但現(xiàn)有的評(píng)價(jià)方法針對(duì)小裂紋混凝土的區(qū)分度不夠明顯。本發(fā)明所提供的適用于小裂紋的雙摻纖維混凝土抗裂性能優(yōu)化方法，使用總裂紋面積對(duì)混凝土的抗裂性能進(jìn)行評(píng)估，能夠真實(shí)的反映混凝土的抗裂性能，快速準(zhǔn)確的得到最優(yōu)性能的小裂紋雙摻纖維混凝土的配比方案。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理，可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。