养护环境对混凝土限制收缩开裂影响研究

在高海拔极端环境下,混凝土浇筑和养护过程中易出现裂缝,影响结构的工程质量和安全运行。通过圆环法混凝土限制收缩开裂试验,研究了不同温度（-5、10、25、40 ℃）、湿度（50%、65%、80%）对混凝土早龄期受限收缩开裂的影响,揭示了早龄期混凝土开裂的机理。结果表明：早龄期混凝土的抗压强度和弹性模量随养护温度和湿度的提高而增大,抗压强度随龄期的增长比弹性模量随龄期的增长更加明显;养护温度的降低或养护湿度的增大会减轻混凝土的干燥收缩以及自收缩作用,从而减小混凝土的内部应力,提高其抗开裂能力;提出了混凝土早龄期限制收缩开裂的预测模型,可准确预测混凝土早龄期限制收缩开裂时间。研究成果为混凝土开裂控制技术提供了基础数据支撑。     

混凝土裂缝成因及控制

1混凝土裂缝的分类①新拌混凝土中的裂缝:塑性沉降裂缝、自身收缩裂缝、塑性收缩裂缝、模板移动裂缝、热养护裂缝。②温度裂缝:由于混凝土中的水泥、活性掺和料等颗粒不断水化,产生水化热。特别是对于厚大体积混凝土,混凝土内部的水化热不断积聚,混凝土内部温度急剧增高,从而引起贯穿混凝土全断面的温度裂缝、或由于混凝土内部与外界温度相差过大,在混凝土表面会产生温度应力,导致混凝土开裂。③混凝土(硬化)收缩裂缝:在混凝土的硬化过程中,在不饱和的空气中失去内部吸附水,产生一定量的收缩,当构件受周围环境的约束时,会产生混凝     

早期养护方式对高性能混凝土塑性开裂的影响

高性能混凝土比普通混凝土更容易发生塑性收缩开裂,适宜的早期养护措施是防止或减免高 性能混凝土塑性开裂的重要途径。通过早期抗裂试验研究了几种养护方式以及养护起始时间对高性能 混凝土塑性开裂的影响。结果表明:在干燥、高温、大风环境中,高性能混凝土浇筑后如果不及时进行养 护,混凝土表面很容易产生较大面积的塑性开裂;养护起始时间对混凝土是否发生塑性开裂以及开裂程 度的影响很大,混凝土浇筑成型抹面后应在１ｈ内对混凝土表面进行覆盖养护,才能有效防止或避免塑 性裂缝的产生;覆盖塑膜养护与涂刷养护剂养护的防裂效果相近;在混凝土终凝时覆盖湿毯及时补水, 能够有效抑制裂缝的产生和发展。     

严寒条件下面板堆石坝长面板一次拉成裂缝成因分析

因工期及气候条件限制,部分严寒地区面板堆石坝的混凝土面板需一次拉成。通过对某面板堆石坝工程面板混凝土材料体系、环境条件、堆石体结构和垫层接触面特性、养护及越冬措施等因素对面板开裂影响的研究,结合现场实测裂缝性态,分析了严寒地区一次拉成长斜面混凝土面板施工期裂缝的成因。结果表明:混凝土胶凝材料体系绝热温升值高,温度收缩、自生收缩、干燥收缩大是面板开裂的内因;混凝土浇筑温度高、昼夜温差大、养护水温较低,越冬期混凝土温降绝对值大,是影响面板开裂的环境因素;垫层接触面对面板约束程度对混凝土面板内部的受力状态、应力水平和分布特性有显著影响;喷涂乳化沥青可有效降低面板的受约束程度,减小开裂风险。预防和减少面板混凝土裂缝的发生,应从混凝土材料体系、堆石体和垫层结构、环境因素的控制等方面予以足够重视。     

预应力高强混凝土施工中应注意的几个问题

从我国目前施工水平看,一般认为强度达到或超过C50的混凝土为高强混凝土,其特点是:高强度、变形小,高弹性模量,低渗透性和耐久性。其不足是脆性大、延性差、易出现裂缝。本文通过对预应力高强混凝土、原材料、拌和、浇注、养护、预应力筋张拉(或放     

高强度低干缩率高粉煤灰用量混凝土

为了评价高粉煤灰用量混凝土的强度,尤其是收缩特性,进行了室内研究。制备了用粉煤灰替代50%和70%普通硅酸盐水泥(OPC)的混凝土拌和物。水-胶凝材料比为0.28～0.34。有些混凝土拌和物还含有超塑化剂。报告了在20℃温度和65%相对湿度条件下养护的混凝土拌和物的强度和收缩特性。室内试验结果表明,高粉煤灰用量(HVFA)混凝土1d龄期获得令人满意的抗压和抗拉强度。试验结果还表明,取代50%OPC的HVFA混凝土,28d龄期及其后的强度高于OPC混凝土。低水-胶凝材料比的HVFA混凝土,其收缩值比OPC混凝土的降低30%。含超塑化剂的混凝土的收缩值比不含超塑化剂的混凝土的高50%。     

