预湿再生砂与膨胀剂协同作用对再生砂混凝土收缩性能的影响

为了降低再生砂混凝土的收缩变形,研究了预湿再生砂对混凝土工作性能、抗压强度、自收缩、干燥收缩及内部相对湿度的影响,并在此基础上掺入3种不同类型膨胀剂,进一步研究了预湿再生砂与膨胀剂协同作用对混凝土自收缩和干燥收缩的影响。结果表明:在附加用水量相同情况下,与采用绝干状态再生砂制备的混凝土相比,采用预湿再生砂制备的混凝土工作性能降低、强度增加,混凝土内部相对湿度更高,有效降低了其自收缩和干燥收缩;在掺入的3种膨胀剂中,钙质膨胀剂对混凝土自收缩的抑制效果最佳,钙镁复合膨胀剂对混凝土干燥收缩的抑制效果最佳;100%预湿程度下,与未掺膨胀剂混凝土相比,掺10%(质量分数)钙质膨胀剂的全再生砂混凝土的28 d自收缩降低了83.2%,掺6%钙镁复合膨胀剂的全再生砂混凝土的120 d干燥收缩则降低了36.1%。

配筋形式对补偿收缩混凝土膨胀性能的影响

为研究配筋形式对补偿收缩混凝土膨胀性能的影响,开展了两种配筋形式下补偿收缩混凝土限制膨胀试验。通过测量混凝土膨胀变形随时间的变化,研究了补偿收缩混凝土的膨胀变形规律,揭示了配筋形式对混凝土膨胀变形的影响机理;基于试验结果,提出了两种配筋形式下补偿收缩混凝土的限制膨胀率计算方法。研究表明,相比I型配筋试件(大直径中心配筋),II型配筋试件(小直径角部配筋)的膨胀性能发挥更好,但最大限制膨胀率的增幅有限,对残余限制膨胀率的提高作用更明显,建议在抗裂性能和耐久性能要求较高的混凝土板中采用II型配筋形式,而大体积混凝土中可以采用I型配筋形式,以提高施工效率;补偿收缩混凝土的膨胀变形与约束条件有关,合理的约束强度有利于膨胀变形的发展;提出的限制膨胀率计算模型误差较小,可以很好地预测两种配筋形式下补偿收缩混凝土的限制膨胀率。

膨胀剂和高吸水性树脂对钢壳沉管自密实混凝土体积变形性能的影响

通过对深中通道钢壳沉管自密实混凝土配合比进行优化设计,探讨了膨胀剂、高吸水性树脂对自密实混凝土工作性能和抗压强度的影响,并重点研究膨胀剂、高吸水性树脂对自密实混凝土的早期收缩和长期收缩变形的影响。研究结果表明:掺加适量的膨胀剂、高吸水性树脂均可提升自密实混凝土的工作性能,掺量过大时对混凝土工作性能不利,且抗压强度也随之降低;与掺加膨胀剂相比,掺加高吸水性树脂可更有效改善自密实混凝土的体积稳定性。

减水剂和膨胀剂对混凝土收缩的影响研究

目的:研究减水剂和膨胀剂对混凝土收缩的影响.方法:以水泥、粉煤灰、细砂、碎石、水、不同类型的减水剂和膨胀剂为原材料,按照设定配合比制作混凝土试件,在试件早期收缩过程中测量其变形值,进而计算出收缩率作为试验指标.结果:不同类型减水剂改性的混凝土试件收缩率从大到小依次为早强型、标准型、缓凝型,且混凝土试件收缩率随减水剂掺量的增加而下降;不同类型膨胀剂改性的混凝土试件收缩率从大到小依次为氧化钙类、硫铝酸钙类、氧化镁类,且混凝土试件收缩率随减水剂掺量的增加而下降.结论:缓凝型减水剂掺量为1.2%、氧化镁类膨胀剂掺量为12%时,为最佳混凝土制备条件.

