学号： 2013012138
2017 届本科生毕业论文（设计）
题 目：模袋与混凝土粘结强度研究
学院(系)： 水利与建筑工程学院 专业年级： 水利水电工程2013级1班 学生姓名： 哈永强 指导教师： 闫宁霞 副教授 合作指导教师： 完成日期： 2017年6月
模袋与混凝土粘结强度研究
学生：哈永强 专业年级：水利水电工程2013级1班 指导教师：闫宁霞
摘 要：模袋混凝土由于其施工机械化程度高，速度快，适应性强，在护岸、护坡、渠道衬砌
等诸多工程中应用越来越广泛。模袋混凝土加固结构的的成功与否关键在于模袋与混凝土的粘结强度的优劣。由于渠道衬砌混凝土的强度一般为C20～C30，本文通过三分点加载试验，测定了C15～C40共6个强度等级模袋混凝土梁的弯拉强度、应力应变和荷载—位移曲线。同时，测定了同尺寸无模袋混凝土梁的相关结果，以便对照研究不同强度等级的自密实混凝土与模袋之间的粘结规律。取得如下主要研究结果：
（1）模袋与混凝土之间的粘结强度混凝土强度等级的提高而增大，当强度等级为C15到C40时，粘结强度由995.4Pa增大到2986.2Pa；
（2）模袋对混凝土抗剪是有帮助的，提升了混凝土10%左右的抗剪强度，可以让构件的安全得到提高，大大增强了混凝土的韧性；
（3）各强度下的模袋混凝土随着荷载加大，应变随之增大；在荷载较小时各强度下模袋混凝土的应变相差不大，无法体现出模袋混凝土的优越性；随着荷载增大，强度越大的模袋混凝土应变越大，对混凝土的良性影响越大。
关键词：模袋混凝土；粘结强度；应变值
STUDY ON BOND STRENGTH OF DIE BAG AND CONCRETE
ABSTRACT:As a new type of composite material, mold bag is used to replace traditional materials,
making it more and more common. Because of the advantages of high tensile strength and elastic modulus, light weight, corrosion resistance and convenient construction, the bag has been widely used in the field of reinforcement. The success of the reinforcement structure of the bag concrete is the key to the bonding strength between the bag and the concrete. This paper uses the method of experimental study and data analysis to study the bond strength between the last and the concrete interface.
The study on the bond strength of mold bag concrete is one of the main problems of the bag concrete. Through the study of the bond strength between concrete and mold bag concrete to compare the difference between the mold bag and concrete, the advantages and disadvantages of the bag concrete are obtained. On the one hand, there is an understanding and mastery of the bond strength between the mold bag and concrete, on the other hand, the other party is familiar with and master the problems in the actual work, and explore and find the solution to the problem, and also in-depth study of the test data and numerical calculation data analysis method. This experiment is to obtain the mechanical properties parameters of concrete used in the bond strength test of the bag and concrete, such as concrete compressive strength, failure load and so on, these parameters are important in the stress failure process and theoretical calculation of the analysis structure.
This experiment designed the mix proportion, conducted the trial mixing, and then designed the bond strength test of the interface of the module concrete component. 12 cubic and 36 cuboid test components were designed, and their properties were studied, and the preliminary experimental results were obtained. The 18 specimens of the bag need to stick to the strain gauge, measure it and get the data.
Finally, the bond law of different strength of model bag concrete is obtained: with the increase of load, the larger the strength of mold bag concrete, the greater the bond strength.
KEY WORDS：mold bag concrete; bond shear stress; strain-value
目 录
第一章 绪论 .............................................................................................................................. 1
1.1 研究背景 ..................................................................................................................... 1 1.2 研究进展 ..................................................................................................................... 2 1.2.1国内外模袋混凝土工艺研究 ............................................................................... 2 1.2.2国外纤维布与混凝土粘结性能的研究现状 ....................................................... 3 1.2.3国内纤维布与混凝土粘结性能的研究现状 ....................................................... 4 1.4 研究意义及内容 ......................................................................................................... 5 1.5 技术路线 ..................................................................................................................... 6 第二章 材料与方案 .................................................................................................................. 7
2.1 试验原材料 ................................................................................................................. 7 2.1.1水泥 ....................................................................................................................... 7 2.1.2粉煤灰 ................................................................................................................... 7 2.1.3减水剂（聚羧酸） ............................................................................................... 7 2.1.4粗骨料 ................................................................................................................... 8 2.1.5砂子 ....................................................................................................................... 8 2.1.6 引气剂 .................................................................................................................. 