专利名称：一种混凝土开裂风险评价指数的测定方法
技术领域：
本发明涉及的是一种混凝土开裂风险评价指数的测定方法。
背景技术：
混凝土工程普遍会发生早期收缩裂缝，混凝土早期收缩裂缝是由混凝土在干燥时的早期收缩变形引起的，这种早期收缩裂缝的产生严重威胁着混凝土结构的安全性和耐久性，因此准确及时地对混凝土开裂风险进行评价是指导混凝土养护工艺、降低早期收缩裂缝的产生程度、保证混凝土工程质量的重要手段。现行的评价混凝土开裂风险的方法主要是对混凝土早期收缩变形量或单位面积上的总开裂面积(mm2/m2)的测定，这两种测定都是采用把新拌混凝土放入特定的模具，经振实成型后进行测定的“非接触法”，其中包含对测定时的环境温度、湿度和风速的要求。如现行中国国家标准GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中第8节“收缩试验”之“非接触法”规定，非接触法混凝土收缩试验应在温度为 (20士2) °C、相对湿度为(60士5)%的恒温恒湿条件下进行。第9节“早期抗裂试验”其试验环境规定为温度(20士2) °C，相对湿度为(60士5%)，并在试件成型30min后，立即调节风扇位置和风速，使试件表面中心正上方IOOmm处风速为(5士0.5)m/s，并应使风向平行于试件表面和裂缝诱导器。研究发现混凝土的干燥收缩是引起混凝土早期收缩裂缝的主要原因，而混凝土养护环境与干燥收缩的大小直接相关，实质上混凝土所处环境的蒸发量(与蒸发速率)是决定混凝土干燥收缩程度(与收缩速率)的最直接的因素。早期养护关键是保证混凝土浇筑后性能发展所需的一定湿度环境。混凝土与其周围环境的湿交换程度(可解释为基于物质平衡的在某环境中混凝土与环境之间的以蒸发为主要流向的水分子交换程度)对混凝土早期性能尤其是收缩性能的影响是很大的。早期若不及时采取妥善的养护而过早地处于干燥环境下，将极大地增加早期的干燥收缩。而蒸发量是度量湿交换程度最直接的物理量参数，并且蒸发量及其变化速率是可以测定的。美国ACI新编混凝土施工规范征求意见稿提出，混凝土的蒸发量(蒸发速率)与环境温度、环境湿度、混凝土表面温度及其近表面流速(风速)存在如下函数关系W = 5[ (Tc+18)2·5-r (Ta+18)2·5] X (v+4) X IO"6其中W_蒸发速率kg/ (m2 · h)，Tc-混凝土表面温度。C，Ta-空气温度。C，r-相对湿度％，ν-风速km/h。上述现行的对混凝土早期收缩变形量的测定方法和混凝土单位面积上的总开裂面积的测定方法，其中所要求的试验环境条件都不能准确反映出混凝土所处环境的主要以蒸发量度量的湿交换程度，即该规定的环境条件与环境蒸发量、蒸发速率不存在确定的对应关系。通过限定试验的环境温度、相对湿度、风速而期望间接反映出所处环境的湿交换程度将造成很大的试验误差，使混凝土在相同控制条件的环境下所测得的数据结果不具有可比性，因而难以准确、全面地评价被测混凝土的收缩特性或开裂风险程度。何况上述非接触法混凝土收缩试验标准中也没有对环境风速条件设定要求，这将更严重影响试验结果。因此，处于自然环境中施工的混凝土工程，其湿交换是实时变化的，现行的人工环境条件下得到的试验结果显然对实际混凝土工程缺乏指导意义。发明内容针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是确定环境条件与混凝土早期收缩特性、开裂程度之间关系，并建立可以观察养护环境对混凝土收缩裂缝发生影响程度的一种混凝土开裂风险评价指数的测定方法。本发明提供的一种混凝土开裂风险评价指数的测定方法，包括对混凝土早期收缩开裂特性的测定，其具体过程是首先在同一环境中同步进行混凝土早期收缩开裂特性的测定和蒸发量的测定，再对数据进行处理后得出结合两个测定结果的混凝土开裂风险的评价指数；其中对混凝土早期收缩开裂特性的测定是对混凝土早期收缩变形量的测定，其方法是先制作试件，在试件两端预埋反射靶，再按时间表通过测距仪测定反射靶随试件收缩而产生的位移距离并记录该时间-位移距离关系；其中蒸发量的测定方法，是先将定量的水加入蒸发皿并置于混凝土早期收缩变形量的测定环境中，再按时间表测量蒸发量并记录该时间-蒸发量关系，所说蒸发量是单位面积水面上的水的蒸发质量；其中数据处理是分别计算被测混凝土的收缩速率和测量环境的蒸发速率，收缩速率的计算公式是
