超高韧性水泥基复合材料力学性能及早期收缩研究

研究了水胶比和聚乙烯(PE)纤维掺量对超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)抗压和抗折强度、弯曲韧性以及早期收缩性能的影响,并结合扫描电子显微镜(SEM)分析了UHTCC的微观结构。结果表明:随着水胶比的增大,UHTCC抗压和抗折强度均降低,而其弯曲韧性呈先降低后增长的变化趋势;增大PE纤维掺量可以显著提升UHTCC抗折强度和弯曲韧性,但会降低其3 d抗压强度,增大其7 d和28 d抗压强度。在早期收缩性能方面,水胶比增大会降低UHTCC早期自收缩,但其早期干燥收缩有所增大。而UHTCC早期自收缩和干燥收缩均随PE纤维掺量的增大而降低。微观结构分析发现PE纤维掺量增大容易导致纤维团聚;水胶比的增大会降低UHTCC基体的密实度和纤维-基体界面黏结力,不利于UHTCC力学性能的发展。

矿物掺合料对高强机制砂混凝土早期收缩开裂性能的影响

针对低水胶比高强机制砂泵送混凝土早期收缩开裂严重易造成建筑物耐久性急剧衰退的问题,通过试验研究粉煤灰、矿粉、硅灰在单掺、双掺和三掺时对混凝土工作性能、力学性能、早期收缩和开裂性能的影响规律,以低场核磁共振仪(NMR)通过孔结构对早期收缩开裂性能的规律进行分析。结果表明:粉煤灰和矿粉的掺入提高了混凝土的工作性能,但硅灰的掺入降低了混凝土的工作性能;矿物掺合料的掺入对混凝土早期强度影响较大,随着养护龄期的延长,后期强度随着水化程度的增加有所升高;粉煤灰、矿粉、硅灰三掺时,高强机制砂混凝土具有最小的早期收缩率和开裂面积;掺入矿物掺合料使混凝土内部孔隙率减小,混凝土内部致密度提高,减小了早期收缩开裂。

凝灰岩机制砂吸水特征对砂浆早期收缩性能的影响研究

机制砂颗粒的吸水特性是影响砂浆性能的重要因素。通过研究凝灰岩机制砂饱和面干吸水率这一吸水特征参数对砂浆综合性能的影响,获得了凝灰岩机制砂饱和面干吸水率与砂浆早期收缩以及孔结构的关系。研究表明:凝灰岩机制砂饱和面干吸水率与砂浆早期总收缩以及孔隙分布密切相关。随着凝灰岩机制砂饱和面干吸水率的增大,砂浆早期总收缩增大,最可几孔径变小。

环境条件和养护方式对混凝土早期收缩性能的影响

针对环境条件和养护方式对混凝土早期收缩性能的影响,采用非接触式收缩变形仪研究了不同环境条件下密封养护、自然养护这2种养护方式对不同强度等级混凝土早期收缩性能的影响。结果表明:环境温度对非密封养护的混凝土早期收缩率影响最大,其次是环境湿度、水泥用量和风力;与自然养护相比,密封养护可大幅降低混凝土的早期收缩率。

掺粗骨料水工混凝土早期收缩率试验研究

文章利用室内试验,探讨了0.45和0.55两种水胶比以及5~31.5mm连续级配、20~40mm与5~20mm二级配粗骨料对水工混凝土早期收缩性的影响作用。结果显示:初凝后10h内水工混凝土的早期收缩率均呈快速上升趋势,初凝10h时各组混凝土收缩率达到72h的60%左右;水胶比相同情况下经级配优化后的骨料混凝土早期收缩率减小,相同粗骨料条件下混凝土的早期收缩率随水胶比增大而变小。

