復(fù)摻礦物摻合料混凝土性能及抗裂機(jī)理、微觀特性研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)混凝土在正常使用荷載作用之前產(chǎn)生的早期裂縫將嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)物的外觀與耐久性，這已經(jīng)是導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)破壞的重要原因之一。有針對(duì)性的配制具有良好抗裂性能的復(fù)摻礦物摻合料混凝土，從理論到試驗(yàn)綜合研究混凝土早期開裂問(wèn)題，對(duì)于減少甚至避免混凝土結(jié)構(gòu)的早期裂縫的產(chǎn)生、提高混凝土工程耐久性、降低維護(hù)成本、延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命、保證混凝土工程的質(zhì)量與安全具有重要意義。 以往對(duì)混凝土早期開裂的研究，著重對(duì)混凝土收縮等單方面的研究，而且大多數(shù)的研

2、究成果仍處于定性分析階段，定量的分析研究還很少。因此通過(guò)理論分析與試驗(yàn)研究，本文開展了以下幾個(gè)方面的研究工作： 1．從混凝土的早期開裂機(jī)理研究入手，分別分析了復(fù)摻礦物摻合料混凝土的力學(xué)性能、彈性模量、收縮性能、極限拉應(yīng)變、溫度場(chǎng)隨齡期發(fā)展規(guī)律及其對(duì)復(fù)摻礦物摻合料混凝土早期開裂的影響，推導(dǎo)出混凝土環(huán)應(yīng)力公式，提出了’混凝土環(huán)應(yīng)力與齡期發(fā)展的增量計(jì)算方法，并預(yù)測(cè)了混凝土環(huán)的開裂齡期，建立了分析混凝土早期開裂的理論模型，并通過(guò)工程實(shí)際

3、驗(yàn)證模型的可行性與可靠性。 2．通過(guò)碳化深度試驗(yàn)與氯離子滲透試驗(yàn)分析復(fù)摻礦物摻合料混凝土的耐久性。 3．通過(guò)電鏡掃描試驗(yàn)與X射線衍射試驗(yàn)，分析復(fù)摻礦物摻合料混凝土不同齡期的微觀組織結(jié)構(gòu)與化學(xué)成分。從微觀角度探討復(fù)摻礦物摻合料的高性能混凝土具有良好抗裂性能的機(jī)理。 通過(guò)對(duì)復(fù)摻礦物摻合料混凝土抗裂性能的綜合分析研究，得出如下成果： 1．聚丙烯腈纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度、彈性模量略低于同條件不摻纖維混凝土，但摻入纖

4、維對(duì)改善混凝土的收縮性能具有比較明顯效果，同時(shí)建議采用五參數(shù)指數(shù)方程表征混凝土干燥收縮隨齡期發(fā)展規(guī)律。 2．混凝土彎拉極限拉應(yīng)變的發(fā)展過(guò)程可以劃分為下降期、上升期與平穩(wěn)期三個(gè)階段，建議采用指數(shù)表達(dá)式來(lái)表征上升期與平穩(wěn)期混凝土的彎拉極限拉應(yīng)變隨齡期的發(fā)展規(guī)律，并提出了特征齡期的概念。研究表明摻入纖維可以縮短混凝土極限拉應(yīng)變的特征齡期，提高混凝土的早期抗裂性能增長(zhǎng)速度。 3．建立水泥水化模型時(shí)須將水泥顆粒水化微觀結(jié)構(gòu)模型與宏

5、觀水化動(dòng)力學(xué)有機(jī)結(jié)合，將本文建立的水泥水化模型與數(shù)值模擬方法相結(jié)合，可較精確地預(yù)測(cè)混凝土溫度場(chǎng)隨時(shí)間的演化規(guī)律。 4．在分析混凝土早期抗裂機(jī)理時(shí)應(yīng)綜合分析收縮、溫度、徐變、極限拉應(yīng)變、彈性模量等因素的影響，在此基礎(chǔ)上本文所推導(dǎo)的混凝土環(huán)應(yīng)力隨齡期發(fā)展的增量計(jì)算方法可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)混凝土環(huán)的開裂齡期，對(duì)實(shí)際工程的研究表明，本文采用動(dòng)態(tài)分析方法所建立的混凝土開裂預(yù)測(cè)模型具有良好的適用性，同時(shí)證明本研究配制的混凝土具有良好的抗裂性能。