混凝土中集料顆粒直徑計量圖像顯微鏡測量技術
穩定裂縫生長的因素
集料
集料顆粒在混凝土中提供了許多應力集中源,與此同時,集
料對斷裂也能有很有利的影響。在普通混凝土中,因為集料比基
材更堅硬,故起阻裂作用。一般來說,裂縫將繞過集料,而不是
貫穿集料。因為裂縫擴展所需的能量隨新的微裂縫面積的增加而
增加,故裂縫繞過集料顆粒生長時,需要的能量會增加。在這方
面,還應注意到,未水化的水泥本身是很堅固的,在阻止裂縫生
長方面它和集料起同樣的作用。通過氣穴或氣孔“鈍化”裂縫端
部(即增大裂縫端部的曲率半徑)也有助于阻止裂縫生長。
微裂區
在裂縫端部產生微裂或“枝狀"開裂是對混凝土強度有所貢
獻的另一種作用“枝狀"開裂代替單一的裂縫,實際上就存在著
具有一些能橫過“裂縫”傳遞應力的殘余韌帶的微裂區。這樣也
增加了新裂縫的表面積,由此而引起的能量需求有助于穩定裂縫
生長。因此,通過在裂縫端部產生微裂,將阻止或者至少控制一
條開始生長的裂縫。這就允許其次一條較弱的裂縫開始生長之
前,進一步增加荷載,并類此進行下去。宏觀裂縫生長貝Ⅱ是由于
在裂縫端部形成微裂縫以及隨后合并所致。按此方式,終于一條
裂縫變得占統治地位并貫穿混凝土。裂縫伸展所需的能量或者來
自外力所做的功,或者來自混凝土內部所積累的應變能的變化,這
一作用與集料的阻止作用結合在一起有助于說明產生廣泛的微裂
(不是單一裂縫貫穿混凝土生長)以及應力一應變曲線的非線性.
用形狀比較不規則的集料顆粒可擴大枝狀開裂的范圍。
加載種類
加載種類對混凝土的行為有很大的影響。首先,裂縫在壓力下
比在拉力下更加穩定。此外,還發現由壓力荷載歷引起的拉伸破
壞發生于應變比由直接拉應力所引起的拉伸破壞應變值更大時。
瀲而,正如早已指出的,我們可能需要兩種破壞判據。一種為極
限強度,另一種為極限應變。