基于TSTM的混凝土早龄期抗裂性研究

通过温度应力试验机(TSTM),研究了粉煤灰混凝土、HF-粉煤灰混凝土、硅粉-粉煤灰混凝土、PVA-硅粉-粉煤灰混凝土等不同类型混凝土的早龄期抗裂性,试验结果表明:粉煤灰混凝土的开裂温度最低为9.4℃,其次为低热水泥PVA硅粉粉煤灰混凝土(12.9℃)和中热水泥PVA硅粉粉煤灰混凝土(13.8℃),HF-粉煤灰混凝土(17.0℃)和硅粉-粉煤灰混凝土(23.1℃)的开裂温度较高。研究成果为有抗裂要求的混凝土配合比设计中掺合料的选择提供了理论依据。     

低热混凝土早期抗裂性能试验研究

低热混凝土具有常规混凝土所不具备的早期低热、后期强度发展快等优点。除了经济因素外,目前制约着低热混凝土广泛使用的主要因素是其早龄期的低强度,但是低强度并不一定意味着低的抗裂性能。水工大体积混凝土开裂的主要原因是温度应力,其产生与温度梯度和混凝土的自身性质均有关。温度断裂试验是一个可以综合考虑混凝土自身性质和外界温度条件的试验手段,笔者以该试验对比了低热混凝土和中热混凝土抵抗温度断裂的能力。     

中热及低热水泥配制超高性能混凝土的研究

分别采用低热水泥、中热水泥、普硅水泥及大掺量矿物掺合料配制超高性能混凝土（UHPC）,研究了UHPC力学性能、体积稳定性及热学性能的变化。结果表明：普硅水泥配制的UHPC力学性能最好,采用中热、低热水泥或增加矿物掺合料掺量均会使混凝土的抗压及劈裂抗拉强度降低;中热、低热水泥可以减小UHPC的自收缩,增大干燥收缩,但UHPC自收缩和干燥收缩的收缩总量减小,且低热水泥的降低效果优于中热水泥,相较于普硅水泥,低热水泥配制的UHPC总收缩量减小了33%;中热、低热水泥配制UHPC可以降低混凝土的水化速率,同时延缓到达最大水化速率的时间;单纯采用低热水泥降低UHPC绝热温升效果有限,混凝土中心温度与普硅水泥配制的UHPC相差不大。     

抗裂水泥对混凝土性能的影响研究

为明确抗裂水泥对于现代混凝土的适用性与技术优势,针对抗裂水泥与普通硅酸盐水泥配制的混凝土强度、和易性、抗裂性能等进行了对比研究。试验结果表明,抗裂水泥对减水剂的相容性优于普通水泥,水化热低,在净浆和混凝土中开裂敏感性低,抗裂水泥配制的混凝土和易性良好,强度低于普通水泥混凝土,但均满足各强度等级要求,且有一定的强度保证率,对提升混凝土抗裂性能有利。     

三组分低热水泥及混凝土研究

本文以普通硅酸盐水泥、矿渣和粉煤灰为原料配制三组分低热水泥，对三组分低热水泥及配制的混凝土的有关性能进行了试验研究，并测定了混凝土的孔隙率和孔分布。     

等体积砂浆法再生混凝土抗裂性能的影响试验研究

研究了不同再生粗骨料取代率分别对传统方法配制的再生混凝土和等体积砂浆法配制的再生混凝土的抗裂性能的影响;在相同再生粗骨料取代率下,传统方法配制和等体积砂浆法配制对再生混凝土的抗裂性能的影响;不同粉煤灰、玄武岩纤维掺量对等体积砂浆法再生混凝土的抗裂性能的影响,并对其影响机理进行了分析。通过调整粉煤灰和玄武岩纤维的掺入量,确定其在等体积砂浆法再生混凝土中的最佳掺量。试验结果表明:随着再生粗骨料取代率增加,传统方法配制的再生混凝土和等体积砂浆法配制的再生混凝土试件开裂总面积均增大,但等体积砂浆法配制的试件开裂总面积小于传统方法。粉煤灰和玄武岩纤维掺量越多,等体积砂浆法配制的再生混凝土开裂面积越小。     

