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.     

自密实混凝土与老混凝土的粘结收缩试验研究

以自密实混凝土为新混凝土材料,通过在新混凝土上的主要位置布置应变片,进行了新老混凝土粘结收缩试验研究,考察了不同粉煤灰掺量和界面处理方法对新混凝土收缩的影响.由试验结果可知,新老混凝土粘结的约束收缩分布及发展规律基本相同,靠近粘结面处的收缩很小,而在新混凝土中间顶部的收缩最大;适当的粉煤灰掺量能控制新混凝土的约束收缩;自然光滑面粘结试件在粘结面处的收缩应变较大,而新混凝土上其余各点收缩应变的变化比粗糙面粘结试件的小.采用双曲线函数拟合了最大收缩应变随时间变化的计算式,可为实际工程提供参考.     

高强混凝土的自收缩试验研究

论述了混凝土自收缩产生的机理、高强混凝土自收缩的特点及其危害性。在对比和分析国内外自收缩测定方法的基础上,建立了较为科学的自收缩测定方法。针对高强混凝土自收缩大,而且集中在早期发生的特点,本文还介绍了掺用粉煤灰通过改善高强混凝土的硬化速度而降低高强混凝土早期自收缩的探索性试验结果。初步试验表明：随着粉煤灰掺量的增加,高强混凝土的自收缩减小,并有“滞后效应”;粉煤灰掺量超过２０％后,降低自收缩的效果并不明显。     

混凝土收缩徐变效应预测模型及影响因素

为了提前预见混凝土的收缩和徐变对结构物使用性能的影响,分别采用CEB-FIP模型、ACI模型、BP模型和GL—2000模型等方法对混凝土的收缩、徐变进行计算分析,且对相同条件下各种计算方法得出的结果进行对比。结果表明:混凝土收缩应变对构件理论厚度比较敏感,而徐变系数对构件理论厚度敏感度较小,混凝土徐变效应随着加荷龄期的增加而减小;当加荷龄期由3d增加到28d时,混凝土的的徐变效应终值减小80%左右;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%,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。     

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。     

骨料对自密实混凝土性能的影响

近年来自密实混凝土得到了大量应用,自密实混凝土指新拌混凝土具有高流动度而不离析、不泌水和高均匀性,能在不经振捣或少振捣的情况下自流平整并自动通过钢筋间隙充满模具,达到充分密实和获得最佳性能的混凝土。自密实混凝土因其有十分良好的工作性、力学性能与耐久性。而广泛应用于浇筑量大、浇筑深度深或浇筑高度大、钢筋密集、有特殊形状等混凝土工程中。目前,自密实混凝土已经成为高性能混凝土的一个重要研究方向之一。本文着重探讨骨料对混凝土性能的影响。     

混凝土自收缩与干燥收缩的统一内因

为考察混凝土内部相对湿度与自收缩和干燥收缩的关系,实验测量了在表面密封(试件Ⅰ)和表面先密封后暴露于环境中(试件Ⅱ)2种干燥条件下早龄期混凝土试件的自由变形和内部温湿度变化规律。实验结果表明:在3 d龄期前,同处于密封状态的两试件的自由变形和内部温湿度变化相同;从3 d龄期开始,试件Ⅱ在水分散失作用下内部湿度下降明显大于试件Ⅰ,相应地,由于叠加了干燥收缩,其变形也明显大于试件Ⅰ的自收缩变形。这说明混凝土试件在近似相同的温度历程下,内部相对湿度与其湿度变形,可作为混凝土自收缩与干燥收缩的统一内因进行统一描述。     

高性能混凝土的自收缩及测试方法探讨

在研究了国内外相关文献资料的基础上,对高性能混凝土自收缩的定义、形成机理和测试方法提出了自己的观点。在定义上,明确了高性能混凝土自收缩产生的时间、与其他体积变形的区别与联系;在形成机理上,自收缩应是混凝土水化收缩和内部自身相对湿度下降的共同结果;在测试技术上,提出了准确测试自收缩的方法及今后测试工作的重点。     

混凝土收缩变形机理及影响因素研究

通过分析研究引起混凝土收缩变形的机理,讨论了影响其收缩变形的影响因素,并对这些影响因素的具体影响程度进行了较为详细的介绍,最后指出了在混凝土工程施工过程中有四个方面的问题需要引起重视。     

钢纤维掺量对陶粒混凝土早期自收缩的影响

采用自制的悬挂波纹管自收缩测定装置,研究钢纤维陶粒混凝土1 d龄期内的自收缩性能.研究表明,在陶粒混凝土中掺入钢纤维以后,钢纤维会阻碍陶粒混凝土水泥石的收缩变形,进而可以有效减少陶粒混凝土的早期自收缩;但随着钢纤维掺量的增加,其对早期自收缩减少的程度却减小了.     