8 2.1.7模袋 ....................................................................................................................... 9 2.2试验设计 ...................................................................................................................... 9 2.3 配合比设计 ............................................................................................................... 10 2.4 试验方法 ................................................................................................................... 12 2.4.1 抗压强度 ................................................................................................................ 13 2.4.2 粘结强度 ................................................................................................................ 13
2.4.2.1 测试方法 ..................................................................................................... 13 2.4.2.2测试仪器 ...................................................................................................... 14 2.4.3 挠度试验 ................................................................................................................ 15
2.4.3.1 测试方法 ..................................................................................................... 15 2.4.3.2 测试仪器 ..................................................................................................... 15 2.4.3.3 加载方案 ..................................................................................................... 15
第三章结果与分析 .................................................................................................................. 16
3.1抗压强度 .................................................................................................................... 16
3.2粘结强度 .................................................................................................................... 16 3.3破坏荷载及挠度 ........................................................................................................ 20 3.3.1 破坏荷载 ................................................................................................................ 20 3.3.2 挠度 ........................................................................................................................ 20 3.4模袋与混凝土粘结机理分析 .................................................................................... 24 3.4.1吸附理论 ................................................................................................................. 24 3.4.2断裂力学理论 ......................................................................................................... 24 第四章结论与展望 .................................................................................................................. 25
4.1结论 ............................................................................................................................ 25 4.2展望 ............................................................................................................................ 25 参考文献 .................................................................................................................................. 26 致谢 .......................................................................................................................................... 29 中英文文献 .............................................................................................................................. 31
第一章 绪论 1
第一章 绪论
1.1 研究背景
随着经济社会不断快速发展，我国水资源形势发生了巨大变化、水质水环境恶化、地区性缺水、洪涝干旱、农田水利基础设施薄弱、粗放型用水模式尚未彻底转变等一系列问题频发，整体水环境面临严峻考验。2011 年初，中共中央国务院颁布了《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》一号文件，这是新中国成立62年来中央文件首次对水利工作进行面部署，充分表明了中共中央加快水利发展、提升整体防灾减灾水平的决心。文件详细阐述了水利面临的新形势，明确了新形势下水利的战略地位和作用，全面部署今后5～10年的工作任务，具体涵盖大中小型水库除险加固、大中小型河流治理、小型水库防汛预警系统建设、饮水安全工程、节水灌溉等诸多项目建设，计划从根本上扭转水利建设历史欠账多、无法适应新形势需要的局面利工程建设将进入一个如火如荼的阶段。
水利工程存在着工作条件复杂性以及施工条件艰巨性等特性。近年来，随着经济快速发展、科技飞速进步，涌现出一大批新材料、新技术、新工艺，取代了传统的施工工艺，从而达到节约资源、降低工程成本、提高经济效益的目的。模袋混凝土就是诸多新型技术中的一种，它作为一种新型的防护工具，在水闸、水库、河道等工程中具有广阔的应用空间。
模袋混凝土作为一种新兴的施工工艺，有着整体性好，地形适应性强等诸多优点，但同样存在诸如缺乏相应的指导标准、施工质量不易控制、后期维护不易操作等一系列问题。但正是由于模袋混凝土高性能特点使得其对混凝土的组分要求及施工工艺，特别是对配合比的要求，比普通混凝土要严格得多。
模袋混凝土是采用以高强低伸的丙纶、锦纶或涤纶复合成的材料纤维织成的双层织物的模袋做软体模具，采用大流动度自密实混凝土做填充料，可以通过混凝土泵把混凝土充灌进模袋，当混凝土凝固后成型为高强度刚性硬结模块,是达到了各项的设计技术指标要求的混凝土砌体。它起到了护坡、护底、防渗等作用。由于模袋混凝土具有造价低、技术简单，整体性能好、耐久性强、地形适应能力强、施工速度较快、省工省时, 并可以抗化学腐蚀等特点, 并且可以适用于各种复杂地形；在水下施工时不需做围堰,机械化程度高、施工速度快且工程维护费用低,工程质量也容易得到保证，在道路、水库、海堤、水利等各方面可以广泛的应用，因此在国内发展很快。
【1】
。由此看来，水利行业
发展已被提高到了一个战略性的高度，而中央持续加大对水利行业的投入也充分说明水
2 模袋与混凝土粘结强度研究
1.2 研究进展
1.2.1国内外模袋混凝土工艺研究
模袋混凝土，顾名思义就是采用特殊织物做成的模袋作为载体，通过混凝土泵将砂浆或混凝土充灌进去，成型后起到护坡、护底、防渗等作用。使用模袋混凝土技术，克服了诸如河道水位过高等不利因素的影响，在保证工程质量的同时，极大地提高了工作效率，降低了施工风险。
目前国内外对于纤维布粘结性能的研究已有不少的成果，把模袋假想为特殊的碳纤维布，可以借鉴纤维布粘结强度的研究方法，研究模袋与混凝土之间的粘结强度。模袋混凝土工艺由美国Construction Techniques INC 公司发明（杨勇etc，2007），最早应用于1969年竣工的加拿大多伦多航道试验工程中。19世纪80年代以后，日本旭化成株式会社根据美国Construction Techniques INC公司的发明(1960年专利)用高强度涤纶 66型布制成了各种模袋又称法布。法布具有透水性，使混凝土剩余水分受到浇注压力后可以及时排除，使水灰比降低，加快混凝土或砂浆凝固，得到高密度、高强度的混凝土或砂浆砌体。据初步了解，在美、英、法、日、加拿大、新西兰及港澳台等国家和地区，都在诸如河道治理、公路防护、地基处理等工程中广泛应用，积累了丰富的工程经验，也充分证明了模袋混凝土的实际可操作性和价值。
