配筋UHPC濕接縫界面抗彎性能及影響因素

霍文斌， 張 陽， 黃龍?zhí)铮?陳 貝

(1.廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司, 廣東 廣州 510010; 2.湖南大學(xué) 土木工程學(xué)院, 湖南 長沙 410082)

目前，裝配式混凝土橋梁多采用現(xiàn)澆普通混凝土(NC)濕接縫連接，但工程實(shí)踐表明，新老混凝土界面的黏結(jié)強(qiáng)度較低[1]，因而裝配式橋梁翼板的NC接縫界面容易發(fā)生開裂、漏水，甚至失效，對結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性構(gòu)成嚴(yán)重威脅.超高性能混凝土(UHPC)是一種具有超高抗拉/壓強(qiáng)度、超強(qiáng)韌性和超高耐久性的新型水泥基材料[2].由于UHPC水膠比較低、不含粗骨料、且無需振搗就能夠與老混凝土的凹凸表面充分接觸，從而可有效提高UHPC-NC界面的黏結(jié)強(qiáng)度[3]，是一種有前途的預(yù)制拼裝混凝土橋梁的現(xiàn)澆接縫材料.近年來，一些學(xué)者開展了UHPC與NC黏結(jié)性能的研究.如Carbonell等[4-6]通過劈拉、斜剪和拉拔(直拉)試驗(yàn)，研究了UHPC-NC界面在不同混凝土表面粗糙度、齡期、凍融循環(huán)次數(shù)，以及基底濕潤度等情況下的黏結(jié)性能，并得到UHPC-NC界面的黏結(jié)抗拉強(qiáng)度和摩擦系數(shù)，研究表明，UHPC與NC間具有優(yōu)異的黏結(jié)性能，濕潤和粗糙的混凝土基底對界面黏結(jié)性能尤為有利.王興旺[3]和Zhang等[7]采用劈拉、斜剪、直拉和直剪試驗(yàn)，探討了NC強(qiáng)度、基體表面粗糙度、濕潤度，界面齡期，UHPC養(yǎng)護(hù)條件，界面劑和膨脹劑等參數(shù)對UHPC-NC界面黏結(jié)強(qiáng)度的影響.Hussein[8]和Graybeal[9]開展了預(yù)制NC構(gòu)件UHPC鉸縫、濕接縫試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)UHPC接縫性能和UHPC-NC界面黏結(jié)性能良好，UHPC是目前最優(yōu)異的水泥基接縫材料.

由于裝配式NC橋梁翼板及其縱向濕接縫主要承受橫向彎矩，且UHPC-NC界面配有鋼筋，因此常用的劈拉、斜剪、直剪等界面黏結(jié)性能測定方法無法準(zhǔn)確反映其連接受力性能，同時(shí)界面形狀以及其他因素的影響也需要進(jìn)一步深入研究.鑒于此，本文通過配筋UHPC接縫板抗彎試驗(yàn)，研究了不同形狀配筋UHPC-NC界面的抗彎性能，并通過軸拉試驗(yàn)探討了NC表面處理方式和濕潤度、UHPC養(yǎng)護(hù)齡期、養(yǎng)護(hù)方法等對配筋界面抗裂性能的影響，以期為裝配式NC橋梁的UHPC濕接縫設(shè)計(jì)和施工提供參考.

1 接縫抗彎試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

UHPC配合比見表1.其中鋼纖維為φ0.2×13mm 端鉤型高強(qiáng)鋼纖維，其抗拉強(qiáng)度大于2GPa，摻量(體積分?jǐn)?shù))為2%；減水劑為聚羧酸減水劑，其減水率(質(zhì)量分?jǐn)?shù))大于30%.NC按照C40混凝土配制.接縫板試件配置φ12的HRB400鋼筋(N1)和φ10的HPB300鋼筋(N2)2種配筋.UHPC和NC的力學(xué)性能見表2，表中UHPC-N、UHPC-60分別代表在常溫和60℃蒸汽條件下養(yǎng)護(hù)的UHPC.

