绿色高耐久性混凝土的干燥收缩及抑制方法

论文摘要

本文以大掺量矿物掺合料混凝土的抗裂性能为主要研究对象,通过23组不同配合比混凝土的系列实验,研究了大掺量矿物掺合料混凝土干燥收缩的发展规律,探讨不同矿物掺合料的复合技术、纤维的种类和掺量对混凝土干燥收缩性能的影响。在此实验基础上,结合Matlab等统计分析软件,建立了绿色高耐久性混凝土（Green high durable concrete ,GHDC）的干燥收缩模型,本文主要研究成果如下:（1）在低水胶比的条件下,大掺量矿物掺合料混凝土干燥收缩较大,在7d之内的干燥收缩发展非常迅速,在7d～60d之间的干燥收缩增加比较缓慢,在60d之后趋于稳定。（2）矿渣和粉煤灰都可以降低大掺量矿物掺合料混凝土的干燥收缩,硅灰则大幅度增加大掺量矿物掺合料混凝土的干燥收缩。综合分析表明,双掺（25%粉煤灰+30%矿渣）的GHDC具有良好的工程应用价值。（3）钢纤维、聚丙烯纤维和聚酯纤维对大掺量矿物掺合料混凝土的干燥收缩都具有较好的抑制作用,纤维的弹性模量越高,其抑制效果越好。研究表明,纤维混杂技术抑制混凝土干燥收缩的作用效果,不一定随着纤维混杂元数的提高而提高,还与混杂纤维之间的搭配有关。（4）根据干燥收缩的大小与抑制早期塑性收缩开裂的效果,认为采用（聚丙烯纤维+聚酯纤维）二元混杂技术和（膨胀剂+聚丙烯纤维+钢纤维）三元混杂技术的GHDC,都具有良好的工程应用价值。（5）通过23组混凝土试件干燥收缩变形的长期观测和实验研究,得出GHDC标准试件干燥收缩的计算模型。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 混凝土收缩变形分类
• 1.2.1 化学收缩
• 1.2.2 塑性收缩
• 1.2.3 温度收缩
• 1.2.4 干燥收缩
• 1.2.5 自收缩
• 1.2.6 碳化收缩
• 1.3 国内外对混凝土干燥收缩的研究现状
• 1.3.1 收缩测试方法比较
• 1.3.2 国内外研究现状
• 1.4 目前研究存在的问题
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第二章 原材料、配合比与试验方法
• 2.1 试验原材料
• 2.2 配合比
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 试验装置
• 2.3.2 试验步骤
• 2.3.3 数据处理
• 第三章 GHDC 的干燥收缩及其因素影响规律
• 3.1 矿物掺合料对混凝土干燥收缩的影响
• 3.1.1 HPC 和GHDC 干燥收缩的比较
• 3.1.2 减水剂对GHDC 干燥收缩的影响
• 3.1.3 矿物掺合料对混凝土干燥收缩的影响
• 3.1.4 主要结论
• 3.2 纤维及其混杂技巧对混凝土干燥收缩的影响
• 3.2.1 单掺纤维对大掺量矿物掺合料混凝土干燥收缩的影响
• 3.2.2 二元混杂纤维对大掺量矿物掺合料混凝土干燥收缩的影响
• 3.2.3 三元混杂纤维对大掺量矿物掺合料混凝土干燥收缩的影响
• 3.2.4 纤维对GHDC 干燥收缩的抑制效果
• 3.3 膨胀剂及其与纤维的复合对大掺量矿物掺合料混凝土干燥收缩的影响
• 3.3.1 膨胀剂对大掺量矿物掺合料混凝土干燥收缩的影响
• 3.3.2 膨胀剂和纤维的二元复合对大掺量矿物掺合料混凝土干燥收缩的影响
• 3.3.3 膨胀剂和纤维的多元复合对大掺量矿物掺合料混凝土干燥收缩的影响
• 3.3.4 膨胀剂与纤维对GHDC 干燥收缩的复合抑制效果
• 3.4 本章小结
• 第四章 GHDC 干燥收缩数学模型的建立
• 4.1 干燥收缩的机理
• 4.1.1 毛细孔张力
• 4.1.2 拆开压
• 4.1.3 固体表面自由能
• 4.1.4 层间水损失
• 4.2 已有的干燥收缩模型简介
• 4.2.1 中国建筑科学研究院收缩计算模型
• 4.2.2 ACI209 委员会收缩计算模型
• 4.2.3 Dilger 计算模型
• 4.2.4 GL2000 计算模型
• 4.3 干燥收缩数学模型的建立
• 4.3.1 普通混凝土的干燥收缩表达式
• 4.3.2 GHDC 的干燥收缩表达式
• 4.3.3 GHDC 的干燥收缩影响因素分析
• 4.3.4 GHDC 的干燥收缩模型
• 4.3.5 各收缩模型计算结果比较分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 后续研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文