收缩效应

收缩效应（精选七篇）

收缩效应 篇1

关键词：混凝土,收缩徐变,预测模型,影响因素

0 引言

近年来,国内外众多专家和学者对混凝土的收缩徐变进行了大量研究工作,并且取得了一批重要的研究成果。但是预计混凝土的收缩徐变和控制混凝土的收缩徐变是一个十分复杂的问题,国内外不乏因为混凝土的收缩、徐变影响结构使用寿命,甚至造成工程事故的例子。

CEB调查了大量混凝土悬臂梁桥的变形资料,部分桥梁在建造完成8年～10年后挠度仍有明显的增长趋势,这些桥梁的后期挠度增长均由混凝土的收缩徐变效应引起,所以研究混凝土收缩徐变对结构的影响非常重要。一般情况下,缺乏试验资料时,混凝土收缩应变效应的分析更多的依赖于已经有的收缩徐变预测模型。

1 混凝土收缩徐变基本理论

1.1 收缩徐变机理

混凝土的收缩徐变是混凝土材料本身固有的特性,是对混凝土结构进行设计和计算的一个非常重要的内容。对于空间结构桥梁工程而言,计算混凝土的收缩徐变更加重要,而且要求更高。混凝土的收缩、徐变在桥梁的使用年限内一直存在,且收缩、徐变的大小与桥梁结构形式、构造截面组成方式以及施工方法等有密切关系。

混凝土的收缩是其在非荷载作用因素下体积变化而产生的变形。影响混凝土的收缩因素很多,变化幅度较大,一般难以准确定量。但对于重大的大型混凝土结构,需要对混凝土收缩变形值进行定量分析,在条件允许的情况下,进行混凝土试块的短期收缩试验,可以推断其收缩变形极值,如果条件不允许,则按照相关设计规范提供的计算公式以及参数来进行计算。混凝土的收缩大小由收缩应变来反应,通常采用收缩应变终止于时间函数的乘积。

混凝土徐变是指在混凝土中应力保持不变的情况下混凝土的应变随时间增长的现象。国内外对混凝土徐变的计算、分析存在很多不同的理论,选取的参数和考虑的因素也大不相同。对于混凝土的徐变大小,通常采用徐变系数来描述。

1.2 影响混凝土收缩徐变的主要因素

影响混凝土收缩、徐变性能的因素很多,而且各个影响因素之间也是互相作用的。在混凝土结构设计、施工及使用过程中所涉及的各因素都会对其产生影响。其主要影响因素为结构所处环境的相对湿度、混凝土成分和构件的理论厚度等因素。而徐变的影响因素可分为内部因素和外部因素两类。内部因素主要指:水泥品种、水灰比、灰浆率、骨料、外加剂等;外部因素主要指:加荷龄期、加荷应力、持荷时间、环境温度、湿度、试件截面尺寸和混凝土碳化程度等。

2 混凝土收缩徐变效应主要影响因素分析

2.1 理论厚度计算模式

混凝土构件与大气接触的湿周周长是影响理论厚度的重要参数。以预应力混凝土T构为例,根据不同的施工阶段使用不同的计算模型。当桥梁合龙后,箱梁闭合室内的空气相对湿度变化较小,导致箱梁闭合室内表面混凝土与其所接触空气间的水分交换速率有所减小,因此,在计算其理论厚度时计算公式中的表面周长应有所折减,与合龙前应该有区别。当桥面铺装层施工完后,箱梁顶板外表面与空气间几乎不存在水分的交换,这样其理论厚度发生了显著的变化,因此,对于大跨度桥梁合龙前和合龙后,所采用的理论厚度计算式见表1。

在三种不同的理论厚度计算模式下,采用JTG D62-2004模型计算的混凝土收缩应变和徐变系数如图1所示。

可以看出,构件理论厚度对混凝土收缩应变比较敏感,A模式比C模式的收缩应变终值大30%左右;而徐变系数对构件理论厚度敏感度较小。因而,徐变系数和收缩应变随构件与大气接触周长增加而增大。

2.2 加荷龄期

加荷龄期是影响混凝土收缩徐变效应的一个重要因素,对同样截面的混凝土梁(各参数如前所述)的徐变系数和收缩应变采用JTG D62-2004模型进行计算,加荷龄期分别取为3 d,7 d,10 d,14 d,28 d,分析结果如图2所示。

混凝土的收缩与水灰比、温度、湿度、集料、水灰比、配筋等因素相关,与外荷载施加无关。而混凝土的徐变效应随着加荷龄期的增加而减小,当加荷龄期由3 d增加到28 d时,混凝土徐变效应终值减小80%左右。

2.3 相对湿度

在JTG D62-2004模型中已考虑了环境平均相对湿度的影响,对同样截面的混凝土梁(各参数如前所述)的徐变系数和收缩应变进行计算,相对湿度分别取为50%,60%,70%,80%,分析结果如图3所示。

图3中可以看出,模型对环境平均相对湿度比较敏感,当环境平均相对湿度从50%升至80%时,徐变系数减小近30%,而收缩应变减小达50%。相比较而言,环境相对湿度变化对混凝土收缩效应较徐变效应更大。

3 结语

1)构件理论厚度对混凝土收缩应变比较敏感,而徐变系数对构件理论厚度敏感度较小。因而,徐变系数和收缩应变随构件与大气接触周长增加而增大。

2)混凝土的收缩与水灰比、温度、湿度、集料、水灰比、配筋等因素相关,与外荷载施加无关。而混凝土的徐变效应随着加荷龄期的增加而减小,当加荷龄期由3 d增加到28 d时,混凝土的徐变效应终值减小80%左右。

3)收缩徐变效应对环境平均相对湿度比较敏感,当环境平均相对湿度从50%升至80%时,徐变系数减小近30%,而收缩应变减小达50%。相比较而言,环境相对湿度变化对混凝土收缩效应较徐变效应更大。

参考文献

[1]丁文胜,吕志涛,孟少平,等.混凝土收缩徐变预测模型的分析比较[J].桥梁建设,2004(6):13-16.

[2]颜东煌,田仲初,李学文,等.混凝土桥梁收缩徐变计算的有限元方法与应用[J].中国公路学报,2004,17(2):55-58.

[3]周履,陈永春.收缩徐变[M].北京:中国铁道出版社,1994.