氧化镁膨胀剂对混凝土车库地面变形和微结构的影响

为进一步抑制混凝土车库地面变形,使用三种不同反应活性值的氧化镁膨胀剂来补偿夏季浇筑的混凝土车库地面的收缩,进一步研究氧化镁膨胀剂在混凝土车库地面温度变化下的膨胀变形。试验结果表明,MEA140应变1的最大膨胀变形为8 mm,而MEA220的最大膨胀变形为61 mm,随着监测时间增加,MEA140与MEA220的最大膨胀变形逐渐降低。当监测时间为90 d时,MEA140与MEA220的膨胀变形为5.5、2.1 mm,而对照混凝土(REF)的变形仅为-18.1 mm(收缩)。因此,当氧化镁膨胀剂掺量为MEA60时,可有效抑制车库混凝土变形。

延迟膨胀持续补偿收缩防水混凝土在水池中的应用

为了进一步控制水池防水混凝土的裂缝,阐述钙类膨胀剂的缺点和氧化镁膨胀剂的优点,结合水池防水混凝土的少缝无缝设计理念,提出了水池延迟膨胀持续补偿收缩防水混凝土的概念,论述了延迟膨胀持续补偿收缩防水混凝土的设计及施工要点,并将其应用于某30万t/d净水厂中。应用表明:氧化镁膨胀剂具有延迟膨胀持续补偿收缩的优点,能较好地弥补传统钙类膨胀剂的缺点,其可实现给水排水工程中的水池、泵房类构筑物的无缝少缝设计。可为同类水池、泵房类构筑物的设计提供参考。

大尺寸补偿收缩混凝土楼板的膨胀率试验研究

为确定现场浇筑补偿收缩混凝土在超长楼板中膨胀剂的掺加量,通过室内自由膨胀率试验和现场实测试验来测量膨胀剂在混凝土中的性能及设计用量,保证超长楼板的连续浇筑,做到“无缝或少缝”施工。试验表明,不同强度等级混凝土对膨胀率的影响并不明显;在现场测试中,无约束构件边缘膨胀率高于中间位置膨胀率;通过室内与室外试验发现,钢筋在补偿收缩混凝土膨胀和收缩过程中都有较强的约束力。

内养护剂和膨胀剂组合对混凝土收缩的影响

为在等抗压强度前提下调控混凝土的早期收缩开裂,以膨胀剂(HP-CSA)和由高吸水树脂(SAP)引入的内养护水占胶凝材料相同比例进行组合,设计了各自的内掺量均为0%、4.5%、6.0%、9.0%共4种混凝土配合比,研究了其对混凝土早期收缩的调控规律,并分析了混凝土收缩、力学强度、内部相对湿度和干燥失水率之间的关系.结果表明:混凝土早期收缩和内部相对湿度发展均呈2阶段规律;随“HP-CSA+SAP”组合掺量增加,其对混凝土早期收缩的调控作用逐渐增强,且在阶段I的调控作用更为显著,但28 d时仍不能根除混凝土的净干燥收缩;组合掺量对混凝土早期内部湿度发展的整体影响较小;混凝土28 d内的净干燥收缩与干燥失水率之间基本呈线性正相关.从调控收缩、强度保持和经济性等方面综合考虑,6.0%为最优调控组合掺量.

干湿循环对机制砂改良膨胀土力学与变形特性影响

在膨胀土中加入不同掺量的机制砂进行物理改良,对土样开展0~5次的干湿循环试验以分析土样的裂隙发育规律,并将干湿循环1、3、5次后的土样进行直接剪切试验及收缩和膨胀试验,探究经过干湿循环后土样的强度衰减和收缩膨胀特性。结果表明:机制砂可有效抑制膨胀土的裂隙发育,在机制砂掺量为10%时抑制效果最好,能较好抑制改良土裂隙集中发育,且在10%掺量下改良土的抗剪强度衰减幅度最小,收缩和膨胀特性方面也表现最佳。本试验验证了机制砂可延缓膨胀土在干湿循环过程中的裂隙发育和抗剪强度衰减,并且能改良土样的收缩膨胀变形特性,改良效果受机制砂掺量影响,综合考虑各项因素,机制砂掺量应控制在10%以内。

高效缓凝减水剂与氧化镁膨胀剂对混凝土性能的影响

研究了不同高效缓凝减水剂(柠檬酸、葡萄糖酸钠、柠檬酸镁、柠檬酸锂)分别与氧化镁膨胀剂的共同作用对混凝土工作性、力学性能、干燥收缩、抗裂性能的影响。结果表明:柠檬酸锂对掺氧化镁膨胀剂混凝土拌合物的坍落度有负面影响,但柠檬酸、葡萄糖酸钠、柠檬酸镁能在一定程度上改善混凝土的工作性;各高效缓凝减水剂均可提高混凝土的力学性能;葡萄糖酸钠、柠檬酸镁、柠檬酸锂均可减少混凝土的干燥收缩;柠檬酸、葡萄糖酸钠、柠檬酸镁均对氧化镁膨胀剂在混凝土中的补偿收缩作用有正向影响,其中,柠檬酸镁、葡萄糖酸钠的效果相对更好;柠檬酸对掺氧化镁膨胀剂的混凝土早期开裂性能有负面影响,会促进裂缝的产生。

