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混凝土早期收缩和开裂性能的实验方案1.实验目的本文采用平板约束试验，研究高效减水剂、膨胀剂、纤维、矿渣、粉煤灰等材料及其不同组合，对混凝土的早期塑性收缩和开裂性能，优化混凝土的制备技术，制备出早期塑性收缩小的混凝土材料。2.实验原理通过平板约束模具，混凝土在早期收缩时候，由于平板的约束作用会产生应力，混凝土在应力作用下会产生裂缝，通过记录裂缝的宽度、条数和长度来判定混凝土的收缩性能。3.实验仪器参考中国工程院水利与建筑学部《混凝土结构耐久性设计与施工指南》[14]中日本笠井芳夫教授提出的设计方法，本实验的试件尺寸为600mm×600mm×63mm，用于浇注试件的钢制模具见图。模具的四边用∟63mm×6.3mm的等边角钢制成，四边与底板通过螺栓固定在一起，以提高模具的刚度；在模具每个边上用双螺帽固定下排7个Ф6×100mm螺栓和上排7个Ф6×50mm螺栓。两排螺栓相互交错，便于浇筑的混凝土填充密实。在模具底板的表面铺上低摩阻的聚四氟乙烯薄膜。四边布设栓钉的平板试验模具照片4.实验配合比本次实验通过比较和经验最终水灰比定为0.4，灰砂比为3:5。矿渣和粉煤灰的掺量等量取代水泥，0%、10%、20%、40%取代，纤维的掺量定为0.2%(1.82Kg/m)体积比掺入，减水剂掺量为胶凝材料的0.5%，减缩剂，膨胀剂的掺入见下表：单位（千克/立方米）编号水泥粉煤灰矿渣砂石膨胀剂减缩剂减水剂纤维水胶比WA045075010452.250.4180A14057501045452.250.4180A2450750104592.250.4180B14054575010452.250.4180B23609075010452.250.4180B327018075010452.250.4180C1360454575010452.250.4180C2270909075010452.250.4180D045075010452.251.820.4180E13604575010454592.251.820.4180E23159075010454592.251.820.4180E322518075010454592.251.820.4180E4315454575010454592.251.820.4180E5225909075010454592.251.820.41805实验原材料水泥：P.O.52.5级普通硅酸盐水泥矿渣粉煤灰砂子石子自来水减缩剂膨胀剂减水剂聚丙烯纤维6混凝土搅拌与试件制作实验每组做三个试件加强实验可靠性。采用强制搅拌机进行搅拌，投料和搅拌顺序为：先加胶凝材料和砂、石，同时撒入聚丙烯纤维，干拌1min，再加入混有高效减水剂的水，湿拌3～5min。对于掺加纤维的混凝土，聚丙烯纤维在干拌时加入。试件浇注、振实、抹平后，放入观测环境，控制环境温度（28±3℃）和相对湿度（50±2％），混凝土表面的温度为35±2℃。7.裂缝观测与数据处理方法记录观察到的试件表面出现每条裂缝的时间。当试件表面出现贯穿裂缝后很少会再有新的裂缝出现，这时每1h观察一次，直到24h观察结束。在24小时后，仔细观测所有裂缝数量与总长、裂缝的最大宽度。裂缝长度以肉眼可见为准，用钢尺测量长度，近似取裂缝两端直线距离，当裂缝出现明显弯折时，以折线长度之和代表裂缝长度。裂缝宽度用英国产的EL35型50倍读数显微镜测量，精度为0.02mm，如图所示，取裂缝最宽处的宽度代表该裂缝的裂宽。图塑性收缩开裂实验过程图EL35裂缝显微镜根据观测结果，分别计算不同配合比混凝土的总裂开面积A和单根裂缝的平均开裂面积a，计算公式如下：式中，iw－第i根裂缝的最大宽度，mm；il－第i根裂缝的长度，mm；N－总裂缝数目，根。8实验数据记录表裂缝观测试验结果混凝土初裂时间/h:min裂缝条数/根最大裂缝宽度/mm总裂开面积/mm2A0A1A2B1B2B3C1C2D0E1E2E3E4E5