模袋混凝土技术引进到我国始于1985年，最早应用在江苏无锡锡澄运河南闸段，开启了我国模袋混凝土技术应用的先河，取得了巨大的成功。特别是1988年遭遇特大洪水，土工织物和模袋等新材料发挥了较大作用，从而加快了模袋混凝土技术在我国的推广（沈永科，2006）[15]。模袋混凝土具有整体性好、耐久性好、地形适应性强、施工速度快、省工省时，并可以在水下铺设充灌施工等特点，可以应用在道路、水库、河渠、海堤、港湾等许多工程上（王宏江etc，2002)[3]。如今，模袋混凝土技术已先后应用于江浙沪、东北、内蒙古等地的河道护坡工程，取得了很好的效果，并且还在不断推广之中，具体表现有：
（1）原材料生产规模和种类快速增加。现今模袋布材料已从原有的单一锦纶材料增加到为丙纶、涤纶、锦丙等多种材料，模袋布选择多样化；无锡新海浪框格(又称花盆式)模袋新产品的诞生，填补了国内空白，生产品种出现新突破。
（2）模袋混凝土施工工艺水平提高。从最初的岸上人工铺设作业到水下潜水员辅助作业，从铺灌法到滑道施工法，从最初内陆河流护岸施工到海洋防护工程，从以前的浅水作业到现今的12米施工水深，模袋混凝土施工技术施工工艺有了大幅度提升。 （3）模袋混凝土的充填厚度增加。原先的内陆施工一般仅局限于10厘米～15厘米，现今已逐步达到60厘米甚至更多，而且从单层结构成长为多层，大大增加了护坡厚度，提升了防护能力。
（4）模袋填充料不再局限于水泥混凝土。当前，根据地质条件的多样化，模袋充
第一章 绪论 3
填材料已由单一的混凝土充填发展为粉煤灰、珊瑚砂石粗骨料等多种材料，适应性更强。 在模袋混凝土施工工艺方面，众所周知，对水流进行控制是水利工程施工中最有效的工程措施之一（袁光裕，2005）[4]应用模袋混凝土施工的最主要目的是克服水下施工中水流对混凝土产生的各种影响。目前国内最常用的模袋混凝土施工方法有驳船滑道法和水下铺灌法（黄小雄，2004）[9]。与普通浆砌块石相比较，模袋混凝土有着整体性好、不会因嵌固不紧使块体错动而产生坡面坍塌、施工速度快、节省了大量劳动力等诸多优点，另外其抗冲刷性能好，国外资料表明它有寿命达 30 余年而不需要维修的例子（杨智etc，
[16]2000）。模袋混凝土作为一种全新的施工技术，已经获得广泛应用并且逐渐趋于成熟，
也许还会成就未来一种理想的护坡结构（周日仔，2005）。 1.2.2国外纤维布与混凝土粘结性能的研究现状
美国在1960开始对FRP进行研究，研究的重点主要集中在GFRP。自此以后，日本、欧洲部分国家和地区的许多大学、科研院所相续对纤维布加固混凝土结构构件进行大量的研究和开发，并根据试验的成果编制了本国的行业标准和施工规范。自此以后，应用FRP加固混凝土结构构件技术在工程中得到了广泛的应用和推广。
Michael J .Chajes（Michael J Chajes etc，1996）等通过单剪试验研究混凝土强度对 CFRP 粘结长度影响，试验研究结果表明：1.当粘结破坏发生在混凝土表层时，粘结强度与混凝土抗压强度的平方根成正比；2.当纤维布粘结长度小于一定长度(约为80mm)时粘结强度随粘结长度的增加而增加，而当粘结长度超过该长度时，随着粘结长度的增加，粘结强度基本不增加。
F.Ceroni, G.Manfredi,M.Pecce（F. Manfredi, G）通过试验结果分析认为影响 CFRP 粘贴加固钢筋混凝土梁的裂缝宽度的主要因素有截面配筋率、CFRP的层数以及CFRP与混凝土界面的粘结滑移关系。
Tom Norris等（Tom Norris，1997）通过外贴CFRP加固钢筋混凝简支梁抗弯、抗剪的试验研究，试验结果认为，CFRP布粘贴方向对钢筋混凝土简支梁的承载力和刚度的提高有显著的影响。当CFRP布垂直试件开裂的方向进行粘贴加固时，试件的强度和刚度得到明显的提高，粘贴CFRP端部试件发生剥离破坏；当CFRP 的粘贴方向与试件裂缝方向平行的时候，试件的强度和刚度都增长不大，但试件的延性相对较好[13] Wendel（Wendel M.Sebastian，2001）对FRP加固梁的破坏模式进行了分析，认为粘结破坏是一种脆性破坏方式。Swamy（Swamy，1999）通过研究双剪试验，试验结果认为随混凝土强度的增加，纤维布与混凝土的平均剪应力也随着增加。Sheikh（Sheikh，2002）等通过八根圆形柱和四根矩形柱抗震性能的试验研究，认为经过FRP加固修复后的混凝土柱抗震性能得到明显的提高[8]。
4 模袋与混凝土粘结强度研究
1.2.3国内纤维布与混凝土粘结性能的研究现状
我国从1997年开始从国外引入碳纤维布加固混凝土结构技术，其中最早进 行了这项工作的是国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心。随后，许多高校 和科研院所也进行了FRP与钢筋混凝土构件粘结的试验研究，经过多年的努力， 在大量试验研究的基础上，结合国内外的加固规范，提出了自己的一些独特的设 计理论和方法，为工程应用积累了宝贵的经验。
2001年杨勇新（杨勇新etc，2001）通过碳纤维布与混凝土的粘结性能试验，并应用断裂力学理论对CFRP与混凝土的粘结机理进行了描述，并根据试验结果提出了碳纤维布的有效粘结长度在100mm左右[19]。
谭壮等通过4根GFRP加固梁和一根CFRP加固梁受弯性能的试验研（谭壮etc，2002），分析了它们的受弯性能、破坏特征以及刚度，同时对其正截面受弯承载力进行了计算。
王李果通过4根GFRP加固的钢筋混凝土T型梁进行了试验研究（王李果etc， 2000），分析了经GFRP加固的钢筋混凝土梁抗弯承载力，认为其承载力有了明显的提高，并提出了T型加固梁的抗弯承载力计算公式。在考虑了配筋率和加固量对极限抗弯承载力影响的条件下，史丽远进行了15根 GFRP加固的钢筋混凝土试验研究（史丽远etc，2001），提出了抗弯承载力计算公式。
吴刚等通过对外贴CFRP混凝土梁的粘结破坏进行了研究，对比了端部粘结 破坏和非端部粘结破坏的破坏特征、破坏机理以及参数影响（吴刚etc，2004）。 陆新征通过对FRP加固钢筋混凝土梁抗剪剥离破坏进行研究（陆新征etc，2004），提出了抗剪承载力计算公式，同时跟ACI-440公式、加拿大设计规范建议公式、欧洲设计规范建议公式、Chen-Teng 公式、谭壮公式、张一叶公式等抗剪加固承载力计算公式进行了对比。
土文炜，赵国藩进行了14根玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁试验研究（土文炜，赵国藩，2004），试验结果表明经过玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁抗弯承载力提高较多;同时提出了玻璃纤维布加固钢筋混凝土梁的相对界限受压区高度和设计极限拉应变[14]。
潘芬芬等完成了CFRP加固钢筋混凝土梁的疲劳试验研究（潘芬芬etc，2000），试验结果表明CFRP与混凝土构件在200万次循环荷载作用下，两者共同工作的性能良好，满足疲劳要求[15]。
熊光晶、姜浩等通过用玻璃纤维布和碳纤维布对钢筋混凝土梁进行混杂加固 的试验研究。试验结果表明，相对碳纤维加固方法而言，玻璃纤维布和碳纤维布纤维混杂加固法既能提高构件的塑性，又能降低成本。
第一章 绪论 5
1.4 研究意义及内容
作为现阶段人们要求的耐久性问题，在模袋混凝土中仍存在较大的缺陷，其中粘结强度作为降低耐久性的一大根源成为人们讨论的热点，研究满足良好的工作性并具有较好的体积稳定性和耐久性的模袋混凝土成为一大课题。我国近年来也进行了比较多的试验研究和工程应用，取得了一批成果。
国内外的试验研究和工程实践结果表明[1]-[4],用模袋加固混凝土的成功与否主要取决于模袋与混凝土之间粘结强度的优劣。在粘结质量有保证的情况下，模袋的优良物理力学性能可以得到充分发挥，加固的可靠性高。反之，粘结强度差时可能会导致在碳纤维布性能没有充分发挥之前发生粘结剥离破坏,既造成材料浪费，又降低了加固应有的可靠性。因此，国内外在关于模袋加固混凝土结构技术的研究中，粘结强度一直是重要研究内容之一。由于各国在材料标准、试验方法及设计标准等方面有一定的区别，还没有形成统一的标准，而我国在这方面的研究较少，也不够成熟。因此，了解和掌握模袋与混凝土之间的粘结强度及变化规律对于模袋加固混凝土结构的工程设计具有重要的意义，它将为加固工程设计和施工提供科学依据，为进一步研究模袋混凝土结构技术奠定基础。
与其它采用外部粘结材料加固结构技术相似，模袋混凝土技术是通过粘结材料在混凝土结构构件的外表面粘粘模袋，使模袋与混凝土共同受力。对于混凝土这种脆性材料，由于其抗压强度很高，为了使其断裂我们的作用力加载在模块中间部分。模袋与混凝土粘结强度按试验加载可以得到破坏荷载、挠度、应变值。本问拟定通过本试验来研究模袋与混凝土的界面的粘结及界面应力传递、分布规律。 其中主要内容如下:
(1)确定满足工作性要求的不同样强度等级下有无模袋的自密实混凝土水、粉煤灰掺量、粗骨料惨量、引气剂的配合比。
(2)确认配合比后，做出模袋混凝土试块，设计模袋混凝土粘结强度的试验方法，通过试验了解粘结界面的应变变化及应力分布。
(3)通过试验考察不同混凝土强度对模袋混凝土粘结强度的影响，建立粘结强化的计算模型，分析数据，为粘结破坏的理论计算提供依据。
6 模袋与混凝土粘结强度研究 1.5 技术路线
第二章 材料与方案 7
第二章 材料与方案
2.1 试验原材料
本试验的原材料主要有：水泥、粉煤灰、减水剂(聚羧酸)、粗骨料（卵石）、砂子（中砂）、引气剂、模袋、水等。 2.1.1水泥
本次试验选用的是盾石牌42.5型普通硅酸盐水泥。水泥化学矿物组成见表2-1，水泥物理力学性能见表2-2。两表由材料厂家陕西咸阳市泾阳县冀东水泥厂提供。
表2-2 水泥的物理性能 Tab.2-2 Physical properties of cement 凝结时间
抗压强度
抗折强度
水泥
细度 /% 4.3
/min
273
/MPa 7d
24.3
/MPa 3d
28d
9.4
标准稠度用水量
25.62
安定性
28d
P·O 42.5 207 54.6 4.62 合格
2.1.2粉煤灰
本次试验选用咸阳三利粉煤灰开发有限公司生产的普通一级粉煤灰。
粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、 MgO 、K2O、 Na2O、SO3、MnO2等，此外还有P2O5等。其中氧化硅、氧化钛来自黏土，岩页；氧化铁主要来自黄铁矿；氧化镁和氧化钙来自与其相应的碳酸盐和硫酸盐。 粉煤灰各部分元素组成(质量分数)为：O: 47.83%, Si: 11.48%～31.14%, Al: 6.40%~22.91%, Fe: 1.90%～18.51%, Ca: 0.30%～25.10%, K 0.22%～3.10%, Mg: 0.05%～1.92%, Ti: 0.40%～1.80%, S: 0.03%～4.75%, Na: 0.05%～1.40%, P: 0.00%～0.90%, Cl: 0.00%～0.12%, 其他: 0.50%～29.12%。
