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碾压混凝土抗裂指标的研究 曾力 方坤河 吴定燕 阮燕刘永和 武汉水利电力大学水电系武汉430072 摘要 目前，评价混凝土的抗裂指标很多，但评价碾压混凝土的抗裂指标至今没有。 本文是结合沙牌碾压混凝土拱坝工程进行的“丸五”国家攻关课题，在全面收集和分析 了评价混凝土的抗裂指标及总结了碾压混凝土的变形特性的基础上，提出了适合评价碾 压混凝土抗裂能力的指标一一抗裂参数m。其特．最是既考虑了影响碾压混凝土抗裂性能的 主要因素，又使用简单方便，可合理，准确地反映碾压混凝土的抗裂能力。且抗裂参数 中是随混凝土的龄期而变化的，即混凝土的抗裂性具有时间效应，对加强混凝土的管理、 防止混凝土裂缝具有重要意义． 关键词碾压混凝土 抗裂指标 变形特性 时间效应 1、前言 、 混凝土的开裂主要是由于混凝土中拉应力超过了抗拉强度，或者说是由于拉伸应变达 到或超过了极限拉伸值而引起的。混凝土干缩、降温冷缩及自生体积收缩等收缩变形． 受到基础及周围环境的约束时(限制收缩)，在混凝土内引起拉应力，并可能引起混凝土 的裂缝。沙牌碾压混凝土拱坝属受约束条件下大体积混凝土结构，而混凝土本身的抗拉 强度又相对较小，在各种影响因素的作用下，几乎难免产生或多或少的裂缝。因此，提 高混凝土的抗裂能力是避免混凝土开裂或减少到最低限度的重要手段。从大量的试验分 析表明，抗裂性好的混凝土应该具有较高的抗拉强度、较大的极限拉伸值、较低的弹性 模量、较小的干缩率、较低的绝热温升值以及较小的温度变形系数和自身体积收缩变形 等。 作者对目前用于评价棍凝土抗裂能力的12个指标进行了总结分析，这些指标是根据 混凝土不同结构用途提出来的，考虑的问题各有侧重。虽然这些指标均能从某些方面反 映混凝土抗裂性的大小，但其中一些指标还有局限性和不全面性。单纯满足某一标准的 要求，混凝土的抗裂能力不一定是最强的，有时甚至出现相反的结果。 2、碾压混凝土抗裂指标——抗裂参数中的提出 由碾压混凝土的变形特性分析可见，影响碾压混凝土抗裂性能的因素很多，有的甚至 相互交叉影响。为了全面准确，又简单明了的评价碾压混凝土的抗裂能力，根据碾压混 凝土的结构特性和变形性能．提出了用于评价碾压混凝土抗裂能力的指标——抗裂参数 153 中，其表达式为： 中：二＆ 、 (1) 吐ZE， 式中8D_—_n天龄期时混凝土的极限拉伸值； R．——n天龄期时混凝土的抗拉强度(MPa)： o——混凝土的温度变形系数(1／℃)； AT——n天龄期时混凝土的温升(℃)； E。_n天龄期时混凝土的抗拉弹一胜模量(MPa)； 将抗裂参数中作为评价碾压混凝土抗裂指标的主要依据为碾压混凝土坝采用的碾压混 凝土属商粉煤灰掺量、少胶凝材料用量的大体积混凝土。在早期，由于混凝土内部温升 与环境温度之差，造成混凝土内外温差(此时的混凝土强度较小)，易引起表面裂缝。因 此．我们希望混凝土具有较大的极限拉伸值，但发热量和线膨胀(或变形)系数小。到了 后期，混凝土内部自最高温度降至稳定温度过程中，由于温度变化及其它荷载的作用会 引起混凝土的深层裂缝，这时我们不仅希望混凝土的极限拉伸值大，温度变形小，还希 望混凝土具有高强度低弹性模量的特性。实际上．影响混凝土的抗裂性还有其它的因素， 只是我们采用的是取主去次的原则。综合考虑我们选择了抗裂参数中作为评价碾压混凝 土抗裂能力的指标，中值越大．混凝土的抗裂性就越好。 3、抗裂参数中在工程中的应用 下面用抗裂参数中评价沙牌碾压混凝土的抗裂性。在计算。值中，为了简便我们统一 取碾压混凝土线膨胀系数n=7×101／C．90d龄期温升△T=20C。分别计算各混凝土的中 值，计算结果见表1。 表1 混凝土抗裂参数中计算结果 由表l抗裂参数中计算结果可见，经优化的碾压混凝土sPz一，和sP3一，比原设计的碾压 混凝土sR。和sP。一。的抗裂性好；采用沙牌骨料拌制的混凝土sP。。。比三峡用骨料拌制的 混凝土sP2。一，具有更好的抗裂性。其它条件相同情况下，二级配混凝土sP。和sP。一，比相 应的三级配混凝土sP3一。和sP一的抗裂性好。由此可见，用抗裂参数。来评价碾压混凝土 的