改进型环形收缩试验方法

针对当前混凝土学术界研究的热点问题之一高性能混凝土的收缩,提出了一种新的、简单的测试高性能混凝土收缩的方法,即改进型环形收缩试验方法,详细叙述了改进型环形收缩试验的试验装置、试验方法、试验原理和适用性.采用该试验方法可以进行高性能混凝土自由收缩的测定、不同约束程度的约束收缩的测定、开裂龄期和开裂趋势的观测.该试验方法既克服了常用的环形约束收缩试验的缺点,即无法得到约束应力的信息,又具有轴向约束收缩试验的某些特点,即可以得到高性能混凝土的多个早期性能参数,据此更为准确地评价高性能混凝土的抗裂性能,揭示高性能混凝土的开裂机理.     

混杂纤维超高强混凝土抗裂性能试验研究

采用改进的平板法进行聚丙烯、玄武岩纤维掺量对超高强混凝土抗裂性能影响的试验研究,并将掺量为6 kg·m-3的玄武岩纤维和体积掺量为1%的钢纤维分别与不同掺量的聚丙烯纤维进行混杂,研究混杂纤维超高强混凝土的抗裂性能.试验结果表明,纤维掺入超高强混凝土中能改善超高强混凝土的早龄期抗裂性能,并且混杂纤维混凝土的抗裂性能要明显优于单掺一种纤维的混凝土,体现出正混杂效应.     

基于抗裂性能的高寒地区桥面板混凝土配合比优化设计

为解决高寒地区桥面板混凝土早期收缩抗裂性不足的问题,在室内模拟高寒地区桥面板工作环境并通过干缩和塑性收缩试验,研究水灰比、水泥用量和减水剂掺量对高寒环境下桥面板混凝土早期收缩阻裂性能的影响规律;采用扫描电子显微镜(SEM)测试技术对混凝土收缩裂缝的产生和演化过程进行微观剖析,从而提出基于抗裂性能的高寒地区桥面板混凝土配合比设计建议值。研究结果表明:水灰比是影响高寒地区桥面板混凝土早期收缩性能的重要因素,高水灰比有利于提高C40桥面板混凝土早期收缩抗裂性能,也利于早龄期养护水的渗入,但水灰比高于0.49时混凝土塑性抗裂性能会呈现劣化趋势;水泥用量增加会显著增大桥面板混凝土7 d内的收缩值,加速塑性裂缝的贯通,且水泥用量每增加80 kg/m~3,塑性开裂时间将提前20 min,贯通开裂时间将缩短32 min,因此水泥用量应控制在260～300 kg/m~3之间为宜;高效缓凝减水剂的掺入会细化混凝土内部初始裂缝,使其在收缩时呈现多向劣化趋势且贯通裂缝宽度也会显著增大,对有工作性能要求的桥面板混凝土,减水剂掺量应控制在0.5%～0.8%之间为宜;桥面板混凝土前5 d的收缩值占7 d总收缩值的80%以上,且在第5 d达到峰值,所以应尽可能延长养护时间至第5 d,以减少早期水化带来的收缩裂缝。     

混杂纤维超高强混凝土抗裂性能试验研究

采用改进的平板法进行聚丙烯、 玄武岩纤维掺量对超高强混凝土抗裂性能影响的试验研究,并将掺量为6 kg·m^-3的玄武岩纤维和体积掺量为1％的钢纤维分别与不同掺量的聚丙烯纤维进行混杂,研究混杂纤维超高强混凝土的抗裂性能. 试验结果表明,纤维掺入超高强混凝土中能改善超高强混凝土的早龄期抗裂性能,并且混杂纤维混凝土的抗裂性能要明显优于单掺一种纤维的混凝土,体现出正混杂效应.     

混凝土新型环形约束收缩试验装置的研制及应用

研制带隔板的新型混凝土用环形约束收缩试验装置,可引导混凝土环在隔板处开裂,开裂位置明确、集中,改进以往环形试件不易开裂、裂缝不易观测的缺点,方便快捷地测定混凝土的自由收缩和约束收缩,快速准确判断混凝土的开裂龄期和开裂趋势.提出基于该新型环形约束收缩试验装置的快速评估混凝土抗裂性能的方法.     

