混凝土的早期收缩机理与开裂条件研究

对混凝土收缩的研究进行了总结,并在此基础上对混凝土产生收缩的机理进行了深入探讨。混凝土产生收缩的原因是由于自干燥导致的弯液面曲率半径的减小和表面张力的提高。混凝土在发生开裂时的拉应力小于当时混凝土的劈裂抗拉强度。环形约束时,当拉应力达到劈裂抗拉强度的55%~62%时,混凝土发生开裂。试验室中可以根据约束混凝土拉应力的发展趋势和开裂的时间来预测工程中混凝土发生开裂的可能性。     

自密实混凝土自生约束收缩开裂性能试验研究

通过钢环内壁贴应变片的环形约束收缩试验,研究了自密实混凝土由自生收缩引起的受力和开裂性能.以不同掺量的粉煤灰、矿渣单掺和复掺为主要因素,研究了自生约束收缩下自密实混凝土试件的钢环应变随龄期的发展规律,分析了钢环应变、混凝土有效自生收缩应变、混凝土收缩应力、开裂风险系数的相互关系.结果表明:单单自生收缩足以导致自密实混凝土环开裂,粉煤灰等量替代水泥能有效降低由自生约束收缩引起的混凝土应力,但掺量过高时混凝土的抗拉强度会明显下降;矿渣等量替代水泥或粉煤灰使混凝土的自生收缩应力增大,抗拉强度略有增加;混凝土环开裂时试件开裂风险系数为1.00~1.25,掺和料对开裂风险系数有影响.     

体表比对混凝土开裂风险的影响研究

研究了体表比对混凝土干燥收缩的影响以及混凝土轴向抗拉强度和弹性模量与龄期的关系,建立了混凝土收缩预测公式,计算了混凝土内部收缩应力,评价了体表比对混凝土开裂风险的影响.结果表明:混凝土轴向抗拉强度和弹性模量与龄期均成双曲线关系,且相关性较高.随着试件体表比的降低,混凝土的干燥收缩值增加,内部收缩应力增大,其开裂风险提高...     

早龄期约束水泥砂浆环开裂预测模型分析

采用约束圆环试验研究了早龄期水泥砂浆的应力变化规律与开裂趋势。应用早龄期砂浆水化热模型、收缩与徐变等预测分析模型,建立了考虑温度、干缩与自收缩、徐变及硬化等多种效应综合作用下的约束水泥砂浆环早龄期时变应力分析模型,讨论了约束钢环与砂浆环的相对约束刚度对钢环约束效应的影响,提出了圆环开裂预测因子以分析约束水泥砂浆环的开裂趋势,与实际观察结果和数值分析结果的对比表明,上述理论分析与预测模型是合理并适用的。     

限制收缩椭圆环约束度理论研究与试验设计

为了定量研究椭圆环试验约束度,采用数值分析方法,通过对混凝土施加虚拟温度场来模拟其收缩作用,计算了椭圆环试件中混凝土在自由收缩和限制收缩条件下的位移,分析了混凝土壁厚、钢环厚度和混凝土弹性模量对椭圆环试验约束度的影响,并拟合得到椭圆环试验约束度计算表达式.通过对比椭圆环混凝土的开裂时间后发现,预测结果与试验结果吻合良好,验证了所提出的数值分析方法的可行性.最后针对不同约束度条件下的早龄期混凝土,进行了约束圆环和椭圆环试验设计.     

轻集料混凝土干燥收缩影响因素及开裂评价方法

采用测试内约束收缩应力的方法研究了表观密度、水灰比、轻集料品种、不同矿物掺合料及约束程度对轻集料混凝土干燥收缩开裂的影响.结果显示,轻集料混凝土表观密度的降低增大了干燥收缩开裂的趋势,过低或过高的水灰比对干燥收缩开裂均有不利影响,轻集料种类则对收缩应力有一定影响;粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰的掺入降低了收缩开裂风险,混凝土收缩开裂概率随着约束程度提高明显增大.     