养护条件与配筋率对微膨胀混凝土早期收缩影响试验研究

为掌握大飞机起落架滑轨试验平台及类似超长大体积微膨胀混凝土的收缩变形规律,探究合理抗裂对策,通过设计自然养护、水中养护、水中养护转自然养护三种养护方式试件,0%、10%、16%三种膨胀剂掺量试件,0%、0.15%、1.1%三种配筋率试件进行现场试验,并结合有限元数值模拟,分析0.2%、0.5%、2.8%配筋混凝土的早期收缩,系统研究了上述三种因素对混凝土早期收缩的影响。结果表明:自然养护条件下即使掺入16%膨胀剂,混凝土仍处于收缩状态,而水中养护条件下则出现较大膨胀,混凝土在自然养护条件与水中养护条件下收缩差别较大,养护条件与混凝土早期收缩的变化有显著相关性,施工时如具备条件,应尽量采取水中养护的方式,且保证养护14d以上再转自然养护,有利于控制混凝土的收缩;对于不掺、掺10%与掺16%膨胀剂的试件,水中养护14d条件下28d时收缩比自然养护分别减小了28.4%、53.8%与156%,随着膨胀剂掺量的增大,其膨胀的效果也随之增强,且膨胀剂掺量与水中养护的敏感度呈正相关关系,更高的膨胀剂掺量更适合水中养护;自然养护条件与水中养护14d条件下,膨胀剂对减小混凝土早期收缩均有显著作用,水中养护14d掺10%膨胀剂试件较自然养护掺16%膨胀剂试件收缩率更小,说明水中养护相对于加大膨胀剂掺量,更能有效的减小混凝土早期收缩;当配筋率小于0.4%时,相对于素混凝土28d时收缩减小率小于10%,配筋对减小收缩的效果不明显,可不考虑配筋对混凝土早期收缩的影响。

新型膨胀剂在混凝土早期收缩抑制中的应用研究

混凝土早期收缩是混凝土施工过程中常见的问题,它会导致混凝土结构的龟裂和变形,严重影响混凝土的使用寿命和安全性。随着科学技术的发展,新型膨胀剂在混凝土早期收缩抑制方面逐渐得到应用和研究。通过介绍了混凝土早期收缩的原因和危害、传统混凝土早期收缩抑制方法、膨胀剂的分类及作用机理,重点关注了新型膨胀剂的研究进展。进一步探讨新型膨胀剂的优缺点及发展前景,认为新型膨胀剂具有应用广泛、效果显著、环境友好等优点,并指出未来新型膨胀剂在混凝土早期收缩抑制中的研究方向。

减水剂对混凝土早期收缩和总收缩的影响

在混凝土配合比不变的情况下 ,掺入减水剂能增大流动性 ,同时也显著增大早期收缩和总收缩 ,特别是 2 4h内增幅特别大。当用水量减少、保持坍落度相同时 ,掺减水剂将进一步增大早期收缩和总收缩 ,且随水泥用量的增加 ,收缩显著增大 ,而对不掺减水剂的混凝土影响很小。因此 ,对掺减水剂的混凝土应特别加强早期施工养护 ,并尽可能采用纤维、减缩剂和补偿收缩剂等材料措施 ,才有可能减少裂缝、推迟裂缝产生。此外 ,脂肪族系、萘系和胺基磺酸盐系减水剂均增大收缩 ,且品种之间的差异较小。

掺合料与减缩剂对混凝土早期收缩的影响

目的研究减水剂、矿粉、粉煤灰和减缩剂对混凝土早期收缩的影响及其作用机理,以期降低混凝土早期收缩和控制早期收缩裂缝.方法采用自行设计的混凝土早期收缩测试装置,用位移传感器测量从初凝开始的早期收缩,试验研究了12组不同配合比的混凝土早期收缩.结果单掺减水剂使混凝土早期收缩增大4倍左右.掺减水剂并保住水胶比不变时,粉煤灰和矿粉等量取代水泥10%～50%,混凝土早期收缩率分别下降8%～20%和5%～15%.减缩剂使混凝土早期收缩减小45%以上.结论减水剂极大地增加混凝土早期收缩.粉煤灰和矿粉等量取代水泥,均能降低混凝土早期收缩.减缩剂与减水剂、矿粉和粉煤灰相容性好,并能有效减小早期收缩,是控制混凝土早期收缩裂缝的有效措施之一.

