綠色高耐久性混凝土的早期塑性收縮與開裂性能研究.pdf

1、進入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，其耐久性是國際國內(nèi)工程界關(guān)注的重大科技問題。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題，混凝土早期裂縫加速了混凝土劣化的進程，對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，各國學(xué)者對影響混凝土開裂的早期力學(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研究。然而大多數(shù)試驗都集中于對混凝土某種特性的

2、研究，不同研究者采用的試驗方法又各不相同，致使研究結(jié)論很難比較，且對早期混凝土迅速而復(fù)雜的塑性收縮規(guī)律缺乏有效的試驗手段和系統(tǒng)分析，因此，這些研究對混凝土早期塑性收縮與開裂的認(rèn)識并不深入。專門針對復(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)塑性收縮與開裂之間的關(guān)系和形成機理的

3、基礎(chǔ)上，采用平板約束試驗，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)。研究過程中，對混凝土的早期塑性收縮裂縫作出分形評價，進一步探討了膨脹劑的補償收縮機理、纖維的阻裂機理以及二者多元復(fù)合的綜合抑制機理。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)，通過綜合運用膨脹劑補償收縮技術(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) 膨脹劑對聚丙烯(polypropylene，PP)纖維增強高性能混凝土的早期塑抗裂性的影響與減水劑種類相關(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

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