混凝土早龄期抗裂性能测试方法评述

混凝土结构在早龄期往往由于干燥收缩、自身收缩、塑性收缩和温度收缩等因素产生体积变形,若同时受到约束就可能会发生开裂,因此有必要研究混凝土早龄期抗裂性能的测试和评价方法。随着绿色高性能混凝土材料的发展,早龄期混凝土抗裂性能的测试和评价方法仍需进一步研究。     

混凝土早龄期热膨胀系数试验研究

通过设计开发新的早龄期混凝土热膨胀系数测量装置,测量了不同配合比的混凝土从初凝后开始的热膨胀系数,总结了在早龄期混凝土热膨胀系数随龄期的发展规律,并给出了其拟合公式。     

早龄期混凝土内部湿度发展特征

早龄期混凝土内水分含量是监控混凝土结构开裂的重要参数之一。该文采用数字式温湿度传感器,研究了早龄期普通与高强混凝土内部湿度随浇筑龄期的发展规律。实验结果表明,随浇筑龄期的增长,混凝土内湿度逐渐降低。湿度随龄期的发展规律可描述为早期的水汽饱和期(阶段I,相对湿度100%)及随后的湿度逐渐减小期(阶段II,相对湿度<100%)。阶段I的长短及阶段II中湿度降低的幅度与混凝土水灰比及所在位置有关。早龄期混凝土内水分含量沿高度分布不均,存在明显的湿度梯度。     

混凝土水化热对早龄期路面温度场的影响

为研究混凝土水化热及不同时刻浇筑混凝土对早龄期水泥混凝土路面温度场的影响.利用ABAQUS热传导分析平台,编制混凝土水化热、第一、第二类热传导边界条件Fortran子程序,该模型可分析出在夏季典型无云天气条件下3、12、16、21时浇筑混凝土的路面在72小时内的温度场变化规律。结果表明：通过与埋设在实验路面中部的温度传感器实测值进行对比,验证了上述早龄期水泥混凝土路面温度场理论分析的正确性。研究表明：在夏季典型无云天气条件下,忽略混凝土水化热将给早龄期混凝土路面温度场计算带来5℃的误差;水泥混凝土路面的最佳浇筑时间段为16时至21时。     

早龄期混凝土结构的温度应力分析

为了分析混凝土在早龄期时温度应力随龄期的发展.通过建立混凝土材料的水化放热模型,引入Arrhenius公式来表征早龄期时混凝土放热速率受温度的影响.采用考虑等效龄期的混凝土弹性模量和抗拉强度CEB-FIP1990计算公式来表征早龄期时温度变化对其力学性能的影响,在应力分析中采用Bazant的双幂函数徐变模型.结果表明:引入Arrhenius公式的混凝土水化放热模型可以用于计算混凝土结构早龄期时的温度场,早龄期时温度应力可以引起混凝土长墙的开裂.早龄期时混凝土结构温度应力的计算为优化混凝土材料的组成提供依据,尽可能减少温度应力引起的开裂.     

骨料粒径对早龄期混凝土温度场分布的影响研究

将混凝土视为由骨料和砂浆组成的两相复合材料,分别建立了散热和绝热边界条件下一、二级配骨料的早龄期混凝土有限元模型,研究骨料粒径对早龄期混凝土温度场分布的影响.结果表明,绝热条件下在骨料含量相同的情况下,骨料粒径并不影响模型最终的温度场分布,但对砂浆和骨料之间热交换速率会产生影响;散热条件下边缘砂浆节点温度下降剧烈,甚至会低于预冷骨料温度升高的极值.因此在混凝土浇筑及养护过程中应做好保温措施,同时应考虑预冷骨料的级配给混凝土温控带来的影响.     

矿物掺合料对再生混凝土早龄期拉伸徐变的影响

通过对1d龄期的再生混凝土拉伸徐变试件进行单轴拉伸,研究再生粗骨料、单掺粉煤灰和复掺粉煤灰加矿渣对再生混凝土早龄期各类拉伸徐变性能的影响. 结果表明：再生混凝土拉伸徐变性能与普通混凝土类似,呈现早期发展快、后期发展慢的规律;掺入70%再生粗骨料导致再生混凝土各类拉伸徐变增加,拉伸总徐变增幅为8.0%;单掺粉煤灰和复掺粉煤灰加矿渣均导致再生混凝土各类拉伸徐变增加,30%~60%粉煤灰掺量的再生混凝土拉伸总徐变增幅为8.5%~32.5%,30%~60%粉煤灰加矿渣复掺量的再生混凝土拉伸总徐变增幅为2.6%~21.7%;相较于单掺粉煤灰,复掺粉煤灰加矿渣的再生混凝土的拉伸徐变增幅较低.     

