蔣志新

【摘 要】在不同配筋率的鋼筋限制作用下，通過實(shí)驗(yàn)得出自應(yīng)力混凝土的變形隨時(shí)間的變化關(guān)系，繪出限制變形與時(shí)間的關(guān)系曲線；通過曲線分析，限制變形與時(shí)間的發(fā)展規(guī)律，并通過自應(yīng)力混凝土產(chǎn)生自應(yīng)力的機(jī)理闡述該發(fā)展規(guī)律的產(chǎn)生原因；通過變形協(xié)調(diào)關(guān)系得出不同配筋下自應(yīng)力混凝土的自應(yīng)力計(jì)算公式，計(jì)算本實(shí)驗(yàn)配筋率不同時(shí)自應(yīng)力值得大小。

【關(guān)鍵詞】自應(yīng)力混凝土；鋼筋限制；自應(yīng)力計(jì)算

Since stress reinforced concrete restrictions under stress calculations

Jiang Zhi-xin

（Tongji University Shanghai 200092）

【Abstract】Under the effect of different reinforcement ratio of reinforced restrictions， through experiment from the stress of concrete deformation change over time ，Draw the curve of deformation and time limit ；Through the curve analysis， deformation and time limit of the law of development ，And through the stress mechanism of self-stressing concrete in this paper， the reasons for the law of development；Through the deformation coordination of self-stressing concrete under different reinforcement stress calculation formula，Calculate the experiment reinforcement ratio and the stress is worth not size

【Key words】Self-stressing concrete；Reinforced limit；Calculation of self-stressing concrete

1. 引言

自應(yīng)力混凝土主要是依靠混凝土自身的作用，在其中生成鈣礬石（即硫鋁酸鈣水化產(chǎn)物）之后，通過混凝土和鋼筋的粘結(jié)性能來張拉鋼筋，（可以根據(jù)鋼筋不同的配置方向作多向的張拉）而后在混凝土中形成一定由化學(xué)能產(chǎn)生的的預(yù)壓應(yīng)力，這種預(yù)壓應(yīng)力又叫化學(xué)預(yù)應(yīng)力，這樣就可以與廣泛使用的機(jī)械預(yù)應(yīng)力進(jìn)行區(qū)別。這種自應(yīng)力即可以減少混凝土裂縫的產(chǎn)生，還可以提高結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的工作性能。膨脹混凝土具有斷面小、低溫硬化、自重輕、快硬早強(qiáng)、抗?jié)B性優(yōu)越、后期強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。適應(yīng)于貯罐、地下防水、港口工程以及冬季工程中推廣使用[1～3]。眾多國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)自應(yīng)力混凝土鋼筋限制作用下的下的自應(yīng)力混凝土的力學(xué)性能或者鋼筋鋼纖維共同限制作用時(shí)自應(yīng)力混凝土的力學(xué)性能都作了多方面的研究[4～5]，同時(shí)對(duì)自應(yīng)力混凝土在鋼筋限制作用下的自應(yīng)力值的計(jì)算基本達(dá)到了共識(shí)，本文主要是進(jìn)行自應(yīng)力混凝土在鋼筋限制作用下的不同配筋率的自應(yīng)力計(jì)算。

2. 不同配筋下鋼筋限制膨脹與齡期的關(guān)系

2.1 隨著齡期的不同限制變形產(chǎn)生著不同的變化，本文在31天范圍下測(cè)得的鋼筋限制變形與齡期的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖1所示，其中AO-1代表配筋率為0.56的試件，A1-1代表配筋率為1.12的試件，A3-1代表配筋率為1.54的試件，A4-1代表配筋率為2.01的試件，A5-1代表配筋率為2.55的試件。，

2.2 通過以上不同配筋率下限制膨脹與齡期的關(guān)系試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出在，自應(yīng)力混凝土在鋼筋限制作用下，雖然配筋率不同，但是其限制膨脹變形隨著齡期（天）變化規(guī)律基本相同，大都經(jīng)歷了以下三個(gè)階段：

2.2.1 塑性變形階段：

（1）本階段大致為1～2天，鋼筋在單向的限制下，鋼筋的方向上膨脹變形基本沒有產(chǎn)生，但是限制變形在非限制方向上會(huì)產(chǎn)生，所以此時(shí)對(duì)縱向鋼筋上自應(yīng)力混凝土產(chǎn)生的膨脹不會(huì)產(chǎn)生有效地張拉，那么在鋼筋限制方向上自然就不會(huì)產(chǎn)自應(yīng)力。在這個(gè)期間鋼筋的限制膨脹并沒有產(chǎn)生自應(yīng)力，所以是無效膨脹，但是無效膨脹不可以太大，否則自應(yīng)力混凝土就會(huì)有大量的膨脹能被多大的無效膨脹消耗掉，這樣會(huì)減少有效膨脹能。

（2）本階段之所以處于塑性狀態(tài)主因是自應(yīng)力混凝土在水化初期的原因，本試驗(yàn)采用的硫鋁酸鹽自應(yīng)力水泥（S.SAC），是以硅酸二鈣和無水硫鋁酸鈣為主要礦物成分的熟料，配以一定量的石膏后細(xì)磨制成的強(qiáng)膨脹性水硬性膠凝材料。其與水產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)的主要產(chǎn)物是水化硅酸鈣膠凝、水化氧化鋁膠凝和鈣礬石。其中鈣礬石晶體（膨脹組分）形成最早，作為水化硅酸鈣膠凝（強(qiáng)度組分）形成的速度比鈣礬石晶體要慢，但是這兩種成分自應(yīng)力水泥水化后的產(chǎn)物會(huì)共同存在，只是二者成分隨著齡期的增加它存在多少的過程。

2.2.2 膨脹變形階段：本階段經(jīng)歷大約為2～12天內(nèi)，2～3天后逐步形成水化硅酸鈣膠凝，這樣自應(yīng)力混凝土便具有了一定的強(qiáng)度，這時(shí)在限制方向上就會(huì)有彈徐變和塑性回縮變形。前兩者的變形相對(duì)于自由膨脹變形比較小，故短期齡期內(nèi)可以忽略不計(jì)，較明顯的是自應(yīng)力混凝土的膨脹變形，并且隨著齡期而增加。在鋼筋的限制方向上自應(yīng)力混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度也提高了，無效膨脹降低，同時(shí)有效膨脹增加。

2.2.3 徐變和膨脹相互影響階段：本階段開始大約在13天，這時(shí)作為膨脹組分的鈣礬石，其吸水膨脹和結(jié)晶基本完成，那么膨脹變形增加的速度也較慢。但徐變也在逐步增大，自應(yīng)力混凝土的強(qiáng)度也有了較大的提高，徐變與膨脹相互影響。從圖1可以看出隨齡期的增加限制變形進(jìn)行而上下波動(dòng)，但總體上來說，其波動(dòng)幅度較小，最后趨向于穩(wěn)定狀態(tài)。endprint