天然无水石膏自流平砂浆抗裂性的研究

研究了聚丙烯纤维掺量、纤维长度及减缩剂掺量等对天然无水石膏自流平砂浆塑性收缩开裂性能的影响。结果表明:纤维和减缩剂的加入,均能有效提高石膏自流平砂浆的抗裂性能;纤维越长,抗裂对于砂浆抗裂性能的提高效果越显著;减缩剂在砂浆各龄期均能有效减少砂浆硬化过程中的收缩,从而提高砂浆的抗裂性能。     

一种新的砂浆抗裂性能评价方法

采用带隔板的圆环装置来评价砂浆的抗裂性能.如果砂浆环28d内开裂,采用开裂时间来评价砂浆的抗裂性能;如果砂浆环28d内没有开裂,采用开裂指标来评价砂浆的抗裂性能.开裂指标与隔板处开口宽度、混凝土弹性模量成正比,与混凝土抗拉强度成反比.隔板处开口宽度考虑了砂浆环的约束、收缩与徐变.开裂指标越小,砂浆的抗裂性能越好.试验结果表明,该方法能够对砂浆的抗裂性能进行正确的评价.     

聚丙烯纤维混凝土抗裂性能试验研究

紧紧围绕聚丙烯纤维混凝土的早期收缩抗裂性能这一主题,从作用机理、试验研究等方面进行了研究。针对混凝土早期收缩开裂的特点,本文对掺加聚丙烯纤维混凝土和不掺加聚丙烯纤维混凝土的抗裂性能试验进行了对比分析。在同水灰比、同坍落度两种不同材料的试验条件下,用圆环约束试验装置对纤维混凝土的早期抗裂性能进行研究,为铁路客运专线混凝土防裂设计提供一个有益的参考。     

坍落度与减水剂对混凝土早期开裂性能的影响

混凝土的早期收缩开裂问题已成为国内外专家的研究热点,为了研究混凝土必不可少的组成之一的减水剂对混凝土开裂性能的影响,采用福州大学的发明专利"水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂法及其装置"进行减水剂品种和由减水剂掺量改变而导致混凝土坍落度变化对混凝土早期开裂性能的影响试验研究.试验研究结果表明:外加剂品种对混凝土的开裂性能有一定的影响.掺三聚氰胺系减水剂混凝土的抗裂性能优于掺萘系和聚羧酸系减水剂混凝土,掺萘系减水剂混凝土的抗裂性能最差.而且,即使同属萘系减水剂,不同的厂家、不同品牌的减水剂对混凝土开裂性能的影响也不尽相同.混凝土的坍落度对混凝土的开裂性能有一定的影响,坍落度在11～18 cm之间的混凝土抗裂性能相对较好.     

早龄期混凝土板温度应力以及抗裂计算

通过对早龄期混凝土内温度场的监控,采用差分法来计算其温度应力,绘制出其应力成长曲线;对早龄期混凝土取芯,测出其弯拉强度,作为抗裂限值。将早龄期混凝土的温度应力与强度对比,以此来确定混凝土开裂规律。根据温度监控曲线,确定出混凝土内温差过大的时间段,以此来采取相应的工程措施进行防范。     

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.     

混凝土结构早龄期开裂的预测

为了减少混凝土结构早龄期的开裂,提高混凝土结构的使用寿命,以可靠度理论为基础,建立了混凝土结构早龄期开裂的功能函数(?)=r-s.利用敏感系数来表征混凝土早期的水化放热和自收缩对功能函数的影响,引入部分系数,描述混凝土结构实际值与设计值之间的关系,并确定混凝土结构的临界开裂风险.计算了混凝土挡土墙的开裂风险,并对其开裂情况进行预测,预测的结果与观测的情况基本一致.混凝土结构早龄期开裂的预测为优化混凝土材料的组成提供了依据,可以减少混凝土结构早龄期的开裂.     