表1 UHPC的配合比

表2 UHPC和NC的力學(xué)性能

1.2 試件制備

根據(jù)接縫形狀制作6組共11塊試件.考慮到裝配式NC橋梁翼板厚度一般為150mm，接縫寬度須滿足接縫鋼筋的最小錨固長度要求，將試件尺寸設(shè)計(jì)為1500mm×300mm×150mm，2個(gè)支點(diǎn)間距為1300mm，接縫寬度為140mm.試件參數(shù)詳見表3.表中MN為1塊NC完整板(無接縫)試件，作為對照組；另外5組試件均為UHPC-NC接縫板試件(每組各2塊)，其中3組為矩形界面接縫板(RJ1、RJ2、RJ3)、1組為楔形界面接縫板(WJ)、1組為菱形界面接縫板(DJ).接縫板試件制備步驟如下：首先澆筑NC完整板和接縫板中的NC部分，并常溫養(yǎng)護(hù)60d；然后將NC表面進(jìn)行鑿毛、打孔等界面處理，接著將NC充分潤濕后，現(xiàn)澆UHPC濕接縫，再常溫養(yǎng)護(hù)28d，即可進(jìn)行加載試驗(yàn).接縫板試件尺寸和配筋布置如圖1所示.對照試件MN的尺寸、配筋和養(yǎng)護(hù)方式等與上述5組接縫板試件相同.

表3 試件參數(shù)

圖1 接縫板試件尺寸和配筋布置

1.3 加載方式與測點(diǎn)布置

試驗(yàn)采用千斤頂，通過分配梁來實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)式加載，加載間距為400mm.每級試驗(yàn)荷載為4kN.圖2為測點(diǎn)布置圖.由圖2可見：在接縫部位的頂部和底部UHPC表面及接縫處鋼筋表面均粘貼電阻式應(yīng)變計(jì)；在支點(diǎn)和跨中的分配梁頂部位置設(shè)置豎向千分表，用以測量試件撓度；采用裂縫觀測儀測量較寬的典型裂縫和界面裂縫.

圖2 測點(diǎn)布置圖

2 結(jié)果與分析

2.1 開裂過程及破壞模式

試驗(yàn)過程中，當(dāng)NC板和界面分別出現(xiàn)第1條肉眼可視裂縫(縫寬約為0.02mm)所對應(yīng)的荷載，即為其開裂強(qiáng)度；在加載后期，若荷載下降且試件撓度和主裂縫寬度快速增大,受壓混凝土出現(xiàn)局部壓碎，即為試件破壞狀態(tài).試件破壞模式如圖3所示.圖中WJ試件中的A和B分別為楔形接縫的兩類UHPC-NC界面.由圖3可見：(1)NC完整板MN試件和接縫板試件均發(fā)生了典型的彎曲破壞——受壓區(qū)混凝土局部壓碎，受拉區(qū)混凝土或UHPC-NC界面處形成較寬的受拉主裂縫；對于MN試件，當(dāng)荷載達(dá)到極限荷載(Pu)的20%左右時(shí)，在跨中純彎段內(nèi)出現(xiàn)了第1條彎曲橫向裂縫，MN試件破壞時(shí)有多條主裂縫出現(xiàn)；對于接縫板試件，其裂縫多發(fā)生在預(yù)制NC部位或UHPC-NC界面處，因UHPC自身優(yōu)異的抗裂性，在接縫范圍內(nèi)的裂縫數(shù)量少、寬度小、長度短.(2)在受彎過程中，各接縫板試件上裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展形式各不相同——①對于鑿毛矩形接縫板試件RJ1，當(dāng)荷載達(dá)到0.21Pu左右時(shí)，在UHPC-NC界面處出現(xiàn)第1條裂縫，其初裂荷載與完整板MN試件基本持平；主裂縫位于界面處，最終產(chǎn)生界面破壞.②對于鑿毛+打孔接縫板試件RJ2，當(dāng)荷載達(dá)到約0.20Pu時(shí)，預(yù)制NC板首先在打孔范圍外至加載點(diǎn)之間的位置開裂，當(dāng)荷載持續(xù)增大到0.28Pu時(shí)，UHPC-NC界面處開始萌生裂縫，主裂縫位于預(yù)制NC板內(nèi)，最終預(yù)制NC破壞.(3)對于密配筋矩形接縫板試件RJ3，當(dāng)荷載達(dá)到0.21Pu左右時(shí)，UHPC-NC界面處出現(xiàn)第1條裂縫，初裂荷載與完整板MN試件基本持平；但界面處裂縫擴(kuò)展緩慢、并未形成主裂縫，其主裂縫位于預(yù)制NC板內(nèi)，最終預(yù)制NC破壞.(4)由于楔形接縫板試件WJ截面形狀的特殊性，形成了A、B2類UHPC-NC界面，當(dāng)荷載達(dá)到0.18Pu時(shí)，預(yù)制NC板首先開裂；當(dāng)荷載增加到0.25Pu和0.46Pu時(shí)，A、B界面先后開裂；主裂縫產(chǎn)生在楔形界面之外的預(yù)制NC板內(nèi)，最終預(yù)制NC破壞.(5)對于菱形接縫板試件DJ，當(dāng)荷載達(dá)到0.21Pu左右時(shí)，預(yù)制NC板首先開裂；當(dāng)荷載增至0.40Pu左右時(shí)，UHPC-NC界面處開始出現(xiàn)裂縫，主裂縫產(chǎn)生在菱形界面外的預(yù)制NC板內(nèi)，最終預(yù)制NC破壞.