收缩效应 篇2

中图分类号:U4 文献标志码:A文章编号:16717953(2009)04007604

Analysis of Shrinkage and Creep Effects Between new Added Beams and the Original Beams

PENG Dong ZHUO Qinzhao2

(1.Highway Administration of Xiaogan City,Xiaogan,Hubei 432100,China;2.HuBei A-Shen-Nan Highway Development CO.,LTD,Huangshi,Hubei 435000,China)

Abstract: Disadvantage effects of concrete were created by shrinkage and creep when the structure was strengthened with increasing beams. The interface stress distributed pattern and influencing factors were obtained on the base of analyzing the shrinkage and creep effects. The results showed; the maximum tension stress created by shrinkage and creep was found in the firm joint, and it was zero in the joint, but the shear stress was zero in the joint, and it was maximum in the firm joint. The shrinkage and creep interface stress increased with the time grows, but its increased speed of early days was faster, The shrinkage and creep interface stress increased with the section area increasing, and reduced as the average circumstance humidity increasing; the interface stress was higher when the concrete strength of new beams has great difference with the original beams concrete.

Key words: bridge construction;reinforcement;shrinkage ang creep;infcrfacial stress

收缩徐变是混凝土材料本身所固有的特性,这种固有特性会导致混凝土结构的内力和变形随时间不断变化,影响混凝土结构的受力性能及长期变形性能^[1]。尤其对于加固桥梁结构,新浇混凝土与原截面混凝土收缩和徐变变形不同步的现象,导致结构应力重分布,完全改变结构受力状态,造成不可预测的后果^[2-3]。

既有桥梁增加纵梁加固时,原结构已经使用了多年,其主要收缩徐变基本已经完成,这样新浇主梁在养生和使用过程中的收缩徐变变形都会受到界面混凝土和抗剪钢筋的约束,从而引起新旧混凝土之间的内力重分布。新增主梁收缩徐变受到两侧原主梁限制而产生拉应力,这对新主梁产生不利影响。如果新主梁收缩变形很大,其自身就会产生很大的拉应力而出现收缩裂缝,且新旧混凝土之间也会产生很大的剪应力,可能出现较大界面应力出现破坏^[4-6]。因此,对新浇混凝土与原老混凝土之间的收缩徐变效应分析具有重要的工程意义。

1 收缩徐变产生的界面应力

采用新增纵梁加固桥梁结构时,由于新增纵梁与原主梁之间混凝土浇筑时间不同步,在新增纵梁与原主梁之间的界面产生收缩徐变效应。采用弹性力学理论对新增纵梁进行受力分析,主要分析收缩徐变引起的内力对结构的影响,假定新旧混凝土界面不会产生滑移。由于新增纵梁与原主梁之间通过桥面铺装以及横向联接钢筋联接在一起共同受力,在新增纵梁收缩效应的作用下,它们会同时产生收缩变形,忽略横向收缩变形影响,由于受两侧原主梁限制,整个结构在横向不会发生变形位移,只会在纵向产生伸缩变形位移,结构在收缩徐变下的变形如图1所示,图中虚线表示发生收缩以后的变形。在不考虑自重和车辆荷载的作用时,假设截面受力均匀,在距离固定梁端x处的新增主梁上取一段长dx的微单元,微单元横截面积为A,新增主梁厚度为h,梁宽b。图中N为新增主梁承受的均匀内力,V为原主梁对新浇桥面的剪力。由微单元平衡可得:

N+dN-V-V-N=0(1)

N=σx(t)•A=σx(t)•b•h(2)

V=τx(t)•h•dx(3)

式中:σx(t)-t时刻新增主梁截面上的正应力;

τx(t)-t时刻新增主梁与原主梁界面之间的剪应力。

将式(2)和式(3)带入到式(1)得

dσx(t)dx-2τx(t)b=0(4)

(a) 新旧梁联接变形(b) 新梁微单元受力图1 新旧主梁联接变形及受力

根据式(2)平衡方程结合变形协调关系,设Cx为新旧混凝土结合面水平阻力系数,取τx(t)=-Cxu(x),得到位移方程

d2u(x)dx2-E(t,t0)+E(t)E(t,t0)•E(t)•2Cxu(x)b=0(5)

令α=2Cx[E(t,t0)+E(t)] bE(t,t0)E(t)将式(5)写成

d2u(x)dx2-a2u(x)=0(6)

式(6)的通解为

u(x)=C1chαx+C2shαx(7)

边界条件为:x=0时,u(0)=0;x=l时,σ0(l)=0。

将上述边界条件带入式(7)求得:C1=0,C2=εcs(t,t0)αchlα,即

u(x)=εcs(t,t0)αchαshαx(8)

σx(t)=εcs(t,t0)E(t)E(t,t0)[E(t,t0)+E(t)][1-1chlαchαx](9)

τx(t)=Cxεcs(t,t0)αchlαshαx(10)

由式(10)可看出,τ0(t)=0。则新浇主梁纵向拉应力σx(t)以及与原主梁之间的剪应力τx(t)分布如图2所示。

(a) 新增主梁 (b) 新梁纵向拉应力 (c) 界面剪应力图2 新增主梁截面应力分布

2 新浇主梁与原主梁间剪力计算

在新增主梁收缩效应下,受到接缝处混凝土和横向联接钢筋的约束作用,原主梁会和新主梁产生同样的变形,由于两侧原主梁的约束,整个结构只会产生纵向变形而不会产生挠曲变形。假定新增主梁与原主梁没有约束时,新增主梁产生自由的收缩变形,但是受到原主梁约束后只会产生整体的纵向变形(图3)。

(a) 新梁自由变形 (b) 新旧梁约束共同变形图3 结构收缩变形

(a) 组合截面受力变形 (b) 新主梁受力变形图4 新增主梁界面受力

根据梁间变形协调可以得到t时刻新增主梁轴心力,假设在t时刻新增主梁与原主梁之间接缝处的相互作用力为沿纵向的剪力V(t),它们分别使新主梁和原主梁以及新形成的结构发生共同的变形(图4)。表示为

N(t)EA=2VE(t)An(11)

式中:E、A分别为新主梁与原主梁联接一起形成的新截面的换算弹性模量和换算面积;

An分别为新增主梁的换算面积。

求得t时刻在新增主梁与原主梁接缝处沿纵向的剪力

V=bhεcs(t,t0)E(t)AnE(t)E(t,t0)2EA[E(t)+E(t,t0)](12)

对式(10)的剪应力进行积分求得在t时刻新增主梁与原主梁之间界面处的剪力

V=∫l0hτx(t)dx=Cxhεcs(t,t0)αchlα∫l0shαxdx=Cxhεcs(t,t0)α2chlα(chlα-1)(13)

由式(12)和式(13)可以求得

chlα=EAEA-E(t)An(14)

