混凝土减缩剂抗裂性能研究

为推广应用混凝土减缩剂,通过测定掺减缩剂砂浆的干燥收缩、圆环开裂性能和掺减缩剂的混凝土平板抗裂性能,评价了JG-SRA混凝土减缩剂的抗裂性能,并通过测定掺减缩剂的模拟水泥石孔溶液的表面张力,分析了减缩剂的作用机理。结果表明,JG-SRA的砂浆减缩率大于35%,圆环开裂时间比基准砂浆推迟34 h,混凝土裂缝控制率大于50%。减缩剂通过降低水泥石孔溶液表面张力,提高内部相对湿度,减少水分蒸发,有效地提高了混凝土体积稳定性。     

不同类型减缩剂减缩效果比较分析

在高水胶比混凝土中掺加不同类型减缩剂(内养护剂(SAP)、膨胀剂及有机减缩剂),然后研究不同类型减缩剂对混凝土抗压强度、化学收缩、自收缩、干燥收缩、塑性开裂的影响,对比分析不同类型减缩剂在不同混凝土养护条件下的减缩效果.结果表明:SAP、膨胀剂、有机减缩剂对混凝土3d抗压强度均有不同程度的负面影响,其中有机减缩剂负面影响最大,但SAP可促进混凝土28d抗压强度增长;SAP对混凝土化学收缩、自收缩、干燥收缩及塑性开裂均具有较好改善效果,这缘自于SAP对混凝土内部相对湿度的调控作用;膨胀剂对混凝土养护条件要求苛刻,在密封条件下膨胀剂具有较好的补偿自收缩作用,但在干燥养护条件下膨胀剂补偿干燥收缩的效果并不理想;有机减缩剂对密封条件下混凝土自收缩的补偿效果不如SAP及膨胀剂,但在干燥条件下其具有良好的补偿混凝土干燥收缩的效果,这是因其能降低混凝土溶液表面张力和内部水分蒸发速率的缘故.     

高性能桥用混凝土平板法抗裂试验研究

通过平板约束试验研究聚丙烯纤维混凝土、膨胀混凝土和减缩混凝土早期抗裂性能,并与无任何掺加的C50混凝土进行对比研究。研究结果表明:聚丙烯纤维和膨胀剂可以有效地控制裂缝数量的增长,但聚丙烯纤维不能从根本上消除裂缝,对裂缝长度的延伸限制作用较差;膨胀剂可以显著减少裂缝数量,但膨胀剂对裂缝宽度的控制作用有限;聚丙烯纤维和减缩剂可以控制裂缝宽度的开展,减缩剂还可以减少裂缝长度的延伸,但减缩剂无法有效控制裂缝数量的增长。     

SAP对高强混凝土塑性阶段抗裂性能的影响

通过混凝土表面水分蒸发、毛细管负压试验,探讨高吸水性树脂(SAP)对低水胶比高强混凝土塑性阶段抗裂性能的影响。混凝土单位面积水分蒸发量越大,塑性阶段开裂数量、开裂面积越大;毛细管负压增长曲线越平缓,混凝土初始裂缝出现时间越迟;一定范围内SAP额外引水量比越大,混凝土单位面积水分蒸发量和水分蒸发速率越小,毛细管负压增长曲线越平缓,混凝土塑性阶段抗裂性能越好。     

利用平板试验法探究提高混凝土保水性对降低水分蒸发速率和抑制混凝土早期塑性裂缝的作用

本文通过平板试验法测定在不同的混凝土保水性条件下,水分蒸发速率对混凝土产生塑性裂缝面积大小的影响。分析水分蒸发速率与塑性裂缝之间的关系,说明塑性裂缝产生的原因是混凝土在早期塑性阶段表面快速失水所致,强调提高混凝土保水性能和加强混凝土表面保湿养护的作用。     

复合型水泥基减缩剂的制备及应用性能评价

通过对单一减缩组分进行减缩性能试验,选取2种减缩性能较好的减缩组分进行不同比例的复合,制备出水泥基减缩剂,通过性能试验结果表明,该减缩剂能大幅度降低水溶液的表面张力,同时对砂浆、普通混凝土和高强高性能混凝土均表现出较高的早期减缩率,又具有较好的长龄期减缩性能,在掺量为2.0％时,28d减缩率分别达到48.5％、49.4％和48.0％,90d减缩率均保持在35％以上.该减缩剂并不能有效抑制砂浆的水分蒸发,且对砂浆强度有所影响,但影响并不显著.     

