混凝土收缩开裂性能控制研究

随着混凝土技术的不断革新,越来越多的低收缩、高抗裂混凝土在实际工程中得到应用.采用平板试验研究了膨胀剂、减缩剂和聚丙烯纤维对混凝土早期抗裂性能的影响.试验结果表明:减缩剂、膨胀剂和聚丙烯纤维的掺入改善了混凝土早期抗裂性能,而且聚丙烯纤维的改善效果最佳,膨胀剂次之,减缩剂的增强效果最弱.     

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。     

石渣粉砌块的改性试验研究

石渣粉砌块是利废、清淤且成本低廉的建筑材料,其填充墙容易开裂的主要原因在于石渣粉砌块的收缩变形比较大。掺加减缩剂、聚丙烯纤维和膨胀剂均能对石渣粉砌块分别起到减缩、限缩和补偿收缩的效果,双掺聚丙烯纤维与膨胀剂更有利于提高砌块填充墙的整体抗裂效果。     

高性能混凝土早期抗裂试验研究

为减少高性能混凝土早期收缩开裂,利用非接触测量技术,通过测量高性能混凝土早期自生及单面干燥条件下的收缩,研究减缩剂、聚丙烯纤维及不同减水剂对高性能混凝土早期自生及干燥收缩的影响.在此基础上,利用板式混凝土早期收缩开裂试验架,对高性能混凝土进行约束试验,研究减缩剂、减缩剂 聚丙烯纤维等对高性能混凝土早期抗裂的作用.结果表明:减缩剂、聚丙烯纤维、减缩剂 聚丙烯纤维及聚羧酸高效减水剂均有减缩抗裂效果.其作用大小为:减缩剂 聚羧酸高效减水剂＞减缩剂 FDN高效减水剂＞减缩剂 聚丙烯纤维＞聚丙烯纤维.     

聚丙烯纤维对混凝土早期收缩影响的试验研究

研究在同水灰比的试验条件下,聚丙烯纤维掺量对混凝土早期收缩和流动性等的影响.试验结果表明:聚丙烯纤维能在一定范围内降低混凝土的早期收缩,纤维的减缩效果随掺量的增加而增加;减缩率与掺量不呈线性关系,当纤维掺量达到一定时减缩率增加不明显.由于聚丙烯纤维的掺入会明显降低新拌混凝土的坍落度,在确定聚丙烯纤维的最佳掺量时应综合考虑减缩效果和坍落度损失、经济等因素,聚丙烯纤维的掺量宜选在0.9 kg/m3左右,即体积掺量在0.1%左右.     

减缩剂和聚丙烯纤维对混凝土早期开裂性能的影响

采用平板刀口约束收缩开裂试验来评价混凝土的早期开裂性能,研究了减缩剂、聚丙烯纤维及二者复掺对混凝土早期开裂性能的影响。结果表明：减缩剂掺量在0.6%～1.2%范围,混凝土的早期开裂性能随掺量增加而降低。聚丙烯纤维掺量为0.6kg/m3时,纤维对混凝土早期开裂性能的抑制作用不明显;掺量增加至0.9kg/m3～1.2kg/m3时,纤维对混凝土早期开裂性能的抑制作用显著增强。减缩剂和聚丙烯纤维二元复掺显著提高混凝土的早期抗裂性能,其对混凝土早期开裂行为的抑制作用优于它们的单掺组分。     

外加剂和纤维对混凝土收缩性能的影响

为了研究减缩剂、膨胀剂和聚丙烯纤维对混凝土抗压强度和干燥收缩的影响,结合微观结构试验,对比研究了这3种材料对混凝土收缩性能的改善效果及其作用机理.总结的经验可供今后类似工程借鉴.     

C55低收缩抗裂钢管外包混凝土的制备与应用

钢管外包混凝土要求其应具有高的抗裂性能。结合工程实践,利用平板开裂法研究了聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维和钢纤维混凝土的开裂性能。分析了减缩剂与膨胀剂对混凝土早期收缩的影响。研究结果表明:增韧作用最明显的是钢纤维,早期抗裂性能最好的是聚丙烯腈纤维;膨胀剂在混凝土初凝后前20 h并未减少混凝土的自收缩,而减缩剂明显减少混凝土自收缩。选用聚丙烯腈纤维与减缩剂双掺制备出了高抗裂性的外包混凝土,抗裂等级达到I级,60 d总收缩率仅为2.7×10-4。工程应用表明:设计制备的混凝土工作性能良好,满足泵送要求,施工过程中没有裂缝产生。     

高抗裂低收缩纤维混凝土性能研究

研究了高弹模聚乙烯醇纤维和低弹模聚丙烯纤维及其共同作用对混凝土力学性能和早期抗裂性能的影响,同时研究了混杂纤维、减缩剂及两者复掺对混凝土早期塑性收缩和干燥收缩的影响,讨论了复掺纤维和减缩剂对混凝土抗裂和收缩性能的作用机理.结果表明,纤维可明显提高混凝土的力学性能,改善抗裂能力,其中混杂纤维的效果要优于单一种类的纤维;减缩剂可显著降低混凝土塑性和干燥收缩,但与纤维复掺时作用效果稍有降低,需要采取适当措施保证纤维混凝土中减缩剂作用的发挥.     