按新混凝土强度形成的时间为龄期,根据新旧截面尺寸和配筋率换算所有截面特性值,带入式(14)计算出α的值,并根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)给定公式计算混凝土的收缩应变和徐变系数,分别求出混凝土各种弹性模量带入α的值可以求得均匀剪切弹性系数Cx,将Cx带入式(11)和式(12)分别求出相应的纵向拉应力和界面剪应力值。

3 影响因子分析

由于现浇主梁不能通过改变安装龄期的方法来减小新结构收缩徐变的影响。因为新浇主梁始终与原主梁一起共同受力,只要混凝土强度一旦形成收缩徐变产生的效应就一直伴随着整个结构,直至收缩徐变发展完成。所以,这种现浇加固产生的收缩徐变效应对结构影响也就较大,需要重点考虑。采用增加主梁加固时,新增主梁与原主梁刚度协调比较重要,为了使加固结构受力均匀,必须设计两者之间合理的刚度比。本文以一实际工程为例,通过改变主梁截面型式、年环境平均湿度、混凝土强度以及收缩完成计算时间四种参数,分析它们对界面应力的影响。

由于混凝土收缩徐变对界面应力的影响与质量无关,主要考虑新增主梁截面型式对界面应力的影响,在新增截面宽度和高度不变的情况下,将刚度质量比用截面面积比代替进行对比分析。面积比分别取0.5、0.75、1,年环境平均湿度分别取40%、60%和80%三种、计算使用时间取10年、20年和40年三种、混凝土分别取C30、C35和C40三种。分别按以上各种参数计算结构界面最大剪应力和最大正应力,计算结果列于表1。

加固结构断面如图5(a)所示,为了计算方便,将加固结构原主梁圆形空截面等效为矩形截面,见图5(b),选取中间加固在一起的三片梁进行计算分析。

由表1数据可以看出,在新混凝土收缩徐变作用下,主梁拉应力最大达到1.211MPa,虽然略小于相应标号混凝土抗拉设计强度,但是在各种不利因素共同作用下,以及考虑温度等一些因素的影响,其可能超出抗拉设计强度,故必须在新浇桥面中设置钢筋网以防开裂。随着时间增长,混凝土收缩徐变所产生的界面应力逐渐增大,后期增长速度小于前期增长速度,从使用10年到使用20年10年间剪应力和拉应力分别增长1.21%和1.10%,从使用20年到使用40年期间20年剪应力和拉应力分别增长0.90%和1.10%;界面应力随着面积比增加而增大,面积比从0.5增加到0.75时剪应力增加了14.53%,正应力增加了15.28%,从0.75mm增加到1时,剪应力增加了0.36%,正应力增加了0.11%;界面应力随着年环境评价湿度增加而减小,湿度从40%增加到60%剪应力减小5.2%,正应力减小9.3%,湿度从60%增加到80%,剪应力相应减小27.9%,正应力减小17.94%;新增混凝土强度与原主梁混凝土强度相差越大,产生的界面应力也越大。

4 结语

通过以上分析,可得到以下结论:(1)新浇主梁收缩徐变效应对其自身产生不利影响,且随着时间增长,混凝土收缩徐变所产生的界面应力逐渐增大,且后期增长速度小于前期增长速度;(2)收缩徐变产生的界面应力随着面积比增加而增大;(3)收缩徐变产生的界面应力随着年环境评价湿度增加而减小。

因此,在实际工程中可以通过以下措施来减小界面应力:设计上,在满足结构安全、刚度合理、施工方便的前提下,尽量减小新浇混凝土面积(挖空率增大);施工中,可以通过添加化学添加剂减小新混凝土收缩时间,并保持混凝土养生环境湿度。通过以上措施可以尽量减小界面应力,改善界面受力,满足结构要求。

参考文献

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[2] 王东科.高速公路装配式板桥上部结构早期病害分析[J].石家庄铁道学院学报,2004,5(17):62-65.

[3] 张丽芳,郭 涛,吴文清.旧桥拓宽中拼接方式对旧桥受力状态的影响分析[J].公路交通科技,2006,23(2):102-105.

[4] 何 为,杨炳成.钢筋混凝土结构加固后的刚度分析[J].长安大学学报(自然科学版),2002,22(2):32-35.

[5] 张继文,吕志涛,滕锦光,S.T.Smith.外部粘贴碳纤维或钢板加固梁中粘结界面应力分析[J].工业建筑,2001(6).

收缩效应 篇3

关键词：灰骨比,砂率,收缩率,弹性模量

近年来,随着低水胶比、高活性矿物掺合料为特征的高性能混凝土在工程建设中的广泛应用,自收缩作为一种在早期由于自干燥效应引起的现象得到越来越多的关注。但作为一个新兴领域,研究仍处在初步阶段,尤其是关于早期自收缩影响因素的研究较少。目前已有的研究大都探讨水灰比、矿物掺和料对自收缩的作用,而针对骨料本身的研究甚少。众所周知,骨料是混凝土的主要成分,起到骨架支撑作用。自收缩因水泥浆体的水化引起,粗细骨料的存在对限制混凝土的自收缩是有利的。这也是水泥浆体、砂浆和混凝土的自收缩依次减少的原因。在混凝土配合比设计中,灰骨比和砂率是必须考虑的参数,同时也是骨料影响自收缩的两个重要因素。因此,这方面的研究在工程实践中对于更好的控制自收缩有着重要意义。本文通过测定不同灰骨比、不同砂率的混凝土的自收缩率,从灰骨比、砂率两个方面阐述了骨料对自收缩的影响效应。

1 试验研究

1.1 试验制作及试验装置

试件尺寸为40 mm×40 mm×160 mm,水泥采用P·042.5普通硅酸盐水泥,沙子为标准砂,粗骨料为5～9 mm连续级配碎石,减水剂为萘系,浓度40%,换算成干粉掺量为水泥质量的1%。测量装置采用两端固定千分表,测量方式为从初凝开始到1 d时带模测量,1 d后脱模继续测量到14 d。

1.2 配合比设计

根据试验研究需要,设计了关于灰骨比、砂率的两组试验。在灰骨比试验组中,水灰比和砂率均采用0.3,测量分别为1:1、1:3、1:5,其具体配合比见表1。在砂率试验组中,水灰比为0.3,灰骨比为1:3,砂率分别为0.4、0.6、0.8,其具体配合比见表2,灰骨比编号为A1、A2、A3分别代表灰骨比为1:1、1:3、1:5的试块。砂率比编号为B1、B2、B3分别代表砂率比为0.4、0.6、0.8的试块。(注:W/C为水灰比,C/A为灰骨比)