水灰比对混凝土塑性收缩裂缝的影响

试验研究了水灰比对新拌混凝土塑性收缩裂缝面积和水分蒸发速率的影响。结果表明，水泥和集料用量一定的的条件下，在0．35-0.65范围内，混凝土拌合物的水分蒸发速率随水灰比的增加而增大；混凝土塑性收缩面积最大值对应的水灰比约为0．5，当水灰比小于0．5时，混凝土塑性收缩面积随水灰比的提高而增大，当水灰比大于0．5时，混凝土塑性收缩面积随水灰比的提高而减小。     

减缩剂在水泥基材料中的作用历程与机理研究

研究了2种减缩剂被水泥熟料、矿渣和粉煤灰等固体颗粒吸附的性质及其对水溶液和模拟水泥石孔隙溶液表面张力、蒸发速率的影响.结果表明:水泥熟料、矿渣和粉煤灰等固体颗粒对2种减缩剂的平均吸附率小于10%,有90%以上减缩剂溶于溶液中;2种减缩剂溶于水或模拟水泥石孔隙溶液中均能有效降低溶液的表面张力和蒸发速率.减缩剂的作用历程和机理为:溶解于水泥石孔隙溶液中的减缩剂能长期稳定地降低溶液的表面张力,从而减少因毛细孔失水所产生的收缩应力,此外还能在一定程度上降低溶液的蒸发速率,这两方面的共同作用抑制了水泥基材料的收缩.     

水灰比、胶集比及水泥浆量对混凝土塑性收缩裂缝的影响

新拌混凝土浇注成形后在模拟环境条件下进行试验。固定单方混凝土用水量的试验结果表明:较低和较高水灰比混凝土拌合物在塑性阶段不易开裂,而中间某一水灰比时对应的裂缝面积最大;这一最大裂缝面积对应的中间水灰比为0.4或0.45左右。胶集比或水泥浆量对混凝土塑性收缩裂缝的影响与水灰比的情况相似。水分蒸发速率随水灰比的增大而增大。     

减缩剂对混凝土早期自收缩的影响

采用自行设计制作的混凝土早期自收缩测试装置,研究了减缩剂在不同混凝土强度等级、掺粉煤灰或矿粉与否等对混凝土早期自收缩的影响。试验结果表明,减缩剂能有效降低混凝土的早期自收缩,减缩率随混凝土强度等级提高而提高。对掺粉煤灰或矿粉的混凝土,减缩剂同样具有优异的早期减缩效果。粉煤灰和矿粉能在一定程度上减小混凝土的早期收缩,对减少混凝土的早期收缩裂缝是有利的。减水剂极大地增加混凝土的早期收缩,即使掺入减缩剂,其收缩率仍大于不掺减水剂的混凝土。因此,对掺减水剂的混凝土应特别加强早期养护。     

外加剂对混凝土收缩抗裂性能的影响

减水剂用于比表面积较大的水泥。由于水泥水化热较高，减水剂又促进了水泥加速水化，使混凝土易产生收缩开裂，缓凝剂过量加入使混凝土长期处于塑性状态，也会增大混凝土塑性收缩。引气剂能有效防止混凝土收缩开裂，但应用不当更能加大混凝土收缩开裂的危险。减缩防裂剂能有效控制混凝土收缩开裂。     

粗骨料对轻骨料混凝土塑性收缩裂缝的影响

轻骨料级配以及含水率影响用其配制的混凝土的塑性收缩裂缝。试验结果表明,轻骨料单粒级粒径增大,则骨料吸水率和新拌混凝土水分蒸发量均增大,而裂缝面积却随之减小：此外,高含水率轻骨料更有利于抑制混凝土早期塑性收缩开裂。     

