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加固灌浆料中微裂缝存在的必然性与荷载能力

来源:网络  作者:本站  发布时间:2017-01-12  阅读次数:   次

加固灌浆料中微裂缝存在的必然性与荷载能力
现有研究表明,在加固灌浆料承受荷载之前,加固灌浆料内部骨料与水泥浆体的界面就已经存在着细微裂缝,这是由于骨料与水泥浆体的固有物理性能存在很大差异。另外,加固灌浆料的养护过程中存在收缩和热量交换,这些都会导致骨料与水泥水化浆体的性能有较大差异。微裂缝不仅存在于普通加固灌浆料中,对于持续水养护的加固灌浆料或水胶比低于0.25的高强加固灌浆料,在为承受荷载之前都存在微裂缝。
目前对于微裂缝的具体尺寸上没有明确定义,但普遍认为微裂缝的最大尺寸不大于0.1mm,这是肉眼能够识别的最小尺寸。对于实际工程而言,微裂缝的最小尺寸应当限制得更小以保证结构性能,更小尺寸的裂缝可以利用光学显微镜进行观察,当施加荷载超过加固灌浆料所能承受最大荷载的30%以后,加固灌浆料中微裂缝发展的总应力大小与加固灌浆料的水胶比密切相关,这个阶段是微裂缝缓慢发展的阶段。
随着加固灌浆料施加荷载的继续增加,增大至所能承受最大荷载的70%-90%,裂缝会发展至穿透水泥砂浆,形成一条贯穿的连续裂缝。这是加固灌浆料中裂缝发展最快的阶段,对于高强加固灌浆料而言,这一阶段的应力水平高于普通加固灌浆料。通过采用中子射线照相法测量得知,这个阶段微裂缝累计长度增长较大,但高强加固灌浆料的累计长度仍旧小于普通加固灌浆料。
加固灌浆料裂缝快速发展的起始点与体积应变的非连续点相对应,如果此时在加固灌浆料结构上持续施加荷载,随着时间的延长加固灌浆料会发生破坏。对于高强加固灌浆料和普通加固灌浆料而言,这个阶段基本相同。
加固灌浆料所受荷载持续增大的话,裂缝的长度会急剧增长。当比值为0.95时,加固灌浆料表面会出现裂缝,水泥砂浆也会出现裂缝,而且大多数裂缝与加固灌浆料所受荷载的方向大致平行。一般加固灌浆料试件在应力-应变曲线下降段,加固灌浆料裂缝的长度和宽度都会显著增大。
在加固灌浆料破坏之前,加固灌浆料裂缝比静荷载下加固灌浆料的裂缝要长,宽度要大。在持续恒定荷载下加固灌浆料的破坏情况与循环荷载的破坏情况类似,在棱柱体强度85%的恒定持续荷载下,加固灌浆料破坏前的裂缝相比静荷载情况要大些。
虽然加固灌浆料的微裂缝主要存在于骨料与水泥浆体的界面,但骨料同时能够阻止裂缝的发展。加固灌浆料本身的这种非均质性对于加固灌浆料性能本身是有益的,加固灌浆料内部的骨料与水泥浆体的界面在外部作用下会形成各种各样的角度。因此,在外部施加荷载时,骨料与水泥浆体的界面处会出现各种不同的、或高于或低于外部施加荷载的应力。

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