圖3 試件破壞模式

綜上所述，RJ1、RJ3接縫板試件的UHPC-NC界面開裂時(shí)間略早于預(yù)制NC板，RJ2、WJ和DJ接縫板試件的UHPC-NC界面開裂時(shí)間均晚于預(yù)制NC板.除RJ1接縫板試件外，其余各接縫板的主裂縫均出現(xiàn)在預(yù)制NC板內(nèi)，UHPC-NC界面處未形成主裂縫.RJ1接縫板試件的界面抗彎強(qiáng)度及抗裂性與預(yù)制NC板基本持平，其余各接縫板試件的界面抗彎強(qiáng)度及抗裂性均高于預(yù)制NC板.

2.2 試驗(yàn)特征荷載

接縫板試件初裂荷載、破壞荷載、UHPC-NC界面處初裂荷載，以及發(fā)生部位等詳見表4.由表4可見：RJ1接縫板試件的UHPC-NC界面處雖然首先開裂并最終形成主裂縫破壞，但其初裂荷載和破壞荷載僅比完整板試件MN低1.3%和3.7%左右，兩者基本持平；RJ3接縫板試件由于配筋率較高，其開裂荷載略高于完整板試件MN 8.8%，破壞荷載高于完整板試件MN 21.4%；RJ2、WJ和DJ接縫板試件均首先在預(yù)制NC部位開裂，它們的界面開裂荷載明顯高于完整板試件MN，分別高出43.7%、32.4%和96.2%，它們的破壞荷載基本持平或略高于完整板試件MN，其中菱形接縫板DJ試件的界面抗裂性能最為優(yōu)異.RJ2、WJ和DJ接縫板試件界面抗裂性能良好的原因如下：(1)RJ2接縫板試件界面處伸入預(yù)制NC中的UHPC榫提高了界面的抗彎拉強(qiáng)度；(2)WJ和DJ接縫板試件一方面界面黏結(jié)面積增大，顯著提高了界面的黏結(jié)能力，另一方面楔形和菱形界面的橫向和豎向不在同一平面內(nèi)，界面不貫通，當(dāng)界面產(chǎn)生微裂縫時(shí)會受到附近完整NC或UHPC的限制而無法擴(kuò)展，使得其界面抗彎拉能力提高；(3)這3種接縫板試件的預(yù)制NC先于UHPC-NC界面開裂，隨著荷載的增加，拉伸變形集中于預(yù)制NC開裂處，UHPC-NC界面處實(shí)際所承擔(dān)的拉應(yīng)力增長緩慢，因此宏觀表現(xiàn)為UHPC-NC界面的抗裂性較好，開裂荷載大幅提升.