高性能混凝土早期收缩开裂问题研究

根据理论和试验分析,对高性能混凝土早期收缩机理、早期开裂与早期收缩间关系,混凝土非均匀收缩等问题进行研究。结果表明：高性能混凝土早期收缩主要取决于表面水份蒸发和内部自干燥作用引起的相对湿度降低程度,同时与混凝土的弹性模量和龄期有关。混凝土收缩量越大、弹性模量越高、受拉徐变量越小,受约束程度越高,就越容易产生开裂。单面干燥条件下混凝土结构中存在明显的内外层非均匀收缩现象,从而使混凝土表层受拉,内部受压;水灰比越小,这种非均匀收缩现象越显著。     

索塔锚固区泵送高性能钢纤维混凝土的研制

普通纤维混凝土因可泵送性差很少用于索塔锚固区。采用多重复合技术,优选纤维混凝土配合比,并研究了各配合比的泵送性能;模拟干热环境,对优选的高性能混凝土(HPC)和钢锚箱锚固区专用高性能钢纤维混凝土(HPSFRC)进行了塑性收缩试验;研究了纤维掺量和减缩剂对塑性收缩和干燥收缩性能的影响,并对其机理进行了探讨。研究表明,经优化的高性能钢纤维混凝土2h内泵送性能优良。随着纤维掺量的增加,塑性收缩的开裂总面积下降,混凝土的抗裂等级提高。当钢纤维的体积掺量为0.8%时,高性能钢纤维混凝土自由干燥90d的收缩值同高性能混凝土相比下降了50%;有约束的干燥收缩66d试验环未见开裂,从而减少混凝土开裂的风湿,提高混凝土结构的耐久性。与同强度等级的高性能混凝土相比,钢纤维的加入也改善了混凝土的力学性能,高性能钢纤维混凝土的抗弯强度和劈拉强度提高了近30%。试验结果还表明,纤维体积率为0.6%的钢纤维与减缩剂复合后,对抑制塑性收缩和干燥收缩效果显著。     

水泥基体参数对砂浆塑性收缩开裂性能的影响

研究了水泥基材料基体参数对砂浆塑性收缩开裂性能的影响，结果表明：水泥品种不同，砂浆的塑性开裂性能不同；水泥标号增大，砂浆的塑性开裂也将加大；存在使砂浆塑性开理解最大化的水比；灰砂比越小，砂浆的抗塑性开裂性能越好；粗细集料、外加剂种类、混合料品种及掺量也对砂浆的塑性开裂性能有很大影响。     

PP纤维水泥界面粘接与抗干缩开裂性能研究

和酸或碱水溶液处理聚丙烯（PP）纤维表面,可改善纤维-水泥界面的粘结性能,并提高PP纤维水泥砂浆的抗干缩开裂性能。     

基于水灰比及水分蒸发速度的砂浆开裂本构方程

分别对不同水灰比的砂浆改变温度、湿度、光照及风速,模拟计算出平板砂浆水分蒸发速度,研究了水分蒸发速度对砂浆抗裂指数的影响,建立了砂浆抗裂指数与水分蒸发速度的一元本构方程以及砂浆抗裂指数关于水灰比和水分蒸发速度的二元本构方程,并利用该本构方程指导预测砂浆的开裂趋势.     

水泥基材料塑性收缩抗裂判据研究

采用自行设计的塑性抗拉强度、塑性收缩开裂应力测定装置测试了水泥砂浆、混凝土塑性抗拉强度和塑性收缩开裂应力.出现塑性收缩开裂时,试件表面实际的塑性收缩开裂应力应大于或至少等于其塑性抗拉强度,据此提出了以试件的毛细管收缩开裂应力临界作用深度来计算其他试件的名义开裂应力,再以此计算它们的塑性收缩开裂抗裂指数,从而得出水泥基材料塑性收缩开裂抗裂判据的思路.实验发现:当抗裂指数≤1.360时,水泥砂浆、混凝土出现塑性收缩开裂;当抗裂指数>1.360时,水泥砂浆、混凝土不出现塑性收缩开裂.     

混凝土塑性收缩裂缝成因及防裂措施研究综述

本文综述了塑性收缩及其裂缝的形成机理、裂缝与蒸发的关系以及影响塑性收缩裂缝形成的因素，介绍了研究塑性收缩裂缝的典型试验方法，提出了防止塑性收缩裂缝的措施。