【摘 要】
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高延性混凝土(High Ductile Concrete,简称HDC)是一种具有高强度、高韧性和高耐损伤能力的新型结构材料。近年来,它凭借优良的力学性能已被广泛应用于土木工程领域。但由于HDC中含有粉煤灰等水化较慢的矿物掺合料,其养护龄期长达60d以上。而蒸汽养护能加快胶凝材料水化速率、促进混凝土强度发展。因此,研究蒸养后HDC力学性能并提出一种快速养护方法,对HDC的进一步推广与应用具有重要意义
【基金项目】
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国家自然科学基金资助(51878545)
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高延性混凝土(High Ductile Concrete,简称HDC)是一种具有高强度、高韧性和高耐损伤能力的新型结构材料。近年来,它凭借优良的力学性能已被广泛应用于土木工程领域。但由于HDC中含有粉煤灰等水化较慢的矿物掺合料,其养护龄期长达60d以上。而蒸汽养护能加快胶凝材料水化速率、促进混凝土强度发展。因此,研究蒸养后HDC力学性能并提出一种快速养护方法,对HDC的进一步推广与应用具有重要意义。在课题组前期研究的基础上,本文对蒸养后HDC抗压强度、弯曲韧性、抗折强度以及材料水化机理、微观结构进行研究,其主要内容如下:(1)分别进行蒸养后HDC立方体抗压、棱柱体抗折试验研究。以常温养护试块相应强度作为对照,分析恒温温度、恒温时间及蒸养模式对三种强度等级HDC抗压强度和抗折强度的影响;通过对试验数据的回归分析,建立抗压强度与恒温温度、恒温时间的相关公式,为HDC蒸养抗压强度的预测提供依据。(2)进行HDC棱柱体四点抗弯试验研究。分析养护方式、恒温蒸养参数(恒温温度、恒温时间)和蒸养模式对HDC弯曲韧性的影响,其结果主要与粉煤灰高温水化作用有关;建立受弯与受拉转换公式,通过四点抗弯试验结果评价蒸养后HDC抗拉性能。其中,极限拉应变的变化主要与弯曲韧性有关,而抗拉强度的变化程度基本与抗压相似。(3)进行X射线衍射、扫描电子显微镜等材料微观性能试验。对比分析常温养护与蒸汽养护下HDC浆体物相组成的变化规律以及显微结构的特征差异。XRD、SEM试验结果均符合相应宏观力学性能表现。其中,水泥的不充分水化以及硬化浆体产生的微裂缝是影响蒸养后HDC宏观力学性能的重要因素。(4)基于试验探究的九种蒸养制度,综合HDC抗压强度、弯曲韧性、抗折强度等各项力学性能测试结果,分别确定三种强度等级HDC对应的最优蒸养制度;同时,从工程应用角度指出,制定HDC蒸养制度应根据蒸养前早期强度选择相应蒸养模式,实现恒温温度和恒温时间的最优匹配并合理控制升、降温速率,保证蒸养过程中较高的相对湿度。
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