表4 試件荷載特征值

總體來說，UHPC-NC界面的黏結(jié)性能良好，甚至超過完整NC.從微觀上看，新舊混凝土的結(jié)合面存在一個(gè)類似于整體澆筑混凝土中水泥石與骨料之間的界面過渡區(qū)，而這個(gè)過渡區(qū)就是新舊混凝土界面發(fā)生破壞的關(guān)鍵位置[10].UHPC水灰比較低(0.16～0.20)時(shí)，在NC表面骨料周圍形成的水膜較薄，使得界面處“過渡區(qū)”孔隙率較小、密實(shí)度大，因此增強(qiáng)了界面的黏結(jié)強(qiáng)度；同時(shí)，由于UHPC無粗骨料且水灰比低，在現(xiàn)澆過程中不會發(fā)生NC澆筑過程中所出現(xiàn)的粗骨料下沉、水分上浮而形成的泌水現(xiàn)象，因此在界面處因泌水產(chǎn)生的氣泡也就較少，降低了界面黏結(jié)區(qū)域的孔隙率，使得界面黏結(jié)強(qiáng)度進(jìn)一步提高.從宏觀上看，由于UHPC沒有粗骨料、且無須振搗即可獲得較好的密實(shí)度，澆筑時(shí)不會在粗糙混凝土表面形成類似NC-NC界面中因粗骨料與界面突出的石子、水泥石“點(diǎn)接觸”而造成的“缺漿”現(xiàn)象[11]，同時(shí)無粗骨料的UHPC漿體能夠充分接觸、填充混凝土的凹凸表面，確保界面處密實(shí)，從而提高了二者的黏結(jié)性能.

2.3 荷載-界面裂縫寬度曲線

各試件的荷載-界面裂縫寬度曲線如圖4所示，其中MN試件的曲線為其主裂縫發(fā)展曲線.由圖4可以看出：(1)RJ1和MN接縫板試件的荷載-界面裂縫寬度曲線基本呈雙線性特征，以其鋼筋屈服點(diǎn)為分界點(diǎn).由于RJ1接縫板試件的UHPC-NC界面最先開裂，并且在界面處形成破壞主裂縫，因此RJ1接縫板試件接縫界面的荷載-界面裂縫寬度曲線明顯低于其他試件，裂縫擴(kuò)展速率也大于其他試件；提取特征裂縫寬度(0.05、0.10、0.20mm)對應(yīng)的試驗(yàn)荷載，發(fā)現(xiàn)RJ1接縫板試件界面特征縫寬所對應(yīng)的荷載比MN試件低6.6%、13.0%和15.6%，表明其抗裂性能略低于完整NC.除RJ1接縫板試件外，其余各接縫板試件破壞時(shí)均未在界面處形成主裂縫，它們的界面裂縫寬度基本上隨著荷載的增加呈線性增長.(2)RJ2和RJ3接縫板試件界面的初裂荷載高于MN試件(見表3)，其他特征縫寬荷載(0.05、0.10、0.20mm)也高于MN試件17.9%和27.4%；其裂縫寬度曲線發(fā)展趨勢與MN試件基本吻合，相同荷載下RJ2和RJ3接縫板試件界面裂縫寬度略小于MN試件，說明RJ2和RJ3接縫板試件的界面裂縫擴(kuò)展速率略低于MN試件，即這2種界面的抗裂性能優(yōu)于完整NC，并且密配筋接縫對界面抗裂的增強(qiáng)作用要優(yōu)于打孔接縫.(3)WJ和DJ接縫板試件的荷載-界面裂縫寬度曲線高于MN試件，其界面開裂后裂縫發(fā)展緩慢，裂縫擴(kuò)展速率明顯低于MN試件；WJ和DJ接縫板試件界面無論是初裂荷載還是其他特征縫寬荷載均遠(yuǎn)高于MN試件，WJ接縫板試件界面特征縫寬荷載比MN試件高109.6%、71.4%和39.1%，DJ接縫板試件界面特征縫寬荷載比MN試件高96.3%、62.0%和20.5%.綜合來看，密配筋、界面打孔及可增大黏結(jié)面積的楔形和菱形等界面處理方法均能夠有效提高UHPC-NC界面開裂后的抗彎拉性能，抑制界面裂縫的開展，使得界面裂縫寬度擴(kuò)展速率低于完整NC.

