混凝土早龄期拉伸徐变影响因素敏感性分析.pdf

第 1 7 卷第 5期 2 0 1 4年 1 O月 建筑材料学报 J 0URNAL OF BUI I DI NG M ATERI AI S Vo 1 1 7。 NO 5 Oc t ， 2 O1 4 文章编 号： 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 4 ) 0 5 0 8 9 6 0 5 混凝土早龄期拉伸徐 变影 响因素敏感性分析 汪伦焰 ， 郭 磊 ， 郭利 霞 ( 华北水利水 电大学 水利学 院， 河南 郑州 4 5 0 0 1 1 ) 摘要 ：结合 实际混凝 土 工程 中 出现 的徐 变现 象， 利 用 改进 的早 龄 期 混凝 土拉 伸徐 变试验 装 置进 行 早龄 期拉 伸徐 变试验 ， 考察 早龄 期拉 伸徐 变发展 规律 及 水灰 比 、 粉 煤 灰掺 量 、 磨 细矿 渣掺 量 和硅 粉 掺 量 的影 响 通过 所 定义 的敏 感度 因子 对试 验结 果进 行 分析 ， 对各 影 响 因素 敏 感性进 行 排序 结果 表 明 ： 硅粉掺 量 和水灰 比对 混凝 土早 龄 期 拉 伸徐 变影 响 较 大 ， 粉 煤灰 掺 量 和磨 细矿 渣掺 量 对 混凝 土早龄 期拉 伸徐 变影 响相 对较 小 该 结论 可为 同类型 的后 续研 究和工程 实践提 供参 考 关 键词 ： 拉 伸徐 变；影 响 因素 ； 敏 感性 分析 中图分 类号 ： T U4 1 1 ； T U4 7 2 5 文献标 志码 ： A d o i ： 1 0 3 9 6 9 i i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 4 0 5 0 2 4 S e n s i t i v i t y An a l y s i s o f I m p a c t Fa c t o r s o f Co n c r e t e Te n s i l e Cr e e p a t Ea r l y Ag e s W A NG Lu n yan， GUO Le i， GUO Li xi a ( Sc h oo l of W a t e r Co ns e r v a nc y，No r t h Ch i n a Uni v e r s i t y o f W a t e r Co n s e r v a n c y a nd E l e c t r i c P o we r ，Z h e n g z h o u 4 5 0 0 1 1 ，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：On t h e ba s i s o f c r e e p ph e no me n on i n p r a c t i c a l c o ns t r u c t i o n，wi t h t h e a p pl i c a t i o n of i mpr o v e d e q u i pme nt t h e c r e e p b e ha v i or a nd t he e f f e c t s o f wa t e r c e m e nt r a t i o，c o n t e n t s of f l y a s h，g r ou nd s l a g a n d s i l i c a f ume a t e a r l y a ge s we r e i nv e s t i g a t e d b y t e ns i l e c r e e p t e s t By d e f i ni n g s e ns i t i v i t y f a c t o r a n d a na l y z i n g t h e t e s t r e s ul t s ，s e n s i t i v i t y a na l y s i s wa s c a r r i e d o ut Th e r e s u l t s s ho w t ha t t he c o nt e nt o f s i l i c a f ume a nd wa t e r c e me n t r a t i o h a v e a m u c h gr e a t e r i nf l u e nc e o n t e n s i l e c r e e p t ha n t he c on t e n t o f f l y a s h a n d g r ou nd s l a g，whi c h wi l l b e a g o od r e f e r e nc e f or t he s uc c e e d i ng r e s e a r c h a n d s i m i l a r e ng i ne e r i n g pr a c t i c e Ke y wo r d s：t e ns i l e c r e e p；i mpa c t