由于煤的灰量变化范围很广，而且这一变化不仅发生在来自世界各地或同一地区不同煤层的煤中，甚至也发生在同一煤矿不同的部分的煤中。因此，构成粉煤灰的具体化学成分含量，也就因煤的产地、煤的燃烧方式和程度等不同而有所不同。 2.1.3减水剂（聚羧酸）
该次试验选用由陕西恒升节能材料科技有限公司的HS-GJS聚羧酸高性能减水剂，该减水剂是通过分子结构设计原理，接枝合成生产。具有低掺量、高减水率，保坍、保塑性能好、收缩小、环保等特点。本产品符合国家标准GB8076-2008《混凝土外加剂》及建工行业标准JG/T223-2007《聚羧酸高性能减水剂》的相关规定。主要技术指标及应
8 模袋与混凝土粘结强度研究
用性能：其中HS-GJS聚羧酸高性能减水剂类型包括：标准型、缓凝型和旱强型等等；本产品掺量为0.8-1.3%，减水率可以达到15-40%；产品含气量为2-4%，能够改善拌合物和易性、减少泌水，提高硬化混凝土的抗冻、抗渗等性能；总碱含量低，氯离子含量甚微，产品在低温时无晶体析出；掺入该产品可以使混凝土早期强度提高70%以上，28天强度提高40%以上；混凝土保塑性好，坍落度损失小，易于长距离运输、便于施工。 2.1.4粗骨料
本次试验选用的粗骨料为渭河卵石，最大粒径Dm为80mm，粒径为5～20mm的质量分数为30%。 2.1.5砂子
本次试验选用的细骨料取自陕西渭河砂厂河砂，砂子物理性能如表2-3所示，砂子筛分试验结果如表2-4，细度模数Mx为2.76，属于中砂，级配符合要求。
表2-4 渭河河砂物理性能
Tab.2-4 Physical properties of Weihe river sand
饱和面干吸水率
堆积密度
表观密度
含泥量
%
（kg·m-3） (kg·m-3)
%
0.75 1633
表2-5 砂的筛分试验结果 Tab.2-5 Screening test results of sand
2627 1.78
筛孔尺寸 筛上质量 分计筛余 累计筛余
Mm g % 7.11
% 7.11
结论
4.75 2.36
1.18 0.60
35.5 49.7
9.95 17.06 26.47
47.0 9.41
35.20
Mx2.76
符合Ⅱ区级配要求，属中砂
175.8 145.7 27.0
61.67 90.85
96.26
0.30
0.15 筛底
29.18 5.41
3.74
18.7 100.00
2.1.6 引气剂
引气剂的主要品种包括松香树脂类、烷基和烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类、皂苷类以及蛋白质盐、石油磺盐酸等。常用掺量是 水泥重量的50～500ppm。引气剂主要用于 抗冻性要求高的结构，如 混凝土大坝、路面、桥面、飞机场道面等大面积易受冻的部位。
本产品为粉状，水溶性好。AH－1掺量为0.01%～0.03%，适用于一般抗渗防冻耐
第二章 材料与方案 9
久性混凝土；AH－2掺量为0.6%～0.7%. 2.1.7模袋
模袋产品名称长丝机织布，规格型号为300g/m2.本次试验模袋购自宏祥新材料股份有限公司。执行标准：GB/T17640-2008合格品。产测参数见表2-6
表2-6 模袋检测参数表
Table 2-6 module of bag inspection
编号
1 2 3 4
性能
单位面积质量偏差 经向断裂强力 纬向断裂强力 经向标称强度对应伸长
率
纬向标称强度对应伸长
率 经向撕破强度 纬向撕破强度 CBR顶破强力 垂直参透系数 等效孔径O90 幅宽偏差
单位
% KN/m KN/m %
指标值
-5 ≥75 ≥52.5 ≤35
检测值
0.6 77.9 53.6 33.1
备注
合格 合格 合格 合格
5 6 7 8 9 10 11
% KN KN KN cm/s mm %
≤30 ≥1.13 ≥1.13 ≧7.3 K×(10-2-10-5) 0.05-0.5 -1
29.0 1.17 1.16 7.6 1.6×10-3 0.19 0.1
合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格
2.2试验设计
粘结强度的测定方法主要要确定破坏荷载挠度及应变值，但是应变值试验较复杂，而且在加载的过程中如果稍有偏心或者试件有缺陷都会对试验结果产生很大影响。为了得到准确数据，本次试验模袋混凝土设计了长方体尺寸试件尺寸为15cm×15cm×55cm，立方体尺寸试件尺寸为15cm×15cm×15cm。立方体试件强度等级分别为C15、C20、C25、C30、C35、C40，共计6组18个试件，每组3个。长方体试件36个，其中有膜混凝土试件18个分6组，每组3个，分强度等级分别为C15、C20、C25、C30、C35、C40。无模混凝土试件18个分6组，每组3个，分强度等级分别为C15、C20、C25、C30、C35、C40。
10 模袋与混凝土粘结强度研究
2.3 配合比设计
本试验中的极限拉伸值试验所采用的配合比均相同，减水剂掺量以水泥和矿渣等材料的总量作为胶凝材料用量的内掺法计算，该次试验的条件C15、C20、C25、C30、C35、C40；坍落度取240~260mm；扩展度520~560mm．通过假定表观密度法来计算试验配合比（李亚杰和方坤河，2009）。其中塌落度和扩展度的测量方法是：
潮湿的坍落度锥体和地板在管壁和底部坍落度中不应有水分。地板应放置在一个固定的水平面上，将管放置在底板的中心，然后在两侧使用踏板脚，加载时坍落度锥体应保持固定位置;
根据要求，用小铲制成的混凝土试件分为三层，均匀装载坍落度桶内，每层夯实管高度约为1/3。每层夯锤25磅。沿中心向外的螺旋方向，磅应均匀分布在该部分。振动缸侧混凝土，杆可稍微倾斜。底部的磅，磅杆应穿过深度，顶部的第二磅，磅杆应穿过表层插入下一层水;顶部，混凝土应倒入桶口。振动过程，如混凝土沉没在气缸口下方，应在最高磅之后随时添加。用铲子去掉多出来的混凝土量，并用是缸体口平整。
间隙缸侧面混凝土，垂直平滑提升坍落度锥。应迅速完成坍塌气缸的脱落，一般情况下时间应控制在5-10s之间；从一开始就。整个过程应该预期坍落度锥体不间断，并且应该在150s完成。
提到坍落度测量桶和桶，高坍落度混凝土高度之间的高差是身体的最高点，是混凝土坍落度值；坍落的锥体抬起。如具体倒塌或不利的一面切割应先取样;如第二次测试仍然出现这种现象，说具体的可操作性不好，应该记录下来。
观察样品后面的混凝土坍落度聚集和保水。聚合物的检验方法是：用捣棒在混凝土坍落度锥体侧面轻轻敲击几下，如果锥体是逐渐下沉的状态，则表示混凝土的聚集度良好，如果锥体是倒塌的状态，且部分裂缝或分离，说聚集度不好。混凝土混合料浆中的水分离度进行评估，如果在坍落度锥体从混凝土的沉淀锥部分的底部带来更多的浆料，由于浆料和骨料暴露的损失，表明混凝土混合物的保水性能较差，需要改进;如果没有或只有少量的泥浆从沉淀坍落度的底部向上突出，说混凝土混合物具有良好的保水性。 当混凝土混合物以240-260mm坍落度时，使用尺子测量混凝土膨胀量在两个直径之间的差值小于2的条件下，显影后的最终最大直径和最小直径计算为坍落度膨胀值50mm，否则测试无效【5】。
配合比试验方案见表2-7
第二章 材料与方案 表2-7配合比试验方案
Table 2-7 experimental scheme of mix proportion
强度 C15 C20 C25 C30 C35 C40
塌落度 (mm) 250 255 260 250 260 260
扩展度 (mm) 540 530 560 540 560 560
含气量 (%) 5.5 5.6 5.6 6.4 5.8 5.7
表观密度 (g/㎝) 2.21 2.20 2.20 2.21 2.25 2.27
3
11
图2-1 C40扩展度测量示意图
Figure 2-1 C40 Extension measurement schematic diagram
借助于公式计算和利用经验资料进行初步估算，并得出初步配合比。然后通过试拌调整，直至拌合物的和易性符合设计要求为止，从而确定每立方米混凝土的材料用量，得出基准配合比，见表2-8。
12 模袋与混凝土粘结强度研究 表2-8配合比试验数据
Table 2-8 experimental data of mix proportion
强度 C15 C20 C25 C30 C35 C40
水胶比 0.66 0.56 0.49 0.43 0.4 0.39
水 （L） 172 173.5 164 155 158.3 164
水泥 (kg) 207 236 270 292 311 270
粉煤灰 (kg) 52 73 67 73 78 82
砂 (kg) 874.5 874.5 874.5 874.5 874.5 874.5
石 (kg) 874.5 874.5 874.5 874.5 874.5 874.5
聚羧酸(0.6%)
(kg) 1.554 1.854 2 2 2.333 2.467
引气剂 (g) 26(0.01%) 62(0.02%) 34 (0.01%) 73 (0.02%) 26 (0.01%) 25 (0.006%)
2.4 试验方法
本试验依据SL 352-2006《水工混凝土试验规程》和GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行，首先按照配合比称取一定量各种材料；其次，按配合比往搅拌机池内依次加入称量好的粗骨料、砂子、水泥、粉煤灰、减水剂和引气剂，在干拌均匀后加入称量好的减水剂进行拌合，再将水加入，加料的过程中所耗时间不超过2min，水全部加入后，拌合15min；最后再在拌合池进行人工拌合1～2 min至拌合均匀。通过试拌调整，直到拌合物坍落度取240~260mm；扩展度520~560mm且拌合物和易性较好。然后将拌合物加入到混凝土试模中进行振捣，一次性混凝土拌合物装满试模，因为是自密实混凝土不需要放到振动台上震动；试件的体积大，所需的混凝土拌合物多，在振捣的过程中容易振捣不密实，拌合物中留下的气泡就会形成空隙，所以需要分层振
【16】捣来保证振捣质量。试件在成型之后放置在标准拌合室内，在初凝前1～2h进行抹面。
图2-2有模混凝土、无模混凝土模具图
Figure 2-2 Die drawing of concrete and there is no concrete
成型后的试件在标准拌合室（室内温度（25±5）℃）内放置24～48h后脱模并编号标记，脱模后的试件马上送入室温（20±2）℃、相对湿度95%以上的标准养护室中
第二章 材料与方案 13
养护，切忌用水直接冲淋，养护龄期为28d。 2.4.1 抗压强度
立方体抗压强度是混凝土的基本性能。本次试验按照国家标准GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》有关混凝土立方体抗压强度试验规范对试件进行加载。混凝土抗压强度ƒcu为试验当天实测抗压强度，因浇筑日期不同，同一标号混凝土试件抗压强度也有所不同。 2.4.2 粘结强度 2.4.2.1 测试方法
试验的测量内容有模袋应变及试件破坏时的最大荷载。应变采用电阻式应变片测出，应变片是纸基电阻应变片（8.2m×1.1mm，R=(118.5±0.2)Ω，灵敏度为2.11±0.52）。其黏贴位置如图2-4所示。施加荷载可以直接从液压试验机的表盘直接读处。所有应变数据通过静态应变仪采集。
