混凝土骨料周围水泥浆收缩裂纹形成机制

• 作者: 蔺海晓 邵元元 周淼
• 来源期刊: 铁道科学与工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 混凝土 水泥浆收缩 特征应力 裂纹扩展
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 轨道与基础|Track and Foundation
• 页码范围: 706-713
• 页数: 8页
• 分类号: TU528.01
• 语种: 中文
• DOI: 10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20211076

摘要

为实现混凝土水泥浆硬化收缩在骨料周围产生裂纹的预测问题,通过环向应力传感器试验测试水泥浆在硬化过程中对骨料的特征应力,并通过混凝土收缩平面弹性模型,建立特征应力与水泥浆体和骨料的函数关系.同时,建立水泥浆基体和骨料的2种界面(光滑界面和完全结合界面)类型的断裂力学模型,通过数值计算分析水泥浆收缩时裂纹扩展驱动应力和时间的上限和下限.研究结果表明:水泥浆硬化收缩时特征应力与时间满足Langmuir函数关系,相关系数达0.97以上.光滑界面和完全结合界面模型中裂纹长度因子均随归一化裂纹长度的增大先迅速增大而后缓慢减小,且归一化裂纹长度在0.55～0.65之间时2个裂纹长度因子均达到最大值.裂纹扩展的临界应力和临界时间对裂纹尺寸均具有显著的依赖性,随归一化裂纹长度增大先急剧减小而后缓慢增大,均在归一化裂纹长度在0.5～0.7之间出现极小值,此时裂纹扩展所需要的驱动应力最小,时间也最短.同一归一化裂纹长度时,光滑界面时的临界压力和临界时间均小于完全结合界面,光滑界面时比完全结合界面更容易导致裂纹扩展.基于光滑界面和完全结合界面模型裂纹扩展难易程度分析,进而能够预测实际水泥浆基体和骨料界面结合形式及结合程度.