UFA水泥基材料早期自干燥及自收缩研究

基于水泥石孔隙理论对超细粉煤灰（Ultra-fine fly ash，简称UFA）水泥基材料的早期自干燥效应进行了理论分析及试验研究。在此基础上，采用改进的混凝土自收缩试验装置对UFA混凝土的早期自收缩变形进行了测试。结果表明，相比于基准水泥石，UFA水泥石内部自干燥程度大大降低；且随着UFA的掺入，混凝土早期水化反应的有效水灰比增大，自收缩变形随之减小，进一步证明水泥基材料早期内部孔隙的自干燥效应与混凝土的早期自收缩变形具有较好的相关性。     

改性聚酯纤维对混凝土早期开裂与收缩的影响

为探究改性聚酯纤维对混凝土早期开裂和收缩的影响,以纤维掺量为变量,采用平面薄板和非接触法收缩测定仪对改性聚酯纤维混凝土的早期开裂和收缩进行测试分析.结果表明,改性聚酯纤维对混凝土的早期收缩和开裂均有明显的改善作用.随着纤维掺量的增加,裂缝面积和早期收缩呈现先减小后增大的趋势.当纤维掺量为1. 2 kg/m~3时,纤维对混凝土早期开裂和收缩性能的改善均达到最好的效果,与未掺纤维的对比试样相比,裂缝面积可降低86. 4%,早期收缩率可降低68. 7%.试验结果表明,纤维的掺入对混凝土的早期抗折强度影响不大,相较于对照试样而言,纤维混凝土的7 d抗折强度增长率均在6%以下.通过裂缝面积、早期收缩和早期抗折强度的对比分析,发现改性聚酯纤维对混凝土抗裂性能的增强主要是由于纤维的掺入减小了混凝土的早期收缩.     

有机纤维对“客运专线”用C40高性能混凝土性能的影响

目的为增强混凝土早期抗塑性开裂性能及耐久性,研究了有机纤维种类、长度及掺量对混凝土工作性能、力学性能及抗碳化性能的影响．方法采用坍落度试验、抗压与抗折强度试验、混凝土碳化试验及平板约束法测试进行研究．结果聚丙烯腈（PAN）纤维对混凝土工作性能影响最大,坍落度降幅达86％;掺入19mm聚丙烯（PP）单丝纤维,坍落度下降25％;加入0．15％PP纤维,坍落度降幅达28．7％,含气量增加25．9％;掺入聚乙烯醇（PVA）纤维后,混凝土7d、28d抗压强度降幅最大,分别达30．4％、23．5％;12mmPP单丝纤维体积掺量为0．15％时混凝土的抗裂效果明显好于0．05％掺量,而碳化深度较基准低30％．结论混凝土中掺入有机纤维后,早期抗塑性开裂性能明显增强;混凝土的抗裂效果随纤维长度和掺量增加,效果越来越明显;有机纤维的加入明显提高混凝土的抗碳化力,力学性能有所降低,但降幅不大．     

箱梁C55高性能混凝土的抗裂性与耐久性研究

通过绝热温升、平板开裂、温度-应力开裂、收缩徐变及氯离子扩散系数、电通量、抗冻性等试验,对比研究了4个箱梁C55混凝土配合比的早期开裂敏感性与长期变形性能及耐久性。结果表明,在箱梁C55高性能混凝土中掺入20%Ⅰ级粉煤灰或复掺15%粉煤灰与10%矿粉,提高了抗塑性收缩开裂和抗热开裂性能,降低了收缩徐变,增强了抗氯离子渗透性和抗冻性。掺入0.75 kg/m3的聚丙烯纤维,进一步改善了箱梁混凝土的抗裂性和耐久性。     