图2-3 应变片粘结位置示意
Fig 2-3 Indication of adhesive position of strain gauge
① ② ③
εi εj
模袋混凝土表面应变片检测模袋中的应变测试结束后，应根据两个相邻测点i,j的测试结果得到应变值εi/εj，通过公式（2-1）计算两侧平均粘结强度，由此判定混凝土的粘结状态。
ij
tpEP(εi-εj)lij(2-1)
式中，tp、EP和△lij分别为模袋厚度，弹性模量和两测点应变片的中心间距。
14 模袋与混凝土粘结强度研究
2.4.2.2测试仪器
压力机为一般用途液压机，又称为万能液压机，适用于金属材料的拉伸，弯曲、翻边、冷挤、冲裁等工艺，还适用于校正、压装、粉末制品、磨料制品压制成型以及塑料制品、绝缘材料的压制成型。
试件养护至龄期28d后，从养护室拿出试件后马上进行试验。为了防止试件的水分蒸发影响试验结果，试验等待过程中可以把试件用湿布覆盖。
图2-4 万能液压机试验示意图
Fig.2-4 Test diagram of universal hydraulic press
SS-DH3818是特地为学生试验设计的静态应变测试系统，有10通道、20通道、（1+10）通道和（1+19）通道四种形式供用户选择。手动测量时，高亮LED数码管即时显示应变、力或位移值。可根据应变计的灵敏度系数、导线电阻、桥路方式对测量结果进行修正。计算机最多可直接控制16台仪器，所有操作均由计算机完成，巡检速度为10点／秒。根据测量方案，完成全桥、半桥、1／4桥（120Ω两线制公用补偿）状态的应力应变的多点巡回检测；2 配合各种桥式传感器，实现压力、力、荷重、位移等物理量的多点巡回检测；3 与热电偶配合，通过热电偶分度号的计算，对温度进行多点巡回检测；4 对输出电压小于20mV的电压信号进行巡回检测，分辨率可达1μν。
该测试仪器具有以下优点：高亮LED数码管即时显示通道号和应变值，试验结果直观明了；采用进口高性能机械继电器，通过特殊的电路设计，消除了开关切换接触电势变化对测量结果的影响，先进的隔离技术和合理的接地，具有较强的抗干扰能力；通道组合灵活，可同时接应变传感器和力传感器； 根据应变计的灵敏度系数、导线电阻、桥路方式以及各种桥式传感器灵敏度，对测量结果进行修正。
混凝土表面应变片贴法:
（1）打磨。用220# — 400# 粒度范围的砂纸打磨构件混凝土表面，打磨区域
第二章 材料与方案 15
15*15cm（因为应变片规格1.1*8.2cm），若表面光滑可免；
（2）刷胶。刷环氧胶（环氧：邻苯二甲酸二丁酯：乙二胺=100ml：15ml：9ml） （3）等待。等胶干好，天气晴好，一天即好，天气阴冷，两天即好；
（4）打磨。在干好的环氧胶表面220# — 400# 粒度范围的砂纸打磨，打磨区域15*15cm，打磨好之后在贴片处轻轻打出与贴片方向呈45度角的交叉条纹；
（5）定位。用A3铅笔等在打磨好的区域准确画出应变片要贴的位置；
（6）清洗。用浸有丙酮的脱脂棉球清洗贴片处，直到棉球上看不见污渍为好，清洗时一定要沿单一方向进行，不要来回交替擦洗；
（7）贴片。蘸取502胶，轻轻甩掉多余的胶液，然后将片子放于规定的粘贴位置（必须准确放置在规定的位置），盖上一层聚四氟乙烯膜沿应变片轴线方向用手指滚压3~4次，排净气泡并挤出多余胶液，约1分钟后从无引线端慢慢揭下聚四氟乙烯膜，下次继续使用；
（8）贴接线柱。蘸取502胶，将接线柱对准贴在应变片须线下面； （9）焊线。用20w电烙铁及60%*0.8m/m焊锡焊接； （10）打蜡。用融化的蜡水均匀涂于应变片及接线柱表面； （11）贴纱布。用环氧胶将纱布粘贴在应变片及接线柱上；
（12）检测。用万用表—电阻法（200w量程）检测，一般为123w左右。 2.4.3 挠度试验 2.4.3.1 测试方法
将千分表置于测试面正中央，当荷载加载至测试荷载时读取试验数值。当达到破坏荷载时，读数随即停止。 2.4.3.2 测试仪器
除千分表外，其他仪器与粘结强度测试仪器相同。 2.4.3.3 加载方案
加载方式采用直接加载，加载制度采用单调加载。由于粘结力较小，故加载速度进量较小。在达到极限荷载以前，每级加载值不宜大于极限荷载值的10%；在将要达到极限荷载时，每级加载不宜大于极限荷载值的5%。每级荷载下应当持续1-2分钟，以便记录应变值和观察试件破坏情况。
试验加载过程应该是一个连续均匀的过程，切忌冲击加载。极限拉伸值试验的加荷速度应该控制在0.04～0.06MPa/s之间，每2KN记录一次数据。试件在接近破坏时会产生比较明显的变形并且数据也会变化得较快和较大，这时应迅速关掉压力机的送油门，等到试件被破坏并且不再变形后，记录下试件破坏时的荷载数值即破坏荷载（KN）
16 模袋与混凝土粘结强度研究
第三章 结果与分析
3.1抗压强度
混凝土标准立方体抗压强度如表3-1所示。由表可知混凝土强度满足要求。
表3-1混凝土抗压强度
Table 3-1 compressive strength of concrete
破坏荷载/kN
试块 编号
1
C15 C20 C25 C30 C35 C40 392.65 470.94 573.89 725.44 764.27 876 2 375.95 473.84 568.31 743.38 859.77 914.44 3 386.7 474.47 575.88 735.73 755.38 958.59 平均值 385.1 473.08 572.69 734.85 793.14 916.34 1 17.45 20.93 25.51 32.24 33.97 38.93 抗压强度/Mpa 2 16.71 21.06 25.26 33.04 38.21 40.64 3 17.19 21.09 25.59 32.70 33.57 42.60 平均 17.12 21.03 25.45 32.66 35.25 40.73 3.2粘结强度
随着外加荷载的逐渐增大，挠度值和应变片测得的值也增大，当应变片出现无信号或者制回表明混凝土断裂。
根据测得的应变按照式2-1求得各强度下模袋混凝土粘结强度如表3-2所示。
表3-2不同强度下模袋混凝土粘结强度
Table3-2 Bond strength of model bag concrete under different strength
混凝土 强度
应变
荷载（kN） 1
3 6 9
C15
12 15 18
17 23 31 44 52 68
2 46 60 83 108 120 137
3 21 29 43 53 57 74
τ
12
粘结强度τ/(Pa)
τ
23
τ
平均
458.2 584.6 821.6 1011.2 1074.4 1090.2
395.0 489.8 632.0 869.0 995.4 995.4
426.6 537.2 726.8 940.1 1034.9 1042.8
3 6 9
C20
12 15 18 21 3 6 9 12 15
C25
17 19 21 23 25 3 6 9 12 15
C30
17 19 21 23 25 27 3 6
C35
9 12
51 61 62 76 79 77 93 15 28 41 57 69 79 89 98 108 112 117 25 42 20 22 34 46 57 68 78 3 21 34 41 53
第三章 结果与分析
27 47 68 73 109 147 161 22 43 67 89 108 117 131 138 157 183 26 48 71 93 120 138 157 175 187 212 243 31 53 98 122
22 29 46 60 74 81 90 2 21 36 50 64 72 77 81 84 97 19 36 48 65 83 89 101 110 120 126 129 33 53 82 86
110.6 395.0 537.2 426.6 821.6 1248.2 1311.4 300.2 347.6 521.4 758.4 869.0 869.0 869.0 932.2 1264 1422 173.8 316.0 474.0 568.8 805.8 932.2 1074.4 1216.6 1248.2 1580.0 1990.8 94.8 173.8 742.6 963.8
79 284.4 347.6 205.4 553.0 1042.8 1121.8 316 347.6 489.8 616.2 695.2 711.0 853.2 900.6 1153.4 1358.8 110.6 189.6 363.4 442.4 584.6 774.2 884.8 1027.0 1058.6 1358.8 1801.2 -31.6 0 252.8 568.8
94.8
17
339.7 442.4 316.0 687.3 1145.5 1216.6 308.1 347.6 505.6 687.3 782.1 790.0 861.1 916.4 1208.7 1390.4 142.2 252.8 418.7 505.6 695.2 853.2 979.6 1121.8 1153.4 1469.4 1896.0 31.6 86.9 497.7 766.3
18
15 18 21 23 25 27 29 3 6 9 12 15 18
C40
21 24 27 30 32 34
模袋与混凝土粘结强度研究 72 93 106 111 125 129 131 19 22 39 43 56 73 82 90 93 103 129 155
148 174 202 223 249 262 283 34 51 73 98 117 125 147 162 191 222 225 356
92 103 114 127 132 141 154 13 29 55 62 96 103 122 139 145 156 162 167
1200.8 1279.8 1516.8 1769.6 1959.2 2101.4 2401.6 237 458.2 537.2 869.0 963.8 821.6 1027.0 1137.6 1548.4 1880.2 1516.8 3175.8
884.8 1121.8 1390.4 1516.8 1848.6 1911.8 2038.2 331.8 347.6 284.4 568.8 331.8 347.6 395.0 363.4 726.8 1042.8 995.4 2986.2
1042.8 1200.8 1453.6 1643.2 1903.9 2006.6 2219.9 284.4 402.9 410.8 718.9 647.8 584.6 711.0 750.5 1137.6 1461.5 1256.1 3081.0
根据试验结果绘制成强度下不同荷载与粘结强度的关系图：
第三章 结果与分析 19
图3-1各强度下不同荷载与应变值的关系
Fig.3-1 relationship between different loads and strain values under different strength
图3-2 模袋混凝土粘结强度随强度变化趋势
