早龄期高强混凝土拉伸徐变特性

通过早龄期混凝土拉伸基本徐变的实验,研究了不同水灰比,加载龄期、加载初始应力强度比(应力水平)等参数条件下的早龄期高强混凝土拉伸徐变特性.结果表明:龄期0.5,0.75d和1d加载的混凝土表现出较大的徐变变形,并且徐变速度在持续加载一段时间后随龄期的推迟而急速下降:龄期0.5,0.75d加载的混凝土徐变表现出较大的非线性,同一加载龄期下,加载初始应力强度比越大,比徐变越大,加载初期的徐变速度越快;但加载龄期在1,3,7d的混凝土徐变仍表现出较明显的线性特征.同一加载龄期、同一加载应力强度比的条件下,水灰比越大,比徐变越大,而且加载龄期越早,比徐变的差异越明显.     

基于声发射技术的早龄期扰动对混凝土力学性能影响分析

为研究早龄期扰动对混凝土力学性能的影响并明确其影响机理,采用室内扰动的方法在混凝土凝结初期和凝结中期提供扰动并进行强度试验和声发射试验,从微观角度分析早龄期扰动对混凝土力学性能的影响。结果表明,早龄期扰动对混凝土力学性能影响较大,凝结初期受扰动混凝土抗压强度增大,凝结中期受扰动混凝土抗压强度减小,同时不同扰动参数变化对试件抗压强度影响不同。根据不同声发射参数分析,发现早龄期扰动后试件初始微裂纹数量越少,损伤越小,试件破坏时累积能量越大,产生剪切裂缝事件点所占比率越小。最后,从初始微裂纹角度解释了早龄期扰动对混凝土力学性能的损伤机理。     

早龄期钢纤维混凝土单轴压缩破坏前兆特征

早龄期混凝土受水化、外荷载等影响,容易产生裂缝,影响结构耐久性,电阻率能较好地反映混凝土内部损伤程度.本研究开展了钢纤维混凝土(SFRC)和普通混凝土(NC)单轴压缩过程中的电阻率监测试验,研究了龄期对SFRC在单轴压缩过程中电阻率变化特性的影响,并在不同龄期对两种混凝土开展了波速测试试验.研究结果表明,龄期对SFRC在单轴压缩过程中的电阻率变化规律影响显著,28 d龄期内,电阻率变化规律依次以\"L\"型、\"V\"型和\"U\"型三种不同的简化模式呈现.试件临近破坏时,电阻率均有所增大,龄期1和3 d时,增长趋势较小,龄期7、14和28 d时,增长显著.电阻率信息反映了混凝土内部裂隙的萌生和发展,可将电阻率的缓慢增大阶段作为SFRC破坏的前兆信息.SFRC的强度和波速均高于NC,且随龄期增长呈增长趋势.     

早龄期加载的PVA纤维超高强混凝土徐变性能研究

以混凝土强度、聚乙烯醇(PVA)纤维体积分数、加载龄期三个因素作为控制变量,共成型18组混凝土试件,开展了坍落度试验、抗压强度试验、徐变试验,分析不同强度等级、PVA纤维体积分数、加载龄期对混凝土徐变规律的影响。同时,基于ACI209徐变预测模型和试验结果拟合结果,提出了适应早龄期PVA纤维超高强混凝土的徐变预测模型。试验实测曲线与预测模型计算曲线的对比表明,该徐变预测模型能够用于PVA纤维混凝土早龄期徐变随加载时间、纤维体积分数、混凝土强度因子变化的预测。     

碳纳米管增强堆石坝面板混凝土早龄期热膨胀系数研究

热应力是引起堆石坝混凝土面板非结构性开裂的主要原因之一,热膨胀系数(CTE)与混凝土的热变形和热应力直接相关。碳纳米管(CNTs)具有良好的力学性能和一维纳米材料独有的纳米效应,有望改善面板混凝土的CTE。制备施工配合比基准混凝土(JC)和掺质量分数为0.1%的CNTs的面板混凝土(NC),采用温度-应力试验机(TSTM)测量早龄期混凝土在温度匹配(TMC)模式和恒温模式下的自由应变,计算早龄期混凝土的CTE值,提出面板混凝土时变CTE模型。结果表明,两种面板混凝土的CTE在终凝后快速降低至最小值,最后缓慢增至一个稳定值。CNTs的掺入提高了面板混凝土在终凝附近的CTE值,但能降低混凝土CTE的稳定值。     