基于温度-应力试验的混凝土抗裂性仿真分析方法

温度-应力试验能够较好地评价混凝土抗裂性,但因其耗用时间长、试验成本大而制约温度-应力试验法的发展。本试验应用温度-应力试验法得到线膨胀系数、自生体积变形、徐变等变形参数随成熟度发展的函数关系,并用B4Cast温度应力分析软件模拟实际浇筑过程中混凝土的温度发展历程,通过仿真计算,对比实际工况下不同配合比混凝土的抗裂性。结果表明:应用B4Cast仿真计算软件可以得到不同温控措施下混凝土内部的温度历程,采用与实际情况接近的温度历程进行温度应力分析,才能客观评价混凝土的抗裂性;在温度应力试验结果的基础上,通过拟合得到混凝土的热膨胀系数、收缩变形、弹性模量、抗拉强度等参数随成熟度的变化规律,再将其用于B4Cast计算出的温度历程,可以对混凝土的开裂风险进行仿真分析;应用此方法得出在同等级下低热水泥的混凝土抗裂性高于中热水泥的混凝土。     

绿色超大体积混凝土缓解温度应力的施工实践

以极低的水泥用量和适量水渣、粉煤灰微粉,配制的低热、低应力混凝土一是缓解温度应力;二是改善孔结构、提高耐久性;三是降低造价、保护环境。工程实践中取得较好的综合效果。     

单一骨料形状对混凝土性能影响的数字模拟

不少学者通过试验与实际工程经验得出,在保证相同坍落度和水泥总量前提下,卵石混凝土的性能要优于碎石混凝土,特别是混凝土的疲劳性能.基于此,运用ANSYS软件对单骨料混凝土试件进行数字模拟,分别从单骨料试件的抗压试验、抗拉试验和抗折试验三个方面,计算出骨料周围过渡层的最大应力,得出骨料边数越多其产生的最大应力越小,圆形骨料与四边形骨料最大应力差距可达50％,从细观层面上揭示在相同坍落度和水泥用量条件下卵石混凝土优于碎石混凝土的原因.     

混凝土早期变形与开裂敏感性评价

温度变形和自生变形是硬化混凝土在初龄期两种最主要的变形。温度变形是由水泥水化热和环境温度变化引起的变形,自生收缩变形是水泥水化导致的自干燥收缩变形,这两种变形对混凝土早期开裂敏感性的影响与混凝土的孔结构有关,而孔结构与混凝土硬化过程的温度水平及温度历程密切相关。试验表明,掺硅灰的混凝土具有较高的早期抗拉强度,而掺粉煤灰的混凝土具有更好的徐变应力松弛能力,抗裂性能较好,不同温度历程下混凝土热膨胀系数的准确测定对应力分析十分重要。     

不同掺合料混凝土早期抗裂性能的试验研究

本文通过试验研究了在同强度等级(C50混凝土)时,不同的胶凝材料组成对混凝土早期抗裂性能的影响。文中选择了四种有代表性的混凝土进行温度应力试验,分别为普硅水泥混凝土、微膨胀混凝土、大掺量粉煤灰混凝土和掺硅灰混凝土,最后根据试验结果对不同品种混凝土的早期开裂性能进行了对比分析。     

骨料对MgO混凝土开裂敏感性的影响研究

从几个典型工程中分别选取了玄武岩、角闪岩和灰岩这3种人工骨料以及花岗岩天然骨料,研究了骨料的长期吸水特性及其对MgO微膨胀混凝土变形性能的影响,利用温度应力试验机比较了用不同骨料配制的MgO微膨胀混凝土的开裂敏感性.试验结果表明,180d龄期时骨料的饱和面干吸水率相比24h时有大幅增长,骨料吸水率越高,混凝土的自收缩和干缩变形越大;采用玄武岩和角闪岩骨料配制的MgO微膨胀混凝土的开裂温度较低,元素聚类分析揭示用玄武岩和角闪岩骨料配制的混凝土界面区Ca,Mg元素富集程度较为显著,更多水化产物在此区域堆积,从而增加了界面区的密实度,有助于提高混凝土的抗裂能力.     

橡胶粉水泥混凝土路面板与温度应力分析研究

通过对不同长度的普通水泥混凝土路面板与橡胶粉水泥混凝土路面板板中中点和板边缘中点受到的温度胀缩应力、温度翘曲应力计算和分析,得到橡胶粉水泥混凝土路面板按6m长度分缝与目前我国普通水泥混凝土路面板按4.5m长度分缝受到的温度胀缩应力、温度翘曲应力大致相等,有效的证明了橡胶粉水泥混凝土路面可以减少接缝的设置,提高混凝土路面的使用品质和耐久性等性能。经过经济性分析,在相同条件下铺筑橡胶粉水泥混凝土路面的造价略低于普通水泥混凝土路面,这为橡胶粉水泥混凝土在道路路面上的推广应用奠定了基础。     

