矿物掺合料对低水胶比混凝土干缩和自收缩的影响

研究了粉煤灰(0%、10%、30%、50%)、矿粉(0%、10%、30%、50%)以及硅灰(0%、10%、20%)对水胶比为0.24的低水胶比混凝土干缩和自收缩性能的影响规律,并采用双曲线函数的收缩表达式对试验结果进行拟合,定量化地揭示了矿物掺合料对收缩随时间发展趋势的影响,分析了干缩与自收缩的关系.结果表明:粉煤灰有利于减少低水胶比混凝土的干缩,矿粉次之,硅灰略增大混凝土的干缩;粉煤灰有利于减少低水胶比混凝土的自收缩值,矿粉增大了自收缩,硅灰非常明显地增大混凝土自收缩;低水胶比混凝土的自收缩在所测试的干缩中占有很大的比重,而且随着粉煤灰、矿粉和硅灰掺量的增加所占的比重均逐渐增大.     

水泥基胶凝材料自收缩产生原因及对策研究

本文介绍了低水胶比与高矿物掺合料的水泥基胶凝材料所存在的自收缩问题,并指出自收缩是引起高性能混凝土早期开裂的主要原因,本文在总结国内外低水胶比水泥净浆与混凝土自收缩研究现状的基础上,提出了值得进一步开展的工作。     

较长龄期下自密实混凝土自生约束收缩开裂性能

进行了14个自密实混凝土配合比和2个对比的普通混凝土配合比密封试件的圆环约束收缩试验,测试自混凝土入模起的钢环内壁应变.研究较长龄期下自生收缩应力随龄期的发展规律,提出通过开裂趋势曲线评定自生约束收缩开裂性能的方法,分析粉煤灰掺量、粉煤灰和矿渣复掺掺量、水胶比等参数对自密实混凝土自生收缩应力的影响规律.结果表明:自生收缩的长期作用不可忽视;开裂趋势曲线能在混凝土强度变化的前提下综合反映自生收缩开裂性能;对降低自生收缩开裂风险而言,粉煤灰存在一个最优掺量;矿渣等量替代水泥对自生收缩开裂有明显的促进作用,矿渣与粉煤灰复掺时,自生收缩开裂风险随着矿渣掺量的增加而增大;自密实混凝土的自生收缩开裂趋势随水胶比的降低显著增大.     

高强混凝土的干缩及自收缩性能研究

设计6种不同配合比及3种养护条件实验研究了水灰比、矿物掺合料和养护条件对混凝土干缩及自收缩性能的影响。结果表明,混凝土的自收缩率随水灰比(w/c)降低而提高,当w/c由0.50降低到0.23时,90 d自收缩率由64×10-6提高到441×10-6,提高了近7倍,显示出高强混凝土具有显著的自收缩特点。掺入硅灰将增大高强混凝土的自收缩率,密封养护和暴露养护时高强混凝土收缩率无明显区别。从整体干缩性能看,高强混凝土和普通混凝土之间无明显差别。     

平板法试验研究高强与高性能混凝土抗裂性能

高强与高性能混凝土胶结料用量较多,砂率较大,粗骨料用量相对较少,而且水胶比较低,常掺有其它掺合料,因此若处理不妥易出现混凝土早期开裂现象.本文在圆环法试验的基础上通过平板法试验,研究分析不同水胶比和不同粉煤灰掺量对高强与高性能混凝土开裂性的影响.研究结果表明,高强与高性能混凝土的裂缝主要发生在早期,因此在早期就应该及时采取控制裂缝的措施;在低水胶比的情况下,水胶比对高强与高性能混凝土抗裂性能的影响较为明显,水胶比越小,开裂越严重;掺入粉煤灰对混凝土抗裂有所改善,但是其掺量对抗裂的影响并不是呈定向规律,而是存在着最优掺量.     

高性能混凝土配合比设计参数对温缩系数的影响

利用正交试验方法，选用水胶比、粉煤灰掺量、砂率作为配合比设计参数，考察其对高性能混凝土温缩系数的影响规律。研究结果表明：在所研究的3个配合比设计参数中，砂率对温缩系数的影响最为显著，特别是在高温区（10℃～45℃）时，但在低温区（-25℃～10℃）对温缩系数并无明显影响；而粉煤灰掺量和水胶比对高性能混凝土的温缩系数影响非常有限。     

锂钢渣混凝土的力学与早期抗裂性能研究

本文采用刀口法研究了水胶比、单掺锂渣、复掺锂渣和钢渣,对锂渣、锂渣复合钢渣高性能混凝土抗裂性能和力学性能的影响。试验结果表明:水胶比对高性能混凝土早期抗裂性能和力学性能影响较大,锂渣和钢渣复掺与单掺锂渣的影响逐渐降低。在相同条件下,复掺锂渣和钢渣高性能混凝土的早期抗裂性能和力学性能,优于单掺锂渣高性能混凝土和普通水泥混凝土。     