1.3 灰骨比试验结果及分析

灰骨比是水泥与骨料的用量比,它直接反映了混凝土中骨料的含量。混凝土的收缩实质上是水泥浆体的收缩,骨料起限制作用。混凝土的收缩Sc与水泥净浆的收缩Sp之比取决于骨料的含量a,即Sc=Sp(1-a)n。式中,n为经验系数,取1.2～1.7。因此,灰骨比直接反映了水泥浆促进收缩作用和骨料抑制收缩作用间的对比关系。表3和图1与图2是灰骨比分别为1:1、1:3、1:5的三组试块14 d的收缩情况。如图1所示,混凝土的自收缩主要发生在早期(一周左右),到了后期收缩幅度减小。灰骨比越高收缩越大。从图2可以看出,累计收缩率随着灰骨比增高而递增,而且在相同邻期下,A1、A2、A3的收缩幅度差是均匀的。当砂率一定时,用二次多项式函数拟合自收缩率:(y)与时间(x)的关系,拟合相关系数R平方值均达到0.9以上(见表4),这表明灰骨比是衡量混凝土自收缩的一个重要参数,在建立自收缩模型时应予以考虑。

1.4 灰骨比试验结果及分析

砂率是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。从图3和图4可以看出,砂率越高收缩越大,而且单日收缩率随测试时间的延长而变缓。

注:y表示自收缩(10-6),x表示时间(d);R平方值是拟合相关系数,越大表示拟合效果越好。

砂率的变动除了会改变骨料的整体弹性模量外,还会使骨料的总表面积发生显著变化。因此,当水灰比和灰骨比一定,砂率过大时,骨料的整体弹性模量降低,削弱了骨料的骨架作用,致使砂率为0.8的试件发生较大的收缩(见表5或图3、图4),B1、B2比B3的14d累计自收缩率分别降低了19.4%和16.1%,而B1仅比B2降低了3.8%,可见从低砂率到高砂率间自收缩的增长规率性较差。

2 结论

1)灰骨比是影响混凝土早期自收缩的一个重要参数,灰骨比越大自收缩越明显,当灰骨比一定时,自收缩率与时间能拟合成较好的二次多项式函数,表示拟合效果的相关系数R平方值均超过0.9。

收缩效应 篇4

1 材料与方法

1.1 材料与处理

镁渣取自宁夏惠冶镁业有限公司, 主要化学成分为CaO、SiO2、MgO和Fe2O3, 见表1, 矿物组成主要为γ-C2S、β-C2S、MgO、Mg3N2和游离态的CaO[1], 如图1所示。颗粒较粗的镁渣活性低, 填充效果不良, 易压碎, 为了保证混凝土强度, 将镁渣过1.0mm筛, 去除较粗的颗粒。镁渣中一定的量Mg3N2, 与水反应速度快, 生成的NH3会增加混凝土中含气量, 影响混凝土的强度和尺寸稳定性, 因此将镁渣加水消化3d待用。

%

a.γ-C2S;b.β-C2S;c.MgO;d.Mg3N2;e.f-CaO

水泥为宁夏赛马水泥厂生产的赛马牌P.O42.5R水泥, MgO含量1.8%。细骨料为山砂, 级配良好, 细度模数2.7, 中砂, 含泥量3.7%。粗骨料为5~25mm连续级配碎石, 压碎指标5.8%, 含泥量0.6%。粉煤灰为F类I级灰, 45μm筛余5.8%, 需水比93%。外加剂为聚羧酸高效减水剂。

1.2 试验方法

以C30混凝土为研究对象, 镁渣取代率m为因素, 镁渣取代率m等于0%的试件的干燥收缩变形为基准组, 对比分析研究镁渣取代率对混凝土干燥收缩变形的作用规律, 为确定镁渣在混凝土中的合理掺量奠定理论基础。根据之前研究, 镁渣取代混凝土细骨料的百分率超过25%, 混凝土的抗压强度会降低[1], 因此拟定镁渣取代率m为0%、5%、10%、15%、20%、25%。强度试验按照 《普通混凝土力学性能试验方法标准》 (GB/T50081-2002) 进行试件制作和养护, 每组制作3块, 测定28d的抗压强度。干燥收缩试验按照《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》 (GB/T50082-2009) 进行试件制作和养护, 每组制作3块, 测定干燥收缩变形量。早期干燥收缩采用博远非接触混凝土收缩仪 (CABR-NES) 测定, 长期干燥收缩采用卧式接触法混凝土收缩测定仪测定。

混凝土的单位用水量170kg, 水胶比0.49, 砂率44%, 粉煤灰掺量32.0%。试验过程保持各组试件拌和物坍落度在150~180mm, 并具有良好的黏聚性和保水性。

2试验结果及分析

2.1 抗压强度

混凝土的抗压强度与镁渣取代率的关系如图2所示。掺镁渣的混凝土的强度明显高于基准混凝土的强度, 镁渣取代率为20%时, 混凝土的强度提高达33.8%, 镁渣能显著提高混凝土的强度;混凝土的抗压强度随镁渣取代率的增加呈现先增大后减小的趋势, 最佳取代率约为20%。镁渣有一定的独立的水化活性和与粉煤灰发生二次水化的能力, 这是镁渣能显著提高混凝土强度的主要原因。镁渣颗粒细, 能改善混凝土的界面状态, 提高界面强度;改善骨料级配, 提高混凝土的密实性;改善混凝土的黏聚性和保水性, 提高混凝土的均匀性, 这些也有助于混凝土强度的提高。适量的镁渣使骨料的级配改善, 混凝土的密实性提高, 强度增大;过量的镁渣则使骨料的级配恶化, 密实性降低, Si/Ca比减小, 强度降低。因此镁渣取代率小于最佳取代率时, 混凝土的抗压强度随取代率的增大而增大, 大于最佳取代率时, 则随取代率的增大而减小。

2.2 干缩变形

图3是混凝土的早龄期干燥收缩率与时间的关系曲线。混凝土的早龄期干燥收缩, 在初凝后8h内, 发展很快, 完成早期干燥收缩的绝大部分, 约80%以上;之后发展较为缓慢, 12h时基本趋于稳定。混凝土的早龄期干燥收缩主要发生在终凝之前, 主要取决于混凝土的保水性。镁渣取代率从15%增加到20%, 试件的早期干燥收缩变形减少的相对较多。各组试件的早龄期干燥变形, 均处于收缩状态, 无膨胀现象。

