快速测定加气混凝土制品干燥收缩值的新方法

(一)前言干燥收缩值(简称干缩值),是加气混凝土制品的重要性能指标之一。在实际生产中为了确保产品的质量必须控制加气混凝土的干缩值。为此,国内外学者在这方面做了大量工作,制定了一系列测量加气混凝土制品干缩值的试验方法。许多国家测量加气混凝土干缩值的实验条件是温度为20℃,相对湿度为43%(简称20℃法),但这种方法需要的恒温恒湿条件是不容易达到的。我国部标准 JC271—80《加气混凝土干燥收缩值快速试验方法》规定的试验条件是温度为50℃,相对湿度为30%(简称50℃     

废玻璃粉对混凝土干燥收缩特性的影响

为了研究废玻璃粉对混凝土力学性能及干燥收缩特性的影响,测定了废玻璃粉掺量分别为0、10%、20%、30%的混凝土试件在干燥环境及干湿循环环境中的力学性能和收缩特性。试验结果表明:随着废玻璃粉掺量提高,混凝土抗压强度降低。干燥环境下废玻璃粉混凝土强度等级越高,干燥收缩变形越大;随着废玻璃粉掺量的提高,混凝土干缩率呈现逐渐减小的趋势,且均小于基准混凝土;当废玻璃粉掺量为30%时,对混凝土的干燥收缩有所改善。干湿循环环境下不同掺量废玻璃粉混凝土干缩率之间的关系与干燥环境下相似;混凝土干燥阶段干缩率上升速率小于湿阶段干缩率下降速率;废玻璃粉混凝土在干湿循环环境下表现出干缩湿胀特性。     

混凝土结构空间多尺度相对湿度值

针对环境作用具有空间分布特性,借鉴空间多尺度环境作用模型框架(包括全局环境、地区环境、工程环境、构件表面环境、内部环境)及其数学模型,对相对湿度进行了空间多尺度研究：在分析空间各尺度上相对湿度的不同影响因素的基础上,由全局环境尺度开始,通过地区环境尺度、工程环境尺度以及构件表面环境尺度上环境因素的逐步调整,最终计算得到混凝土内部的相对湿度值。研究结果表明,采用“常规统计模型+空间残差”的方法,可有效建立地区环境尺度上的相对湿度值与工程环境尺度上相对湿度值的定量关系;混凝土结构构件的表面相对湿度与表面温度有关;实际工程结构应考虑构件表面相对湿度与内部相对湿度之间的不同。     

水胶比和粗骨料体积分数对混凝土内部相对湿度及扩散系数的影响

为研究水胶比（质量比）和粗骨料体积分数对早龄期混凝土内部相对湿度和等效水分扩散系数的影响,测量了水胶比为062,043,030(分别标记为C3,C5和C8）的混凝土早龄期28d内部相对湿度的发展,进而求解了其水分扩散系数.结果表明：随着水胶比的增大,早龄期混凝土内部相对湿度饱和期的持续时间延长,自干燥引起的内部相对湿度下降减小,水分扩散引起的内部相对湿度下降增大,混凝土水分扩散系数也增大;自干燥单独作用下,C3,C5和C8混凝土密封试件28d内部相对湿度平均值分别为954%,933%和796%,而当自干燥和环境干燥共同作用时,其干燥试件对应值分别为700%,732%和730%;C3系列普通混凝土的水分扩散系数最大值Dmax约为C8系列高强混凝土的10倍.另外,早龄期混凝土中水分扩散过程主要由砂浆相控制,水分很可能绕开粗骨料进行扩散;单调增加石灰石粗骨料的体积分数(21%~500%)对同水胶比混凝土的早龄期内部相对湿度发展和水分扩散系数的影响可以忽略.     

新型墙体材料的干缩性能与应用

就新型墙体材料的干缩性能和使用中的几个问题进行讨论。新型墙体材料的干缩主要是由于硬化水泥浆体的失水所引起;所使用的环境相对湿度越低,干缩值越大;新型墙体材料干缩值的测量条件比混凝土的苛刻,其使用期间的干燥收缩比按标准方法测得的干缩值小。     

混凝土小型空心砌块墙体干缩性能的试验研究

混凝土小型空心砌块的湿胀干缩性能是引起砌块建筑裂缝的主要原因之一 ,它的危害已引起了人们的关注。设计了一个保湿空间 ,确保环境相对湿度的大致恒定 ,通过对尺寸相同、构造措施不同墙体的试验 ,分析了环境相对湿度 (RH)、时间、面层材料等影响因素对砌块墙体变形的影响 ,对比面层材料的抗变形效果 ,并测得 6 5 %、4 5 %两种湿度条件下墙体的干缩率 ,以供设计时参考使用。     

自密实混凝土的自由水散失及其与干缩的关系

通过试验测试了不同水胶比、粉煤灰掺量、粗细骨料含量等条件下自密实混凝土自由水损失率和干缩,研究了自密实混凝土自由水散失与其干缩之间的关系。结果表明,自密实混凝土干缩与其自由水损失率存在密切的关系。相对于普通混凝土,产生同样的收缩值,自密实混凝土的所对应的自由水损失率更大。水胶比、粉煤灰掺量及减水剂掺量等参数显著影响干燥过程中自密实混凝土的自由水扩散损失。     

