混凝土干缩过程中的声发射特征

干缩是混凝土硬化过程中的一个重要特性,所谓干缩性,就是指混凝土暴露于自然环境中后,在其逐渐硬化的同时,随着水分的蒸发其体积也相应收缩的性质。不同的工程背景,会对混凝土的干缩性能有不同的要求。有关混凝土干缩性能的研究数不胜数。

但是,混凝土的干缩究竟是在什么时候开始的,在硬化过程中的不同阶段,混凝土的干缩又各有什么特征,还众说不一。利用声发射技术来研究混凝土的干缩性能,或者根据混凝土的干缩过程来分析其中的声发射性能,都是新的研究课题。有关观测表明,混凝土在干缩过程中有声发射信号产生。

利用混凝土的四棱柱体试块进行了试验。试块尺寸为:10cm×10cm×40cm,配合比设计中采用了不同的水灰比(0.4~0.6),塌落度为8~10cm,具体配合比如表4-1所示。混凝土在温度为20℃的环境中放置24h后脱模,然后放入20℃的水中浸泡7天。之后取出放置于温度20℃、相对湿度(50±5)%的空气中。

在试块的干缩过程中,一方面测量试块的干缩量,同时也观测干缩过程中所发出的声发射信号。在起初的7天中,每天对其干缩情况进行观测,在之后的时间里,则每周观测一次。

声发射观测则是连续进行的。图4-10为声发射传感器的布置图。在试块的四个角上分别安设一个传感器,同时,为了保证观测到干缩开始时的声发射信号,还专门在混凝土试块的中央安设了一个传感器。观测中测定的声发射参数有声发射事件、声发射计数和声发射能量。混凝土试块的干缩量与声发射之间的关系如图4-11所示。

观测结果表明,声发射与干缩量之间有着密切的关系,累计声发射参数(包括累计声发射事件数、累计声发射振铃数、累计能量)与混凝土的干缩量之间存在近似的线性关系。总的干缩量越大,声发射量也越大。如果说所观测到的声发射信号是由于干缩应力的作用而产生的话,那么观测的结果则说明,在干缩开始之前,混凝土内部的应力是逐渐增大的,而一旦干缩开始出现,混凝土内部的干缩应力便开始降低。

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