Shrinkage and creep of SCC – The influence of paste volume and binder composition

In this study, the stress–strain-behaviour of self-compacting concrete (SCC) and conventionally vibrated concrete (CVC) is compared. The influence of the paste volume and the cement type on E-modulus, flexural and compressive strengths, drying shrinkage, creep and stress development under restrained conditions is investigated on three SCC mixtures and three mixtures of CVC with identical water-to-cement-ratio. SCC reaches lower values for E-modulus, compressive and flexural strengths but higher values for shrinkage, creep and strain under restrained conditions. Besides the paste volume, the cement type plays a fundamental role regarding creep. Composite models were applied for comparisons and were able to predict the differences in E-modulus and shrinkage between CVC and SCC.     

复掺矿物掺合料对混凝土收缩徐变的影响规律及应用

为研究矿物掺合料复掺对高性能混凝土收缩徐变性能的影响规律,设计了矿粉和粉煤灰掺量比例为1∶1、1∶2、2∶1比例共6组试件,其中矿物掺合料的总掺量为胶凝材料的10.0%、22.5%、30.0%。试验结果表明:(1)矿物掺合料复掺时对高性能混凝土收缩性能和徐变性能均有较大的影响,龄期180 d后,6组试件的收缩应变最大差值为43με,徐变应变最大差值为126με。(2)当矿物掺合料总掺量一定,矿粉与粉煤灰的掺量比例越大,对应的混凝土收缩越大,徐变越小。(3)当控制单一变量时,矿粉掺量与高性能混凝土的收缩徐变均呈反比,而粉煤灰掺量与高性能混凝土收缩呈反比,与徐变则呈正比。(4)当矿物掺合料掺量比例一定时,总掺量的增加对收缩的影响表现为先增加后降低,徐变则随着总掺量的增加而增大。     

自密实钢管混凝土的研究与应用

采用自密实混凝土作为钢管核心混凝土．针对钢管混凝土的受力特点和施工工艺．进行自密实混凝土材料的选择和配合比优化。为了确保自密实钢管混凝土的顺利施工和硬化后良好的力学、变形性能，进行了自密实钢管混凝土与普通泵速铜管混凝土拱的现场模拟施工对比试验，以及钢管混凝土短柱的轴心受压对比试验。试验结果表明．自密实混凝土作为钢管核心混凝土，其施工性能明显优于普通泵送混凝土。在施工过程中不泌水、不离析。硬化的混凝土能在各截面上均匀分布；自密实钢管混凝土短柱的组合弹性模量、极限承载力和延性以及后期承载能力方面均与普通泵送混凝土短柱相似。在此基础上．成功地将自密实混凝土应用于莆田市一钢管混凝土拱桥工程，应用结果表明，采用自密实混凝土技术，钢管混凝土拱桥施工顺利、快捷。且更好地保证了工程质量，同时混凝土材料造价与普通泵送混凝土基本持平。     

自密实混凝土梁长期变形性能研究

对13根自密实混凝土梁在长期荷载作用下的变形性能进行了试验研究,探讨了早龄期加载时混凝土的固化程度、预加应力以及结构超静定次数对梁的长期变形性能的影响。试验研究和理论分析表明:(1)同组梁实测结果的离散性很小,自密实混凝土品质优良。(2)早龄期加载时混凝土的固化程度、预加应力以及结构超静定次数对梁的长期变形性能有较大的影响。(3)自密实混凝土梁的挠度徐变系数在1.0～1.8之间,在工程中采用自密实混凝土时一般不需要对自密实混凝土的徐变加以特殊考虑。(4)采用修正的MC90徐变和收缩模型及龄期调整有效模量法结合截面分析能较准确地计算自密实混凝土梁的徐变挠度。同时为自密实混凝土工程设计和结构分析提供可靠的试验依据。     

对自密实混凝土渗透性能的探讨

渗透性能包括氧的渗透性、毛细管水吸附作用、氯离子扩散性能等已经普遍地应用到混凝土耐久性的评价指标中。本文通过不同的自密实混凝土(SCC)与相同强度等级传统的普通振捣混凝土(REF)对比,分析自密实混凝土的渗透性能的试验研究。自密实混凝土的特性根据C40和C60的立方体强度掺有矿物掺合料或没有矿物掺合料但掺有粘性剂进行配合比设计。研究结果表明,自密实混凝土透氧率和吸附作用明显比相同强度基准的普通振捣混凝土低。但是氯离子扩散系数更多取决于矿物掺合料的种类;自密实混凝土中没有掺矿物掺合料但掺有粘性剂的比基准混凝土和其它自密实混凝土有更高的氯离子扩散系数。     

细颗粒自密实钢管混凝土试验研究

研究了用于某钢管混凝土拱桥的细颗粒自密实混凝土配合比设计,对选定配合比的混凝土进行了抗压强度和弹性模量随龄期变化的测试试验.结果表明细颗粒自密实混凝土能满足钢管混凝土拱桥的施工性能和基本力学性能.     

