無機聚合物混凝土的溫度應(yīng)力試驗研究.pdf

1、以高爐礦渣、粉煤灰或煅燒粘土等為基礎(chǔ)材料，通過堿性激發(fā)劑的作用而合成的無機膠凝材料稱為堿激發(fā)膠凝材料，亦稱為無機聚合物。根據(jù)原材料中鈣含量的不同，無機聚合物可分為兩大類：當原料中不含鈣，或含鈣量較少時，稱為地質(zhì)聚合物（geopolymer），對應(yīng)材料的最終微觀結(jié)構(gòu)以三維網(wǎng)狀的類沸石結(jié)構(gòu)為主；而當原料中含鈣量較高時，稱為地質(zhì)水泥（geocement），對應(yīng)材料的最終微觀結(jié)構(gòu)以低鈣的C-S-H微纖維結(jié)構(gòu)為主。
　　大體積混凝土廣泛應(yīng)用

2、于現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的各種領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍非常廣，但國內(nèi)外無機聚合物混凝土目前還未推廣應(yīng)用于這些領(lǐng)域；而且大體積混凝土的應(yīng)用不可避免的存在如何解決開裂的問題，其中水化熱產(chǎn)生的微裂縫和溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫是國內(nèi)外主要研究的方向之一。
　　本論文結(jié)合課題組前期完成無機聚合物混凝土研究的基礎(chǔ)上，對無機聚合物材料運用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，進行了系統(tǒng)的試驗研究，包括基本抗裂性能試驗、構(gòu)件試驗和實橋試驗。其主要研究工作和獲得的重要成果如下：
　　

3、1.討論了無機聚合物混凝土的反應(yīng)機理，歸納了無機聚合物膠凝體系的主要組成材料及其對性能的影響，總結(jié)了摻合料、養(yǎng)護制度和流動性對強度的影響；無機聚合物混凝土的耐氣候性能、高溫穩(wěn)定性和抗侵蝕性能。
　　2.在系統(tǒng)試驗和理論分析的基礎(chǔ)上，研究了IPC的基本性能，得到結(jié)論：無機聚合物混凝土立方體前期抗壓強度增長較快，大于普通混凝土。7天強度為50.4 MPa；無機聚合物混凝土的彈性模量為3.586×104，普通混凝土彈性模量為3.13×1

4、04，無機聚合物混凝土彈性模量比普通混凝土高14.5％；無機聚合物混凝土的泊松比為0.236，普通混凝土泊松比為0.22，無機聚合物混凝土泊松比比普通混凝土大7.3%。無機聚合物混凝土的劈拉強度為4.04MPa，普通混凝土劈拉強度為3.81MPa，無機聚合物混凝土劈拉強度比普通混凝土高6%；開裂敏感性試驗表明無機聚合物混凝土的抗裂性能要比普通混凝土略優(yōu)。
　　3.通過無機聚合物混凝土溫度應(yīng)力試驗研究其在各種不同的條件下的開裂過程，

5、試驗結(jié)果分析表明： IPC1入模溫度為17.2℃，考慮無機聚合物混凝土的水化特性，由于入模溫度太低，膠凝材料水化過程過慢，導致混凝土強度上升極慢，當溫度試驗機降溫時，收縮產(chǎn)生較小的拉應(yīng)力就使試件斷裂，導致抗裂性能降低；相同入模溫度的條件下，無機聚合物試件IPC2的開裂溫度為14.2℃，普通混凝土試件 C1的開裂溫度為14.4℃，開裂溫度接近；而 IPC2開裂應(yīng)力為-2.658MPa,遠大于C1的開裂應(yīng)力-1.228MPa。采用不同情況的

6、混凝土溫度應(yīng)力試驗結(jié)果顯示，采用適當?shù)娜肽囟饶苡行г鰪姛o機聚合物混凝土的抗裂性能。
　　4.通過絕熱溫升試驗，在隔絕熱傳導的情況下，觀測無機聚合物混凝土膠凝材料在水化過程中的溫度變化規(guī)律、最高溫升值并計算混凝土水化熱速率，混凝土入模溫度對絕熱溫升影響較大，溫度越高水化反應(yīng)速率越快，大體積混凝土內(nèi)部積蓄的熱量短時間難以散發(fā)，高溫環(huán)境促進膠凝材料水化反應(yīng)。無機聚合物混凝土應(yīng)用于大體積混凝土工程結(jié)構(gòu)，應(yīng)注意控制入模溫度和環(huán)境溫度。

7、r>　　5.通過對無機聚合物混凝土實橋橋臺溫度場試驗研究，結(jié)果表明：澆筑橋臺無機聚合物混凝土時，混凝土內(nèi)部最高溫度為44℃左右，其位置在距板底0.5m處的橋臺中心，發(fā)生時間為無機聚合物混凝土澆筑完成后24小時左右；無機聚合物混凝土內(nèi)部溫度變化平穩(wěn)，同一時刻各測點溫差均在15℃以內(nèi)，邊緣測點與環(huán)境溫度相差均在15℃以內(nèi)，滿足大體積混凝土溫度控制要求。
　　6.通過荷載試驗，判斷IPC混凝土橋梁的工作狀態(tài)，并根據(jù)檢測和荷載試驗結(jié)果，結(jié)