Fig 3-2 The trend of bond strength of model bag concrete with strength
随着荷载缓慢增加，模袋应变不断增大；在加载后期发生断裂，模袋粘结界面失效。通过分析图表我们得出以下结论：
20 模袋与混凝土粘结强度研究
（1） 模袋与混凝土之间的粘结强度混凝土强度等级的提高而增大，当强度等级为
C15到C40时，粘结强度由995.4/Pa增大到2986.2/Pa；
（2） 各强度下的模袋混凝土随着荷载加大，应变随之增大；在荷载较小时各强度
下模袋混凝土的应变相差不大，无法体现出模袋混凝土的优越性；随着荷载增大，强度越大的模袋混凝土应变越大，对混凝土的良性影响越大。
3.3破坏荷载及挠度
3.3.1 破坏荷载
通过试验所有试件均加载至极限破坏荷载状态，从图3-3可以看出各种强度下有膜和无模混凝土破坏荷载对比。
图3-3模袋与非模袋混凝土破坏荷载对比
Figure 3-3 comparison of load between model bag and non - model bag concrete
如强度为C15时，有模袋混凝土要比无模袋混凝土平均破坏荷载大2KN，其它个强度也是如此，高出2-3KN不等。所以我们可以得出 模袋对混凝土抗剪是有帮助的，提升了混凝土10%左右的抗剪强度。
3.3.2 挠度
挠度是构件某截面的竖向位移。设计时，把挠度值设计得越大，则该混凝土即使偏离原来位置大，也能正常工作，所以越大越好
像材料承载力设计值一样，混凝土的承载能力设计得越大，则该混凝土能承受的力也越大，也更趋于安全。通过试验得到有膜无模混凝土加载时的挠度变化如图3-6所示的荷载位移曲线，并进行分析。
第三章 结果与分析
表3-4 荷载作用下不同混凝土挠度变化
Table3-4 Variation of different deflection of concrete subjected to load
混凝土强度
荷载（kN)
3 6 9
C15
12 15 18 3 6 9
C20
12 15 18 21 3 6 9 12 15
C25
17 19 21 23 25 3 6
C30
9 12 15
0.143 0.15 0.17 0.187 0.19 0.03 0.064 0.08 0.124 0.129
0.09 0.1 0.11 0.12 0.014 0.019 0.028 0.04 0.062
0.110 0.164 0.210 0.045 0.082 0.11 0.134 0.155 0.17 0.195 0.05 0.062 0.098 0.11 0.134
0.095 0.116 0.012 0.034 0.042 0.06 0.08 0.11 0.147 0.02 0.04 0.05 0.06 0.08
有膜/mm 0.043 0.065 0.092
无模/mm 0.032 0.052 0.064
21
22
17 19 21 23 25 27 3 6 9 12 15
C35
18 21 23 25 27 29 3 6 9 12 15 18
C40
21 24 27 30 32 34
模袋与混凝土粘结强度研究
0.133 0.14 0.156 0.16 0.172 0.18 0.03 0.065 0.073 0.09 0.105 0.129 0.13 0.142 0.155 0.163 0.18 0.03 0.058 0.07 0.09 0.11 0.12 0.131 0.145 0.156 0.169 0.172 0.185
0.07 0.078 0.083 0.09 0.103 0.01 0.02 0.028 0.039 0.048 0.062 0.068 0.072 0.08 0.083 0.001 0.025 0.033 0.042 0.055 0.063 0.072 0.083 0.092 0.104 0.111
第三章 结果与分析 23
图3-4混凝土荷载位移曲线
Fig3-4 load displacement curves of membrane and there is no concrete under various strength
我们通过数据和折线图分析得出以下结论：
（1）相同荷载作用下，模袋混凝土挠度大于非模袋混凝土。说明模袋对混凝土的变形能力有一定的影响。模袋粘结在混凝土表面可一定程度上改变混凝土刚性材料变形较小的特性。提高了混凝土的变形能力，使混凝土可以获得更大程度的变形，提高了混凝土的安全性；
（2）当混凝土强度发生改变时，相同荷载下混凝土的挠度略有较低，但幅度不大。说明模袋对混凝土的作用效果与混凝土本身的性质有一定关系。强度越大，混凝土刚度越大，模袋混凝土对混凝土的影响相对小一些；
24 模袋与混凝土粘结强度研究
（3）当混凝土强度提高时，混凝土塑性粘度增加幅度变大，说明混凝土强度对模袋 混凝土韧性有较大影响；
（4）同时，两种混凝土其挠度差值基本在0.07mm左右，这对研究模袋混凝土作用 效果带来一定帮助。
3.4模袋与混凝土粘结机理分析
为了探讨模袋与混凝土粘结区域的失效机理，我们认为应从混凝土材料微观结构的角度去研究其粘结机理，建立微观结构的分析和宏观力学性能之间的联系，从本质上认识模袋与混凝土界面粘结问题，为改善界面粘结强度提供一定的理论指导。目前模袋与混凝土界面粘结机理环尚未成熟，下面我们就从吸附理论和断裂力学理论缝隙粘结破坏机理。 3.4.1吸附理论
水泥主要是由C3S、C2S、C3A和C4AF组成。研究表明，在硅酸水泥中硅酸三钙（C3S）和β-硅酸二钙（β-C3S）约占总重的75%，在常温养护下两种硅酸盐矿物的最终水化产物课近似地认为均为水化二硅酸三钙（C3S3H），但前者的谁化速度较后者为大，生成Ca(OH)2也较后者为多。在电子显微镜下观察，C3S和C2S水化生成的水硅酸钙呈纤维状，病角质成席状或者网状结构。在水泥石中水化硅酸钙的结晶程度约占总体积的50%，氢氧化钙约占25%。。铝酸盐矿物的水化速度远较C3S或C2S为大。水泥中的石膏不仅与铝酸三钙（C3A）反应，还会与铁铝酸四钙(C4AF)反应，生成不溶于水的水化硫铝酸钙，称之为钙矾石。钙矾石的电于显微组织呈杆状 ，在水泥粒子表面成辐射状向周围生长。水泥的这种水化特点为模袋与混凝图界面粘结提供了基本条件[19]。 3.4.2断裂力学理论
由于模袋与混凝土粘结区域由各种原因构成结构，其中各种初始缺陷具有随机性和不确定性。，因此粘结区域的失理刻印用断裂力学方法解释。由于混凝土的多孔结构，并且这种孔结构中必然包含了原生及次生的空隙和微裂缝等，所以其结构可以看做是不同的结构单元和界面的集合。
总之，粘结失界面的机械力、吸附力等各种理综合作用的结果，各种力对界面目前用试验来加以鉴别。由于受试验条件的限制，试验中没有使用微观结构观测仪器观察模袋混凝土的粘结界面，所以今后还需继续分析混凝土粘结界面的微观结构，一遍更加深入探讨界面微观结构和宏观力学性能的关系，指导我们从物质微观结构这一层上认识界面粘结问题的本质和影响因素。
第三章 结果与分析 25
第四章 结论与展望
4.1结论
本文通过试验模袋混凝土与无模袋混凝土试件对模袋混凝土粘结强度进行了研究，试验了模袋混凝如试件在不同强度下的破坏偏性，讨论了模袋混凝土界面的粘结机理，初步探明了模袋混凝土不同强度下的粘结强度规律。现将本文讨论及研究结果归纳如下：
（1） 模袋与混凝土之间的粘结强度混凝土强度等级的提高而增大，当强度等级为C15
到C40时，粘结强度由995.4/Pa增大到2986.2/Pa；
（2） 模袋对混凝土抗剪是有帮助的，提升了混凝土10%左右的抗剪强度，可以让构件
的安全得到提高，大大增强了混凝土的韧性；同一强度等级混凝土时，有模混凝土比无模混凝土破坏荷载大，破坏程度小，说明模袋提高了混凝土的韧性。在不同强度的情况下，有模混凝土荷载位移曲线变化趋势以及荷载一定时挠度数值相差不大，由此我们可以得出，模袋对不同强度混凝土荷载变形影响相差不大；通过分析我们还发现荷载不同时挠度是有变化的，当荷载变大时有模混凝土与无模混凝土挠度差值越大。这就说明了模袋对混凝土变形的帮助，可以让构件的安全得到提高；
（3） 各强度下的模袋混凝土随着荷载加大，应变随之增大；在荷载较小时各强度下模
袋混凝土的应变相差不大，无法体现出模袋混凝土的优越性；随着荷载增大，强度越大的模袋混凝土应变越大，对混凝土的良性影响越大。
4.2展望
由于模袋混凝土的复杂性以及混凝土性能本身的复杂性，加上试验条件所限。试验过程遇到很大难度，很多方面都是尝试性的、初步性的尚未进行更深入研究。本文所讨论的模袋混凝土粘结强度研究还不全面，现给出几点建议：
（1）如何更加合理的选择原材料和适宜的工艺方法以保证最大程度的发挥模袋的性能，材料选择和性能参数是设计的关键；
（2）进一步深入的研究模袋与混凝土的粘结强度，并基于粘结机理对试件的受力性能进行深入研究；
（3）进行密度混凝土构件的疲劳试验、耐久性试验，研究在该疲劳及耐久性试验粘结强度的辩护及其影响因素。
26 模袋与混凝土粘结强度研究
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致谢
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致谢
在本篇本科毕业论文即将完成之际，我要向4年本科期间所有关心，帮助我的人表示感谢。
在试验期间，得到了导师闫宁霞老师的精心指导。闫老师的治学严谨，学识渊博，对材料的研究很深入。在写论文期间还到了娄宗科教授的精心指导，是我茅塞顿开。试验过程中还有娄老师的学生丁亚楠学长的帮助，使试验顺利完成。
衷心的感谢西北农林科技大学水利与工程学院的培养，在试验过程中是水科所试验室的魏老师和姜老师对我们的关照，教会我了我们仪器的使用。
最后还要感谢亲朋好友，是他们的关心和支持，给我了巨大动力，我才能克服困难，使我顺利完成本科学业。
哈永强 2017年5月
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中英文文献
On the construction of concrete construction technology and quality
management
ABSTRACT: Concrete is the basic material of modern architecture, with easy molding, large transmission capacity and other advantages. In construction, concrete construction technology determines the quality and safety engineering. This article from the perspective of improving the quality of concrete, concrete for building construction technology and quality management issues both sides discussed the hope for the majority of the implementation of construction projects to provide some reference.