钢筋混凝土早龄期约束收缩试验研究

针对现浇混凝土结构早期变形开裂问题,设计了适用于轴向配筋试件的刚性框架端部约束收缩试验装置,进行不同配筋率和不同钢筋布置方式下C30混凝土干燥约束收缩试验,并以素混凝土试件和配筋试件端部自由收缩试验作为对比.测试配筋试件和素混凝土试件收缩变形、约束荷载、内部相对湿度随龄期的发展变化.结果表明:端部自由情况下,配筋试件干燥收缩小于素混凝土试件,约束率随配筋率增加而增大;端部约束情况下,配筋试件约束荷载远小于素混凝土试件,仅为素混凝土试件的1/8 ～1/17;干燥收缩过程中混凝土内部相对湿度呈\"3阶段\"规律变化.研究结果为混凝土早期变形开裂及防裂措施的研究提供参考.     

水泥细度对早龄期碾压混凝土综合抗裂性的影响

水泥水化热与比表面积和化学组成有关,但是相对于调整水泥的化学组成来说,通过减小水泥的比表面积来降低水泥水化热要容易得多。为了探索水泥比表面积与碾压混凝土抗裂性能的关系,采用相同熟料磨制了3种细度的水泥,研究了水泥细度对水化热、胶砂强度的影响,以及对混凝土的工作性、力学性能(抗压强度、抗拉强度和抗拉弹性模量)、极限拉伸值、绝热温升等性能的影响;同时,采用温度–应力试验机,评估了在100%约束和近似绝热条件下水泥细度对早龄期碾压混凝土综合抗裂性能的影响。结果表明:水化热与比表面积成线性关系,降低水泥比表面积是降低混凝土温升的有效、便捷的措施;粗磨水泥提高了碾压混凝土的工作性,降低了混凝土的抗压强度和弹性模量,但混凝土极限拉伸值没有明显变化;温度–应力试验表明,随着水泥比表面积的降低,混凝土第二零应力温度更低,粗磨水泥碾压混凝土综合抗裂风险更低。     

不同养护条件下混杂钢纤维超高性能混凝土的早龄期力学性能及开裂特性

结合烧失量与单轴拉、压实验,研究了空气及热水（1 d,60℃热水+2 d空气）养护条件下混杂钢纤维超高性能混凝土（UHPC）试件的3 d龄期水化程度与力学性能,同时利用数字图像相关技术与光学显微镜对拉伸试件表面的开裂特性进行了表征,并通过扫描电子显微镜对其微观结构进行了分析。结果表明:与空气养护相比,热水养护加快了UHPC基体的水化反应进程,温度的升高是促进水化反应的主要因素;热水养护UHPC试件的初裂、抗拉及抗压强度明显提高,但其拉伸应变性能的变化并不明显;试件的最大裂缝宽度总体上有所降低;基体变得更加致密,纤维与基体的界面粘结也更强。随着纤维掺量的增加,UHPC的拉伸应变有所提高,总体积掺量为2.5%（长、短纤维比例分别为1.25:1.25,1.5:1.0）试件的拉伸应变均超过了2×10^-3;混掺1.5%（体积分数）长纤维与1.0%短纤维试件在热水养护下产生了较多宽度小于50μm的微裂缝。DIC技术获得的理论应变与单轴拉伸实测应变之间具有较好的吻合度。     

页岩陶粒混凝土长龄期力学性能和耐久性能研究

为测定页岩陶粒混凝土的长龄期力学性能和耐久性能,在同坍落度和同水灰比的条件下配制了两种强度的页岩陶粒混凝土和碎石混凝土。研究结果表明：两种强度的页岩陶粒混凝土均达到设计强度标号;28d后页岩陶粒混凝土抗压、抗折强度继续增长,且抗折强度增幅较碎石混凝土大;页岩陶粒混凝土的抗冻性和抗渗性优于碎石混凝土;页岩陶粒混凝土的干缩性和耐磨性与碎石混凝土相当。     

粉煤灰混凝土早期热膨胀系数试验研究及预测模型构建

热膨胀系数是混凝土结构早龄期开裂计算的重要热学参数,对不同粉煤灰掺量混凝土早期热膨胀系数进行了试验研究,得到了混凝土早期热膨胀系数的变化规律,分析了粉煤灰掺量变化的影响机理,提出了考虑粉煤灰掺量变化的混凝土早期热膨胀系数预测模型。研究表明:粉煤灰掺量增加,混凝土早期热膨胀系数先增大后减小,且在掺量为30%时有最大值。研究结果可为混凝土结构早期开裂计算提供试验依据和参数选取。     