地下工程C60～C90自密实、自防水混凝土试验研究

针对某地下工程需配制C60～C90高强度自密实、自防水混凝土的要求.通过采用掺粉煤灰、膨胀剂和高效减水剂,优化配合比设计,并检测其流动性、抗离析性和自填充性,限制膨胀率和限制干缩率、静水压力和氯离子渗透性.结果表明复合外掺剂有效地提高了混凝土流动性,增加混凝土的密实度,防止混凝土收缩开裂,提高了混凝土的抗渗性能,满足地下工程结构自密实自防水的设计要求.     

Influence of limestone filler and viscosity-modifying admixture on the porous structure of self-compacting concrete

The objective of this experimental work is to study porosity in self-compacting concrete (SCC) made without adding limestone filler, comparing the results with other SCC and with normally-vibrated concrete (NVC). Several types of concrete were made, keeping the w/c ratio constant. The results show that the air content in SCC depends on the flowability and viscosity of the material, putting a forward an expression to estimate the air content in accordance with these two parameters. SCC shows a finer and more tortuous porous structure than NVC, leading to lower permeability to water under pressure. Nevertheless, in the absence of pressure, when water penetrates by capillary action, the results obtained from the different types of concrete were very similar, with differences below 3.5%. This is due to the fact that the content of pores over 0.5 μm is practically the same in SCC and NVC, but for smaller pore sizes, which are therefore only accessed when water under pressure is applied, the differences in porosity between the different samples is more pronounced. On the other hand, it was observed that the use of more fluid mixtures permitted more impermeable concrete to be obtained. The use of viscosity-modifying admixture on SCC as a replacement for limestone filler does not affect the total volume of pores, but generates a slightly more coarse porous microstructure, thereby leading to concretes in which water penetration depth under pressure is a little higher (around 4 mm).     

浅谈自密实高性能混凝土配合比的计算方法

与普通混凝土相比,自密实混凝土配合比计算涉及的因素多,除了要满足强度要求外,对工作性更有很高的要求,因此,自密实混凝土配合比与普通混凝主配合比有很大差别。自密实混凝土至今没有形成统一的设计计算方法。本文对常用的自密实高性能混凝土配合比计算方法作了简单介绍,在对自密实高性能混凝土配合比计算参数如水胶比、浆集比、粗细骨料体积等方面作了一些探讨的基础上,结合固定砂石体积计算法,对全计算法进行了改进。改进后的计算方法更能符合自密实高性能混凝土的特点并且计算简单,使用方便,该方法对自密实混凝土的配制知应用推广有一定的意义。     

C50自密实混凝土试验研究

通过采用掺合料和高效减水剂,优化配合比设计,并检测其流动性、抗离析性,对白密实混凝土与同配合比振捣成型混凝土的抗压强度进行比较.结果表明:合理调整骨料、外加剂、胶结材料和掺合料的掺量,能够解决混凝土流动性与抗分离性之间的矛盾,并且在混凝土硬化后具有良好的力学性能及体积稳定性和耐久性.在用水量和高效减水剂含量适宜时,振捣对混凝土强度影响较小,但振捣不当或时间过长在振捣过程中容易出现离析现象,得到的抗压强度值低于前者.     

自密实混凝土徐变性能试验研究

对28个开放和28个经密封处理的自密实混凝土和普通混凝土试件进行加载徐变试验及同条件对比收缩试验,比较分析自密实混凝土基本徐变和干燥徐变构成特点,并与普通混凝土进行对比。试验结果表明,自密实混凝土干燥徐变所占比例较大;随着水胶比的减小,自密实混凝土徐变度减小;自密实混凝土总徐变度较普通混凝土早期增长较快,且随着龄期增长逐渐减小低于普通混凝土。根据试验结果,建议采用双曲线幂函数形式计算徐变时变曲线,以供自密实混凝土实际工程应用参考。     

高强自密实混凝土工作性能及配合比优化研究

自密实混凝土是一种具有高工作性能的高性能混凝土。探讨了自密实混凝土工作性能的评定方法,并对掺加磨细矿渣的自密实混凝土进行了研究。通过分析磨细矿渣含量、胶凝材料总量、砂率、减水剂掺量对自密实混凝土流动性和强度的影响,配制了高工作性能和力学性能的自密实混凝土,为掺加磨细矿渣的高强自密实混凝土配合比设计提供了依据。     