利用初应力法计算高层建筑地下室侧墙早期混凝土应力

早期混凝土由于水化反应都会产生体积变化。如果体积变形受到约束就会产生应力,一旦超过混凝土的抗拉强度就会产生裂缝。由于早期混凝土的力学性能是随时间变化的,特别是徐变,它不仅与加载时间有关而且同时随龄期而变化,因此计算早期混凝土结构应力是较为复杂的问题。有限单元法不仅可以考虑混凝土刚度的变化,而且可以考虑温度、徐变、收缩等因素。本文利用初应力法对通用有限元软件ANSYS进行了二次开发,通过工程实例计算了高层建筑地下室侧墙早期混凝土应力的变化过程,并提出了相应的抗裂措施。     

超高程泵送钢纤维混凝土的抗裂性能

针对超高索塔锚固区的特点,按照抗裂最优,又能高空泵送的原则,制备了钢纤维混凝土,并对其构件的抗裂性能进行了研究.优选出的钢纤维混凝土1h内泵送性能良好,可以实现一次泵送到306m的目标.经过计算,纤维体积率为0.8%的钢纤维混凝土能使混凝土结构裂缝的最大宽度降低32%.通过对索塔锚固区的足尺模型试验研究得出:该钢纤维混凝土不仅能够显著提高索塔锚固区混凝土结构的抗裂度和极限载荷,而且能使混凝土结构正常使用极限状态下的载荷增大了将近40%.试验结果也表明其能显著抑制塑性收缩,并且能使干燥收缩值降低50%,同时又具有较高的抗拉强度和钢筋握裹力.     

养护对高性能混凝土塑性收缩的影响

在 4种不同养护条件下 ,对掺有养护剂 SAP、硅灰和粉煤灰的高性能混凝土进行对比试验 ,采用混凝土板试验研究高性能混凝土早期塑性收缩和裂缝。研究结果表明 ,养护条件对高性能混凝土的塑性收缩和裂缝有显著的影响 ,硅灰和粉煤灰等矿物材料能减少塑性收缩并能优化混凝土的性能 ,自养护混凝土能显著地抑制其塑性收缩和裂缝     

超高程泵送钢纤维混凝土关键性能及试验研究

钢纤维混凝土(SFRC)具有抗裂、耐疲劳和耐久的特性.但是,由于其可泵性差,很少用于高的索塔中.为了确保其成功泵送和提高索塔锚固区混凝土结构的抗裂性能,对异形钢纤维混凝土的配合比进行了优化.优选出的钢纤维混凝土1 h内泵送性能良好,依照216 m的泵送试验结果,能确保泵送到308 m以上.经过计算,纤维体积率为0.8%的钢纤维混凝土能使结构裂缝降低32%.同时,试验结果表明SFRC不仅能显著抑制塑性收缩,而且还能使干燥收缩值降低50%.这将有助于提高索塔锚固区混凝土结构的耐久性.此外,试验还表明所配制的钢纤维混凝土具有优异的抗渗、抗冻性能和耐疲劳以及较高的钢筋握裹力.     

纤维与膨胀剂对大掺量矿物掺合料混凝土塑性收缩开裂的影响

采用平板限制收缩试验法，研究了聚丙烯纤维、钢纤维与膨胀荆及其复合技术对大掺量矿物掺合料混凝土早期塑性收缩开裂的影响。结果表明，大掺量矿物掺合料混凝土的早期抗裂性大小顺序为：纤维增强高性能膨胀混凝土〉纤维增强高性能混凝土〉混杂纤维增强高性能混凝土〉混杂纤维增强高性能膨胀混凝土〉高性能膨胀混凝土。因此，采用膨胀剂与钢纤雏的复合技术是防止混凝土发生塑性收缩开裂的比较理想的技术措施。     

利用圆环试验测量混凝土早期收缩徐变

近年来混凝土早期裂缝问题再次引起全球工程界的广泛关注。早期混凝土由于体积变形受到约束而产生的应力是导致混凝土开裂的主要因素。在混凝土应力发展的同时,混凝土徐变也在同时发生着变化。有研究表明,徐变能减少40%-50%的早期应力。圆环试验是用于定性评价混凝土材料抗裂性能的试验方法之一。本文首先分析了圆环试验和单轴拉伸徐变试验的原理,创造性地将圆环试验用于测量早期混凝土的干缩徐变,并设计了试验方案。     

温度应力、自收缩对高性能混凝土早期开裂的影响

根据高性混凝土的水化特性、物理力学特性及自收缩特性,分析了高性能混凝土早期开裂机理和影响早期开裂的主要因素.并结合工程实例,借助混凝土温度和应力有限元仿真计算方法分析研究了表面适度保温和水管冷却技术在高性能混凝土温控防裂中的应用效果.研究结果表明,表面适度保温与水管冷却相结合能有效降低混凝土的内外温差,减小混凝土早期表面拉应力与后期内部拉应力,防裂效果明显,对类似的工程具有借鉴作用.