混凝土干燥收缩开裂评价及其试验新方法

介绍了一种评价混凝土收缩开裂的试验和评价方法,该法能够准确测量约束状态下混凝土干燥收缩时其内部产生的拉应力,特别是能够客观评价补偿收缩混凝土在弹性限制条件下抵御收缩应力的能力;提出了干燥收缩开裂概率C的概念,并将混凝土发生干燥收缩开裂的概率划分为C≥60%(高开裂风险),40%≤C<60%(中等风险)和C<40%(低风险)三种状态;试验表明,补偿收缩混凝土能够在混凝土中建立一定的自应力,可以有效降低混凝土的干燥收缩开裂概率。     

部分约束条件下中低水灰比混凝土开裂的预测

通过自制的混凝土环形约束收缩试验装置,对部分约束条件下中低水灰比(0.30,0.35和0.40)混凝土内部(环向)拉应力及拉应力水平的发展规律进行了研究,建立了通过拉应力水平预测混凝土早期开裂的预测模型.研究结果表明,部分约束条件下混凝土早期拉应力水平的安全控制值为50%;当早期拉应力水平超过55%时,混凝土发生开裂的危险性较大.对于拟用于工程中的混凝土,可在试验室条件下对其进行部分约束收缩试验,然后依据开裂预测模型预测其工程应用后的开裂情况.     

采用内约束法评价轻集料混凝土的干燥收缩开裂

本文采用内约束收缩应力方法研究了轻集料混凝土表观密度、水灰比、轻集料品种、不同矿物掺合料对混凝土收缩开裂的影响。结果显示,轻集料混凝土表观密度的降低增大了干燥收缩开裂趋势,过低过高的水灰比对干燥收缩开裂均有不利影响,粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰的掺入降低了收缩开裂风险,混凝土收缩开裂概率随着限制程度提高明显增大。     

混凝土早期开裂敏感性评价

温度变形和自生收缩变形等受约束形成的拉应力,是引起混凝土早期开裂的主要驱动力;单轴约束试验是试验室评价混凝土早期开裂敏感性的有效方法。文章通过温度-应力试验分析混凝土早期开裂的机理,并探讨了温度历程和自生收缩变形对混凝土开裂敏感性的影响。     

Entwurf und Ausführungsplanung der Stöbnitztalbrücke

Auf der Neubaustrecke Erfurt – Leipzig/Halle werden zurzeit einige Talbrücken realisiert, die einen neuen, ganzheitlich orientierten Entwurfsansatz verfolgen. Bei diesen integralen bzw. semi‐integralen Bauwerken sind die Überbauten monolithisch mit den Pfeilern und teilweise mit den Widerlagern verbunden. Sie können deshalb schlanker und mit stetigen Übergängen zwischen den Bauteilen ausgeführt werden. Durch den weitgehenden Verzicht auf Lager und Fugen und durch die robuste Bauweise besitzen integrale Bauwerke eine wesentlich längere Lebenserwartung als herkömmliche Talbrücken. Die Scherkondetalbrücke und die Gänsebachtalbrücke wurden bereits in vorherigen Ausgaben beschrieben. In diesem Beitrag wird über den Bau der Stöbnitztalbrücke berichtet, die als Sondervorschlag der ausführenden Baufirma realisiert wird. The Bridge over Stoebnitz Valley – a Bridge without Bearings on High‐Speed Railway Route Erfurt – Leipzig/Halle Currently some large valley bridges are under construction on high‐speed railway route Erfurt‐Leipzig/Halle. These bridges follow a new holistic design philosophy. The superstructures of those integral or semi‐integral bridges are rigidly connected to the abutments and the columns. Therefore, they are more slender than conventional bridges and the bridges are very robust and durable because of the omitting of bearings and dilatation joints. The bridges over Scherkonde valley and over Gaensebach valley were already described in previous issues. In this paper the construction of the bridge crossing Stoebnitz valley is reported. This bridge is being built as an alternate design of the contractor.     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.