干旱气候下不同养护方式对混凝土抗裂性能的影响

西北地区干旱少雨,蒸发量大、昼夜温差大等恶劣的气候环境易导致混凝土开裂,合理的养护方式可提供混凝土硬化过程中必要的温湿度条件,提高混凝土抗裂性能。为研究干旱气候下养护方式对混凝土抗裂性能的影响,对混凝土裂缝宽度、开裂时间、裂缝长度和裂缝数目进行了统计和分析。结果表明:干旱地区恶劣气候条件易导致混凝土产生干缩裂缝,若不采取适宜的养护措施,在混凝土拆模后的一段时间内会造成混凝土开裂。试验发现:在恶劣气候条件下,塑料薄膜包裹养护、洒水养护等常规养护措施难以满足混凝土硬化时所需的温湿度条件,抗裂性能较差;蒸汽养护可有效防止混凝土早期开裂,亦可减少裂缝数目和抑制裂缝宽度的发展,提高混凝土抗裂性能。研究得出蒸汽养护方式可为特殊环境(干旱)下的混凝土预防开裂提供借鉴。     

预吸水多孔钢渣对混凝土早期抗裂性能影响

混凝土的早期抗裂问题是当前国内外研究的热点之一。为了探究多孔钢渣对混凝土抗压强度和早期抗裂性能的影响,采用预吸水多孔钢渣等量部分替代混凝土中粗集料配制钢渣混凝土,并用刀口法研究不同水灰比和不同钢渣掺量对混凝土早期抗裂性能的影响规律。研究发现:掺加预吸水多孔钢渣混凝土7 d和28 d的抗压强度明显优于对照组,并且仅从抗压强度角度判断,钢渣在混凝土中存在最优掺量;掺加预吸水多孔钢渣后,混凝土裂缝初裂时间后移,裂缝最大宽度、单位面积上总开裂面积明显缩小,早期抗裂性能增强。从内养护角度分析,多孔钢渣能够改善混凝土内部相对湿度,从而抑制了混凝土早期收缩,有助于提高混凝土早期抗裂性能。     

硅粉混凝土在水利工程中的应用

介绍了硅粉的性能及其对混凝土拌和物、硬化混凝土性能的影响 ,并依据某工程温度观测资料 ,提出了大体积硅粉混凝土防止早期裂缝发生的相应养护措施     

改善高强高性能混凝土抗裂性能试验研究

通过试验,研究改善高强高性能混凝土抗裂性能措施。结果表明,高强高性能混凝土比高性能混凝土更容易发生塑性开裂,且开裂时间更早、开裂面积也更多。通过采取及时覆盖塑膜养护或喷涂减蒸剂、缓凝剂与覆盖塑膜相结合养护,能够有效减少和避免高强高性能混凝土的塑性开裂,使结构满足耐久性要求。     

养护条件对混凝土毛细吸水性能的影响

养护条件对混凝土的硬化过程和微观孔隙结构的形成具有重要影响,而混凝土的毛细吸水性能与材料自身的孔隙结构及分布密切相关。开展了养护条件（标准、自然、浸水和密封养护）对混凝土毛细吸水性能影响的试验研究。对从混凝土方形板试件取出的圆柱体进行了抗压强度试验,并对沿圆柱体高度方向上等厚度切割成的3个“圆饼”试件,分别进行了超声波速和孔隙率两种指标的测试。为了实现吸水观测的连续性,利用改进的混凝土吸水测重法试验装置,开展了不同养护条件下“圆饼”试件的毛细吸水试验。试验结果发现,养护条件对混凝土的抗压强度、超声波速和孔隙率具有较大影响,是决定养护过程中强度发展和内部孔隙结构及密实性的关键因素。标准养护下强度和超声波速最大,孔隙率最小;密封养护下强度和超声波速最小,孔隙率最大;自然和浸水养护试验结果接近,介于标准和密封养护两者之间。相同养护条件下,混凝土由上到下不同位置的累积吸水量、初始吸水率和孔隙率逐渐降低,超声波速则逐渐增大,说明混凝土由上到下不同位置的密实度逐渐增大。     

基于均匀设计的高地温隧洞衬砌混凝土抗压强度影响规律研究

以分析高地温隧洞环境对衬砌混凝土性能的影响规律为目标,采用高地温湿度养护箱模拟高地温隧洞中的温湿环境,进行衬砌混凝土的养护,利用均匀设计的试验方法获得较为全面的试验数据,通过回归分析得到不同养护龄期的回归方程,归纳出温度、水胶比、砂率三个主要因素对衬砌混凝土单轴抗压强度的影响规律。结果表明:通过回归方程,温度、水胶比及砂率均可找到一个最优值(如水胶比为0.42、砂率为45%、养护温度为57℃)使得衬砌混凝土的单轴抗压强度达到最大值;随养护温度的升高,最大衬砌混凝土单轴抗压强度对应的水胶比及砂率均有所增大,如养护龄期为28 d时,水胶比为0.31(养护温度55℃)、0.52(养护温度115℃)。因此,混凝土养护温度较高时,应适当增大水胶比及砂率。     

