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。

空心玻璃微珠对轻质超高性能混凝土强度和自收缩性能的影响

采用密度极低的空心玻璃微珠(Hollow glass microspheres,HGM)搭配陶砂作为减重材料,制备了轻质超高性能混凝土(Lightweight ultra high performance concrete,LUHPC),研究了HGM对混凝土物理力学性能和早期自收缩性能的影响,分析了影响机理。结果表明,掺入HGM使净浆体系的表观密度减小,其作为填充材料有助于实现水泥基材料的轻质化。HGM的加入使LUHPC的表观密度和强度均降低,其掺量达到8%后,表观密度降至2 000 kg/m^(3),抗压、抗折强度较基准组分别降低约12%和10%。正球体的HGM表面光滑,可以发挥“滚珠”效应,显著提高了LUHPC的工作性。各组LUHPC的抗压、抗折强度均分别超过了100、15 MPa,满足高强度的要求,HGM对比强度的影响则存在较优值。加入HGM未改变混凝土的自收缩过程,但5%HGM使混凝土在72 h的收缩率较基准组增大153×10^(-6)。SEM测试表明,HGM与水泥基体连接紧密,呈均匀嵌入式分布,佐证了宏观测试结果。

高性能混凝土自收缩测试方法探讨

在查阅国内外相关文献资料的基础上,从定义上明确了自收缩、自干燥收缩及化学减缩的区别与联系;设计制造出混凝土自收缩测试系统,该系统分别采用立式测量和水平测量测试混凝土结构形成不同阶段的收缩值,测试从混凝土成型时开始,测试结果与定义相符,且具有很好的重现性.

高性能混凝土早期自收缩测试方法研究

高性能混凝土因水胶比低、自收缩大且主要发生在早期 ,而目前对于早期自收缩的测量还没有统一标准可依。在对比和分析国内外自收缩测量方法的基础上 ,提出了一种新型非接触式测试方法。该方法测量精度高 ,适用范围广 。

碱渣内养护剂对高强高性能混凝土自收缩及早期抗裂性能的影响及机理分析

碱渣是氨碱法制纯碱排出的废渣,因其堆存和排放造成严重环境问题,急需被开发利用。将碱渣除氯、干燥、粉碎后制成碱渣内养护剂粉体,并将其用于水胶比为0.35和0.25的高强高性能混凝土中,研究其对混凝土自收缩和早期抗裂性能的影响。结果表明,碱渣内养护剂是以多孔碳酸钙颗粒为主,并含有部分二水石膏的微细粉体,具有良好的吸水释水性能。碱渣内养护剂对提高高强高性能混凝土内部相对湿度有一定的作用,但利用碱渣内养护剂引入附加水能更有效地提高混凝土内部相对湿度。在不降低混凝土28 d抗压强度的情况下,以碱渣内养护剂等质量取代5.25%的水泥,可降低混凝土3 d自收缩值约30%,降低圆环约束条件下混凝土3 d龄期拉应力超过20%,且对水胶比较低的混凝土效果较优,是一种性能优良的混凝土内养护材料。碱渣内养护剂减少自收缩的机理一是其中的二水石膏与水泥中的C_(3)A反应生成膨胀性的钙矾石,补偿部分自收缩;二是其取代部分水泥,从源头上减少了自收缩;三是其多孔结构中的水分缓慢释放,提高了混凝土内部相对湿度,减少了自收缩的原动力。

温度应力、自收缩对高性能混凝土早期开裂的影响

根据高性混凝土的水化特性、物理力学特性及自收缩特性,分析了高性能混凝土早期开裂机理和影响早期开裂的主要因素.并结合工程实例,借助混凝土温度和应力有限元仿真计算方法分析研究了表面适度保温和水管冷却技术在高性能混凝土温控防裂中的应用效果.研究结果表明,表面适度保温与水管冷却相结合能有效降低混凝土的内外温差,减小混凝土早期表面拉应力与后期内部拉应力,防裂效果明显,对类似的工程具有借鉴作用.

高性能混凝土早期裂缝的防治措施

通过对高性能混凝土产生早期裂缝的原因进行分析得出,温度变形和自收缩变形是导致混凝土开裂的主要原因,而其产生的干缩可以忽略不计。从而提出降低温度收缩和自收缩来控制混凝土出现早期开裂,同时还介绍了掺加高效减水剂降低早期水化程度、掺膨胀剂补偿收缩和掺加纤维阻裂增韧。

施工现场高性能混凝土柱早期自收缩试验研究

使用埋设型KM系列应变传感器成功监测了处于模拟施工现场环境下,高性能混凝土柱早期自收缩变形特性,特别是混凝土浇注后24h的自收缩变形情况。从试验结果看,硬化前后24h高性能混凝土的自收缩变形增长最快,绝对变形值也比较大,24h自收缩值超过14d自收缩变形量的70%;而配筋混凝土试件由于配筋形成的钢骨架对自收缩的约束作用,其自收缩变形小于同等条件的素混凝土试件。监测和分析高性能混凝土结构早期的自收缩变形将对减少结构微裂纹、提高结构的稳定性有重要意义。