圖4 各試件的荷載-界面裂縫寬度曲線

2.4 荷載-撓度曲線

圖5為各試件的荷載-跨中撓度曲線.由圖5可見：MN試件和各接縫板試件的荷載-跨中撓度曲線均呈現(xiàn)3個(gè)階段特征——階段①，試件未開裂，其荷載-撓度曲線斜率最大，此時(shí)混凝土和鋼筋共同承受彎拉應(yīng)力，各試件的抗彎剛度差異不大；階段②，受拉區(qū)混凝土開裂，但受拉鋼筋處于彈性狀態(tài)，荷載-撓度曲線斜率有所減小，即抗彎剛度比階段①略有下降，此時(shí)受拉區(qū)混凝土開裂、部分失效，主要由鋼筋提供抗拉作用；階段③，受拉鋼筋屈服，荷載-跨中撓度曲線趨于平緩，荷載基本不變、但跨中撓度急劇增加.此外在接縫鋼筋屈服前，在相同撓度下各試件承受的荷載大小依次為RJ2、RJ3、WJ、MN、DJ和RJ1.RJ1和DJ接縫板試件的等撓度荷載略低于MN試件，由于楔形界面的黏結(jié)面積增大，因此WJ試件的等撓度荷載與MN試件基本持平；RJ2和RJ3接縫板試件由于孔內(nèi)UHPC榫和界面密配筋的加強(qiáng)作用，其等撓度荷載明顯高于MN試件.此外，從試件破壞撓度對比來看，所有接縫板與NC完整板的破壞撓度值相差不大，平均誤差不超過5%.

圖5 試件的荷載-跨中撓度曲線

3 UHPC-NC界面抗裂性能影響因素

為研究各影響因素對UHPC-NC界面抗裂性能的影響，進(jìn)行UHPC濕接縫軸拉試驗(yàn).圖6為軸拉試件示意圖及張拉裝置.由圖6可見，軸拉試驗(yàn)采用狗骨試件，試件長500mm、截面尺寸100mm×50mm，接縫長80mm，采用HRB400鋼筋搭接連接.試件制作步驟如下：先將兩端C40級NC部分自然養(yǎng)護(hù)60d，再澆筑UHPC濕接縫，常溫養(yǎng)護(hù)28d或60℃蒸汽養(yǎng)護(hù)72h后加載.軸拉試驗(yàn)采用60t MTS試驗(yàn)機(jī)加載，加載方式為壓力控制，每級加載200N，加載速率10N/s.試件兩端采用軸拉配套夾具固定，夾具外側(cè)設(shè)有萬向球鉸，以保證盡可能減小偏心彎矩產(chǎn)生的影響.試件中部設(shè)置應(yīng)變計(jì)和引伸儀，以測量試件的應(yīng)變和變形.裂縫寬度采用裂縫觀測儀量測.

圖6 軸拉試件示意圖及張拉裝置

4種UHPC-NC界面抗裂性能影響因素包括：NC表面處理方式、NC濕潤度、UHPC養(yǎng)護(hù)齡期和養(yǎng)護(hù)方法.將“NC表面鑿毛(Ro)-NC濕潤(ASW)-常溫養(yǎng)護(hù)28d(NC-28)”的試件作為基本組.為研究每一因素對界面抗裂性能的影響，僅改變基本組試件中的對應(yīng)參數(shù)，其余參數(shù)保持不變.試驗(yàn)參數(shù)詳見表5.