活性粉末混凝土早期收缩规律及其控制方法

使用振弦式应变计测量蒸汽养护活性粉末混凝土材料7d内的收缩值变形情况,研究活性粉末混凝土早期各阶段的收缩规律及其控制方法。研究表明：高温蒸养活性粉末混凝土7d内的总收缩应变高达1 800×10-6;收缩发展过程分为5个阶段：蒸养前以塑性收缩为主,应变为1000×10^-6-1200×10^-6;蒸养初期升温阶段以升温和吸湿膨胀为主,应变为550×10^-6-650×10^-6;蒸养期间以自收缩和化学收缩为主,应变为600×10^-6-700×10^-6;蒸养降温阶段以降温收缩和干燥收缩为主,应变为300×10^-6-400×10^-6;蒸养结束后3d内的收缩应变小于30×10^-6,主要是干燥收缩。用粉煤灰和矿粉替代部分硅粉对活性粉末混凝土早期收缩有显著的抑制作用,矿粉主要抑制活性粉末混凝土蒸养过程中的自收缩,在较低掺量下作用效果优于粉煤灰,而粉煤灰主要抑制活性粉末混凝土的干燥收缩,在较高掺量下可以更有效降低蒸养结束时刻温湿度突变造成活性粉末混凝土开裂的风险。减缩剂和膨胀剂均可有效抑制活性粉末混凝土的早期收缩以及收缩开裂的风险,但掺入过高的膨胀剂会造成水泥水化初期的塑性收缩大幅增加,应予以特别注意。

早期养护时间对混凝土早期收缩的影响

目的研究早期养护时间对混凝土早期收缩的影响,并定量地阐明早期养护对减小收缩和抑制早期裂缝的重要性.方法以掺和不掺减水剂的4种混凝土为研究对象,采用自行设计的一套试验装置测量混凝土在不同早期养护时间下的早期收缩.结果不掺减水剂的混凝土,无论是始终敞开或全程密封养护,总的早期收缩变形都很小.而掺减水剂的混凝土,早期收缩显著增大,集中产生于初凝后的8h以内,且收缩率随水灰比减小急剧增大;在相同水灰比条件下,早期收缩随着早期养护时间的增加而显著减小,但在此之后养护对收缩的抑制作用逐渐减弱.结论对不掺减水剂混凝土,单从抑制收缩的角度来考虑,并不需要采取什么特别的早期养护措施.对掺减水剂混凝土,当不养护时,初凝后8 h内的收缩值远远超过混凝土开裂极限;而有效的早期养护能显著抑制这类混凝土早期收缩,因此,掺减水剂混凝土必须在初凝前开始及时养护,且确保初凝后持续8 h以上的养护时间.

聚丙烯纤维混凝土早期收缩性能试验研究

研究相同水灰比和相同坍落度2种试验条件下,不同掺量的聚丙烯纤维对混凝土早期收缩和工作性的影响。试验表明:2种试验条件下,聚丙烯纤维均能在一定范围内降低混凝土的早期收缩;由于聚丙烯纤维的掺入会明显降低新拌混凝土的坍落度,故与同水灰比条件下纤维混凝土的减缩率相比,同坍落度条件下的减缩率略有降低。结合试验结果,从早期收缩角度出发,进一步分析聚丙烯纤维改善混凝土早期收缩裂缝的作用机理。

聚丙烯纤维对混凝土早期收缩影响的试验研究

研究在同水灰比的试验条件下,聚丙烯纤维掺量对混凝土早期收缩和流动性等的影响。试验结果表明:聚丙烯纤维能在一定范围内降低混凝土的早期收缩,纤维的减缩效果随掺量的增加而增加;减缩率与掺量不呈线性关系,当纤维掺量达到一定时减缩率增加不明显。由于聚丙烯纤维的掺入会明显降低新拌混凝土的坍落度,在确定聚丙烯纤维的最佳掺量时应综合考虑减缩效果和坍落度损失、经济等因素,聚丙烯纤维的掺量宜选在0.9kg/m 3左右,即体积掺量在0.1%左右。

矿物掺合料对C100混凝土早期收缩及干缩的影响

研究了复掺情况下,矿物掺合料种类及掺量对C100高强混凝土早期收缩及干燥收缩的影响。结果表明,混凝土的早期收缩和干燥收缩随着粉煤灰掺量的增加逐渐减少,粉煤灰对早期收缩的抑制作用优于干燥收缩;随着矿粉掺量的增加,混凝土的早期收缩增大而干燥收缩减少;硅灰的掺入增大了混凝土的早期收缩与干燥收缩,且随着硅灰掺量的增加,这种作用更加明显。

内养护剂、膨胀剂、减缩剂对高强混凝土早期收缩的影响

文章采用非接触式混凝土收缩变形测定仪研究了内养护剂、膨胀剂、减缩剂及内养护剂与膨胀剂双掺、内养护剂与减缩剂双掺、膨胀剂与减缩剂双掺对高强混凝土早期收缩性能的影响。研究结果表明:内养护剂、膨胀剂、减缩剂的掺入均能明显降低高强混凝土的早期收缩值;单掺条件下,减缩剂的效果最好;双掺条件下均能产生叠加效应,其中0.20%内养护剂与2%减缩剂、10%膨胀剂与2%减缩剂双掺减缩效果最好,48h早期收缩值分别降低了70%和76%,且内养护剂与膨胀剂、内养护剂与减缩剂双掺中内养护剂与膨胀剂、减缩剂之间存在一定的比例关系,不同的掺入比例对收缩有显著影响。