早龄期混凝土结构开裂风险分析

为了分析混凝土在早龄期时的开裂风险，采用有限元方法计算混凝土结构早龄期时的内应力发展．通过建立混凝土材料的水化放热模型，引入Arrhenius公式来表征混凝土放热速率受温度的影响．在分析中采用考虑等效龄期的混凝土弹性模量和抗拉强度CEB—FIP1990计算公式和Bazant的双幂函数徐变模型，同时考虑混凝土早龄期的自生收缩．结果表明：引入Arrhenius公式的混凝土水化放热模型可以用于计算混凝土结构早龄期时的温度场，混凝土的水化放热和自生收缩引起的内应力可以引起混凝土长墙的早期开裂．早龄期时混凝土结构内应力的计算为优化混凝土材料的组成提供了依据，尽可能减少混凝土结构的开裂．     

基于内部湿度试验的早龄期混凝土水分扩散系数求解

为了求解干燥条件下混凝土内部水分分布,提出了一种早龄期混凝土水分扩散系数的求解方法。试验测定混凝土内部相对湿度随时间的变化,求解水汽扩散的非线性方程,获得了干燥过程中混凝土水分扩散系数与相对湿度(或水分含量)的数量关系。计算结果证明:水分扩散系数随含水量的增加而非线性增大;相对湿度90%以上时扩散系数随湿度变化显著,90%~40%时扩散系数随湿度变化趋缓,40%以下时基本不变。     

基于等效龄期与结构单元的HPC早龄期拉伸徐变评价

通过对早期设计的拉伸徐变装置的改进,实验评价了养护温度和加载龄期对高性能混凝土早龄期拉伸徐变特性的影响.在考虑混凝土内部结构单元对徐变作用的基础上利用流变学原理提出了评价早龄期拉伸徐变的ZC模型.通过对拉伸徐变实验数据的分析,得到了模型参数,进而获得了早龄期拉伸徐变的评价式,并对其进行了实验验证.结果表明,高性能混凝土早龄期拉伸徐变在加载初期增长快速,后期则逐渐趋于稳定,并且养护温度越高,徐变收敛的趋势越明显;所提出的ZC模型能较好地描述不同养护温度和不同加载龄期早龄期拉伸徐变发展特征,对3d前加载的混凝土徐变应变的定量评价其误差在10%以内.     

植生型多孔混凝土性能的试验

研究植生型多孔混凝土的基本物理力学性能,分析了影响其物理力学性能的主要因素以及相应的影响规律．试验结果表明：胶结材的流动度控制在180—210mm之间,可获得良好工作性的植生型多孔混凝土;植生型多孔混凝土具有连续空隙结构、良好的透水透气性能,其透水性系数在1．5-3．0cm／s之间,与其空隙率有关;与植生型多孔混凝土的空隙率(20％-30％)相对应的抗压强度在8-28MPa之间．随着空隙率的增大,植生型多孔混凝土内部越易形成连续空隙结构;相同设计空隙率下,集料粒径越大,多孔混凝土中的有效空隙率越大．掺入矿物外加剂不仅可以调整多孔混凝土混合料的工作性,而且能改善多孔混凝土的物理力学性能,同时能降低多孔混凝土中的pH值,掺入硅粉、矿渣微粉或矿渣微粉与粉煤灰复合掺入的效果显著。     

早期混凝土轴心受拉试件的制作

针对早期混凝土的特点,利用自行设计制作的混凝土轴心受拉试件,成功解决了实验中试件对中困难、应力集中和黏结力小等问题,得出了理想的早期混凝土轴心受拉应力-变形全曲线.结果表明:该试件应用于混凝土轴心受拉实验是可行的,对同类型的实验具有一定的参考价值.     