表5 試驗(yàn)參數(shù)

采用裂縫觀測儀觀測界面處裂縫的發(fā)展情況，將首次出現(xiàn)的寬度約為0.01mm裂縫所對應(yīng)的試驗(yàn)荷載定義為界面開裂荷載.界面初裂時(shí)，裂縫寬度和長度均較??；隨著荷載的增加，裂縫沿界面擴(kuò)展，直至貫通整個(gè)界面.試驗(yàn)結(jié)果表明，每組3個(gè)試件的實(shí)測UHPC-NC界面開裂強(qiáng)度變異系數(shù)均為0.7%～7.8%，變異系數(shù)平均值較低，僅為3.3%.這說明同組3個(gè)試件的界面開裂強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果離散性在合理范圍內(nèi).

3.1 NC表面處理方式

采用鋼刷刷毛(Wb)、鑿毛(Ro)、打孔+鑿毛(HR)、刻槽+鑿毛(GR)和菱形+鑿毛(DR)5種界面處理方式，對常溫養(yǎng)護(hù)28d且NC濕潤的UHPC-NC界面進(jìn)行軸拉試驗(yàn)，其開裂荷載對比如圖7所示.由圖7可以看出：UHPC-NC界面的抗裂性能對NC表面粗糙度較為敏感，NC表面越粗糙、界面的抗裂性能越好；UHPC-NC界面的抗裂性能從高到低依次為DR、GR、HR、Ro和Wb界面；粗糙的Ro界面開裂荷載比相對光滑的Wb界面提高了188.0%；與Ro界面相比，HR、GR、DR界面的開裂荷載分別提高了5.5%、50.0%和75.0%；在界面裂縫發(fā)展過程中，DR、GR、HR界面裂縫寬度發(fā)展較慢，同等裂縫寬度的情況下界面承擔(dān)載荷能力均強(qiáng)于Ro和Wb界面.由于現(xiàn)澆UHPC與粗糙NC的外露集料之間具有優(yōu)異的黏結(jié)性能和良好的互鎖作用，加之鉆孔UHPC榫、刻槽UHPC鍵齒與NC的機(jī)械咬合作用，使得HR、GR界面抗裂性能有所加強(qiáng).值得注意的是，將平面矩形界面變成內(nèi)凹的菱形界面，增大了界面的黏結(jié)面積，其抗裂性能提升最為顯著.

圖7 NC表面處理方式對UHPC-NC界面開裂荷載的影響

3.2 NC濕潤度

試驗(yàn)設(shè)置2組NC濕潤度參數(shù)：一組為自然養(yǎng)護(hù)條件下的飽和面干(ASD)、濕潤(ASW)、濕飽和(SSD)3種濕潤度試件；另一組為蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下的ASD、ASW 2種濕潤度試件.不同NC濕潤度UHPC-NC界面的開裂荷載對比如圖8所示.由圖8可見:與ASD界面相比，常溫養(yǎng)護(hù)下ASW和SSD界面的開裂荷載分別提高了28.6%和71.4%，蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下ASW界面的開裂荷載提高了70.6%.說明UHPC-NC界面抗裂性能隨著NC濕潤度的增加而大幅提高，充分濕潤NC可以顯著提升界面的開裂強(qiáng)度.其原因在于：NC親水性較強(qiáng)，如果NC干燥，則界面處UHPC中的水分很容易浸入NC中，使得UHPC(低水灰比)水化反應(yīng)減弱，降低了界面黏結(jié)強(qiáng)度.因此，實(shí)際工程中現(xiàn)澆UHPC接縫前，應(yīng)充分濕潤NC，以獲得良好的UHPC-NC界面抗裂性能.此外，界面越濕潤，界面裂縫擴(kuò)展速度越??；同等荷載條件下，SSD界面裂縫寬度最小，而ASD界面裂縫寬度最大.

