专利名称：一种水泥基材料抗裂性能评价方法
技术领域：
本发明属于建筑材料技术领域，更具体涉及水泥基材料抗裂性能评价方法。
背景技术：
水泥基材料包括混凝土和砂浆等，因其本身诸多优点，成为当今世界使用最普遍的建筑材料。然而，水泥基材料在养护和硬化过程中会产生收缩，当收缩受到约束时会产生拉应力，当拉应力超过其抗拉强度时，会出现开裂现象。水泥基材料一旦开裂，外界有害物质会侵入水泥基材料内部，造成材料劣化或钢筋锈蚀，从而影响结构的安全性和耐久性。大量的工程实践证明，水泥基材料(如“混凝土”)结构中的裂缝(或微裂纹)是不可避免的，最为重要的是应该正确认识裂缝的性质、扩展趋势和�：Τ潭龋⒏莨こ绦枰徒峁顾Φ幕肪常运嗷牧狭逊旖泻芎玫脑げ夂涂刂啤Ｒ虼耍返亓私�、测试，评价水泥基材料抗裂性能，亦是确保建筑物安全性和耐久性的重要前提。关于水泥基材料抗裂性能评价方法，以混凝土为例，目前国内外有多种，但各个指标只是从某些方面反映混凝土抗裂性能的大�。扛鲋副甓即嬖谧乓欢ǖ牟蛔阌刖窒扌�。 现有的平板法和开裂环法存在的问题是裂缝分散不集中，无法在规定时间内对水泥基材料的抗裂性能进行正确评价。因此，目前国内外至今还没有较为统一的水泥基材料抗裂性能的评价方法。有关研究单位，检测单位，各商品混凝土厂家及工程施工单位都迫切需要一种能够简易且准确评价水泥基材料抗裂性能的方法。专利ZL 200610069124. 0提出了一种带隔板的水泥基材料抗裂性能测试装置及其测试方法，解决了裂缝分散不集中的问题，但配套的水泥基材料抗裂性能评价方法有待于进一步发明创造。
发明内容
本发明基于发明专利“水泥基材料抗裂性能测试装置及其测试方法”(专利号ZL 2006100691 . 0，公开号为CN1932512)，本发明提出一种新的水泥基材料抗裂性能的评价方法，用于对水泥基材料(如混凝土和砂浆等)的抗裂性能进行快速且正确的评价。本发明采用以下方法实现一种水泥基材料抗裂性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤
(1)按照专利公开号为CN1932512的水泥基材料抗裂性能测试方法，进行水泥基材料环的浇注和内环应变数据的采集；
(2)测试水泥基材料3d、7d、14d及28d的抗拉或抗折强度，测试试件与水泥基材料环同时成型，同时拆模，同条件养护；
(3)由步骤(1)采集的内环应变数据，计算随时间变化的水泥基材料环环向拉应力
(O ；
(4)由步骤(2)测得的数据，拟合出随时间变化的水泥基材料的抗拉(或抗折)强度fM ；
(5)由步骤(3)和步骤(4)中求解的Oet(I)和式(办，绘制巧(i)( Ft{t) = σ·剩纖) 曲线；
(6)根据曲线进行评价，所述曲线上升的水泥基材料抗裂性能好于曲线水平的，曲线水平的水泥基材料抗裂性能好于曲线下降的；如果规定龄期曲线的发展趋势相似，比较规定
龄期巧(0曲线包围的面积，包围的面积较大的，水泥基材料的抗裂性能较差。所述步骤(2 )中，水泥基材料的抗拉(或抗折)强度测试方法按本行业的标准进行， 本行业的人员均应熟悉。所述步骤(3)中，可按式(1)计算随时间变化的水泥基材料环环向拉应力。 ⑷=^^(1) K
式中—水泥基材料环环向拉应力；民一内环弹性模量—内环应变-’κ 一内环厚度；皂一水泥基材料环厚度。所述步骤(6)中，对于混凝土，规定龄期为14天或观天；对于砂浆，规定龄期为7 天或14天。所述步骤(6)中，曲线包围的面积反映水泥基材料环的损伤程度。水泥水化
使水泥基材料产生收缩，当收缩受到内环约束时，水泥基材料内部微裂缝产生。因此，水泥基材料的损伤是随时间累计的；曲线包围的面积较大的，说明水泥基材料环环向拉应力与水泥基材料抗拉(或抗折)强度较接近，其损伤较严重，抗裂性能较差。本发明水泥基材料抗裂性能评价方法的优点
