(超)高强混凝土收缩特性试验研究

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(超)高强混凝土(U/HCP)是通过选择材料、控制水胶比和掺入外加剂等技术措施制备的现代混凝土典型产品。由于具备高强度的力学性能和良好的耐久性,U/HCP在高层建筑、复杂结构、大跨度桥梁等建筑结构方面得到了广泛的应用。与一般的混凝土相比,U/HPC的抗冻性和抗渗性等性能得到大幅度提高。另外,U/HPC以工业废渣废料为矿物添加料,直接减少了水泥的使用量,能在一定程度上缓解因水泥基材料使用和废弃物排放而导致的环境和能耗问题。U/HCP的使用还可降低建筑工程构件截面尺寸,减小构件自身重力,提高建筑物的外观效果,实现复杂结构的顺利构建等,具有重要的经济、环保和工程实用价值。然而,大量实践表明,U/HCP更易出现开裂现象,危害着结构的安全,进而限制着U/HCP在建筑工程中的使用。针对U/HCP的收缩问题和相对应的减缩措施研究已经成为国内外混凝土材料领域的研究焦点。因此,本文围绕U/HCP的干燥收缩、化学收缩、自收缩等问题进行了系统研究。研究表明:(1)硅粉作为矿物添加料在U/HCP中能减弱水化程度,减小化学收缩,掺量越大,减小效果越大。硅粉能够在一定程度上提高U/HCP强度,且掺量越大,强度提高越明显;硅粉掺量对U/HCP自收缩与干缩的影响规律相似,即随着硅粉掺量的增大,自收缩或干缩先增大后减小,30%硅粉掺量使得两种收缩出现最大值,自收缩占比也呈增大趋势。这说明,对于U/HCP,在各种收缩中,自收缩是主要的收缩变形;(2)高强砂浆中胶凝材料的化学收缩是其自收缩的驱动力,在同一硅粉掺量下,胶凝材料的早期化学收缩量与水胶比正相关。水胶比值越大,水泥的水化反应程度越高,化学收缩也就越大。U/HCP自收缩变形普遍较大,随水胶比增大而减小。在同一硅粉掺量下,干燥收缩量与水胶比正相关,水胶比越大,则内部孔隙水含量越高,水分散失后,砂浆干燥收缩越明显。
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