微膨胀混凝土早期收缩试验与数值分析

通过建立微膨胀混凝土水泥浆体早期收缩以及膨胀剂膨胀效应机理参数模型,引入在混凝土材料细观模拟,实现微膨胀混凝土早期收缩行为的细观场域仿真分析。基于材料试验监测结果进行模型参数修正,校验模拟方法的准确性,并探讨材料细观变异性以及骨料颗粒类型对于材料收缩应变分布的影响。研究结果表明,微膨胀混凝土收缩细观模型能够精准便捷地描述材料应变随时间变化规律;骨料颗粒空间随机分布对材料内部收缩应变场域分布影响显著,受拉应力峰值出现于细长骨料棱角位置以及骨料间隙位置水泥浆体,该膨胀剂效应能够降低材料内部受拉应力水平至普通混凝土20%左右,有效缓解材料收缩微观开裂损伤的潜在风险,保障工程结构应用中材料内部应力储备。基于研究模拟结果,结合具体结构性能需求仍有必要对骨料颗粒种类、形状进行优化控制,以实现材料内部较低且均匀的初始收缩应力场域分布。

超高性能混凝土收缩研究进展

收缩是超高性能混凝土(UHPC)早期开裂的主要诱因,主要综述了UHPC收缩的发展规律、测试方法、调控手段及其收缩机理。结果表明:UHPC的收缩主要由自收缩和干燥收缩组成,而自收缩通常占总收缩的78.6%~90.0%,且主要集中在早期,后期收缩基本趋于稳定;热养护和组合养护可促进水泥水化以及掺合料的火山灰反应,改善孔结构,有利于消除后期UHPC收缩应变;毛细管张力理论可以很好地从相对湿度、孔隙结构、自应力、界面结构、水合程度来解释UHPC自收缩机理;当前UHPC收缩的测试方法主要侧重于实验室内,需要开发出一种实际工程应用中UHPC的收缩变形测量技术,实现可长期监测、数据实时传输、开裂的预报预警,对于大型工程UHPC结构的实时养护和工程防裂指导十分重要。

掺C-S-H纳米晶核混凝土的早期强度与收缩性能

C-S-H纳米晶核可促进水泥水化,提升混凝土早期强度发展,有利于预应力混凝土结构提前进行预应力张拉。采用C-S-H纳米晶核早强剂制备早强低收缩混凝土,探究了C-S-H纳米晶核对混凝土早期强度、收缩变形性能及其发展规律的影响。结果表明:养护温度的提升有利于纳米晶核早强性能的发挥;混凝土早期强度随纳米晶核掺量增加呈先增加后稳定的趋势,当掺量为4%时混凝土的早强效果最佳,且不影响后期强度发展。纳米晶核的早强效果优于其他传统早强剂,传统早强剂6 h强度提升幅度为10%~20%,纳米晶核强度提升幅度可达105.2%,早强效果明显。同时,掺纳米晶核混凝土的体积变形与强度发展同步,主要集中在早期,前3 d收缩率占28 d龄期时收缩率的67%,且掺入纳米晶核试件的28 d收缩率为空白组的75%,体积稳定性好,可实现预应力提前张拉。

不同养护条件对混凝土长期收缩变形性能的影响

研究了在不同养护条件下对不同强度等级混凝土长期收缩变形性能的影响,并将收缩变形测试结果与典型收缩模型的计算结果进行比较。研究表明,在前14 d密封养护随后进行干燥养护条件下,C60混凝土前14 d的自收缩最大,14 d后C60混凝土的干燥收缩变形明显较小,并且与直接干燥养护的混凝土相比,混凝土的总收缩变形显著增大。在先密封养护至自收缩稳定后进行干燥养护条件下,自收缩稳定后混凝土仍会产生较明显的收缩变形,但与直接干燥养护的混凝土相比,混凝土的总收缩变形显著减小。当采用EN1992、fib MC2010、ACI 209—2R和B4几种收缩模型计算时,fib MC2010模型的计算值与实测结果拟合程度最好,EN1992模型和B4模型其次,最后是ACI 209—2R模型。但几种模型计算值与实测结果的总体吻合度均较好,可用于预测混凝土的长期变形性能。