聚丙烯纤维混凝土早期收缩性能试验研究

研究相同水灰比和相同坍落度2种试验条件下,不同掺量的聚丙烯纤维对混凝土早期收缩和工作性的影响。试验表明:2种试验条件下,聚丙烯纤维均能在一定范围内降低混凝土的早期收缩;由于聚丙烯纤维的掺入会明显降低新拌混凝土的坍落度,故与同水灰比条件下纤维混凝土的减缩率相比,同坍落度条件下的减缩率略有降低。结合试验结果,从早期收缩角度出发,进一步分析聚丙烯纤维改善混凝土早期收缩裂缝的作用机理。     

石渣粉混凝土砌块的改性试验研究

利用砌块厂的原料(水泥、石渣粉、改性材料)和生产设备,成型100mm×100mm×515mm砌块试件,系统测试了减缩剂、聚丙烯纤维和膨胀剂对砌块强度和干缩性能的影响规律。试验结果和理论分析表明,减缩剂、聚丙烯纤维和膨胀剂均能对混凝土砌块产生减缩、限缩和补偿收缩的效果,且对力学性能影响不大。     

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.     

复合掺加抗裂组分砂浆性能的试验研究

以膨胀剂的补偿收缩抗裂防渗原理为基础,综合利用高聚物填充和纤维阻裂的机理,在膨胀剂中复合掺加纤维和高聚物等抗裂组分,进行了掺加多重抗裂组分砂浆试件的力学性能、限制膨胀率和早期抗开裂试验,分析了不同材料配合比对砂浆试件力学性能、限制膨胀率和抗裂性能的影响规律,提出了掺加多重抗裂组分的最优配合比。结果表明:膨胀剂、聚合物、聚丙烯纤维作为抗裂组分复合双掺或复合多掺,相对于素砂浆和单独掺加CSA膨胀剂的砂浆的抗裂效果有明显改善;复合双掺膨胀剂和聚合物作为抗裂剂时,聚合物的掺量不宜太大,宜选用C-V1材料配合比;复合双掺膨胀剂和聚丙烯纤维作为抗裂剂宜选择C-G2材料配合比。     

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。     

改性材料对混凝土空心砌块性能的影响

利用砌块厂的生产设备和原料,成型390mm×190mm×190mm混凝土空心砌块试件,系统测试了单掺聚丙烯纤维、单掺膨胀剂和双掺聚丙烯纤维与膨胀剂对混凝土空心砌块抗压强度、湿胀干缩变形和抗渗性能的影响规律。试验结果和理论分析表明,单掺聚丙烯纤维、单掺膨胀剂和双掺聚丙烯纤维与膨胀剂均能改善混凝土空心砌块的性能,其中,聚丙烯纤维更有利于限制单个砌块的湿涨干缩变形;但双掺的砌块将更有利于提高砌块填充墙的整体抗裂效果。     

聚丙烯纤维增强膨胀混凝土试验研究

通过正交试验，研究2种聚丙烯纤维、4种膨胀剂分别在4个掺量和2个水胶比水平下，对混凝土工作性、力学性能和收缩变形特性的影响。研究表明，聚丙烯纤维和微膨胀剂复合，能提高混凝土的抗折强度、降低抗折弹性模量，并补偿收缩；聚丙烯纤维、膨胀剂和减水剂协同作用对混凝土力学性能的改善优于膨胀剂的单一作用。     

上海浦东机场混凝土道面新型材料抗裂性能试验

传统的普通道面混凝土由于自身的抗裂能力较差,施工中即使采取相关措施也很难防止裂缝的出现.试验结合上海浦东国际机场的具体情况,分别在普通水泥混凝土道面中掺加钢纤维、膨胀剂、粉煤灰、改性聚丙烯纤维等材料,进行抗裂性能对比试验.结果表明:在普通道面混凝土中单掺钢纤维或膨胀剂对改善混凝土道面的抗裂性能效果不明显;在普通道面混凝土中单掺粉煤灰或聚丙烯纤维,能提高混凝土的抗裂性,而粉煤灰和聚丙烯纤维双掺的新型道面混凝土更能有效防止裂缝的发生,显著延长道面使用寿命.     

石渣粉混凝土空心砌块的改性试验研究

利用砌块厂的生产设备和原料成型390mm×190mm×190mm石渣粉混凝土空心砌块试件,系统测试单掺聚丙烯纤维、单掺膨胀剂和双掺聚丙烯纤维与膨胀剂对混凝土空心砌块湿胀干缩的影响规律。试验结果表明,单掺聚丙烯纤维、单掺膨胀剂和双掺聚丙烯纤维与膨胀剂均能限制混凝土空心砌块的湿涨干缩,其中,聚丙烯纤维的限制效果最好。     

混凝土抗裂材料应用研究

通过对聚丙烯腈纤维、聚丙烯酸酯乳液、膨胀剂、减缩剂几种混凝土抗裂材料进行抗裂及收缩性能研究,表明聚丙烯腈纤维、聚丙烯酸酯乳液在混凝土塑性阶段有显著阻裂及细化裂缝作用,而膨胀剂、减缩剂对混凝土干缩及自收缩有显著抑制作用,减小了混凝土后期收缩开裂的可能性.此实验结果可供设计和施工界参考.     

不同蒸养温度下外加剂对水泥基材料体积稳定性的影响

早期收缩开裂是导致水泥基材料劣化及体积稳定性不良的重要原因.试验设计了干燥收缩、椭圆环约束、测量裂缝平均宽度及强度试验等手段,综合评价了减水剂、减缩剂、膨胀剂在45、55、65℃三种养护温度下对水泥砂浆体积稳定性及强度的影响.结果表明:减水剂、减缩剂和膨胀剂混掺时,在保证原有强度的基础上,可以大幅度降低砂浆的开裂敏感性及早期干燥收缩,使体积稳定性得以显著改善.