In our various construction projects, concrete construction accounted for a very important proportion of good or bad quality of its construction building safety will have a direct and far-reaching impact. Must therefore be of concrete construction technology and construction quality produce enough attention on the concrete produced every process is strictly controlled in order to ensure the safety and quality of construction.
1, the construction technology of
1.1 construction preparation (a) in the pouring of concrete construction, you should first do the construction workers' safety and technical tests, work on the construction issues to pay attention to detail, emphasizing the beams, slab and concrete shear wall label control, and vibration time, spacing, etc. matters. (2) During the construction phase, should the weather change to grasp the situation, according to project needs, works in the pouring rain sunstroke essential supplies prepared in advance in order to ensure the quality of concrete pouring. (3) Before the placement and construction, should be reinforced, control templates, protective layer sizes and other equipment to check it in line with national acceptance deviation assessment criteria. It should also be on the seams are close together stencil intact as well as its support for the stability of the checks, but also on the steel and templates for pre-screening, meet the standards before they can start pouring.
1.2 Construction materials, processes and techniques to prepare 1,2,1 cement:
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strength requirements should be based on the project and the different types of cement properties to choose, to ensure its strength not less than the design
specifications, for a special load-bearing requirements in the selection of the site should be tested before combining selected reports.
Aggregate: As a major component of concrete, aggregates the pros and cons of concrete has a direct impact on the ultimate strength.
In the coarse aggregate is selected, it should its texture, flakiness content of particles, gradation, maximum particle size and other parameters of the inspection key. And the choice of fine aggregate, they should focus on examination of texture, fineness modulus, clay content, and other harmful substances, in particular, to the content of hazardous substances and clay content to be checked.
Water: It should maximize the use of potable water for concrete mixing, for
non-potable water, should be carried out in the laboratory before mixing and corrosion test. Should avoid the use of industrial waste water, a higher degree of acidity of the water, sewage for mixing.
Additives: additives manufacturers should ensure eligibility, and to issue a performance test report for admixture.
Should be tested before use to ensure the adaptability of the cement admixture. The amount of the construction should be strictly controlled, and extend the mixing time to ensure uniform mixing.
1,2,2 concrete mix in determining the material, you should be sampled, and then referred to the appropriate laboratory for matching design to avoid matching using empirical methods to avoid the less equipped, mismatch, leakage with and other events affecting the quality of concrete. Adaptation should then be completed on concrete performance testing before it can be a lot of concrete mix. Should always be in the construction of the moisture content of the aggregates detected and adjusted. In the mixer feeding should be controlled with the rated capacity of the equipment under the right mix of spices should always be monitored slump and segregation.
1,2,3 transportation elaborate on the concrete situation of the transport time should be taken in accordance with different modes of transport, such as the general use of the lift frame vertical transportation, cranes and other transportation, on-site mixing when using trolleys, mini dump trucks for transport, and in the floor Multi-surface trolleys for transportation. During transport should ensure the homogeneity of the concrete, in order to avoid or reduce the flow of concrete produced segregation occurs, mortar loss Qinshui phenomena, in order to ensure the shortest transportation time before pouring
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it in the initial setting is completed, should be as reduce its transportation turnaround times.
Before pouring in the pouring 1,2,4, bars and templates should be checked to ensure that it has concrete pouring, they shall determine the pouring method is reasonable. Should ensure that concrete drop height less than 3m, if we adopt a hierarchical block casting method, it should be combined with the intensity and structural reinforcement characteristics to determine the height of each layer. In stratified degree of control, the general effect of a plug-in vibrators 1.25 times the length, if the vibrating plate vibrator is used, the thickness should be controlled layered, no more than 200mm. The process should be as continuous casting, if the interval must be present, will have to try to shorten the time interval to ensure that the first layer can be restored before the initial setting of concrete construction. More emphasis should be reinforced frequently observed and rectification, templates and other equipment displacement phenomena. Larger beam can be individually pouring, pouring can not be achieved on a continuous area, should be set aside in a small shear good construction joints.
1,2,5 vibrated after pouring the concrete should be vibrated in time, is the role of vibrated concrete can be filled every corner of the template to obtain maximum uniformity and density. Vibrators are divided into two kinds of mechanical and manual vibrators, generally only small quantities, or is used only when the plastic concrete vibrators use of artificial methods. Vibrators slow process should push pull, even the choice of insertion point position, to prevent leakage vibration situation. When inserting vibrator should make it into the lower concrete, in order to avoid a gap in the middle of two layers of concrete. In an insertion point should be sustained vibrators 20-20S, to the surface without sinking, no bubbles, the pan syrup or horizontal appropriate. If you use a vibrator for vibrating plate, you should ensure that it has been able to tap some of the edges of the cover.
1,2,6 curing the concrete components after completion of the final setting should be timely maintenance, through conservation be able to make concrete hardening and strength growth. Wet concrete during curing of the state should be guaranteed to ensure the temperature and humidity. General conservation approach is watering the concrete surface, and cover straws, should be set in the winter insulation measures, curing time should generally be greater than 14 days. 2, the construction quality management
2.1 2,1,1 factors affecting quality concrete mix proportion of concrete mixing ratio is the primary factor affecting the quality of concrete, concrete mix ratio should meet the
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requirements of construction technology, in order to ensure the quality and strength. Out in the scientific sector with the mixing ratio is not necessarily entirely suitable for the construction of the current situation, when the construction site of the transportation equipment, such as a change of temperature, it should be adjusted according to changes in concrete mix ratio.
2,1,2 workability workability, referring to the concrete during the mixing cohesion, mobility, water retention and other properties of the synthesis. If the poor workability of concrete, it could lead to segregation or the concrete is vibrated untrue. Only concrete has good workability, making it easy tap, segregation phenomenon does not occur. 2,1,3 vibrator process
Concrete pouring has not been fully vibrated concrete impact on the final quality is an important factor. Since pouring concrete vibrated caused by poor internal honeycomb appearance, holes and other problem situations have occurred. Therefore, the construction unit should pay attention to concrete vibrators work in the concrete should be vibrated by a professional staff, take professional operation to proceed.
2,1,4 construction workers as a construction operator and conductor,
construction workers on the quality of concrete construction is beyond doubt. Therefore, in the course of construction, the construction unit should be strictly controlled all aspects of the rules and regulations and establish a sound and quality management system. In order to solve the problem can be practical, it should be from a technical and management measures to constrain both the relevant departments and personnel, and ultimately with the quality of personnel to ensure the quality of construction.
2.2 Concrete Construction Control 2,2,1 supplier
In the choice of concrete products suppliers, it should choose a good reputation, highly qualified businesses. Should arrange commercial concrete mixing stations and the links between the construction site for concrete pouring speed to do calculations, a reasonable choice of vehicle and the road, the concrete transported to the construction site when the quality be guaranteed.
2,2,2 construction operations should be careful scientific organizations on
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reasonable arrangements for the construction of speed, to ensure construction operations carried out in strict accordance with procedures to eliminate blind rush. No stampede in the pouring steel works, do not move the line of embedded tubes. Before the concrete strength reaches 1.2Mpa not stampede and stacking heavy loads.
