高性能混凝土早齡期體積變化與力學(xué)性能實驗研究及評價.pdf

1、高性能混凝土以其高工作性、高耐久性和優(yōu)異的力學(xué)性能而被越來越多地應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。然而，這類混凝土因易產(chǎn)生非荷載誘致的早期裂縫而影響其性能的發(fā)揮。究其原因，主要與高性能混凝土較普通混凝土更大且更復(fù)雜的早齡期體積變化有關(guān)。本文主要以高性能混凝土為研究對象，從實驗角度分別探討早期體積變化的主要成分——熱變形、自收縮和干燥收縮與力學(xué)特性。基于獲得的實驗數(shù)據(jù)和既有模型、經(jīng)驗公式對早期體積變化與力學(xué)性能加以評價。
　　本文首先概括并擴(kuò)展與

2、混凝土早齡期體積變化有關(guān)的基本概念、發(fā)生機(jī)制和微觀機(jī)理。然后運(yùn)用改進(jìn)的實驗方法分別考察高性能混凝土早齡期力學(xué)特性和體積變化的三種主要成分，探究它們的演變規(guī)律、主要特征、影響因素、依存關(guān)系及產(chǎn)生機(jī)理。同時基于獲得的實驗數(shù)據(jù)對既有體積變化和力學(xué)性能的預(yù)測模型或公式加以修正。最后將獨(dú)立分析的結(jié)果予以整合，評價多因素耦合作用下高性能混凝土早齡期體積變化。就本文研究范圍而言，可歸納以下主要結(jié)論：
　?。?）描述高性能混凝土早齡期力學(xué)性能的各

3、項指標(biāo)均表現(xiàn)出清晰明確的特征、發(fā)展規(guī)律和影響因素，指標(biāo)之間具有較強(qiáng)相關(guān)性且能以適用于普通混凝土的函數(shù)關(guān)系表述?？箟簭?qiáng)度與水化溫升峰值呈現(xiàn)正向線性關(guān)系，據(jù)此可基于水化溫升特性進(jìn)行強(qiáng)度預(yù)測。通過引入凝結(jié)時間因子修正的CEB-FIP模式規(guī)范的抗壓強(qiáng)度和彈性模量預(yù)測式較原公式及其他常用公式更適合于早齡期。
　?。?）準(zhǔn)絕熱和恒溫下高性能混凝土的溫度演變曲線可用同一指數(shù)函數(shù)予以刻畫?；诘蜏刈儨貐^(qū)間的方法能較精確測定早齡期熱膨脹系數(shù)。熱膨脹

4、系數(shù)按時間先后依次經(jīng)歷急劇下降、緩慢回升和持續(xù)穩(wěn)定階段?？紤]熱膨脹系數(shù)的時變性計算得到的熱變形普遍高于視其為定常數(shù)的情況，準(zhǔn)絕熱條件下溫度變形的兩種計算結(jié)果彼此線性相關(guān)。
　?。?）養(yǎng)護(hù)溫度越高，高性能混凝土的自收縮及其發(fā)展速率越大。齡期越早，水膠比越小，溫度對自收縮的影響表現(xiàn)得越顯著。等效齡期公式不適用于評價早期自收縮的溫度依存性，對其中的水化反應(yīng)活化能加以修正在一定程度上能改善評價效果。準(zhǔn)絕熱條件下的自收縮曲線不同于恒溫下的情

5、況，依次經(jīng)歷快速收縮、突發(fā)膨脹和緩慢收縮階段。與摻粉煤灰、礦渣者相比，純水泥混凝土的突發(fā)膨脹更大。
　　（4）恒溫養(yǎng)護(hù)下高性能混凝土的自收縮與其抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系可用二次多項式予以表述?；贐reugel和Koenders的毛細(xì)孔吸附水表面張力理論和借助Microlab實驗室的HYMOSTRUC軟件包初步計算得到的高性能混凝土的自收縮與實驗數(shù)據(jù)的吻合度較高。
　?。?）水膠比較小時，高性能混凝土早齡期干燥收縮速率比自收縮小得

6、多，總收縮（除熱變形之外的部分）中干燥收縮的占比較小。隨著水膠比的增大，干燥收縮增大，且其發(fā)展速率和在總收縮中的占比也增大。干燥開始得越遲，干燥收縮及其速率越小。干燥收縮同自收縮總體上表現(xiàn)為線性關(guān)系。隨著干燥起始齡期的推遲，干燥收縮與自收縮之比增大。干燥收縮應(yīng)變正相關(guān)于測量試件的質(zhì)量損失率?？紤]多項影響因素修正的干燥收縮評價式與實測數(shù)據(jù)的兼容性較好。
　?。?）早齡期的自收縮與干燥收縮并非彼此獨(dú)立的，運(yùn)用代數(shù)疊加原理分離兩者所產(chǎn)生