UHPC水化热对功能梯度组合梁早期收缩开裂的影响

以UHPC厚度为基本参量,进行了UHPC-NC功能梯度组合梁水泥水化阶段构件截面温度场和混凝土收缩性能的实验研究。研究表明：当UHPC厚度超过20 mm时,截面中心和外缘的温差达到5.6℃,由温差引起的最大拉应力值为3.36 MPa,组合梁水化热产生的温度应力不可忽略。在试验研究的基础上,提出了考虑UHPC层厚度影响的UHPC-NC功能梯度组合梁温度应力的计算方法,并将计算结果与试验结果进行了对比,两者吻合较好,具有一定的工程应用价值。     

混凝土早强剂的研究与应用进展

混凝土早强剂是一类重要的混凝土添加剂,对混凝土性能有重要影响,它能够提高施工效率,节约建设成本.本文结合近年来国内外在早强剂方面的研究与应用情况,介绍了不同类型早强剂的特点和应用性能,提出非氯盐、非硫酸盐类早强剂、复合早强剂和与水泥混合材相适应的专用早强剂的研制和应用,将是混凝土早强剂的重要发展方向.     

钢板混凝土组合剪力墙早期裂缝试验研究

针对钢板混凝土组合剪力墙结构早期开裂问题,设计了混凝土中掺加膨胀剂、内养护剂、钢纤维、膨胀剂与内养护剂复掺4种情况下的早期收缩及早期平板约束开裂试验,以此来研究钢板混凝土组合剪力墙中高强高性能混凝土的抗裂减缩效果.结果表明:膨胀剂、内养护剂、钢纤维、膨胀剂与内养护剂复掺都可以降低混凝土的早期收缩;膨胀剂与内养护剂复掺明显改善了膨胀剂的膨胀效果,使混凝土的膨胀应变及膨胀时间得到显著提升,降低28 d收缩达87.6%,且混凝土早期开裂时间推迟,裂缝宽度和数量都明显降低.本文的研究结果为钢板混凝土组合剪力墙早期裂缝的控制提供了参考.     

基于平板法纤维混凝土早期抗裂性能试验研究

通过平板约束试验研究整体式聚丙烯纤维混凝土、整体式钢纤维混凝土、层布式混杂纤维混凝土、整体式混杂纤维混凝土的早期抗裂性能,并与基准混凝土进行对比研究.结果表明:掺加纤维的混凝土,其早期开裂时间延迟,裂缝条数、最大裂缝宽度、裂缝总长度、单位面积裂缝的数量、总裂缝面积均有不同程度的减小,纤维掺入混凝土中能显著改善混凝土的早期抗裂性能;在纤维掺人的混凝土中,纤维掺入方式不同,混凝土抗裂效果也不同.经对比分析,混杂纤维混凝土的抗裂性能要优于单掺纤维混凝土;层布式混杂纤维混凝土的抗裂效果要好于整体式混杂纤维混凝土.     

早期开放交通对水泥混凝土路面寿命影响的理论分析研究

过早开放交通,行车荷载会对新建水泥混凝土路面造成一定的破坏.基于Miner线性损伤理论构建水泥混凝土路面寿命损失模型,在此基础上研究了水泥混凝土路面结构设计参数不同时,早期开放交通对水泥混凝土路面寿命的影响.最后以寿命损失<1%为标准,给出了水泥混凝土强度形成早期内,在不同的时间开放交通所需要的路面厚度.结果表明,因混凝土早期抗弯拉强度、回弹模量与养生龄期呈半对数关系,日交通量、面层与基层厚度的变化对水泥混凝土路面的寿命损失影响较大,基层回弹模量和土基回弹模量的变化对早期开放交通造成的损失变化不明显.为了达到水泥混凝土路面在施工完成后尽早开放交通的目的,实施有效的交通管制或增加路面厚度最为有效,研究结论为水泥混凝土路面的设计和最佳开放交通时间的确定提供了参考依据.     

玄武岩纤维混凝土早期裂缝试验研究

为了研究玄武岩纤维混凝土早期开裂性能,对不同长度纤维和不同体积掺量的玄武岩纤维混凝土进行试验,结果显示:玄武岩纤维混凝土相对于普通混凝土裂缝降低明显,玄武岩纤维混凝土早期收缩裂缝随纤维长度增加先减小后缓慢增加,最佳阻裂纤维长度为18 mm,早期收缩可见裂缝随纤维体积掺量的增加而减小,当体积掺量到0.2%时可见裂缝基本消失.随着混凝土强度提高纤维混凝土的抗裂指标逐渐降低,裂缝更加短小.