水淬锰铁合金渣对混凝土强度及干缩性能的影响

对C30和C50两个强度等级的混凝土进行不同水淬锰铁合金渣掺量试验,测试其强度变化趋势.通过对比,研究水淬锰铁合金渣混凝土和普通混凝土干缩率.结果表明,C30混凝土中水淬锰铁合金渣掺量可达到40％,C50混凝土中水淬锰铁合金渣掺量可达20％,且水淬锰铁合金渣混凝土的干缩率小于普通混凝土的收缩率.     

矿粉混凝土干燥收缩性能

主要研究了矿粉对混凝土干燥收缩性能的影响。试验结果表明:①在同水胶比条件下,矿粉掺量越多,混凝土干缩值越大;②在同标号条件下,普通掺量(20% ~35% )的矿粉混凝土的干缩值与基准混凝土相比增幅不大;③在同标号(R28)条件下,矿粉掺量≥35%时,混凝土的早期干缩值(7d)的增幅都较大。     

大气环境下混凝土中钢筋开始锈蚀条件的试验研究

一般大气环境下混凝土中钢筋锈蚀与混凝土碳化深度有密切关系。实际工程调查结果表明 ,不同环境下钢筋开始锈蚀与碳化深度之间的关系有很大差异 ,将一般大气环境分为室内环境、室外淋雨、室外不淋雨、环境相对湿度 5 0 %～ 70 %、70 %～ 90 %、90 %以上 6类 ,对各种环境下混凝土中钢筋开始锈蚀与混凝土碳化深度之间的相对关系进行了试验研究 ,给出了不同大气环境钢筋开始锈蚀时碳化深度的具体结果。     

温湿度异常引起混凝土收缩测试误差的修正

研究了混凝土收缩测试过程中环境温度和湿度异常波动引起的收缩测试误差。结果表明热胀冷缩是温度影响收缩测试的主要原因,引起的误差超过混凝土的收缩值,对收缩测试结果影响很大。热胀冷缩变形是可逆的,可通过在总变形中减去热膨胀变形对收缩测试结果进行修正,消除温度误差。环境相对湿度异常引起混凝土内部相对湿度变化,进而导致毛细孔压力改变,引起收缩测试误差。湿度异常对收缩的影响与相对湿度差值和持续时间成正比,与试件最小截面尺寸成反比,可据此对测试误差进行修正。     

玻璃粉混凝土干燥收缩影响效果及作用机理研究

玻璃粉既能作为辅助胶凝材料又能有效抑制混凝土的干燥收缩,是当前绿色混凝土的一个研究热点。对比恒温恒湿环境和自然环境养护下,玻璃粉掺量、粒径以及环境温度、湿度对混凝土干燥收缩的影响效果和变化规律,分析其作用机理。结果表明:(1)恒温恒湿和自然环境养护下,掺入10%~30%掺量和0~75μm粒径的玻璃粉均能有效抑制混凝土的干燥收缩;(2)玻璃粉抑制干燥收缩的效果随玻璃粉掺量增加而增大,随玻璃粉粒径减小而增大;玻璃粉掺量对混凝土干缩率的影响效果大于玻璃粉粒径对混凝土干缩率的影响效果;(3)相较于环境温度,环境湿度对玻璃粉混凝土的干燥收缩影响更大。     

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.     

活性粉末混凝土叠合梁的收缩性能

为改善活性粉末混凝土(RPC)材料的收缩性能,在RPC配合比基础上掺入碎石,设计了10片改进RPC-普通混凝土(NC)叠合梁、1片纯NC梁和2个改进RPC收缩试块.采用振弦式应变计和应力计分别测量了包含蒸汽养护阶段在内的改进RPC-NC叠合梁跨中截面混凝土的收缩应变及梁底纵向钢筋的收缩应力,同时与纯NC梁的收缩应变量进行了对比分析.结果表明:改进RPC材料的收缩应变量仅为650×10~(-6)~660×10~(-6);纵向钢筋配筋率、RPC高度、上部NC等级等因素对叠合梁跨中截面混凝土的收缩发展具有重要影响;由RPCNC叠合梁收缩引起的梁底纵向钢筋应力为40~63MPa,而由纯NC梁收缩引起的梁底钢筋应力为40MPa左右;改进RPC材料的收缩应变量仅为同条件下原RPC收缩应变量的37%,说明碎石的掺入可使RPC收缩应变量大大减小,同时也降低了RPC的造价,有利于RPC材料在工程中的推广应用.     