锚具槽回填微膨胀自密实混凝土试验研究

为解决长距离引水隧道无黏结预应力结构锚具槽混凝土振捣不密实或发生较大塑形变形导致开裂脱空等问题,研究粉煤灰掺量、膨胀剂掺量和水胶比对强度、限制膨胀率等性能的影响,设计了微膨胀自密实混凝土,测定其自身体积变形和自收缩变化。结果表明:水胶比0.40,粉煤灰掺量25%,膨胀剂用量30kg/m^(3)时,28d抗弯拉强度和抗压强度分别为4.77,53.6MPa,抗渗等级大于W11,混凝土60d自身体积变形率为20×10^(-6),趋于基本稳定,90d干燥收缩率约为-460×10^(-6),应加强微膨胀自密实混凝土的保湿养护,延长保湿养护的时间,以利于膨胀剂性能的发挥。

跳仓法与补偿收缩混凝土组合技术在地下室工程中的应用研究

采用钙镁复合膨胀剂配制补偿收缩混凝土能够弥补跳仓法施工的混凝土存在收缩变形过大的缺陷,跳仓法与补偿收缩混凝土组合技术在工程实体结构应用中具有较好的裂缝控制效果。实体结构监测数据表明,混凝土内部早期温度修正后微应变为31με~104με,60 d龄期内缓慢降低至-153με~-48με,采用钙镁复合膨胀剂配制的补偿收缩混凝土在较长龄期内收缩量较小,开裂风险较低;不同板块收缩变形量与跳仓接壤板块数量和分块结构尺寸2个因素有关;可通过增加保温材料层数或厚度以控制早期降温速率和温降收缩量。

掺双膨胀源的聚丙烯纤维混凝土的抗碳化性能

水泥混凝土所处环境复杂,导致内部水化以及温度升高,容易开裂,而掺入膨胀剂,制备成的补偿收缩混凝土的性能有所提高。选择两种不同类型的膨胀剂——U型膨胀剂(UEA)和氧化镁膨胀剂(MEA),控制其掺入比例,制备成复合聚丙烯纤维混凝土,通过碳化试验研究,确定了两种膨胀剂的最优质量比,为2:1。研究表明,由该比例双膨胀剂制成的混凝土的抗碳化性能最好。

膨胀剂掺量对机制砂UHPC工作性和自收缩性能的影响

针对不同膨胀剂掺量下机制砂超高性能混凝土(UHPC)的工作性及自收缩性能进行了试验研究。结果表明:随着膨胀剂掺量的增加,机制砂UHPC的流动性和凝结时间均呈先增后减的趋势,当膨胀剂掺量为10%时,二者皆达到峰值,扩展度为445 mm,初凝时间和终凝时间分别为44.4 h和50.2 h;机制砂UHPC的早期自收缩随着膨胀剂掺量的增加整体呈先减少后增加的趋势,当膨胀剂掺量为10%时,能够起到较好的收缩补偿作用。

不同环境温度对纤维混凝土路面收缩开裂的演化规律研究

为研究不同温度条件下纤维混凝土路面结构的收缩开裂过程,文章通过室内混凝土路面板干缩试验,探讨了不同环境温度(10℃,30℃,60℃)下纤维混凝土路面收缩变形规律,分析了环境温度和纤维掺加方式对路面混凝土表面裂缝开裂宽度及裂缝面积密度变化规律,研究结果表明:掺入纤维可以有效地改善混凝土的收缩性能,降低裂缝宽度和开裂面积密度。随着温度的升高,混凝土的收缩裂缝宽度和开裂面积密度呈增加趋势。尼龙纤维的吸水性强,会增加混凝土的湿度收缩,聚乙烯醇纤维(PVA纤维)的高拉伸强度和高模量,能够有效增强混凝土的抗拉强度和刚度。聚丙烯纤维(PP纤维)能够有效降低水泥混凝土路面的收缩开裂行为,PP纤维混凝土路面板表层的裂缝宽度和裂缝面积密度较普通混凝土路面板显著降低。

基于微膨胀混凝土的组合梁斜拉桥桥面抗裂性提升研究

针对组合梁斜拉桥在极端工况下混凝土易开裂的问题,以风荷桥为研究对象,采用干燥收缩试验结合ABAQUS有限元分析的方法,对膨胀剂掺量抑制干燥收缩的效果,以及混凝土桥面板在超载和混凝土收缩共同作用下的受力状态进行了分析,研究其在极端状况下的抗裂性能。结果表明:1)12%掺量的膨胀剂可降低22%的混凝土收缩;2)在超载1倍的情况下,不掺膨胀剂的混凝土开裂严重;3)掺入12%膨胀剂的混凝土仅在极少处产生开裂,满足实际使用需求。