圖8 NC濕潤度對UHPC-NC界面開裂荷載的影響

3.3 UHPC養(yǎng)護(hù)齡期

對自然養(yǎng)護(hù)3、7、28、180d的試件進(jìn)行試驗(yàn)，其界面開裂荷載對比如圖9所示.由圖9可見：隨著UHPC養(yǎng)護(hù)齡期的增長，UHPC強(qiáng)度逐漸增加，界面的開裂荷載也隨之增大；3d齡期時(shí)，UHPC-NC界面的開裂荷載僅為28d齡期界面的29.2%；7d齡期時(shí)，界面抗裂性能增長迅速，其開裂荷載達(dá)到28d界面的86.1%，7～28d齡期內(nèi)，界面抗裂強(qiáng)度增長了13.9%.這說明UHPC-NC界面在3～7d的早期齡期內(nèi)，即可獲得大部分抗裂能力.此外，28～180d齡期界面的開裂荷載變化不大，僅提高了8%左右.UHPC-NC界面的抗裂強(qiáng)度在早期齡期(3～7d)增長較快，中后期(28～180d)增長緩慢，該優(yōu)點(diǎn)可以確保現(xiàn)澆UHPC濕接縫能夠在短時(shí)間內(nèi)形成足夠的界面強(qiáng)度而盡快投入使用.從界面裂縫擴(kuò)展來看，28d齡期界面的開裂速度最??；而3d齡期界面裂縫發(fā)展最快，相同裂縫寬度的持荷能力也最小.

圖9 養(yǎng)護(hù)齡期對UHPC-NC界面開裂荷載的影響

3.4 養(yǎng)護(hù)方法

常溫養(yǎng)護(hù)、60℃蒸汽養(yǎng)護(hù)2種養(yǎng)護(hù)條件下，UHPC-NC界面開裂荷載對比如圖10所示.60℃蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下的UHPC抗壓強(qiáng)度高于常溫養(yǎng)護(hù)(見表1)，說明UHPC在高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)下可以獲得較好的力學(xué)性能.由圖10可以看出，60℃蒸汽養(yǎng)護(hù)72h的試件界面開裂荷載明顯強(qiáng)于自然養(yǎng)護(hù)28d的界面，60℃蒸汽養(yǎng)護(hù)ASD界面和ASW界面的開裂荷載分別高出對應(yīng)自然養(yǎng)護(hù)界面33.9%、77.8%.說明蒸汽養(yǎng)護(hù)能夠提升UHPC-NC界面的抗裂性能.此外，60℃蒸汽養(yǎng)護(hù)的界面承擔(dān)載荷的能力強(qiáng)于自然養(yǎng)護(hù)28d的界面，在裂縫發(fā)展階段的相同荷載作用時(shí)，蒸汽養(yǎng)護(hù)界面的裂縫寬度較小、自然養(yǎng)護(hù)界面的裂縫寬度相對較大.

圖10 養(yǎng)護(hù)方法對UHPC-NC界面開裂荷載的影響

4 結(jié)論

(1)RJ1接縫板試件界面開裂荷載略低于完整NC板，RJ3試件界面開裂荷載略高于完整NC板，RJ2、WJ、DJ接縫板試件界面開裂荷載明顯高于完整NC板；除RJ1接縫板試件外，其余4種接縫板試件(RJ2、RJ3、WJ、DJ)均在預(yù)制NC部位破壞，即這些界面的抗彎承載力高于完整NC板.

(2)鑿毛矩形UHPC接縫采用鉆孔和密配筋處理后，其UHPC-NC界面的裂縫擴(kuò)展速率略慢于完整NC板；而楔形和菱形界面由于黏結(jié)面積增大和咬合作用加強(qiáng)，開裂后裂縫發(fā)展緩慢，其裂縫擴(kuò)展速率明顯低于完整NC板.

(3)UHPC-NC界面抗裂性能對NC表面粗糙度和濕潤度較為敏感，NC表面進(jìn)行粗糙和充分濕潤處理后，可顯著提升界面的抗裂性能.

(4)UHPC-NC界面在早齡期(3～7d)的抗裂強(qiáng)度可以達(dá)到其28d強(qiáng)度的86.1%，而28d后界面的抗裂能力提升有限；同時(shí)，相比于常溫養(yǎng)護(hù)，60℃蒸汽養(yǎng)護(hù)能夠提升UHPC-NC界面的抗裂性能.