图4是混凝土的早龄期总干燥收缩率与镁渣取代率的关系曲线。试件的早龄期总干燥收缩率随镁渣取代率的增加近似线性减小, 镁渣取代率为25%的试件的总干燥收缩率仅为基准试件的35.4%, 掺镁渣可显著减少混凝土的早龄期干燥收缩。

图5是混凝土的长期干燥收缩率与时间的关系曲线。混凝土的长期干燥收缩, 在3d后的28d内, 完成长期干燥收缩的80%以上, 发展很快;之后发展较为缓慢, 60d时基本趋于稳定。镁渣取代率为20%和25%的两组试件, 60d龄期后, 干燥收缩略有减小。混凝土的长期干燥收缩发展与混凝土的强度发展基本一致, 即与水泥的水化进程一致, 主要与水泥的水化有关。水泥早期水化快, 水化需水量大, 但此时混凝土抵抗变形的能力较低, 孔隙率较大, 水的蒸发损失大, 因此干燥收缩变形发展较快。各组试件的长期干燥变形, 亦均处于收缩状态, 无膨胀现象。

图6是混凝土的长期总干燥收缩率与镁渣取代率的关系曲线。试件的长期总干燥收缩率随镁渣取代率的增加近似线性减小, 镁渣取代率为25%的试件的长期总干燥收缩率约为基准试件的53.6%, 掺镁渣也可有效减小混凝土的长期干燥收缩。

以Re表示混凝土的早龄期干缩变形与总干缩变形的百分比, 用以分析早龄期干缩变形在总干缩变形中所占的比重。图7是Re与镁渣取代率的关系曲线, 由图7可见:①混凝土的早龄期干缩变形所占的比重随镁渣取代率的增大近似线性减小, 镁渣能减少混凝土的早龄期干缩变形所占的比重;②混凝土的早龄期干缩变形所占的比重较大, 约为总干缩变形的60% ~70%。减小混凝土的干燥收缩变形, 重点在早期。早期加强混凝土的养护, 成型后及时覆盖, 减少干燥失水, 是减小混凝土干缩开裂的重要措施。

2.3 作用机理

镁渣中的Mg3N2、轻烧MgO和f-CaO, 水化后产生体积膨胀是减少混凝土干燥收缩的重要因素, 镁渣颗粒细, 能提高混凝土的保水性, 在早期能有效减小泌水, 减少水分蒸发, 也是减少混凝土干燥收缩的一个主要因素。镁渣水化一方面提高混凝土抵抗变形的能力, 另一方面则消耗水分, 增大收缩, 镁渣水化对混凝土的干缩变形有一定的影响。

3 结语

(1) 混凝土的早龄期干燥收缩主要发生在终凝之前, 数值随镁渣取代率的增大而减小。

(2) 混凝土的长期干燥收缩发展与水泥的水化进程基本一致, 数值亦随镁渣取代率的增大而减小。

(3) 镁渣能显著减小混凝土的干燥收缩, 在取代率不大于25%时, 混凝土的干燥变形一直处于收缩状态, 无膨胀现象。

(4) 混凝土的早龄期干缩变形占总干缩变形的比重较大, 减小混凝土干燥收缩变形的重点在早期。

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收缩效应 篇5

1大体积混凝土温度及应力分析基本原理和方法

想要做好大体积混凝土结构温度效应及收缩应力精细有限元研究, 就一定要对其温度及应力分析的基本原理和方法有所了解, 这是在整个研究过程得以顺利进行的基础, 同时也是研究人员必须具备的一项理论基础知识。从根本上讲, 大体积混凝土水化热温度场为瞬态传热过程, 所谓的瞬态传热过程主要指的是温度场随着时间的变化而发生变化的一种非周期性传热过程。瞬态传热过程中的每一项指标都随着时间的变化而变化, 无一例外。

水热化公式如下:

对水热化公式的了解是计算过程的基础, 因此必须得到相关人员足够的重视。负责计算的工作人员必须掌握这一计算方法, 同时在计算过程中仔细的对每一个数值进行带入, 这样才能更好的保证计算结果的准确性, 从而为研究提供具有更高价值的数据。

混凝土的抗拉强度在计算过程中也十分重要, 总的来说, 其抗拉强度是随着龄期的变化而不段变化的, 具体情况如图所示:

混凝土在某一龄期上的抗拉强度计算公式也是有关人员必须熟记的一点, 且要做到能够灵活运用。

2大体积混凝土有限元数值分析

对大体积混凝土有限元数值的分析需要从温度场与温度应力的分析以及筏板厚度对大体积混凝土温度梯度及应力的影响两方面入手, 这是分析结果能够更加符合实际情况的主要保证, 总的来说, 其分析结果如下。

( 1) 温度场与温度应力的结果与分析。对温度场与温度应力的结果与分析要在了解夏季中心温度梯度分布的基础上进行。

首先, 对温度场的分析如下: 对温度场的分析需要绘制相应的曲线图才能完成, 曲线图要分为冬季与夏季两个方向。通常情况下, 曲线图中的粉红色曲线代表小表面节点154, 紫色代表中心节点955, 红色代表上表面节点581。通过对曲线图的分析可以发现, 夏季的温度梯度与冬季温度梯度是存在差异的, 造成这种差异的主要原因在于混凝土的初始温度与外界环境温度之间的差异。在夏季, 混凝土的水热化温度往往会达到最大值, 继而渐渐的降低直到与外界温度相适应, 因此与冬季相比, 其底面温度会远远高于上表面温度。

其次, 对温度应力的分析如下: 与对温度场的分析相同, 对温度应力的分析同样需要绘制相应的曲线图, 且同样需要从冬季与夏季两个方向进行绘制与分析。通常情况下, 曲线图中的红色曲线代表上表面节点581, 紫色代表中间节点955, 粉红色代表下表明节点154。通过对相应曲线图的分析可以发现, 夏季混凝土板中心应力随时间变化的曲线与冬季的曲线存在很大差别, 主要体现在应力值的不同上, 总的来说, 冬季的混凝土板中心应力值要远远小于夏季。

( 2) 筏板厚度对大体积混凝土温度梯度及应力的影响。结合上述文章对于冬夏两季混凝土中心温度梯度的分布以及混凝土板中心应力随时间变化的曲线图, 通过对筏板厚度的测量, 能够有效的得出不同厚度的混凝土有限元模型冬夏季瞬态热的结果。

分析结果显示, 混凝土厚度的变化与其温度的变化成正比, 不受季节的影响, 简单的说, 只要混凝土的厚度发生变化, 其温度就一定会沿着厚度变化的方向进行变化, 混凝土底面温度永远高于上表面温度。 在应力方面, 对比结果显示, 随着混凝土厚度的增加, 其所能够承受的拉应力是随着时间的变化而不断减弱的, 一旦时间超过了某个节点, 混凝土的拉应力开始超过其抗拉前度, 那么结果裂缝便会很容易产生, 上述现象主要是由大体积混凝土的水热化造成的, 且研究表明, 冬季的混凝土较夏季来讲更容易出现开裂的现象。