f a c t o r ；s e ns i t i v i t y a n a l ys i s 徐变 是影 响混 凝 土早 期 开 裂 的主 要性 能之 一 自 Ha t t l 1 于 1 9 0 7年 发 现 混 凝 土 的 徐 变 现 象 以来 ， 众多学者做了大量的试验、 理论和数值分析 ， 取得了 大量研究成果 但大多数研究集中于硬化后的混 凝 土压缩 徐变 ， 所 得 结 论 也 只 适 用 于压 应 力 作 用下 的混 凝 土结构 ， 以至 于 目前 在设 计 和工 程 应 用 中通 常认 为 混凝 土 的拉 伸 徐 变 与压 缩 徐 变 相 同 ， 而关 于 拉 伸条 件下徐 变性 能 的研究 较少 因此 ， 进 行拉 伸徐 变试 验 及其影 响 因素研 究 是十分 必要 的 本 文采用 改进 的早 龄期 混凝 土拉 伸徐 变试 验装 置 ， 考察水灰 比、 粉煤灰掺量 、 磨 细矿渣掺量及硅粉 掺 量等对 混凝 土早 龄期拉伸 徐变 的影 响规律 并进 行 这 些影 响 因素 的敏感 性 分 析 ， 确 定 出 主要 和 次要 影 响因素 ， 以便 为混凝 土性 能试验优 化设 计 、 混 凝 土结 构 设计 、 工程 应用提 供理论 依 据 1 敏感性分析方法 敏感性 分 析 是 有 关 系 统 稳 定 性 的 一 种 分 析 方 法 ， 一 般是 指 因素对特性 的影 响程 度分 析 ， 在 分 析 过程中， 可令其余各 因素取基准值且固定不变 ， 而令 考察 因素 r 在其 可能 的范 围 内变 动 ， 考 察 特性 P 表 现 出的变化 若 的微小 变 化 引 起 P 的较 大 变 化 ， 收稿 日期 ： 2 0 1 3 - 0 7 3 0 ；修订 日期 ： 2 0 1 3 - 1 0 2 8 基金项 目： 国家 自然科学基金资助项 目( 5 1 1 0 9 0 8 1 ) 第一作者 ： 汪伦焰( 1 9 6 8 一) ， 男， 安徽六 安人 ， 华北水利水电大学副教授 ， 硕 士生导师 ， 博士 E ma i l ： wb rD C W U e d u c n 通信作者 ： 郭利霞( 1 9 8 2 一) ， 女 ， 河南开封人 ， 华北水利水 电大学副教授 ， 博士 E ma i l ： g u o l i x i a r l c wu e d u c n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5 期 汪伦焰 ， 等 ： 混凝 土早龄期拉伸徐变影响 因素敏感性分 析 8 9 7 则 P对 r 很 敏感 ， 此 时 的 为 高 敏感 因素 ； 若 的 较大变化仅 引起 P 的较小变化 ， 则 为低敏感 因 素 上述描述可对不同的因素进行敏感性比较 敏感 性分 析 的核 心就是 通 过对模 型 特性 进 行 分 析 ， 得到各属性敏感度 因子的大小 在实际应用 中根 据经验去掉敏感度很低 的因素 ， 重点考虑敏感度 因 子较大的因素 ， 可以大大降低模型的复杂度 ， 减少数 据分析处理的工作量 ， 在很大程度上提高模 型的精 度 ， 同时研究人员 可利用各 因素敏感度因子的排序 结 果 ， 解 决 相应 的问题 敏感性分析方法有很多种 ， 本文参考文献E 7 ， 定义敏感度因子为 ： 腓 ， ： 二 ： I S f ( 1 ) 2 徐变影响试验分析 2 1 拉 伸徐 变试 验 参照 G N 8 2 8 5 普 通 混 凝 土 长 期性 能 和 耐 久 性能试 验方法 以及 G B T 5 0 0 8 0 - 2 0 0 2 普 通混凝 土 拌合物性 能试验方 法标 准 ， 基准混 凝 土试件 ( R C ) 水 胶 比( 质 量 比， 下 同) 为 0 4 0 ， 保持水胶 比不变 ， 分别 按 照所考察 的影响 因素设 计 配合 比， 见 表 1 表 1中 ， 粉 煤灰等质量取代水泥 1 O ， 2 0 ， 3 O ， 4 O 的试件分 别用 F A 1 0 ， F A2 0 ， F A 3 0 ， F A4 0表示 ； 磨细矿渣等质量 取代水 泥 1 O ， 2 0 ， 3 0 ， 5 O 的试 件 分 别 用 G G B S 1 0 ， G G B S 2 0 ， GG B S 3 0 ， G GB S 5 0表示； 硅粉等 质量 取代水 泥 5 ， 1 O ， 1 5 ， 2 O 的 试 件 分别 用 S F 5 ， S F 1 0 ， S F 1 5 ， S F 2 0 表示 ； 在考察水灰比( 质量 比， 下同) 式 中 ： M ( r ) 为 因 素 的 敏感 度 因 子 ； S 为 基 准 因 的影响时则是 保持骨料 质量分数 不变 ， 分别用 水灰 比 素集对应的徐变度 ； S 为徐变度在 因素 变化范 为 0 3 0 ， 0 3 5 ， 0 4 5 ， 0 5 0的试 件 wC 4 ， WC 3 ， WC 2 ， 围内的最大值， S i 为徐变度在因素 变化范 围内 WC 1与水灰比为 0 4 0的基准混凝土试件 R C进行对 的最小值 敏感度因子越大表示该 因素对徐变特性 比试验分析 ； 考虑到 目前混凝土正常施工需要 ， 坍落 影 响越大 ， 反 之则 表示 该 因素 对徐 变特 性影 响越 小 度采用 减水剂进 行控制 表 1 混凝土的配合 比 Ta b l e 1 Ex p e r i me n t a l mi x p r o p o r t i o n o f c o n c r e t e S p e c i m e n c o de Mi x p r o p o r t i o n ( k g。