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。     

粉煤灰对高强混凝土收缩徐变的影响试验研究及其修正模型

粉煤灰对高强混凝土收缩徐变的影响直接关系到结构长期性能的合理确定。制作粉煤灰掺量分别为0、12%和24%的100mm×100mm×400mm的C50混凝土棱柱体试件,在试验室条件下进行收缩及不同加载龄期的徐变试验,研究了粉煤灰对高强混凝土收缩徐变的影响。根据试验结果评估了目前常用的4种相关规范公式对高强混凝土收缩徐变的适用性,并引入粉煤灰影响系数以综合反映粉煤灰掺量和加载龄期对高强混凝土收缩徐变的影响,根据试验结果和现有研究成果提出了其修正模型。分析结果表明,JTG D 62和GL 2000推荐的收缩徐变预测模式与基准试件实测结果较为吻合,验证结论亦说明所引入的粉煤灰影响系数可应用于掺粉煤灰高强混凝土的收缩徐变预测。     

现浇桥面湿接缝C65膨胀混凝土配合比试验研究

江津观音岩长江大桥为结合梁桥,为防止桥面板湿接缝在约束条件下产生裂缝,该桥面板湿接缝要求采用微膨胀混凝土,以补偿混凝土的收缩、徐变.试验通过测试膨胀混凝土掺不同的膨胀剂及同种膨胀剂在不同掺量条件下的限制膨胀率,选出桥面湿接缝混凝土所要采用的配合比、膨胀剂类型及其掺量.     

粗骨料对自密实混凝土性能影响的试验研究

主要研究了粗骨料体积含量、类型以及最大粒径对自密实混凝土工作性、强度、弹性模量以及收缩等性能的影响。结果表明:粗骨料与砂浆体积比(V_g/V_m)显著影响自密实混凝土拌和物的流动性、间距通过性以及稳定性(抗离析性),存在最佳的V_g/V_m使得混凝土拌和物获得自密实性。减小粗骨料的最大粒径,新拌自密实混凝土的稳定性提高。保持浆体体积不变,自密实混凝土的劈拉强度随V_g/V_m增加而显著降低。     

减缩剂对混凝土干缩开裂的影响及其应用

从试验设备、步骤等，阐述了干缩试验的方法，对试验的原材料和配合比及其常规性能测定结果作了分析，并提出工程中应注意的几点问题，以利采用减缩剂抑制混凝土开裂收到良好效果。     

配合比参数对自密实混凝土早期收缩及开裂性能的影响研究

研究了配合比参数（水胶比和砂率）对自密实混凝土早期收缩及开裂性能的影响,结果表明,自密实混凝土的水分蒸发速率随水胶比增加而增加,随砂率的提高而减小;而配合比参数对开裂及早期收缩的影响较为复杂,水胶比小于0.45时,随着水胶比增加自密实混凝土开裂面积提高,而混凝土3d收缩应变与之相反,当水胶比超过0.45后,开裂面积随之减小而混凝土3d收缩应变随之增加;随着砂率由48％增至55％时,砂率在51％时,自密实混凝土开裂裂缝面积达到最大值;随着砂率增加,混凝土3d应变收缩逐渐增大.     

混凝土早龄期性能与裂缝控制

从混凝土微观结构出发,研究普通混凝土、高性能混凝土成型过程的时变温度场;对裂缝持续增长的早龄期混凝土物理、力学特性进行深入、系统的研究;综合考虑混凝土材料、结构特征,研究混凝土结构早期裂缝的成因机理、分析方法与控制措施;提出裂缝开展的预测和控制方法,建立裂缝扩展过程的损伤模型;在理论分析与试验研究的基础上,总结了混凝土早龄期的水化、温度、收缩、徐变、力学性能和断裂性能随时间的发展规律;综合分析各种因素对混凝土早期开裂的影响,推导了混凝土结构内部应力的增量计算方法。对室内试验与实际工程的研究表明：对混凝土早期开裂的分析应该是对混凝土温度、收缩、徐变、力学性能、结构特征等因素的综合动态分析,提出的混凝土早龄期开裂分析模型与试验结果吻合良好,采用理论模型结合数值模拟的方法可以有效提高分析过程的效率与准确性。图18参22     

Effect of mineral admixtures and curing periods on shrinkage and cracking age under restrained condition

This paper presents the test results on cracking behavior at medium age of uniaxially restrained specimens containing different types of mineral admixture, namely fly ash and limestone powder. In this study, the uniaxially restrained shrinkage, free shrinkage and strength tests were conducted to study the potential of cracking of concrete under restrained shrinkage condition. The influences of water to binder ratio, mineral admixtures and curing period of concrete on cracking behavior were investigated in this study. The investigation showed that cracking age and cracking strain of restrained specimens vary with mix proportion, mineral admixture and curing period. The potential of shrinkage cracking is not influenced only by cracking strain and amount of shrinkage but also on shrinkage rate and tensile creep. Mixture with lower water to binder ratio (w/b = 0.35) shows shorter cracking age than the mixture with higher water to binder ratio (w/b = 0.55). Fly ash and limestone powder significantly increase cracking age of concrete. The cracking age increases with the increase of the replacement ratio of fly ash. The higher shrinkage rate, when exposed to drying, of mixture with longer curing period leads to shorter cracking age.