UFA水泥基材料早期自收缩与干燥收缩研究

低水胶比条件下水泥基材料的自收缩率已超过干燥收缩率成为导致混凝土过早开裂的隐患.以超细粉煤灰(ultra-fine fly ash,UFA)等量取代水泥20%～40%,配制了UFA水泥基复合胶凝材料,分别对固定水胶比和变水胶比两种情况下的UFA水泥砂浆早期(7 d前)自收缩变形和干燥收缩变形进行试验研究.结果表明,在固定水胶比条件下,砂浆的自收缩率随UFA掺量增加递减,而干缩率却随之增大;在变水胶比条件下,砂浆的自收缩率随水胶比的增加递减,干缩率随之增大.且回归分析表明两种情况下砂浆的自收缩及干燥收缩变形均表现出较好的线性相关;UFA对水泥基材料改性作用明显,在保持相同流动度条件下,UFA的掺入可有效降低用水量,早期及后期强度能赶上甚至超过基准水泥胶砂,弥补了UFA早期不水化所引发的早期强度低缺陷;微观测试表明,UFA在水泥基材料中起到了较好的密实填充、减水分散及增强作用.     

基于单轴约束试验方法的再生混凝土早期抗裂性能研究

随着天然骨料的消耗与建筑垃圾的增多,再生骨料的意义逐渐显现,因此对再生混凝土性能的研究亟待发展.基于温度-应力试验机研究再生混凝土的早期抗裂性能,试验模拟约束构件,综合考虑自生收缩、温度变形等.试验选取100%约束,对3种水胶比、3种再生粗骨料掺量进行温度应力试验.研究结果表明:水胶比提高再生粗骨料掺量增加均会减缓混凝土拉应力的增长,使得抗开裂性能提高.再生粗骨料的掺加改变温度历程进而影响混凝土的开裂敏感性.     

聚酯纤维和玻璃渣改善高性能混凝土力学性能的研究

为了提高高性能混凝土的力学性能和抗裂性能,在高性能混凝土中掺入玻璃渣、聚酯纤维和粉煤灰,设计L18（37）正交试验方案,分析研究了各因素对混凝土力学性能的影响和混凝土收缩变形的规律.试验表明,聚酯纤维和玻璃渣可以有效改善混凝土的抗裂性能并减小收缩,其效果明显优于基准组.综合考虑抗压、劈裂抗拉强度及经济效益,最终确定出最优组合为水胶比0.30、粉煤灰20%、玻璃渣15%、聚酯纤维1.5 kg/m3、砂率38%.     

纤维增强自密实轻骨料混凝土早期抗裂性能试验

通过应力诱导平板开裂试验,研究不同掺量剑麻纤维、耐碱玻璃纤维及两者1∶1混杂纤维增强自密实轻骨料混凝土早期抗裂性能.结果表明:3种掺入方式均能有效抑制自密实轻骨料混凝土裂缝的产生与扩展,随着纤维掺量的增加,早期抗裂性能逐渐提升,当掺量达到2.0 kg/m3时,可视裂缝基本消失.混杂纤维协同工作产生的阻裂效果优于单掺情况,综合考虑自密实轻骨料混凝土的力学、工作性能和早期抗裂性能,得出混杂纤维的适宜掺量为1.0 kg/m3.     

聚丙烯纤维对桥面铺装轻骨料混凝土性能影响

试验研究了聚丙烯纤维对桥面铺装轻骨料混凝土工作性能和强度的影响,探讨了对轻骨料预湿、掺入聚丙烯纤维及钢纤维与开裂时间、开裂面积、裂缝数量的关系.结果表明:聚丙烯纤维的掺入降低了轻骨料混凝土的流动性,当聚丙烯纤维掺量为1.2 kg/m3时,混凝土初始坍落度和扩展度仅为未掺聚丙烯纤维混凝土的69%和64%,当聚丙烯纤维掺量为0.6 kg/m3时,混凝土分层度较小;聚丙烯纤维在轻骨料混凝土中存在一个最佳掺量,当聚丙烯掺量为0.6 kg/m3时,混凝土28 d抗压强度变化不大,28 d抗折强度有一定提高.抗裂试验表明:对轻集料进行预湿处理和掺入纤维可以阻止和延缓混凝土早期塑性收缩产生的裂缝,提高混凝土的早期抗裂性能.     