m一 ) 一 m m b W C S G 3 1 4 4 5 6 7 O 1 9 5 2 1 9 5 2 1 9 5 2 1 9 5 2 1 9 5 2 1 9 5 2 1 95 2 1 9 5 2 2 4 4 0 2 9 2 8 3 9 0 4 5 8 5 6 0 4 0 0 5 0 0 4 5 0 3 5 0 3 0 0 4 0 0 4 0 0 4 0 0 4 0 0 4 0 040 0 4 0 0 4 0 0 4 0 040 0 4 0 O 4 0 No t e： W W a t e r ； C- Ce me n t ； S S a n d； G Gr a v e 1 制备 的混凝 土试 件为狗骨形 ( 见 图 1 ) ， 每组试 件 4 个 ， 其 中 2个 用于 测定 徐变 ， 另 外 2 个 用 于 测定 自由变 形 ( 主要 为 温 度 变 形 和 自 由收 缩 变形 ) 试 件 成型2 0 2 4 h后拆模 ， 拆模后试件立即用铝 箔密封 以防止 水 分散 失 测 定 自由变 形 的试 件 自龄 期 2 4 h 开始 由数显千分表测量 拉伸徐变试件采用端部约 束的试验方式 ， 试验设备见图 1 2 2结 果分 析 混凝土徐 变通常 以不 同持载时 间的徐 变度表 示 ， 公 式 为 ： 1 1 1 1 1 1 1 1 O 0 O O 0 2 4 6 8 2 4 6 O 2 4 6 4 8 8 6 4 7 9 O 1 2 9 O 1 4 9 0 1 0 蛎 档弘 们 弘 5 4 5 3 O 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 加 毗 岫 一 一 一 一 一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 9 O O 建筑材料学报 第 1 7卷 ( 上 接 第 8 8 6页 ) 9 洪永顺 ， 刘双华 ， 吴平 Wa c k e r 有机硅憎水剂在水 泥基 陶瓷墙 地砖填缝剂 中的应用E J 新型建筑材料 ， 2 0 0 7 ， 3 4 ( 4 ) ： 5 0 5 1 HONG Yo n g s h u n。 LI U S h u a n g h u a， W U Pi n g Ap p l i c a t i o n o f W a c k e r o r g a n o s i l i c o n wa t e 卜r e p e l l e nt a d mi x t u r e i n c e m e n t b a s e d c e r a mi c wa l l a n d f l o o r t i l e s s e a l a n t J Ne w B u i l d i n g M a t e r i a l s ， 2 0 0 7， 3 4 ( 4 )： 5 0 5 1 ( i n Ch i n e s e ) rl O KANI E N， ALI AHVERDI A， PROVI S J LEf f l o r e s c e n c e c o n t r o l i n g e o p o l y me r b i n d e r s b a s e d o n n a t u r a l p o z z o l a n J Ce me nt Co n c r e t e Co m p o s i t e s ， 2 01 2， 3 4 ( 1 )： 2 5 3 3 1 1 1 WOL F I S B E RG J ， 张量 新型粉末憎水添加剂 S e a l 8 0的性 能 及其 在干 混 砂 浆 中 的 应 用 J 新 型 建 筑 材 料 ， 2 0 0 4( 6 ) ： 3 6 3 9 W OLFI SB ERG J ， ZHANG Li a n g Pe r f o r ma n c e o f n e w wa t e r - r e p e l l e n t p o wd e r a dmi x t u r e S e a l 8 0 a n d i t s a p p l i c a t i o n i n d r y mi x mo r t a r J N e w B u i l d i n g Ma t e r i a l s ， 2 0 0 4 ( 6 ) ： 3 6 3 9 ( i n Ch i n e s e ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m