固化土路面地施工工艺及试验检测综述.doc

固化土路面的施工工艺及试验检测综述 1、相关定义 1.1、相似理论的基本概念 2.2.1 相似原理2.2.1 相似原理 相似现象是自然界中广泛存在的一种现象,观察两个几何图形,当它们的 形状”完全”一致的时候,人们称它们为相似,什么是形状”完全”一致呢? 用几何的语言说,就是两个几何图形相对应的线性尺寸成比例。推而广之,对 任何两个现象,称它们为相似,是指一个现象全部量的数值与另一个现象对应 性质的量的数值成比例,即 l f l Cl, Ct ,t Ct,f Cf, (2-1) 式中,l、l , 、 ,t、t , f 、 f , 是相应于两个形似现象的线性尺寸、 密度、时间间隔, 而无量纲常数C l, C ,C t,C f称为相似常数或相似 比。 -19- 1.2、基本概念 收缩是经过调制与搅拌形成的流态混凝土和湿养护期间的成形混凝土,由于混凝土 的硬化和水分蒸发而导致体积变小的现象。这种变形不依赖于荷载只和时间、气候等有 关。 徐变是指混凝土在应力 c的作用下产生的变形,再减去应力施加后的起始应变 t0 ,在应力的作用下不断增大的应变 cc t ,t0 的现象。混凝土的徐变会随着时间增长 -35- T 构桥转体施工监控与静动载试验研究 而加大,但增长率逐渐减小,以后变化不大。 结构混凝土在应力 t0 作用下、至龄期 t 时的总应变为 c t ,t0 是由起始应变 ci t0 和徐变 cc t ,t0 两部分构成: c t , t 0 ci t 0 cc t ,t0 (3.12) 其中: t t ci0Ec 0 t(3.13) 0 式中: t 0—施加应力时的混凝土龄期; t —计算应变所需的龄期; Ec t 0 —龄期 时的混凝土弹性模量值。 1.混凝土收缩徐变的机理 收缩变形是在混凝土凝固和硬化过程中不可避免的现象。主要因为水泥水化的生成 物的体积小于原物料的体积,水分蒸发后的骨料颗粒受毛细管受到压力的压缩。此外, 二氧化碳与混凝土表层的碳化作用,也会引起部分的局部收缩。收缩变形随时间的发展 如表3.1所示: 表3.1 混凝土收缩变形的发展 龄期 2周 3月 1年 20年 比值 0.14~0.30 0.40~0.80 0.60~0.85 1 (1)混凝土收缩变形主要受以下几个因素影响: 水泥的品种和用量 水泥品种与质量差异会导致收缩变形值有所不同。 骨料的性质、颗粒的大小及含量 收缩量会随着骨料量的增大、弹性模量值的升高而变小。粒径越大,对水泥浆的收 缩约束也就越大,相同稠度用水量越少,收缩量也就越小。 养护条件 良好的养护条件会使收缩量大大减小。 使用期间的自然条件 结构周边环境的温差较大,水分的蒸发量会变大,引起收缩量增大。 -36- 兰州交通大学硕士学位论文 构件的形状和尺寸 结构的体积与表面积比小,或线性构件的截面周长比( Ac /u )增大,水分蒸发量 减小,碳化层面积也小,收缩量减小。 (2)影响混凝土徐变的主要因素有: 应力水平 混凝土承受的应力水平 t 0 /f c t0 越高,起始应变就会越大,伴随时间增长的徐 变也会越大。 加载时的龄期 混凝土在加载的时龄期越小,成熟度越差,起始应变与徐变都会变得更大,极限徐 变就要大得多。 原材料和配合比 混凝土中水泥用量大、水灰比越大和水泥砂浆含量越大者,徐变越大;普通硅酸盐 水泥就要比早强快硬水泥的混凝土徐变要大。 制作和养护条件 混凝土的振捣密实,养护条件做的好,可有效的减小徐变。 使用期间的自然条件 结构周围环境有较大的相对湿度,可有效的减小徐变。 构件的尺寸 构件的周长与截面小者,或截面积与截面周长的比值( Ac /u )小的,混凝土水分的 蒸发速度快,因干燥而引起的徐变增大。 1.3、混凝土冷缝的概念及产生原因 目前, 钢筋混凝土结构修补中的许多方法涉及到新老混凝土的粘结, 国家也已将新 老混凝土粘结强度的研究列入基础性研究重大项目之中。文献 1 对新老混凝土粘结面的 劈拉强度、弯折强度及拉剪强度做了比较系统的试验研究, 对影响粘结强度的因素进行 了深入分析, 取得了一定成果。但是, 工程中除了修补形成的新老混凝土粘结面之外, 还 存在另外一种粘结面, 即混凝土冷缝。混凝土冷缝产生于施工中的意外事故。当施工中 因为意外因素混凝土浇注被迫中断, 且中断时间超过混凝土初凝时间时, 如果不对先期 浇注混凝土结合面进行处理, 或处理质量欠佳而直接浇注后续混凝土,这样就容易在结 合面上形成混凝土冷缝。冷缝的形成有多种原因,也分很多种类,主要有以下几点: 一、干缩裂缝,产生的原因主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不 同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较 小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生