綠色高耐久性混凝土的早期塑性收縮與開(kāi)裂性能研究.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)，水泥混凝土依然是土木工程建設(shè)中最主要的結(jié)構(gòu)材料，其耐久性是國(guó)際國(guó)內(nèi)工程界關(guān)注的重大科技問(wèn)題。早期塑性收縮是高性能混凝土出現(xiàn)塑性裂縫的主要原因，也是高性能混凝土普遍存在的問(wèn)題，混凝土早期裂縫加速了混凝土劣化的進(jìn)程，對(duì)后期裂縫的形成及發(fā)展也有著極為重要的影響，嚴(yán)重影響了混凝土的耐久性。 為此，各國(guó)學(xué)者對(duì)影響混凝土開(kāi)裂的早期力學(xué)性能、水化規(guī)律以及環(huán)境因素等做了廣泛而深入的試驗(yàn)研究。然而大多數(shù)試驗(yàn)都集中于對(duì)混凝土某種特性的

2、研究，不同研究者采用的試驗(yàn)方法又各不相同，致使研究結(jié)論很難比較，且對(duì)早期混凝土迅速而復(fù)雜的塑性收縮規(guī)律缺乏有效的試驗(yàn)手段和系統(tǒng)分析，因此，這些研究對(duì)混凝土早期塑性收縮與開(kāi)裂的認(rèn)識(shí)并不深入。專(zhuān)門(mén)針對(duì)復(fù)合摻加活性摻合料、高效引氣劑、膨脹劑和混雜纖維等材料制備的高耐久性混凝土材料早期塑性收縮和開(kāi)裂性能的研究還很少。 本文在分析高性能混凝土(High performance concrete，HPC)塑性收縮與開(kāi)裂之間的關(guān)系和形成機(jī)理的

3、基礎(chǔ)上，采用平板約束試驗(yàn)，研究了采用高效減水劑、膨脹劑和混雜纖維等材料及其不同組合制備的系列混凝土的早期塑性收縮和開(kāi)裂性能，優(yōu)化出綠色高耐久性混凝土(Green high durable concrete，GHDC)的制備技術(shù)。研究過(guò)程中，對(duì)混凝土的早期塑性收縮裂縫作出分形評(píng)價(jià)，進(jìn)一步探討了膨脹劑的補(bǔ)償收縮機(jī)理、纖維的阻裂機(jī)理以及二者多元復(fù)合的綜合抑制機(jī)理。本文取得的主要結(jié)論如下： (1) 研制出早期塑性收縮小的GHDC材料制備

4、技術(shù)，通過(guò)綜合運(yùn)用膨脹劑補(bǔ)償收縮技術(shù)和纖維限縮阻裂技術(shù)，是獲得低收縮、高抗裂混凝土材料的重要技術(shù)手段。 (2) 膨脹劑對(duì)聚丙烯(polypropylene，PP)纖維增強(qiáng)高性能混凝土的早期塑抗裂性的影響與減水劑種類(lèi)相關(guān)，聚羧酸高效減水劑與鋁酸鹽混凝土膨脹劑(Aluminate expansion agent，AEA)的復(fù)合效應(yīng)優(yōu)于萘系減水劑與AEA膨脹劑的復(fù)合效果。 (3) AEA膨脹劑與啞鈴型鋼纖維的二元復(fù)合技術(shù)是增強(qiáng)

5、GHDC早期抗裂能力的有效措施。 (4) 單根裂縫的長(zhǎng)度、寬度以及其面積與相應(yīng)裂縫的分形維數(shù)值曲線(xiàn)變化大致吻合，單根裂縫的分形維數(shù)值越高，對(duì)應(yīng)裂縫的長(zhǎng)度、裂縫最大寬度及開(kāi)裂面積越大。 (5) 混凝土表面總開(kāi)裂面積與相應(yīng)分形維數(shù)值曲線(xiàn)變化大致吻合，且與全場(chǎng)裂縫分布的分形維數(shù)值成正比，分形維數(shù)值越高對(duì)應(yīng)混凝土表面的總開(kāi)裂面積越大。 (6) 通過(guò)GHDC的SEM 圖可以看出，膨脹劑的補(bǔ)償收縮復(fù)合鋼纖維阻裂的綜合作用大大