硅粉混凝土的收缩性能研究

为了研究硅粉混凝土的收缩性能,以收缩率为表征指标,采用正交试验研究了水胶比、砂率和硅粉掺量对硅粉混凝土收缩率的影响规律,通过对数据拟合和回归分析建立了硅粉混凝土的收缩模型。试验结果表明:水胶比、砂率及硅粉掺量对硅粉混凝土收缩的影响比较显著。水胶比在0.35~0.45范围内取值越大,硅粉混凝土收缩率越小;硅粉的掺入使硅粉混凝土的收缩增大,硅粉掺量在5%~10%时收缩率增长较快,而硅粉掺量大于10%以后的收缩趋于平缓。当硅粉掺量为5%,水胶比为0.45,砂率为38%时,硅粉混凝土的收缩变形最小;硅粉混凝土的收缩模型为ε=aln(t)+b,在显著性水平α=0.01下其相关关系显著,应用该模型可以预测和设计硅粉混凝土的收缩性能。     

密闭条件下UHPC的收缩性能试验研究

进行4组对比试验,研究密闭与非密闭条件下超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)的收缩性能差异,分析不同钢纤维掺量、水胶比及粉煤灰掺量对密闭条件下UHPC自收缩和抗压强度的影响.研究结果表明,UHPC的自收缩和干燥收缩在早龄期阶段发展迅速,14d的自收缩值为114d自收缩值的80%~90%,6d后干燥收缩值不再增长;密闭条件下自收缩值占非密闭条件下总收缩值的82.8%,远大于干燥收缩值;随钢纤维掺量的增加,自收缩值随龄期的变化规律无显著变化,早龄期的自收缩值略微减小,抗压强度呈现先增大后减小的现象;增加粉煤灰掺量或水胶比可以减小自收缩值,但对抗压强度会产生削弱作用;粉煤灰的掺入改变了自收缩值随龄期的变化规律,并产生"滞后效应";基于试验结果对现有的UHPC自收缩预测模型进行了修正,修正后的预测模型可为工程设计提供参考.     

关于普通混凝土与高性能混凝土的评述

从特征指标、组成材料、水胶比、微观结构及宏观性能等方面对普通混凝土与高性能混凝土进行分析比较,并从可持续发展的角度阐述低水泥用量才是高性能混凝土发展的主要方向     

自密实混凝土收缩试验研究及收缩模型的建立

通过试验研究自密实混凝土自生收缩、干燥收缩的发展变化规律,所考察的配合比参数包括粉煤灰掺量、粉煤灰和矿渣复掺、水胶比、胶结料用量等.基于试验结果对已有的模型进行修订,给出适合自密实混凝土的收缩模型.结果表明:随着矿渣复掺比例的增大、水胶比的下降,自密实混凝土各龄期的自生收缩显著增大,而干燥收缩则有明显减小的趋势;两种收缩都有随胶结料总量的增大而增大的趋势.配合比因素对两种收缩的影响规律并不相同,有必要进行分别研究.本文给出的模型能较好地考虑自密实混凝土的特点,与试验结果吻合良好.     

不同水胶比对玻化微珠保温砂浆性能的影响

研究了当水胶比分别为1.2,1.3,1.4和1.5时,玻化微珠保温砂浆的干燥收缩、抗压强度、抗折强度、干密度、导热系数等性能指标.通过压汞试验和SEM扫描电镜分析,从微观角度进一步揭示了玻化微珠保温砂浆的性能指标随水胶比变化的原因.试验结果表明:玻化微珠保温砂浆的干燥收缩随着水胶比的增大呈现明显增大的趋势;当水胶比一定时,玻化微珠保温砂浆的干燥收缩早期增长速率较快,后期增长速率较慢;当水胶比分别为1.3,1.4和1.5时,玻化微珠保温砂浆的抗压强度、抗折强度、干密度、导热系数与水胶比为1.2时相比均有了较为明显的变化,抗压强度分别下降了13.1%,40.0%和73.8%;抗折强度分别下降了18.8%,35.7%和77.7%;干密度分别减小了8.3%,19.4%和33.3%;导热系数也分别下降了4.6%,11.3%和21.4%.玻化微珠保温砂浆的各项性能随着水胶比的变化,产生了明显的变化.通过压汞试验和SEM分析发现,随着水胶比的增大,玻化微珠保温砂浆内部孔隙增多.     

Self-desiccation mechanism of high-performance concrete

Investigations on the effects of W/C ratio and silica fume on the autogenous shrinkage and internal relative humidity of high performance concrete (HPC), and analysis of the self-desiccation mechanisms of HPC showed that the autogenous shrinkage and internal relative humidity of HPC increases and decreases with the reduction of W/C respectively; and that these phenomena were amplified by the addition of silica fume. Theoretical analyses indicated that the reduction of RH in HPC was not due to shortage of water, but due to the fact that the evaporable water in HPC was not evaporated freely. The reduction of internal relative humidity or the so-called self-desiccation of HPC was chiefly caused by the increase in mole concentration of soluble ions in HPC and the reduction of pore size or the increase in the fraction of micro-pore water in the total evaporable water (T(r)/T(te) ratio).     