起始养护时间对混凝土早期收缩的影响

研究了起始养护时间对混凝土早期收缩的影响.结果表明,对不掺减水剂的混凝土,虽然起始养护时间对收缩的影响很大,但由于总收缩较小,因此从早期收缩开裂的角度来说,起始养护时间影响较小;而对掺减水剂的混凝土,由于初凝后8 h内的收缩急剧增加,因此,不同起始养护时间对混凝土的早期收缩影响十分显著,初凝后8 h内的收缩值可高达500×10-6以上,远远超过混凝土的开裂极限;初凝后8 h再开始养护的早期收缩值与不养护时的差别很小,起不到任何控制裂缝的效果.良好的早期养护,可使早期收缩减小到开裂极限以内.因此,对掺减水剂的混凝土,必须在初凝前采取养护措施,才能有效控制混凝土的早期收缩裂缝.

纤维自密实混凝土早期收缩及阻裂特性研究

采用非接触收缩变形试验、平板抗裂试验以及三点弯曲梁声发射检测,研究了掺PVA纤维、钢纤维以及两者混杂自密实混凝土(SCC)的早期塑性收缩、约束收缩以及荷载作用下的阻裂特性。结果表明,所掺的PVA纤维对改善SCC早期自由收缩作用有限,但能够抑制约束条件下基体的开裂;体积掺量分别为0.07%和1.0%的PVA纤维与钢纤维混杂后,对降低SCC早期收缩开裂效果显著,所配制的SCC抗裂性达到Ⅰ级标准;PVA纤维可闭合加载初期SCC基体中的微裂缝,钢纤维则能有效阻止加载中期裂缝的衍生和扩展,由于两种纤维的协同阻裂作用,能够有效改善SCC的断裂韧性。

HCSA 膨胀剂对自密实混凝土早期收缩的影响

采用非接触混凝土收缩变形测试方法，研究了掺 HCSA 膨胀剂自密实混凝土的早期收缩性能。结果表明，随着强度等级的提高，自密实混凝土的早期收缩率有增大的趋势；对于典型的强度等级为 C40的普通自密实混凝土，3d 收缩率约为1350＆#215;10-6；当掺加8%的 HCSA 膨胀剂时，其早期收缩可减少80%~92%；在充分保湿养护的条件下，掺 HCSA 膨胀剂的自密实混凝土可处于零收缩状态。

硅灰对硬化水泥浆体早期收缩的影响

研究了硅灰对硬化水泥浆体早期收缩的影响 .结果表明 :在 2 0℃封闭的水化环境中 ,硬化水泥浆体净浆试样收缩主要发生在水化初始期 ,水化 5d后试样的收缩趋于稳定 ;试样 2 9d的收缩率为 0 .1 2 5% .掺加硅灰混合材料后 ,硬化水泥浆体试样的收缩显著增加 ;掺加 1 0 % (质量分数 )硅灰试样 2 9d的收缩率达到 0 .2 3 8% .探讨了硅灰引起试样收缩增加的主要原因 。

高性能混凝土板式构件的早期收缩特性及预测模型

以桥面板等高性能混凝土板式构件为研究对象,通过实验测试了板式构件不同截面厚度位置处早期收缩分布情况,探讨混凝土早期收缩变形与温度、湿度发展过程。结果表明,混凝土板式构件的内部厚度方向不同位置处的相对湿度随龄期都呈现逐渐减小趋势,并呈现两阶段特征,同时,混凝土板式构件早期收缩变形厚度方向不同步,导致板式构件表面产生拉应力,当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度时,混凝土表面就会出现浅层裂缝,这与实际工程中发现的板式构件表面开裂情况相吻合。混凝土板式构件早期收缩变形与相同配合比混凝土的早期自由收缩变形进行比较,引入相对约束度并建立了混凝土板式构件早期收缩变形的预测模型,并验证了该模型的准确性,其特点是能预测高性能混凝土板式构件不同截面厚度位置的早期收缩变形,对控制混凝土桥梁板式结构的早期收缩裂缝具有实际意义。