间歇浇筑板式混凝土的早期约束收缩效应分析

以桥梁高性能混凝土为研究对象,测试老混凝土约束下新混凝土板的收缩变形。通过试验分析界面粗糙度对其影响,并考察混凝土内部早期温、湿度变化与收缩应变的关系,分析养护时间对混凝土材料收缩应力的影响。结果表明:老混凝土约束下的新混凝土厚度随新老混凝土黏结界面粗糙度的提高而增大,新混凝土内部拉应力随界面粗糙度的提高而降低,但新、老混凝土界面粗糙度对黏结面处的收缩影响不显著;距黏结面越近的截面收缩应变越小,在黏结面处达到最小,表现出显著的不均匀性,并随龄期逐渐增大。延长养护时间可减小混凝土收缩变形和内部由于不均匀收缩导致的拉应力,降低混凝土板早期开裂的风险。     

干燥条件下混凝土非均匀收缩的测试方法

提出一种通过饱和盐溶液控制环境湿度、多组LVDT位移传感器为测试元件的混凝土收缩实验装置,可用于评价单面干燥条件下混凝土收缩变形分布特征。实测结果表明,距离干燥表面不同深度处混凝土存在明显的非均匀收缩变形,这种非均匀收缩会在混凝土表层部分形成自约束收缩应力,对混凝土收缩开裂产生加速作用;且这种非均匀收缩变形随着水灰比的减小而加剧。     

高性能混凝土板式构件的早期收缩特性及预测模型

以桥面板等高性能混凝土板式构件为研究对象,通过实验测试了板式构件不同截面厚度位置处早期收缩分布情况,探讨混凝土早期收缩变形与温度、湿度发展过程。结果表明,混凝土板式构件的内部厚度方向不同位置处的相对湿度随龄期都呈现逐渐减小趋势,并呈现两阶段特征,同时,混凝土板式构件早期收缩变形厚度方向不同步,导致板式构件表面产生拉应力,当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度时,混凝土表面就会出现浅层裂缝,这与实际工程中发现的板式构件表面开裂情况相吻合。混凝土板式构件早期收缩变形与相同配合比混凝土的早期自由收缩变形进行比较,引入相对约束度并建立了混凝土板式构件早期收缩变形的预测模型,并验证了该模型的准确性,其特点是能预测高性能混凝土板式构件不同截面厚度位置的早期收缩变形,对控制混凝土桥梁板式结构的早期收缩裂缝具有实际意义。     

大跨预应力混凝土箱梁桥收缩徐变效应测试与分析

预应力混凝土箱梁桥以其良好的结构整体受力性能在现代大跨桥梁结构中得到广泛应用,但迄今所修建的混凝土箱梁桥中,运营阶段箱梁开裂及下挠过大的现象较为普遍,实际混凝土箱梁桥中混凝土收缩徐变作用及其效应认识的不足是其可能产生的原因之一。现行有关混凝土收缩徐变的计算公式多以试验室模型试验结果为依据确定,由于实际混凝土箱梁结构的尺寸较大同时又处于复杂的自然环境中,因此对实际结构进行长期测试以获得能够验证现行规范混凝土收缩徐蛮计算公式的实测数据显得尤为重要。结合某高速公路上两座大跨预应力混凝土箱梁桥的修建及运营,对处于自然环境中的箱梁桥在混凝土收缩徐变作用下的真实反应进行测试,并详细地分析各测试数据,在此基础上提出同时考虑混凝土温度、环境相对湿度、箱梁局部理论厚度等因素及其变化的混凝土收缩应变和徐变系数计算方法．并烙其应用于实际桥梁的收缩徐变效应分析中,得出一些具有实用价值的结论,为实际箱梁桥的收缩徐变计算提供参考。     

高性能混凝土干燥收缩与相对湿度间关系研究

通过多组位移传感器和湿度传感器研究了单面干燥条件下掺与不掺粉煤灰混凝土试件距离表面不同深度处的收缩变形和相对湿度变化,并分析其相互关系。结果表明：单面干燥条件下,表层混凝土的相对湿度降低速率和收缩值明显大于内层混凝土。混凝土中收缩变形与相对湿度之间存在较好的线性关系,但在达到相同湿度时,表层混凝土收缩值小于内层混凝土。掺粉煤灰使混凝土的单位相对湿度降低引起的收缩值减小。     

陶粒内养护高性能混凝土抗裂性能研究

通过平板开裂试验,研究陶粒内养护对不同强度混凝土早期抗裂性能的影响规律,并结合混凝土塑性收缩试验、绝热温升试验和内部相对湿度变化,探明陶粒内养护提高混凝土早期抗裂性能的微观机理.结果表明:在混凝土中使用饱水陶粒替代部分粗骨料,能够减少混凝土材料的早期塑性收缩,降低大体积混凝土内部的水化温升,有效提高混凝土早期的抗裂性能,达到显著的内养护效果;饱水陶粒通过减缓早龄期试件内部相对湿度的快速下降,改善了胶凝材料水化环境,有效抑制了胶凝材料水化过程引发的自干燥作用,降低了混凝土材料早期收缩,从而提高了混凝土材料的抗裂性能;C30与C60两个强度混凝土中饱水陶粒替代粗骨料的最佳比例均为20%(体积分数).