浸烘与加载耦合作用下混凝土的损伤失效研究

研究了水灰比分别为0.53、0.35和0.27的普通混凝土(OPC)、高性能混凝土(HPC)和高强混凝土(HSC)在盐湖卤水浸烘、浸烘+30%荷载和盐湖现场暴露环境下盐应力腐蚀行为。试验结果表明:在不同环境作用下,混凝土在应力腐蚀作用下的相对动弹性模量要经历强化和劣化2个发展阶段,强化和劣化阶段的时间与试验环境和混凝土类型密切相关。水灰比越大,劣化速率越大强化时间越短。浸烘循环+30%荷载作用显著加速了混凝土应力腐蚀破坏进程。OPC应力腐蚀的强化段在浸烘循环+30%荷载时间与长度暴露环境条件的相应时间长度分别压缩了67%。在浸烘+30%荷载循环作用下,在强化阶段HSC发生应力腐蚀的干湿循环次数分别比OPC和HPC延长了1.8倍,因此,在中国盐湖地区,HSC表现出更强的抗应力腐蚀能力。     

单面干燥条件下受约束高强混凝土早期开裂研究

摘 要：本文在单面干燥条件下应用自行研制混凝土早期收缩应力测试仪及非接触式混凝土收缩变形测试仪测试了水灰比为0.26、0.40高强混凝土早期弹性模量、自由收缩变形,通过改进环向约束试验观测了受约束试件内部的收缩应力及应力梯度,并在上述试验基础上研究了单面干燥条件下受约束高强混凝土早期开裂趋势。结果表明,高强混凝土水灰比越小,单面干燥条件下早期自由收缩变形、弹性模量、受约束状态下内部收缩应力增长越快,干燥表面越易发生塑性收缩开裂,早期开裂趋势越明显。     

高性能混凝土应力腐蚀影响因素显著性分析

混凝土的应力腐蚀破坏是影响其耐久性能的主要原因。利用自行设计的应力腐蚀加载试验装置，通过正交设计方法，研究了高性能混凝土在3分点加荷及腐蚀溶液耦合作用下抗折强度衰减规律，提出了应力腐蚀因子和介质腐蚀因子两项评价指标，根据方差结果分析了不同影响因素对高性能混凝土应力腐蚀试验结果的敏感性。结果表明，水胶比、粉煤灰掺量、腐蚀溶液对高性能混凝土应力腐蚀因子和介质腐蚀因子都具有显著的影响，但水胶比对其影响特别显著，而应力水平仅对应力腐蚀因子的影响具有显著性。因此，对配合比设计参数中的水胶比、外掺材料进行优化设计可有效地提高公路建设用混凝土的耐久性。     

复合矿物掺合料高性能混凝土的试验研究

通过对复合矿物磨细矿渣、硅粉矿物掺合料高性能混凝土的试验,研究了最大限度降低水泥用量,优化高性能混凝土胶凝材料用量的问题．试验结果表明：水胶比仍是影响矿渣高性能混凝土强度的主要因素;磨细矿渣、硅粉等量取代水泥,取代值存在一个最佳值,分别是磨细矿渣掺量最佳值为凝胶材料总量的30％,硅粉的掺量为凝胶材料总量的15％,高效减水剂为凝胶材料总量的2．0％．     

配合比设计参数对高性能混凝土腐蚀疲劳强度的影响

混凝土腐蚀疲劳破坏是腐蚀介质与交变荷栽耦合作用的结果，对其研究目前国内外还仅处于理论探索阶段。本文利用专门设计的混凝土腐蚀疲劳试验加栽装置，研究了高性能混凝土在Na2SO4腐蚀溶液及三分点交变荷栽耦合作用下水胶比、矿物细掺料掺量等参数对其弯拉强度的影响。结果表明，水胶比显著影响高性能混凝土的腐蚀疲劳力学强度，而适量的矿物细掺料虽能显著改善其抗腐蚀疲劳损伤特性。但以粉煤灰-硅灰复掺效果最为明显。     

混凝土水灰质量比与其早期收缩关系的研究

研究早龄期收缩对于解决混凝土工程,尤其是高性能混凝土的早期开裂具有重要意义.采用新研制的非接触式微位移传感器法对不同水灰质量比的混凝土从成型6 h到3 d龄期内的自收缩、单面干燥条件下的总收缩进行测量,同时监测混凝土试件内部温度变化.结果表明:随着水灰质量比的降低,混凝土的自收缩、干燥条件下的总收缩及自收缩在总收缩中所占比例都明显增加,早期自收缩与水灰质量比的关系呈二次曲线关系;当水灰质量比较低时,早龄期的混凝土因表面干燥引起的水分散失会在一定程度上阻碍水泥水化进程,因而这时的总收缩并不是干燥收缩与自收缩的简单叠加.