塑性混凝土强度和尺寸效应的试验研究

通过对12个配合比、3个龄期共405个塑性混凝土试块的强度试验,研究了塑性混凝土相关强度之间的关系,塑性混凝土抗压强度和劈拉强度的尺寸效应,以及塑性混凝土抗压强度与龄期之间的关系。试验结果表明:塑性混凝土抗压强度、劈拉强度、抗折强度之间具有良好的统计关系;相比边长为150 mm的立方体试块,边长为100 mm的塑性混凝土立方体试块的抗压强度和劈拉强度的尺寸效应系数分别为0.937 5和0.861 6;龄期对塑性混凝土的抗压强度有较大的影响。在此基础上,建立了相关强度指标之间的换算关系式以及轴心抗压强度与龄期的对数关系式。     

早期受冻对混凝土耐久性劣化的影响研究

在寒冷地区的混凝土建筑物常常因早期受冻导致耐久性的劣化,且劣化程度难以测定,故通过实验探究不同受冻温度和不同养护龄期对早期受冻混凝土耐久性劣化的影响。从受冻温度和养护龄期两个角度进行分组试验。通过测量质量损失率、动弹性模量和抗压强度来反映耐久性劣化程度。结果表明:养护龄期是混凝土耐久性的主要影响因素,终凝前受冻的混凝土耐久性劣化程度高于终凝后受冻的混凝土。受冻温度的影响较小,总体呈现温度越低劣化程度越高。建立了函数模型并用试验数据进行验证,证明相对动弹性模量与抗压强度损失率相关,可通过测量相对动弹性模量来推测抗压强度损失情况。相关研究可为寒冷地区混凝土建筑物更新维护与改造工程提供理论依据。     

混凝土面板温度收缩应力及相关参数分析

面板结构受到三咱类型力的作用，即由温度、湿度变化引起的收缩应力；由面板材料基体受到的物理化学作用引起的膨胀应力和由外荷载作用产生的应力。其中，温度变形引起的裂缝占总体的80%以上。研究发现，综合温差、徐变变形、基础约束及混凝土面板线膨胀系数都对面板温度收缩应力有显著影响，通过降低这些因素的不利影响，保证面板具有适当的抗拉强度，可以做到200m级高面板堆石坝特长面板少出现裂缝或不出现裂缝。     

不同养护制度下粉煤灰混凝土抗硫酸盐冻融循环性能

为了揭示养护制度的变化在冻融硫酸盐环境下,对粉煤灰混凝土物理力学性能影响的变化规律,将浸泡不同龄期的粉煤灰混凝土抗压强度进行测试,改变了盐冻前的养护制度,并进行了不同循环后的物理性能试验;同时,对纯水和不同浓度硫酸钠溶液低温下冻结过程进行监测。试验研究发现:首先,大掺量粉煤灰混凝土浸泡于硫酸钠溶液中随着龄期延长,抗压强度增长更快,但在高浓度溶液中浸泡60～90 d后强度出现拐点;其次,在非长龄期的硫酸盐溶液中的浸泡,提高了试件后续抵抗此环境下冻融的能力,从300个循环提高至500循环左右;最后,在冻融硫酸盐交互作用下,由于降温速度和完全冻结时长随溶液浓度增大而提高和缩短,最长缩短近200 min左右,从溶液低温化学性态的角度明晰了硫酸盐环境对混凝土抵抗冻融破坏所起的积极作用。     

水工泵送及常态混凝土性能对比试验研究

泵送混凝土在拌合物状态及各材料用量上与常态混凝土相比存在较大差异,该差异会在硬化混凝土各项性能中得到体现。为了研究水工泵送混凝土和常态混凝土在力学及干缩性能方面的差异,设置了3组对比试验。在同水胶比下,随着水胶比的增大,泵送混凝土相对于常态混凝土在抗压强度、抗拉强度、拉压比及弹性模量等指标方面表现出明显的优势。在不同水胶比下,泵送混凝土的干缩率也均大于常态混凝土。28,60,90 d龄期的泵送混凝土和常态混凝土的干缩率受水胶比影响显著,而3 d和7 d龄期的干缩率则受水胶比影响不明显。2种混凝土早期干缩率发展较快,后期则相对缓慢,干缩率的平均增长速率随龄期增加呈幂函数变化。该研究可以为泵送混凝土在水利工程中的应用提供一定的借鉴。