混凝土含水率对强度影响的试验

通过浸泡时间不同,改变混凝土试块的含水率,测试不同混凝土试块的含水率,并研究含水率变化对试块抗压强度影响的规律.研究表明:混凝土标号越高,饱和含水率越小;试块的面积体积比越小,饱和含水率越小;含水率未达1%时,属于表面吸水,对试块的抗压强度影响不明显;同样标号的混凝土试块,其测试抗压强度随着含水率的增高而降低,自然养护的试块,其测试抗压强度随着含水率的增大下降的速度大于标准养护试块.     

混凝土单轴拉伸损伤试验研究

在几组混凝土试件中,采用掺入不同量的引气剂的试验方法,人为地制造随机的细微空隙,以模拟不同程度的损伤,通过测定几组不同损伤程度混凝土试件的弹性模量和绘制试件受力变形曲线,计算了单轴拉伸情形下的初始损伤和峰值应力所对应的损伤。与前人所做的压缩损伤试验比较,探讨了混凝土材料拉伸与压缩时损伤的区别及相同应变水平下拉伸损伤与压缩损伤的关系,并利用指数函数损伤模型推算了混凝土临界损伤。     

不同时间高温后混凝土性能的试验研究

针对建筑物火灾的增多,对经历不同高温时间后建筑结构的鉴定日趋重要,通过大量试验,模拟火灾现场,对两种强度等级的混凝土材料在不同温度条伴下（23、100、300、500、700℃）。采用不同加热时间后（1、2、3h）,测量其抗压强度及弹性模量的变化,分析了混凝土随加热时间及加热温度改变的性能机理和一般规律,为火灾后建筑物的鉴定、补救提供参考。     

单侧压下混凝土受拉疲劳试验研究

首次对混凝土在侧压分别为0．25fc和0．50fc作用下进行了受拉疲劳试验,得到了S-N方程,应力应变曲线,应变、疲劳变形模量比与循环次数关系曲线．应变、疲劳变形模量比与循环次数关系曲线表现为三阶段规律,通过定义的对数线性变换把上述三阶段曲线转换为直线,并利用了应变与循环次数关系第二阶段稳定变化的规律,对疲劳寿命进行了预测．     

钢筋混凝土受拉在垂直方向产生的压应力

钢筋混凝土薄膜元受拉时,与匀质材料不同,混凝土开裂后,在垂直方向产生的不是拉应力,而是压应力。文章基于钢筋混凝土薄膜元受拉试验和回归分析,给出混凝土开裂前、钢筋屈服前、拉应变小于０．００８ 和大于０．００８ 时的应力应变关系式。公式中的相关系数Ｒ 均接近于１．０,说明回归曲线是合理而有效的     

C80高强混凝土柱延性的试验研究

通过１５根Ｃ８０高强混凝土柱周反复荷载作用下受力性能的试验研究,分析了混凝土强度,轴压比,配箍率,箍筋强度、纵向钢筋配筋率等因素对构件延性的影响。     

钢纤维轻骨料粉煤灰砼抗压性能试验研究

为了研发具有绿色特质的现代高性能钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土,试验研究了水灰比、钢纤维体积率、粉煤灰取代水泥量对混凝土拌合物工作性能和混凝土干表观密度、立方体抗压强度、轴心抗压强度和弹性模量的影响规律。结果表明:配制强度等级LC35的钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土,可采用水灰比0.30、钢纤维体积率0.4%~1.2%和粉煤灰替代水泥量0%~20%。在该参数范围内,所配制的混凝土拌合物具有大流动性和良好的粘聚性与保水性,混凝土干表观密度符合结构轻骨料混凝土密度等级1700要求;随钢纤维体积率增加,混凝土受压破坏形态转变为塑性破坏,立方体和轴心抗压强度以及弹性模量均有所提高;粉煤灰替代水泥量对各受压性能指标影响较小;钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土的轴心抗压强度、弹性模量的取值满足现行轻骨料混凝土技术规程的要求。     

钢纤维膨胀混凝土管状构件受拉应力-应变全曲线研究

成功地测出了钢纤维膨胀混凝土管状试件轴拉应力－应变全过程曲线,并应用微裂缝开展理论,对全过程曲线作了宏观过程和微观机理分析,在试验基础上,对钢纤维膨胀混凝土管状试件受拉应力－应变全曲线进行了数值模拟,给出了与试验结果符合较好的模拟方程。