3大体积混凝土施工过程温度裂缝形成机理及防治措施

3. 1大体积混凝土开裂原因及温度应力的形成机理

大体积混凝土开裂的原因有很多种, 首先, 建筑结构不合理会造成混凝土的荷载能力达不到相应的标准, 从而使裂缝产生, 这种裂缝主要为受力裂缝; 除此之外, 模板的刚度达不到标准也会导致受力裂缝的产生。其次, 除受力裂缝外, 混凝土还存在非受力裂缝, 造成非受力裂缝的原因包括温度以及湿度的影响等很多种。

对于大面积混凝提来说, 其裂缝的产生主要与温度及其拉应力有关。混凝土在施工过程中需要经历硬化的过程, 在硬化过程中吗, 水化反应的过程汇释放出大量的水化热, 这就会造成混凝土内部结构温度的上升, 且上升速度较快, 与此同时, 表面温度的上升速度则较慢, 因此表面温度小于内部温度的现象便会很容易发生, 从而造成大体积混凝土的裂缝。在混凝土降温的过程中, 基础的混凝土会对新浇筑的混凝土产生约束, 从而导致浇筑完成的混凝土内部出现拉应力, 拉应力一旦大于混凝土所能承受的最高限度, 裂缝便会很容易产生。

3. 2施土中防止大体积混凝土开裂的措施

施工中防止大体积混凝土开裂可以从对温度的控制以及对混凝土材料性能的改善两方面出发。

首先, 工作人员要在施工过程中严格控制混凝土温度。对此, 工作人员可以在对混凝土进行搅拌时, 用水俩使碎石达到冷却, 以使其能够尽快入模, 从而达到防止其开裂的目的。另外, 工作人员还可以在混凝土中埋设冷水管, 这样一来, 冷水管便能够有效的带走混凝土中的热量, 从而使其内部温度与外部温度的差距能够降低, 防止其裂缝的产生。

其次, 工作人员可以从混凝土材料性能入手防止裂缝的产生。由于水灰比对于混凝土收缩的影响较为强烈, 因此工作人员可以利用减水剂去减少水化过程中的用水量, 使大体积混凝土的材料性能能够得到改善, 从而尽可能的减少裂缝的产生。 除此之外, 对减水剂的使用还能够有效的减少水泥的用量, 取而代之, 可以用骨料来进行保证混凝土的结构体积。

4结束语

通过上述文章可以看出, 作为建筑过程中的一项重要材料, 混凝土的质量对于建筑质量的保证具有十分重要的作用, 一旦大体积混凝土出现裂缝问题, 建筑的安全性一定会受到影响。就目前的情况看, 大体积混凝土裂缝的出现主要受温度以及拉应力两方面的影响, 因此, 有关人员一定要在分析裂缝产生的主要原因的基础上, 实施相应的措施对其温度和拉应力进行控制, 这样才能最大程度的保证建筑的整体质量。

参考文献

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收缩效应 篇6

目前, 对于预应力混凝土弯坡连续刚构桥的收缩徐变影响机理研究相对较少, 寄希望通过本文的研究能够对以后的预应力混凝土桥梁的设计、施工和成桥运营期间的安全提供参考依据。

1 工程概况

云南省永平至保山高速公路某跨径 ( 77 + 140 + 77) m弯坡连续刚构桥, 主梁为C55混凝土单箱单室截面, 采用三向预应力钢束。主桥平面弯曲半径变化幅度: ∞→388. 95 m, 主桥立面弯曲半径变化幅度: 5 000 m→6 500 m, 主桥纵坡变化范围: 5. 8% →3. 0% →6. 0% 。箱梁顶面宽22. 5 m, 底面宽11. 5 m, 箱梁根部断面中心处梁高7. 5 m, 中跨与边跨合龙段梁高3. 0 m, 梁底面呈二次抛物线变化。下部结构为纵桥向宽2. 5 m, 横桥向宽11. 5 m的双柱式薄壁空心桥墩, 为C50混凝土。

2 分析研究思路

依据相关设计施工图纸、变更图纸、施工记录、桥梁规范等资料选取各相关参数基准值, 对依托项目的弯坡连续刚构桥的实际施工过程进行精确、完整的仿真建模, 在此基础上, 将弹性模量、加载龄期、环境湿度等影响因子分别单独变化一定的幅度, 运行上述从施工至成桥全过程有限元模型, 提取全桥或指定截面的变形值、应力值进行分析, 总结出这些影响因子对桥梁结构变形和内力的影响程度及变化规律。

3 计算模型建立

采用桥梁有限元软件MIDAS Civil建立空间仿真模型。主梁采用空间变截面梁单元模拟, 桥墩为梁单元模拟, 预应力束通过“预应力荷载”功能进行模拟; 边界条件中, 墩底将X, Y, Z, RX, RY, RZ六个方向自由度全部约束, 主梁与桥墩固结采用弹性连接中的刚性连接来模拟; 成桥分析时, 端部支座采用限制Y, Z, RX, RZ方向自由度而不限制X, RY方向自由度来模拟; 施工过程中, 节段湿重、挂篮重量采用节点力和节点弯矩模拟; 依据拟定的施工过程与方法, 分88个施工阶段模拟全部过程。考虑结构构造特点、实际施工过程和计算精度的需要, 把全桥离散为398个节点、395个单元。其有限元模型如图1所示。

桥梁计算所用的材料参数如表1所示。

4 计算结果分析

规定: 挠度向上为正, 应力受拉为正; 相反为负。

4. 1 时变特性分析

混凝土收缩徐变随时间推移也发生着变化, 本文取成桥后5个月、2年、6年、10年、20年这五个阶段各自主梁的挠度值, 分析了弯坡连续刚构桥受到的影响。主梁挠度结果比较如图2所示。

从图2可以看出, 在自重、预应力效应和活载长期作用下, 成桥20年的下挠最大值为 - 6. 75 cm, 成桥5个月下挠最大值为- 2. 83 cm, 前者约是后者的2. 4倍, 因此, 收缩徐变对桥梁长期线形影响较大。

4. 2 弹性模量影响分析

本文选取主梁C55混凝土弹性模量值分别为32 660 MPa ( - 8% ) , 34 080 MPa ( - 4% ) , 35 500 MPa ( 0% ) , 36 920 MPa ( 4% ) , 38 340 MPa ( 8% ) 五种情形, 计算分析了弹性模量对收缩徐变的影响, 如图3所示。

