预拌混凝土基于约束圆环试验的开裂风险评价

针对预拌混凝土出现普遍的早期开裂问题,通过环形约束收缩试验,考虑材料、约束等因素,结合开裂风险公式和测得的试验数据,对比分析了两组预拌混凝土的开裂风险。

常温养护型超高性能混凝土的圆环约束收缩性能

研究了HCSA膨胀剂3种掺量(0%、3%、6%)下常温养护型超高性能混凝土(Ultra high performance concrete,UHPC)的圆环约束收缩性能,包括:(1)UHPC轴拉应力应变曲线测试;(2)根据GB/T50082的UHPC自由收缩实验;(3)根据ASTM C1581的UHPC圆环约束实验。结果表明,3种UHPC的极限拉伸应变均高于3 000με,28d总收缩值分别为1 005.6με、600.0με、462.2με,并且在圆环约束作用下转化为残余应变、弹性拉应变和塑性拉应变,其中塑性拉应变分别为700.4με、437.9με、389.9με。3种UHPC在拉伸应变达到1 000με时及圆环约束实验中均未发现0.01mm以上的可检测裂缝。基于拉伸实验和声发射损伤分析方法对UHPC进行应变分析,可知具有应变强化段的3种UHPC在圆环约束实验中的塑性变形以小于0.01mm的多点分布微裂纹形式存在。通过添加HCSA膨胀剂对常温养护型UHPC进行收缩补偿,可有效地降低UHPC自身的拉应力以及对原有结构的影响。

干混抹灰砂浆干燥收缩特性及圆环约束的实验研究

为了探究干混抹灰砂浆的干燥收缩特性,以干燥起始时间为参数,通过实验研究分析了干燥过程中的水分损失规律及其与干燥收缩之间的关系,同时通过圆环约束试验评定砂浆的开裂性能,考察了不同干燥起始时间对干混抹灰砂浆抗裂性能的影响。结果表明:不同干燥起始时间会影响干混抹灰砂浆的干燥收缩发展及水分损失过程,干燥早期阶段单位质量水分损失所引起的干燥收缩较小,后期阶段较大。圆环试件开裂时的单位当量应力基本相同,与干燥起始时间无关。

不同轴拉性能的超高性能混凝土圆环约束收缩性能

开展2种不同轴拉性能(高应变强化型和应变软化型)的超高性能混凝土(UHPC)的圆环约束收缩性能研究.首先对高应变强化型UHPC及应变软化型UHPC进行单轴拉伸试验及声发射实时损伤定位试验,得到不同龄期时(2,7,28,80 d) UHPC的轴拉应力-应变曲线及其拉伸损伤演化机制.随后对2种UHPC进行圆环约束试验,得到UHPC内钢环的压缩应变-龄期曲线.最后基于高应变强化型UHPC及应变软化型UHPC的轴拉性能(应变强化与否)、抗拉强度发展规律及拉伸损伤演化机制,分析2种UHPC的圆环约束收缩机理.研究结果表明:高应变强化型UH-PC的内钢环压缩应变-龄期曲线出现大量幅值小于10×10^-6的锯齿形波动,对应产生的微裂纹宽度小于0.01 mm,与裂缝测宽仪(精度为0.01 mm)在UHPC圆环试件上始终未检测到微裂纹的结论相一致;应变软化型UHPC的内钢环压缩应变随着龄期出现了4次较明显的瞬时突变(28×10^-6,53×10^-6,41×10^-6,18×10^-6),且裂缝测宽仪在UHPC表面检测到了4条微裂缝(0.035,0.050,0.040,0.020 mm),由于拉伸软化特性,后续在其他荷载作用下会导致裂缝持续扩展;高应变强化型UHPC的应变强化特性使其在约束状态下产生的拉应力以多点分布微裂纹(宽度小于0.01 mm)的形式逐步小幅释放,应变软化型UHPC在约束作用下产生的拉应力通过多缝开裂(宽度小于0.05 mm)的方式瞬时部分释放.

生态型高延性水泥基复合材料的变形性能研究

针对高延性水泥基复合材料收缩大、易开裂的问题，采用经级配优化的普通河砂替代磨细石英砂、国产短切粗PVA纤维替代进口纤维，制备了生态型高延性水泥基复合材料，并开展了不同强度等级生态型高延性水泥基复合材料的变形性能研究。结果显示，生态型高延性水泥基复合材料抗压强度为20～60 MPa时，干燥收缩应变终值在1046～1255με之间，自干燥收缩终值在619～882με之间，圆环约束试件在7～14 d开裂，裂缝仅两条，最大裂缝宽度132μm。生态型高延性水泥基复合材料较传统高延性水泥基复合材料具有更好的综合抗裂性能。

抽水蓄能电站混凝土面板阻裂技术研究

基于紧密堆积理论和微粒级配数学模型,设计水泥基材料的配合比,研究了不同水胶比下,膨胀剂A＋聚丙烯纤维PP和膨胀剂B＋纤维素纤维C的复合掺入对砂浆的强度、自收缩、干燥收缩及对圆环约束砂浆收缩开裂和二级界面结构的影响。试验结果表明,二级界面的改善可减小硬化浆体内部的微裂缝。相对于基准试件,两种不同类型的膨胀剂和纤维的复合掺入均降低了砂浆的强度,但两者相差幅度较小;掺入膨胀剂后,对砂浆早期自收缩的补偿作用显著,并且砂浆有适量的残余膨胀量;在干燥收缩和圆环约束应力作用下,膨胀剂A抑制砂浆收缩开裂的效果明显优于膨胀剂B。对复合掺入膨胀剂A＋聚丙烯纤维PP的砂浆试件,其在0.26和0.4水胶比下的残余膨胀量分别约为200×10 （-6）和300×10 （-6）。砂浆残余膨胀量的形成源于网状结构的钙矾石,其不仅能抵抗收缩变形和开裂,而且可以应对后续服役中的干燥收缩应力。