(1)适用于水泥基材料，尤其是混凝土材料，评价结果对工程应用具有实际意义。(2)采用该技术能对水泥基材料(如混凝土和砂浆等)抗裂性能进行快速且正确评价，能将建筑结构的事后修补变为事前的预测，减少开裂风险，提高建筑结构的使用寿命， 具有非�：玫木眯б婧蜕缁嵝б�。(3)所提出的方法简便易行，准确可靠，能在规定龄期内对水泥基材料的抗裂性能进行快速评价。
图1至图6分别对应为C30 I、C30 II、C40 I、C40 II、C50 I和C50 II内钢环采
集的应变数据示意图。图7 至图 12 分别对应为 C30 I、C30 II、C40 I、C40 II、C50 I 和 C50 II 混凝土环
环向拉应力数据示意图。图13 至图 18 分别对应为 C30 I、C30 II、C40 I、C40 II、C50 I 和 C50 II 混凝土
抗拉强度示意图。图19 至图 24 分别对应为 C30 I、C30 II、C40 I、C40 II、C50 I 和 C50 II 随龄期变化的^( )值曲线图。
具体实施例方式下面以混凝土材料的具体实施例来对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。实施例1 1.试验原材料
P. 042. 5水泥(炼石牌)、闽江河砂(细砂)、石子(福清砂石厂)、粉煤灰(华能电厂II级粉煤灰)、减水剂(福建创先工程材料有限公司CX-8聚羧酸减水剂)、水。2.混凝土配合比
所设计的混凝土配合比见表1，分为掺粉煤灰组(I组)和不掺粉煤灰组(II组)，强度等级为C30、C40和C50。比如，C30 I是指掺粉煤灰，且强度等级为C30的混凝土。表1混凝土配合比
权利要求
1.一种水泥基材料抗裂性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤(1)按照专利公开号为CN1932512的水泥基材料抗裂性能测试方法，进行水泥基材料环的浇注和内环应变数据的采集；(2)测试水泥基材料3d、7d、14d及28d的抗拉或抗折强度，测试试件与水泥基材料环同时成型，同时拆模，同条件养护；(3)由步骤(1)采集的内环应变数据，计算随时间变化的水泥基材料环环向拉应力 ；(4)由步骤(2)测得的数据，拟合出随时间变化的水泥基材料的抗拉或抗折强度XOD；(5)由步骤(3)和步骤(4)中求解的 和式(办，绘制(F,{t) = ^(0//,(0 ) 曲线；(6)根据曲线进行评价，所述曲线上升的水泥基材料抗裂性能好于曲线水平的，曲线水平的水泥基材料抗裂性能好于曲线下降的；如果规定龄期曲线的发展趋势相似，比较规定龄期巧( )曲线包围的面积，包围的面积较大的，水泥基材料的抗裂性能较差。
2.根据权利要求1所述的水泥基材料抗裂性能评价方法，其特征在于所述规定龄期曲线包围的面积通过对另(<)曲线进行积分得到。
3.根据权利要求2所述的水泥基材料抗裂性能评价方法，其特征在于巧( )曲线包围的面积反映水泥基材料环的损伤程度，用于进一步判断混凝土的抗裂性能。
4.根据权利要求1所述的水泥基材料抗裂性能评价方法，其特征在于对于混凝土， 所述规定龄期为14天或28天；对于砂浆，规定龄期为7天或14天。
全文摘要
本发明涉及一种水泥基材料抗裂性能评价方法，所述的评价方法是首先将待评价水泥基材料进行抗裂性能测试及力学性能测试。然后由测得的内环应变计算水泥基材料环环向拉应力，由测试得的力学性能拟合出随时间变化的水泥基材料抗拉或抗折强度。绘制出水泥基材料环环向拉应力与抗拉或抗折强度比值曲线，根据规定龄期该曲线的发展趋势和曲线包围的面积来对水泥基材料抗裂性能进行快速且正确的评价。
文档编号G01N3/00GK102338718SQ20111015595
公开日2012年2月1日 申请日期2011年6月11日 优先权日2011年6月11日
发明者刘春苹, 季韬, 林旭健 申请人:福州大学
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