污水隧道二衬薄壁结构开裂机理及控制技术研究

为了解决污水隧道二次衬混凝土的砌薄壁结构(厚度为200mm)在早期施工中易收缩开裂的问题,利用有限元分析对二衬薄壁混凝土早期温度和应力发展进行了模拟分析,并通过高吸水性树脂(SAP)来降低混凝土水化早期的收缩应力,减小开裂风险,研究了高吸水性树脂(SAP)对混凝土抗裂性能、化学收缩及自收缩的影响。分析结果表明:1)在早期,二衬混凝土的薄壁结构中心与边界最大温差仅1℃,温度应力较低,结构开裂主要由混凝土早期收缩变形大导致;2)高吸水树脂(SAP)能显著延缓混凝土圆环开裂时间,降低开裂风险;3)高吸水树脂(SAP)通过吸水-释水机理,在混凝土塑性阶段吸水膨胀,补偿化学收缩,在混凝土硬化阶段,释水调控浆体内部湿度,减小自收缩,提高了混凝土的抗裂性能。     

减缩剂与聚丙烯纤维对混凝土早期收缩开裂的影响

目的研究减缩剂、聚丙烯纤维及其混合掺入对混凝土早期收缩开裂的影响规律及作用机理．方法采用板状试件法测试混凝土在两种干燥条件下的早期开裂状况，利用非接触式混凝土收缩仪测定混凝土早期自收缩与干燥条件下的总收缩，并通过压汞仪和扫描电子显微镜分析了各混凝土孔隙结构和微观形貌．结果加入减缩剂明显降低了混凝土早期自收缩和干燥收缩，因而显著地减轻了混凝土早期开裂．聚丙烯纤维能在一定程度上降低早期自收缩，但由于早龄期部分纤维-砂浆界面处结合不良且在混凝土中引入一些大孔，使干燥条件下混凝土的总收缩值增大；它使混凝土早期收缩裂缝分散、宽度减小，但却增加了小裂缝数量和开裂面积．结论减缩剂、聚丙烯纤维的掺入均能改善高性能混凝土早期开裂，其作用效果优劣次序为：减缩剂〉减缩剂＋聚丙烯纤维〉聚丙烯纤维．     

Research on the Influence of Steam Curing on Properties of C50 Shield Segment Concrete

The effects of steam curing on mechanical properties,drying shrinkage,cracking sensitivity,anti-permeability,and carbonation resistance of C50 shield segment concrete were investigated,which were compared with the standard curing conditions. The results indicated that steam curing could increase early strength of concrete and reduce its drying shrinkage. However,steam curing reduced later strength of concrete,increased its crack sensitivity and deteriorated its anti-permeability and carbonation resistance. Moreover,the incorporation of fly ash could improve the durability of steam-cured concrete.     

Experimental Research on the Autogenous Shrinkage of MK High Performance Concrete

Calcine and mill kaolin were used under agreeable technological conditions to generate matakaolin （MK）. The autogenous shrinkage performance of high performance concrete added with MK was researched. It is shown that MK has an effective inhibitory action to early autogenous shrinkage of cement concrete, and the inhibitory action increases with the increase of MK. The autogenous shrinkage values from 24 hours after placement to 56 days are all higher than those of the contrasted concrete, among which, the value of the concrete with 5% MK is the highest. But the total shrinkage values in 56 days are all less than those of the contrasted test pieces. The total contraction after 24 h of placement decreases as the increase of MK, moreover, it is greatly less than that of the contrasted ones.     

