混凝土早期开裂敏感性评价

温度变形和自生收缩变形等受约束形成的拉应力,是引起混凝土早期开裂的主要驱动力;单轴约束试验是试验室评价混凝土早期开裂敏感性的有效方法。文章通过温度-应力试验分析混凝土早期开裂的机理,并探讨了温度历程和自生收缩变形对混凝土开裂敏感性的影响。     

浅析大体积混凝土抗裂施工技术(下)

大体积混凝土在硬化期间，由于水泥水化过程释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，而产生的温度应力和收缩应力，往往导致混凝土结构出现有害裂缝。采取合理措施降低水化热，控制混凝土内外温差并防止过大干缩是施工和管理质量控制工作的重点。     

浅析大体积混凝土抗裂施工技术(上)

大体积混凝土在硬化期间，由于水泥水化过程释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，而产生的温度应力和收缩应力，往往导致混凝土结构出现有害裂缝。采取合理措施降低水化热，控制混凝土内外温差并防止过大干缩是施工和管理质量控制工作的重点。     

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。     

等强度条件下粉煤灰掺量对混凝土抗裂性的影响

为考察等强度条件下粉煤灰掺量对混凝土抗裂性的影响,通过调整水胶比对15%、20%、25%三种粉煤灰掺量的混凝土进行了等强度设计,并在此基础上开展了胶凝材料水化热及混凝土极限拉伸值、干缩、自生体积变形等热学性能和变形性能测试。结果表明,通过调整水胶比得到的三种粉煤灰混凝土的抗压强度、轴向抗拉强度和抗拉弹性模量基本相当,实现了等强度设计;等强度条件下粉煤灰掺量提高,混凝土的极限拉伸值增加,干缩值降低,自生体积收缩变形减少,开裂敏感性降低;三种混凝土之间的绝热温升差异小于胶凝材料水化热的测试情况,说明孤立地由胶凝材料水化热来评价混凝土的抗温度应力开裂性能是不合适的。     

自密实混凝土自生约束收缩开裂性能试验研究

通过钢环内壁贴应变片的环形约束收缩试验,研究了自密实混凝土由自生收缩引起的受力和开裂性能.以不同掺量的粉煤灰、矿渣单掺和复掺为主要因素,研究了自生约束收缩下自密实混凝土试件的钢环应变随龄期的发展规律,分析了钢环应变、混凝土有效自生收缩应变、混凝土收缩应力、开裂风险系数的相互关系.结果表明:单单自生收缩足以导致自密实混凝土环开裂,粉煤灰等量替代水泥能有效降低由自生约束收缩引起的混凝土应力,但掺量过高时混凝土的抗拉强度会明显下降;矿渣等量替代水泥或粉煤灰使混凝土的自生收缩应力增大,抗拉强度略有增加;混凝土环开裂时试件开裂风险系数为1.00~1.25,掺和料对开裂风险系数有影响.     

水泥-双掺料胶凝体系碾压混凝土孔结构试验研究

将磨细水淬矿渣与石灰石粉按一定比例混合制成双掺料,利用扫描电镜、压汞测孔技术研究了水泥-双掺料胶凝体系水化硬化浆体的密实度和孔结构发展规律,同时进行大掺量双掺料碾压混凝土强度及抗渗性随龄期变化试验。结果表明,随着水化龄期的增长,双掺料与粉煤灰相似,具有优化浆体孔结构的作用,硬化浆体无害孔比例明显增加,浆体密实度改善,混凝土强度及抗渗性能均有显著提高。     

混凝土早期徐变对开裂敏感性的影响

混凝土的开裂敏感度主要是由早期应力发展决定,早期徐变是影响由自生收缩与温度变形引起的混凝土约束应力发展的重要因素。研究了约束条件下混凝土的早期徐变松弛性质,以及应力松弛对混凝土早期开裂敏感性的影响。     

抗裂自防水混凝土性能研究及其在南京地铁10号线中的应用

分别采用等温量热试验与变温变形试验研究水化调控材料对水泥水化的影响及复合膨胀材料对混凝土模拟实体结构温度历程下早期体积变形的影响。结果表明,0.2%添加量的水化调控材料可降低水泥水化加速期放热速率峰值超过50%,按质量比2∶1掺入8%的钙镁膨胀材料可增大混凝土升温阶段的膨胀变形约150%,减小降温阶段收缩变形约34%。基于此制备抗裂自防水混凝土并结合分段长度划分、入模温度控制、保温养护等施工措施形成裂缝控制成套技术方案,减少了南京地铁某地下车站主体结构混凝土90%以上的收缩裂缝,显著提升了刚性混凝土的自防水性能。     