权利要求
1.一种混凝土开裂风险评价指数的测定方法，包括对混凝土早期收缩开裂特性的测定，其特征是首先在同一环境中同步进行混凝土早期收缩开裂特性的测定和蒸发量的测定，再对测得数据进行处理后得出结合两个测定结果的混凝土开裂风险的评价指数；其中对混凝土早期收缩开裂特性的测定是对混凝土早期收缩变形量的测定，其方法是先制作试件，在试件两端预埋反射靶，再按时间表通过测距仪测定反射靶随试件收缩而产生的位移距离并记录该时间-位移距离关系；其中蒸发量的测定方法，是先将定量的水加入蒸发皿并置于混凝土早期收缩变形量的测定环境中，再按时间表测量蒸发量并记录该时间-蒸发量关系，所说蒸发量是单位面积上水面的水的蒸发质量；其中数据处理是分别计算被测混凝土的收缩速率和测量环境的蒸发速率，收缩速率的计算公式是
2.一种混凝土开裂风险评价指数的测定方法，包括对混凝土早期收缩开裂特性的测定，其特征是首先在同一环境中同步进行混凝土早期收缩开裂特性的测定和蒸发量的测定，再得出结合两个测定结果的混凝土开裂风险的评价指数；其中混凝土早期收缩开裂特性是对混凝土早期单位面积上的总开裂面积的测定，其方法是先制作试件，在试件底预埋裂缝诱导器，再在经过一段时间后测定试件表面产生的裂缝总面积；其中蒸发量的测定方法，是先将定量的水加入蒸发皿并置于混凝土早期单位面积上的总开裂面积的测定环境中，再在经过一段时间后测定蒸发量，所说蒸发量是单位面积上水的蒸发质量；得出评价指数2
3.如权利要求2所述的方法，其特征是所说的对混凝土早期单位面积上的总开裂面积的测定和蒸发量的测定时间为Mh。
4.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征是所说的蒸发量测定步骤是已知蒸发皿口径面积为S m2和重量MQkg ；(1)往放置在混凝土试件的试验环境中的蒸发皿内注入一定量的水，测得蒸发皿与水的重量为M1Icg ；(2)定时测量蒸发皿与水的重量为礼、M3……Mi-^Mi……Mnkg；(3)各测量时间段蒸发量的计算，第i_l次测量到第i次测量的时间段内的蒸发量是 E(i) = Aff/S = [(MH-M0)-(Mi-M0)VS= (Mp1-Mi)/S，单位kg/m2 ；测定结束时的总蒸发量是:
全文摘要
本发明提供的一种混凝土开裂风险评价指数的测定方法，包括对混凝土早期收缩开裂特性的测定，其具体过程是首先在同一环境中同步进行混凝土早期收缩开裂特性的测定和蒸发量的测定，再对数据进行处理后得出结合两个测定结果的混凝土开裂风险的评价指数。与现有技术相比，本发明不仅不必对试验室环境温度、环境湿度、混凝土表面温度及其近表面风速等多个物理量进行测量和控制，节省了测定成本且根本性避免了因测量误差叠加及自动控制精度引起的对试验结果带来的误差。而引入环境蒸发量因素结合混凝土早期收缩变形量或单位面积上的总开裂面积来评价，使所获得的评价结果有更高的准确度和唯一性，同时消除了试验环境变化对试验结果的影响。
文档编号G01N33/38GK102323397SQ20111021528
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者周岳年, 诸华丰, 邱伟明 申请人:舟山市博远科技开发有限公司