2,2,3-site management should strengthen the management of the construction site, the development of rational management system to ensure the technical level of construction workers, construction workers to improve the quality of awareness, construction personnel responsibility.
In summary, in the construction process should seize the key, to develop reasonable and effective methods to ensure the quality of construction. With China's rapid economic development, construction types will be more and more. As a basis for construction, concrete construction technology requires efforts to adapt to the needs of society, innovation, in order to make it safer construction technology, in order to continuously improve the quality of construction projects and safety.
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试析建筑工程混凝土施工技术与质量管理
论文关键词：混凝土施工 施工技术 质量管理
论文摘要：混凝土是现代建筑的基本材料，具有成型容易，输送能力大等优点。在建筑
工程中，混凝土的施工技术决定着工程的质量和安全性。本文从提高混凝土质量的角度出发，对建筑施工中混凝土施工的技术与质量管理双方面的问题进行了探讨，希望可以为广大建筑工程的实施提供一些参考。
在我国的各项建筑工程中，混凝土的施工占了相当重要的比例，其施工质量的好坏将对建筑物的安全产生直接和深远的影响。因此必须对混凝土的施工技术和施工质量产生足够的重视，对混凝土施工制作的每一道工序都进行严格的控制，才能保证建筑的安全和质量。
1、施工的技术探讨 1.1施工准备
（1）在混凝土的浇筑施工之前，应该先做好对施工工人的安全技术交底工作，对施工中要注意的问题要详细说明，强调梁柱、梁板与剪力墙的混凝土标号的控制，以及振捣时间、间距等等事项。
（2）在施工阶段，应该对该地天气变化情况进行掌握，根据工程的需要，把浇筑工程中所必备的防雨防暑物资事先准备好，以保证混凝土的浇筑质量。
（3）在浇筑施工之前，应该对钢筋、控制模板、保护层等设备的规格尺寸进行检查，使其偏差值符合国家验收评定的标准。还应该对模版接缝处是否密合完好以及其支撑是否稳定进行检查，还要对钢筋和模版进行预检，符合标准之后，才能开始浇筑。
1.2施工流程及技术要点 1、2、1材料准备
水泥：应该根据工程的强度要求以及不同型号的水泥性能来选择，保证其强度不低于设计的规范，对于有特殊承重要求的部位应该在选用之前进行测试，结合报告进行选择。
骨料：作为混凝土的主要组成部分，骨料的优劣对混凝土最终强度有直接的影响。在对粗骨料进行选择的时候，应该对其质地、针片状颗粒的含量、级配、最大
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粒径等参数进行重点的检查。而选择细骨料时，应该重点检查质地、细度模数、含泥量、有害物质含量等，尤其是要对有害物质含量和含泥量进行检查。
水：应该尽量采用可饮用的水进行混凝土的拌合，对于不可饮用的水，在拌合之前应该先进行化验和抗腐蚀检验。应该避免采用工业废水、酸性程度较高的水、生活污水来进行拌合。
外加剂：应该保证外加剂的生产厂家的资格，且要出具对于外加剂的性能检测报告。在使用之前应该进行试验以保证外加剂与水泥的适应性。施工中应该严格控制用量，并且延长拌合的时间，以保证拌合的均匀。 1、2、2混凝土拌合
在确定材料之后，应该对其进行取样，然后交由相应的试验室来进行配比的设计，避免采用经验配比的方法，避免少配、错配、漏配等影响混凝土质量的事件发生。然后应该对适配完成的混凝土进行性能的检测，然后才能进行大量的混凝土的拌合。在施工中应该经常对骨料的含水率进行检测和调整。在向搅拌机具中投料时应控制在机具的额定容量之下，拌合中应该随时对拌料坍落度和离析现象进行监测。
1、2、3运输
在对混凝土精心运输的时候应该按照形势采取不同的运输方式，如垂直运输一般采用提升架、起重机等运输，现场搅拌的时候采用手推车，小型翻斗车等进行运输，在楼面上多用手推车进行运输等。在运输过程中应该保证混凝土的均质性，以免混凝土的流动性降低或者发生产生离析、砂浆流失、沁水等现象，为了保证最短的运输时间，使其在初凝之前就浇筑完毕，应该尽量减少其运输的周转次数。 1、2、4浇筑
在浇筑之前，应该对钢筋和模版进行检查，以保证其具备混凝土的浇筑条件，还应确定浇筑方法的合理性。应保证混凝土下落高度小于3m，如果采用的是分层分块浇筑方法的话，应该结合钢筋的密集程度和结构的特点来决定每一层的高度。在分层高度的控制上，一般为插入式振捣器作用长度的1.25倍，如果振捣采用的是平板振捣器，则应该控制分层的厚度，不超过200mm。浇筑的过程应该尽量连续，如果必须出现间隔，则要尽量的缩短间隔的时间，以保证在前层的混凝土初凝前可
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以恢复施工。较注重应该经常观察和整改钢筋、模版等设备的变位现象。较大的梁体可以进行单独的浇筑，对连续浇筑无法实现的部位，应该在剪力较小的地方预留好施工缝。
1、2、5振捣
浇筑后应该及时的对混凝土进行振捣，振捣的作用是使混凝土能充满模版的每个角落，使其获得最大的均匀和密实度。振捣分为机械和人工振捣两种，一般只有工程量小、或者采用的是塑性混凝土的时候才会使用人工振捣的方法。振捣过程应该快插慢拔，均匀的选择插点的位置，以防出现漏振的情况。在插入振捣棒的时候应该使其进入下层混凝土中，以免在两层混凝土中间出现缝隙。在一个插点应该持续振捣20-20S，以表面无下沉、无气泡，泛浆或者水平为宜。如果使用平板振捣器进行振捣，则应该保证其能够对已经振实部分的边缘进行覆盖。
1、2、6养护
在混凝土部件完成终凝后，应该及时对其进行养护，通过养护能够使混凝土得 硬化和强度的增长。养护期间混凝土应该保证湿润的状态，保证温、湿度。一般的养护方式是在混凝土表面洒水，并且覆盖草帘，在冬天应该设置保温措施，养护时间一般应该大于14天。
2、施工的质量管理
2.1影响质量的因素 2、1、1混凝土的配合比例
混凝土的配合比例是影响混凝土质量的第一要素，混凝土的配合比例应该满足施工技术的要求，以保证工程的质量和强度。在科学部门所配出来的配合比例并不一定完全适合施工的现况，当施工现场的运输设备、气温等发生了变化之时，应该根据变化来调整混凝土的配合比例。 2、1、2混凝土的和易性
和易性，指的是混凝土在搅拌时的粘聚性、流动性、保水性等性能的综合。如果混凝土的和易性不好，就可能导致混凝土出现离析现象或者振捣不实。只有混凝土具有良好的和易性，才便于振实，不会发生离析的现象。 2、1、3振捣过程
混凝土在浇筑时有没有经过充分的振捣，是影响混凝土最终质量的重要因素。由于浇筑时振捣不良引起混凝土内部出现蜂窝、孔洞等问题的情况时有发生。所以，
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施工单位要重视混凝土的振捣工作，在对混凝土进行振捣时应该由专业的人员，采取专业的操作来进行。 2、1、4施工人员
作为施工的操作者和指挥者，施工人员对混凝土施工质量的影响是无可置疑的。因此在施工的过程中，施工单位应该严格控制各个环节，建立健全的规章制度和和质量管理体系。为了问题能够得到切实的解决，还应该从技术和管理措施两个方面来约束有关的部门和人员，最终用人员的素质来保证施工的质量。 2.2混凝土施工中的控制 2、2、1供应商
在选择商品混凝土的供应商的时候，应该选择信誉好、资质高的商家。应该安排好商品混凝土搅拌站和施工现场之间的联系，对混凝土浇筑的速度做好计算，选择合理的车辆和路线，使混凝土运至施工现场时的质量有所保证。 2、2、2施工操作
应该在周密的科学组织之上合理安排施工的速度，保证施工操作严格按照程序进行，杜绝盲目的赶工。在浇筑工程中不踩踏钢筋，不移动预埋的线管。在混凝土强度达到1.2Mpa前不能踩踏和堆放重物。 2、2、3现场管理
应该对施工现场加强管理，制定合理的管理制度，保证施工人员的技术水平，提高施工人员的质量意识，增强施工人员的责任心。
综上所述，在施工过程中应该抓住重点，制定合理有效的方法来保证施工的质量。随着我国经济的快速发展，建筑工程的种类将越来越多。作为建筑施工的基础，混凝土施工技术需要努力适应社会的需要，不断创新，才能使其成为更安全的施工技术，才能不断提高建筑工程项目的质量和安全性。
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