钢管高强混凝土自收缩规律的研究

本文从理论上分析了钢管核心混凝土的变形机理,指出在水化过程中存在收缩变形和膨胀变形两种变形趋势,最终的变形表现为收缩还是膨胀取决于两种变形趋势谁占优势。并通过对7组钢管混凝土构件的变形测定来分析水胶比、外掺料、截面尺寸等因素对核心混凝土自收缩的影响以及钢管混凝土作为一种组合构件自身的一些特点。通过试验发现核心混凝土的自收缩随着水胶比的增大而减小,水胶比大的普通混凝土会表现为膨胀;掺硅粉可增大自收缩,掺粉煤灰可减小自收缩;自收缩值与构件尺寸关系不大。核心混凝土的收缩是在外围钢管约束下的收缩,收缩会使钢管产生压应力,混凝土产生拉应力,由于粘结强度较小,收缩引起的应力达到一定值后会使钢管与混凝土脱离,但一般会保持一定的应力余量,说明钢管与混凝土没有完全脱离。最终混凝土收缩的影响表现为使钢管与混凝土产生初应力,同时使混凝土与钢管有相对位移,纵向的相对位移使核心混凝土上表面低于钢管的上表面。     

粉煤灰混凝土施工期嵌固板的温度应力分析

在大体积混凝土浇筑中,如混凝土重力坝基础部位,为了降低混凝土板温度应力和控制裂缝产生,在实际施工中,掺入一定量的粉煤灰.这里运用编程计算出不掺粉煤灰A0与掺45%粉煤灰A45混凝土施工期嵌固板的温度应力,通过分析,结果证明煤灰不但能节约水泥,而且能够达到降低温度应力和控制裂缝产生的目的,从而对实际工程有一定指导意义.     

高掺量粉煤灰混凝土水化热及其抗裂分析

混凝土在施工期产生的大量水化热，是造成大体积混凝土内外温差过大，进而出现热裂缝的主要原因。高掺量粉煤灰混凝土技术可有效降低水化温升，本文通过对大体积混凝土工程温度测量结果的分析和对温度应力的计算，讨论了高掺量粉煤灰对限制大体积混凝土温度裂缝出现的作用。     

多掺大体积混凝土抗裂分析

随着高层建筑、大跨结构及大型设备基础的大量出现,大体积混凝土越来越广泛的被应用到实际工程中。大体积混凝土中的水泥在硬化过程中会释放大量的水化热,由水化热所产生的温度应力容易导致混凝土开裂。本文通过试验对掺加粉煤灰、乳化沥青和聚丙烯纤维等改性材料混凝土的力学性能进行了研究,对掺加改性材料的混凝土自身抵抗温度应力的能力进行验证。     

寒区隧道洞口仰拱混凝土早期开裂机理研究

结合数值模拟与对寒区隧道洞口段仰拱填充混凝土早期变形与开裂特征进行了研究。通过ABAQUS平台编写混凝土早期水化热、早期力学性能、温度与湿度动态变化过程子程序,并结合XFEM模拟了混凝土多场耦合作用下裂缝萌生与扩展过程。与某寒区隧道工程仰拱填充混凝土开裂情况进行了对比验证,结果表明:温湿变化耦合作用数值模型可以较好地反映混凝土早龄期温度变化趋势和表面裂缝扩展特征;负温环境和温度应力是其表面开裂的主要原因,既有混凝土和厚度较大处更严重;降低混凝土出罐温度、提高混凝土养护温度可有效避免寒区隧道施工仰拱填充混凝土早龄期表面开裂。     

密封养护混凝土内部湿度与收缩的一体化试验与模拟

对3种强度等级的混凝土进行了密封养护下内部相对湿度和自由变形的试验测定,获得了从混凝土浇注开始到77d龄期混凝土内部湿度和自由变形的发展数据,同时对混凝土因水泥水化引发的自干燥和自收缩问题进行了模拟.结果表明：混凝土内部相对湿度和收缩具有较好的同步性;混凝土内部湿度变化可以看作是其自收缩变化的驱动力;水灰比越小,自干燥引起的混凝土内部相对湿度下降幅度越大,密封条件下混凝土的收缩也越大;以水泥水化度和混凝土内部湿度为内因的自干燥与自收缩模型较好地模拟了密封条件下混凝土内部湿度变化与相应的自收缩发展.试验结果与模型预测值吻合良好,模型可用于不同养护环境下混凝土自干燥与自收缩的分析预测.     

混凝土早期自收缩、强度与水泥水化率的关系

采用非接触式微位移传感器法对不同水灰比的混凝土从6h到28d龄期内的自收缩进行了测量,同时研究了密封条件下混凝土抗压强度与水泥水化发展过程。结果表明,随着水灰比的降低,混凝土自收缩和早期自收缩速率明显增大;对于同一混凝土而言,混凝土的抗压强度和水泥水化率均与自收缩成较好的线性关系;水灰比越低,同一龄期水泥的水化程度越低,水泥的化学收缩就越小,但混凝土的自收缩值却越大,证明自收缩与化学收缩是两个不同的物理量。     

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。     

箱梁零号块水化热分析

箱梁零号块由于混凝土体积较大,施工过程中,水泥水化反应放热,导致混凝土在硬化期间承受了较大的温度应力,采用瞬态热应力有限元分析方法,对箱梁零号块进行了温度场和应力场分析。分析了箱梁零号块在浇筑后不同时间段的温度场和应力场。总结了箱梁零号块水化热反应期间梁体受力不利部位。同时为了降低混凝土水化热,对不同水泥含量的混凝土进行了水化热分析,分析结果表明：低放热水泥能有效降低箱梁零号块的温度应力,大大降低混凝土开裂风险。