水工碾压混凝土的抗裂性能

为了研究碾压混凝土的抗裂性能,分析了碾压混凝土弹性模量、极限拉伸、徐变、干缩、自生体积变形、温度变形等变形性能和胶凝材料的水化热、碾压混凝土的绝热温升、导温系数、导热系数和比热等热学性能.对国内外试验研究资料的整理分析后得出碾压混凝土具有比常态混凝土更优越的抗裂性能.提出理想化抗裂性能评价指标,其值越大,混凝土的抗裂性能就越好;临江电站混凝土的抗裂性能分析结果进一步验证了强度等级相当的碾压混凝土抗裂性能明显优于常态混凝土.     

新型混凝土减缩剂的研究(Ⅱ)--混凝土试验

将能够显著降低水泥胶砂自收缩率的减缩剂应用于高强混凝土，考察其对混凝土工作性、强度和自收缩率等性能的影响，结果证实该种减水剂同样能够有效地改善高强混凝土的自收缩率，显著提高抗开裂能力，对混凝土早期强度无不良影响，但会轻微降低混凝土28d抗压强度，综合考虑各项因素，认为该种减缩剂适用于实际工程应用。     

高性能混凝土早期开裂防治措施研究

早期开裂是当前混凝土施工应用中经常出现的质量通病,采取什么样的措施防止这种开裂成为当前研究热点.就掺入聚丙烯纤维、碳纤维、减缩剂及复合使用时混凝土的早期开裂、自收缩、抗渗性等进行了试验研究,并从扫描电镜照片进行微观结构分析.结果表明:纤维或减缩剂的加入都对混凝土早期开裂有一定抑制作用,但对混凝土抗压强度有一定降低.从综合性能看,各种措施对防止混凝土早期开裂的效果优劣次序为:减缩剂>减缩剂+聚丙烯纤维>碳纤维>聚丙烯纤维.     

钢筋混凝土早期收缩特性的研究

为了考察钢筋限制条件下外加剂和掺合料对混凝土早期收缩性能的影响,测量了掺加多种掺合料的钢筋混凝土早期收缩应变和应力的发展情况,应用钢环实验考察了混凝土的早期收缩开裂情况．结果表明,磨细矿渣和硅灰会显著增加混凝土的早期收缩;石灰石粉和粉煤灰能明显抑制混凝土的早期收缩,石灰石粉的效果最好;膨胀剂降低混凝土收缩的早期作用明显;钢环实验是一种较好的检验早期收缩开裂的实验方法．     

Cracking Propagation of Hardening Concrete Based on the Extended Finite Element Method

Self-deformation cracking is the cracking caused by thermal deformation, autogenous volume deformation or shrinkage deformation. In this paper, an extended finite element calculation method was deduced for concrete crack propagation under a constant hydration and hardening condition during the construction period, and a corresponding programming code was developed. The experimental investigation shows that initial crack propagation caused by self-deformation loads can be analyzed by this program. This improved algorithm was a preliminary application of the XFEM to the problem of the concrete self-deformation cracking during the hydration and hardening period. However, room for improvement exists for this algorithm in terms of matching calculation programs with mass concrete temperature fields containing cooling pipes and the influence of creep or damage on crack propagation.     

Influence of MB-value of manufactured sand on the shrinkage and cracking of high strength concrete

The relation between methylene blue (MB) value of MS and its limestone dust content and clay content was investigated. The effects of MB value ranging from 0.35 to 2.5 on the workability of fresh concrete and crack propagation characteristics at the age of 24 hours, and effects on the mechanical properties, dry shrinkage of the harden concrete were tested. The experimental results show that the MB value is not related with the limestone dust content of MS, but in direct proportion to clay content. With the increase of MB value, the concrete workability decreases, and the flexural strength and 7 d compressive strength reduce markedly, whearas the 28 d compressive strength is not affected. When the MB-value is less than or equal to 1.35, the change of the MB-value has a little influence on early plastic cracking and dry shrinkage property of concrete, but when the MB-value is more than 1.35, the tendency of plastic cracking and dry shrinkage is remarkable. Funded by the Nationd West Communication Construction Technology Project(No.200331881106)