基于混凝土自收缩的钢筋保护层厚度数值分析

为研究混凝土自收缩状态下钢筋保护层合理厚度值,建立了50组钢筋混凝土构件的ANSYS有限元数值模型,通过施加温度荷载使混凝土产生收缩,进行混凝土开裂状况的分析。分析结果表明,钢筋直径对保护层厚度的影响较大,当钢筋直径由1cm到5cm按1cm增幅增加时,对应的薄弱面保护层厚度和开裂保护层厚度则分别有较大的增加。混凝土强度对保护层厚度的影响较小,在C20、C40和C60三种强度的混凝土中,C20混凝土要求的保护层厚度相对较大,C60次之,C40要求的最小。根据分析结果可知,当钢筋直径大于3cm时,保护层合理厚度应不小于钢筋公称直径加1cm和国内相关规范规定的最小保护层厚度。同时,在满足工程需要的前提下,建议尽量少使用直径大于3cm的钢筋以及标号过高或过低的混凝土。     

商品混凝土收缩应力试验研究

针对商品混凝土早期弹性模量是个变量,难以通过测其收缩应变直接得出收缩应力这一问题,提出了收缩应力的计算方法.通过量测81个配筋试件和素混凝土试件,从拆模起到180 d龄期内的收缩值,得到其各自的收缩应变.素混凝土试件可以自由收缩;配筋试件由于钢筋的约束,不能自由收缩,导致配筋试件比素混凝土试件收缩应变要小.利用配筋试件与素混凝土试件的收缩应变差值和钢筋混凝土间的拉压平衡条件,推导给出商品混凝土收缩应力计算公式和收缩应力时随曲线,并对收缩应力的影响因素进行了分析.     

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.     

新老混凝土组合梁混凝土收缩徐变试验研究

进行了预应力作用下新老混凝土组合梁混凝土收缩徐变的试验研究,包括组合梁的挠度-时间曲线、混凝土应变-时间曲线及预应力损失的测定.试验结果表明,由于混凝土的收缩徐变,在预应力作用下组合梁的挠度、混凝土应变、新老混凝土界面间的应变差、截面曲率随时间的增长明显增加.虽然界面间的混凝土应变差值在逐渐增加,但是滑移值较小,界面间的粘结可靠.预应力前期的损失较大,随着时间的增长,损失逐渐减小.采用规范给定的混凝土收缩徐变模型分析了预应力损失.在试验研究的基础上采用随时间变化的换算弹性模量建立了新老混凝土收缩徐变的有限单元法,为了验证建立的有限单元法的正确性,对试验梁进行了分析.计算结果表明,建立的有限单元法与试验值吻合较好.     

再生粗骨料对再生混凝土自生收缩的影响

在测试两种再生粗骨料特性及其再生混凝土基本性能的基础上,系统研究了不同再生粗骨料取代率、不同附着砂浆率的再生粗骨料对再生混凝土自生收缩的影响.结果表明:再生混凝土自生收缩的发展趋势和普通混凝土相似;随着再生粗骨料取代率增加,混凝土自生收缩增大;附着砂浆率大的再生粗骨料对混凝土自生收缩的影响更大;再生粗骨料对混凝土自生收缩的不利影响比对强度的不利影响更大.     

高性能混凝土早龄期自干燥收缩测量方法的研究

采用一种新测试方法对早龄期高性能混凝土的自干燥收缩进行精确测量.该系统具有非接触式量测、精度高的特点,可用于从混凝土初凝开始变形的测量.试验装置能有效保证试验数据的准确性并实现自动采集,测试结果具有很好的重复性和可靠性,适用于高性能混凝土自干燥变形行为的试验研究分析.