加固灌漿料中微裂縫存在的必然性與荷載能力

2017-02-16  來自: 網絡 瀏覽次數:234

  現有研究表明,在加固灌漿料承受荷載之前,加固灌漿料內部骨料與水泥漿體的界面就已經存在著細微裂縫,這是由于骨料與水泥漿體的固有物理性能存在很大差異。另外,加固灌漿料的養護過程中存在收縮和熱量交換,這些都會導致骨料與水泥水化漿體的性能有較大差異。微裂縫不僅存在于普通加固灌漿料中,對于持續水養護的加固灌漿料或水膠比低于0.25的高強加固灌漿料,在為承受荷載之前都存在微裂縫。
  目前對于微裂縫的具體尺寸上沒有明確定義,但普遍認為微裂縫的最大尺寸不大于0.1mm,這是肉眼能夠識別的最小尺寸。對于實際工程而言,微裂縫的最小尺寸應當限制得更小以保證結構性能,更小尺寸的裂縫可以利用光學顯微鏡進行觀察,當施加荷載超過加固灌漿料所能承受最大荷載的30%以后,加固灌漿料中微裂縫發展的總應力大小與加固灌漿料的水膠比密切相關,這個階段是微裂縫緩慢發展的階段。
  隨著加固灌漿料施加荷載的繼續增加,增大至所能承受最大荷載的70%-90%,裂縫會發展至穿透水泥砂漿,形成一條貫穿的連續裂縫。這是加固灌漿料中裂縫發展最快的階段,對于高強加固灌漿料而言,這一階段的應力水平高于普通加固灌漿料。通過采用中子射線照相法測量得知,這個階段微裂縫累計長度增長較大,但高強加固灌漿料的累計長度仍舊小于普通加固灌漿料。
  加固灌漿料裂縫快速發展的起始點與體積應變的非連續點相對應,如果此時在加固灌漿料結構上持續施加荷載,隨著時間的延長加固灌漿料會發生破壞。對于高強加固灌漿料和普通加固灌漿料而言,這個階段基本相同。
  加固灌漿料所受荷載持續增大的話,裂縫的長度會急劇增長。當比值為0.95時,加固灌漿料表面會出現裂縫,水泥砂漿也會出現裂縫,而且大多數裂縫與加固灌漿料所受荷載的方向大致平行。一般加固灌漿料試件在應力-應變曲線下降段,加固灌漿料裂縫的長度和寬度都會顯著增大。
  在加固灌漿料破壞之前,加固灌漿料裂縫比靜荷載下加固灌漿料的裂縫要長,寬度要大。在持續恒定荷載下加固灌漿料的破壞情況與循環荷載的破壞情況類似,在棱柱體強度85%的恒定持續荷載下,加固灌漿料破壞前的裂縫相比靜荷載情況要大些。
  雖然加固灌漿料的微裂縫主要存在于骨料與水泥漿體的界面,但骨料同時能夠阻止裂縫的發展。加固灌漿料本身的這種非均質性對于加固灌漿料性能本身是有益的,加固灌漿料內部的骨料與水泥漿體的界面在外部作用下會形成各種各樣的角度。因此,在外部施加荷載時,骨料與水泥漿體的界面處會出現各種不同的、或高于或低于外部施加荷載的應力。

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