由图3可以看出, 在荷载效应作用下, 当弹性模量由 - 8% 增大到8% , 主梁中跨跨中挠度值不断增加, 最大增幅为23. 53% , 表明在混凝土生产过程中, 应该通过严格控制其集料配比, 控制混凝土的弹性模量, 以减少由弹性模量变化对主梁挠度的影响。

4. 3 加载龄期影响分析

本文选取3 d, 7 d, 10 d, 14 d, 28 d的加载龄期分别进行运算, 此桥型提取主要受力部位进行分析, 即边跨2/5L处、中墩墩顶附近、中跨1/4L处、中跨跨中处的模型挠度值, 其挠度值如表2所示。

cm

从表2可以看出, 随着加载龄期的增加, 主梁挠度均减小, 中跨跨中挠度减小最大为39. 26% 。表明桥梁加载龄期影响桥梁的变形, 加载龄期越长, 挠度变化越小, 越能较好的维护桥梁的运营。

提取上述截面下缘应力值, 如表3所示。

MPa

从表3可以看出, 随着加载龄期的增加, 除边跨中墩处截面下缘应力略有降低外, 其他截面处均呈现递增, 且中跨跨中增加, 最大为10. 56% 。表明随着加载龄期的增加, 弯坡连续刚构桥箱梁底板应力增大。

cm

4. 4 环境湿度影响分析

在JTG D62—2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中考虑环境湿度对收缩徐变的影响, 为此, 本文选取环境湿度分别为35% , 45% , 55% , 65% , 75% , 85% 六种情况进行分析。同样, 提取节点29号, 42号, 61号, 102号, 143号, 162号, 176号对应的挠度值, 如表4所示。

从表4可以看出, 伴随环境湿度的增大, 主梁挠度减小, 中跨跨中挠度减小最大, 为31. 49% 。表明桥梁所处环境湿度越大, 其变形越小, 对桥梁运营期间的保护作用越好。

提取上述截面下缘应力值, 如表5所示。

MPa

从表5可以看出, 伴随环境湿度的增加, 只有边跨中墩截面处下缘应力稍微降低外, 其他均呈现增大趋势, 最大增幅为15. 63% 。表明环境湿度的增大, 会使箱梁底板应力增大。

5 结语

本文旨在研究预应力混凝土弯坡连续刚构桥的收缩徐变机理, 以云南飞龙大桥为项目依托, 运用MIDAS Civil软件建立相应的有限元模型, 分别改变弹性模量、加载龄期、环境湿度等影响因子, 通过不同参数条件下模型的分析计算, 得出以下结论: 1) 在自重、预应力效应和活载长期作用下, 随着成桥时间的推移, 桥梁产生的下挠值变大, 因此, 收缩徐变对桥梁长期线形影响较大。2) 随着弹性模量的变大, 主梁中跨跨中挠度值增加, 因此, 应严格控制生产时集料配比来控制混凝土的弹性模量。3) 加载龄期越长, 环境湿度越大, 主梁挠度值越小, 对成桥运营期间的保护作用越好。与此同时, 加载龄期越长, 环境湿度越大, 主梁下缘拉应力越大, 设计时需要注意。可见, 混凝土的收缩徐变对预应力混凝土弯坡连续刚构桥结构变形及内力有一定程度的影响, 希望以上研究分析的结论, 对以后此类桥型的设计、施工和成桥运营期间的养护检测提供一定的参考依据。

摘要：通过数值模拟方法对预应力混凝土弯坡连续刚构桥收缩徐变效应进行研究, 从时变特征、弹性模量、加载龄期、环境湿度四个方面的变化分析, 得出随曲率半径、纵坡的变化, 并总结出这些影响因子对桥型变形、内力的影响程度及变化规律。

关键词：弯坡连续刚构,收缩徐变,变形,内力

参考文献

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收缩效应 篇7

关键词：二甲基氨氯吡咪,钠钙交换体,L-型钙通道,Na+-K+-ATP酶,胸主动脉环

二甲基氨氯吡咪 (DMA) 是保钾利尿药氨氯吡咪 (amiloride, AM) 的衍生物, 是在AM第5位碳原子用两个甲基取代两个H原子后得到的产物。有报道[1]DMA可剂量依赖性地增加大鼠心室肌细胞的Na+/Ca2+交换电流, 首次证明了DMA是一Na+/Ca2+交换体 (NCX) 的激动剂。已有研究发现[2], DMA可通过反向钠钙交换途径增加大鼠心肌细胞钙瞬变和细胞收缩。DMA在使大鼠心肌收缩功能增强的同时使舒张功能也得到了增强。对缺血再灌注的心肌具有保护作用[3], 对肥厚和衰竭的心肌可同时提高其收缩和舒张功能。DMA对于心肌细胞的效应是通过作用与心肌细胞的NCX来发挥作用的, 那么DMA对离体血管平滑肌的效应如何, 目前鲜见国内外报道。本实验旨在观察DMA对高钾预收缩的离体大鼠主动脉血管环的作用, 并探讨其可能的作用机制。

1 材料与方法

1.1 药品与试剂

DMA、尼卡地平均购自Sigma公司;KB-R7943购自Tocris公司;洋地黄由上海旭东海普药业有限公司提供 (批号070403) 。其余试剂为市售分析纯。

1.2 大鼠离体主动脉环标本的制备

Wistar大鼠, 雄性, 体重240 g～260 g, 由山西医科大学实验动物中心提供。用钝器击昏大鼠, 颈椎脱臼处死后, 打开胸腔, 分离胸主动脉, 将取下的胸主动脉放入4 ℃的HEPES液 (NaCl 144 mmol/L, KCl 5.8 mmol/L, MgCl21.2 mmol/L, CaCl2 2.5 mmol/L, 葡萄糖11.1 mmol/L, HEPES 5 mmol/L, pH7.38) 中。去除血管周围的脂肪及结缔组织, 将动脉剪成2 mm～3 mm的小段。血管环用两根不锈钢微型挂钩贯穿血管管腔, 横向悬挂在10 mL浴管内, 下方固定, 上方以一细钢丝连于张力换能器, 其静息张力调节为2 g, 使用BL-420F生物机能实验系统 (成都泰盟科技有限公司) 记录血管环张力变化。浴液为HEPES液, 浴槽中通以100%O2, 37 ℃平衡1 h, 每15 min换液1次。以KCl 60 mmol/L收缩动脉环3次, 如果前后两次最大收缩幅度差小于5%者, 认为反应性可重复, 方可用于正式实验。