沥青混凝土温度应力试验及其数值模拟

沥青混凝土路面的低温开裂问题一直是道路工程界人士研究的一个热点问题 ,美国SHRP在综合分析了以前各种用于分析、研究沥青混凝土低温开裂问题的试验方法后 ,认为只有约束试件温度应力试验 (TSRST)能正确的模拟路面的现场情况 ,提出采用约束试件温度应力试验 (TSRST)来研究沥青路面的低温开裂问题 ,并对相应的试验标准 ,试验数据的分析、处理等都提出一整套方法。笔者在采用TSRST进行大量试验的基础上 ,指出SHRP提出的温度应力典型曲线的不足 ,提出了完整的温度应力曲线规律。然后探讨了初始温度度和降温速率等对温度应力的影响以及不同材料的低温抗裂性能。最后在分析已有的温度应力计算方法的基础上 ,提出考虑沥青混合料在连续降温过程中的应力松弛效应的温度应力计算方法 ,运用该方法对TSRST试验过程进行了数值模似 ,模拟结果表明所提出的计算沥青混合料在连续变温过程中的温度应力的计算方法是正确的。     

基于温度-应力试验的掺膨胀剂混凝土抗裂性能研究

通过温度-应力试验研究了钙质和镁质膨胀剂(Type-CaO, Type-MgO)对混凝土早期抗开裂性能的影响。结果表明,掺10%Type-MgO和Type-CaO膨胀剂混凝土的绝热温升较基准混凝土分别提高了3.6%和14.0%,断裂温度相对基准混凝土分别降低了9.7℃和1.7℃;约束条件下,掺10%Type-MgO膨胀剂混凝土的极限拉伸值和断裂应力相对基准混凝土均提高约27%,而掺10%Type-CaO膨胀剂混凝土的极限拉伸值和断裂应力与基准混凝土无明显区别;数据表明,镁质膨胀剂相比钙质膨胀剂可以明显提高混凝土的早期抗开裂性能,钙质膨胀剂不宜用于大体积混凝土的裂缝控制。     

大体积混凝土抗裂性能研究

为了解决大体积混凝土开裂问题,采用一级粉煤灰,掺加高效缓凝保塑减水剂来配制混凝土,在改变粉煤灰掺量(0%,20%,30%,40%,50%)、水泥和粉煤灰总用量的条件下进行试验研究。通过混凝土绝热升温试验、掺粉煤灰水泥水化热试验和混凝土干缩性能试验,发现混凝土的抗裂性能随着粉煤灰掺量在一定范围内的上升而加强。如果将粉煤灰掺量控制在一定范围内,可以满足混凝土的抗裂性能,对大体积混凝土的应用提供了质量保证,防止了大体积混凝土的开裂产生。     

人工海水对混凝土侵蚀性的研究(续)

本文采用普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥,分别配制了水灰比在0．45－0．60范围内的混凝土,系统研究了在人工海水侵蚀后,其强度,超声波检测,吸水性及重量损失率的变化规律及原因,并为试件损伤状态的定量化解析提供基本的试验数据。结果表明,在相同的试验条件下矿渣硅酸盐水泥混凝土抗人工海水的侵蚀性优于普通硅酸盐水泥混凝土。     

人工海水对混凝土侵蚀性的研究

本文采用普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥，分别配制了水灰比在0.45-0.60范围内的混凝土，系统研究了在人工海水侵蚀后，其强度，超声波检测，吸水性及重量损失率的变化规律及原因，并为试件损伤状态的定量化解析提供基本的试验数据，结果表明，在相同的试验条件下矿渣硅酸盐水泥混凝土抗人工海水的侵蚀性优于普通硅酸盐水泥混凝土。     

混凝土早期开裂评价指标研究

采用温度应力试验机对掺加不同掺合料、膨胀剂和聚丙烯纤维的混凝土早期开裂敏感性进行了研究,并根据试验结果初步提出和讨论了混凝土抗早期开裂的评价标准。     

使用“双掺”技术改善硅酸盐自应力水泥抗侵蚀性能的试验研究

目前生产中配制的硅酸盐自力水泥的抗侵蚀性较弱。利用“双掺”技术，可以配制出抗侵蚀性能较 高的硅酸盐自应力水泥混凝土。经初步试验研究表明，配比适当时，这种混凝土（砂 浆）的力学性能可满足生产要求，抗侵蚀性能相对提高两倍以上。