1.3 DMA对静息主动脉血管环的影响

采用内皮完整的胸主动脉环, 在不加任何收缩剂的情况下, 保持血管的静息状态, 累积加入DMA 1×10-6mol/L～3×10-5mol/L, 观察血管环的反应, 同时对照组加入等容量的生理盐水, 给药间隔为20 min。制作DMA的累积浓度-血管反应曲线。

1.4 DMA对KCl预收缩大鼠主动脉环的作用

采用内皮完整的胸主动脉环, 加入KCl 30 mmol/L, 待血管环收缩达到稳定后, 累积加入DMA使浴管中的终浓度依次递增为1×10-6mol/L、3×10-6mol/L、1×10-5mol/L、3×10-5mol/L, 观察血管环的反应, 制作DMA的累积浓度-血管反应曲线, 并以KCl诱发的血管环的最大收缩幅度为100%, 计算DMA各浓度的反应百分比。

1.5 DMA对无钙液预处理血管环作用

在HEPES液中用30 mmol/L KCl收缩达坪值后, 用无钙HEPES液 (内含0.5 mmol/L EGTA) 连续冲洗3次, 每隔15 min冲洗1次, 平衡0.5 h后, 将浴槽内液换为30 mmol/L KCl无钙HEPES液, 20 min后, DMA组加入DMA3×10-5 mol/L, 对照组加入等容量溶剂。观察各组血管张力变化。

1.6 不同工具药对DMA收缩大鼠主动脉环的作用的影响

不同工具药对DMA收缩血管作用的影响时, 主动脉环用KCl (30 mmol/L) 预收缩, 当血管收缩达到坪值后, 实验组分别加入KB-R7943 (1×10-6mol/L) 、尼卡地平 (1×10-9mol/L) 、洋地黄 (1×10-6mol/L) , 对照组加入等容量生理盐水, 待各组再次反应达到坪值后, 实验组和对照组累积加入DMA (1×10-6mol/L～3×10-5mol/L) , 给药间隔为20 min。

1.7 统计学处理

应用SPSS 13.0作统计分析, 采用t检验。

2 结 果

2.1 DMA对静息主动脉环的影响

DMA (1×10-6mol/L～3×10-5mol/L) 对静息状态的大鼠主动脉血管环没有作用, 与对照组比较无统计学意义 (P>0.05) 。详见图1。

2.2 DMA对KCl引起的主动脉环预收缩的影响

当KCl引起大鼠主动脉血管环的收缩达最大幅度后, DMA (1×10-6mol/L～3×10-5mol/L) 对血管环有浓度依赖性收缩作用, 最大收缩率为 (30.49±4.11) %。详见图2。

注:n=6, 与DMA组比较, **P<0.01。

2.3 DMA对无钙液预处理血管环的作用

在无钙HEPES液中, 随着CaCl2的浓度 (0.1 mmol/L～3 mmol/L) 增加, 预先用KCl 30 mmol/L去极化的血管环呈浓度依赖性收缩, 而用DMA (3×10-5mol/L) 预处理20 min, 可使CaCl2量效曲线非平行左上移。详见图3。

注:n=6, 与DMA组比较, *P<0.05, **P<0.01。

2.4 KB-R7943、尼卡地平和洋地黄对DMA收缩血管作用的影响

在KCl预收缩的血管环上, 反向NCX抑制剂KB-R7943 (1×10-6mol/L) 、L-型钙通道抑制尼卡地平 (1×10-9 mol/L) 以及Na+-K+-ATP酶抑制剂洋地黄 (1×10-6mol/L) 对DMA血管收缩作用均有统计学意义 (P<0.05) , 其可明显抑制这种收缩作用, 但并不能完全抑制。详见图4。

注:n=6, 与DMA组比较, **P<0.01

3 讨 论

DMA作为氨氯吡咪的衍生物之一, 在缺血再灌注中对心脏的保护作用已得到充分的肯定[4]。此外, DMA还具有抗心律失常的作用, 对缺血性心肌病、自发性高血压大鼠心血管等都有保护作用[5]。本实验采用离体血管体外实验的方法, 观察DMA对高钾预收缩的大鼠胸主动脉反应性的影响, 并初步探讨了其作用机制。

在本实验中观察到DMA可浓度依赖性的进一步收缩KCl预收缩的血管, 而Harjot等[6]实验证实DMA及其类似物MIA可增加心肌细胞基础[Ca2+], 并且可浓度依赖性地增加KCl诱导的[Ca2+]i的增加。可见, DMA对血管的这种作用与其对心肌细胞的作用是相一致的。

对于血管平滑肌来说, Ca2+是引起平滑肌收缩的关键因子[7], 血管平滑肌收缩依赖于胞外Ca2+内流和细胞内Ca2+释放。由于血管平滑肌无横管系统, 线粒体较少, 肌质网不发达, 不能存储大量的Ca2+, 其收缩对外源性Ca2+依赖性较大。高钾使血管平滑肌细胞膜去极化, 电压依赖性钙通道 (VDC) 开放, Ca2+内流增加[8], 从而引起平滑肌收缩。高钾去极化时CaCl2引起的浓度依赖性收缩主要依赖于外钙内流, DMA预处理后可以使得CaCl2量效曲线非平行左上移, 证实促进外钙内流是DMA收缩血管作用的主要机制之一。为更进一步探讨作用机制, 使用阻断剂将可能介导细胞内钙离子浓度发生改变的离子通道予以阻断后再次观察DMA对KCl预收缩血管的作用。

实验中, 在用KCl (30 mmol/L) 预收缩血管达坪值后, 分别用尼卡地平、KB-R7943和洋地黄阻断血管平滑肌上的L-型钙通道、Na+/Ca2+交换体及Na+-K+-ATP酶后, 可发现DMA这种浓度依赖性的对高钾预收缩血管的收缩作用明显被抑制, 但其收缩作用却并不能被完全阻断, 只能部分阻断, 提示DMA促进外钙内流的作用与这几种通道有关, 并不是单一的通过其中一个通道发挥作用, 是几种通道共同作用的结果。而这种作用在心肌细胞中已得到证实[6]。

DMA对高钾预收缩的大鼠胸主动脉环有浓度依赖性收缩作用, 此作用与DMA促进细胞外钙内流有关, 其分子机制可能与血管平滑肌上的Na+/Ca2+交换体、L-型钙通道和Na+-K+-ATP酶有关, 可能是这几种通道共同发挥作用的结果。具体机制有待于进一步探讨。

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