20-70℃条件下掺粉煤灰混凝土收缩和开裂规律的研究

论文摘要

混凝土的收缩和开裂是影响混凝土耐久性的重要因素。本文主要研究了粉煤灰对C50混凝土强度和线膨胀系数的影响，以及在早期不同温度下粉煤灰和温度的耦合作用对化学结合水、干燥收缩、自收缩的影响规律；研究了在约束条件下混凝土的开裂规律，同时，采用光纤Bragg光栅监测了在约束条件下混凝土的早期体积变型规律。最后，结合试验室研究成果，对某实际重点工程的大体积混凝土结构施工进行了现场施工监控，取得了良好效果。本文研究结果表明：提高粉煤灰掺量会降低C50混凝土的早期强度和化学结合水含量，其中掺量为50%的混凝土的7d强度下降最大，仅为基准混凝土的59.2%；在粉煤灰掺量小于40%时，混凝土的线膨胀系数随粉煤灰的掺量增加而提高，其中掺量为30%的混凝土1d的线膨胀系数比基准混凝土高出30.6%。掺入粉煤灰会降低混凝土的自收缩、增大干燥收缩。20℃的条件下，粉煤灰掺量50%的混凝土90d的自收缩比基准混凝土降低94.2%、干燥收缩增加97.9%；高温会加速掺粉煤灰混凝土早期的收缩，35℃条件下，掺30%粉煤灰混凝土7d的自收缩和干燥收缩比常温下分别提高13.3%和20%。养护条件是决定混凝土开裂状况的重要因素，在相同条件下，粉煤灰会延缓混凝土出现贯穿裂缝的时间。采用光纤Bragg光栅测量平板约束条件下混凝土变形的实验结果表明：暴露于空气中7d的混凝土，内部较表面收缩低41.5%，边部较中心低29.8 %；对于密封下的混凝土，总变形相对较低。光纤Bragg光栅传感技术可以准确监测大体积混凝土的应变，准确捕捉到了开裂时间和裂缝宽度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外关于掺粉煤灰混凝土收缩和开裂的研究进展
• 1.2.1 混凝土非受力变形的种类与机理
• 1.2.2 粉煤灰对混凝土非受力变形的影响
• 1.2.3 约束状态下混凝土的体积变形
• 1.2.4 混凝土收缩和开裂的评价方法
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 原材料与试验方法
• 2.1 试验原材料
• 2.1.1 试验用基准水泥
• 2.1.2 粉煤灰
• 2.1.3 碎石
• 2.1.4 砂
• 2.1.5 聚羧酸系高性能减水剂
• 2.2 试验方法和试验仪器
• 2.3 试验方案
• 第3章 粉煤灰对混凝土力学性能的影响
• 3.1 混凝土的配合比设计
• 3.2 粉煤灰对混凝土工作性的影响
• 3.3 粉煤灰对混凝土抗压强度的影响
• 3.4 粉煤灰掺量和环境对水化的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 不同温度下混凝土收缩和开裂规律的研究
• 4.1 混凝土收缩试件的制备和试验方法的确定
• 4.1.1 自收缩密封材料的选择
• 4.1.2 试件的制备与试验方法
• 4.2 粉煤灰掺量和龄期对混凝土线膨胀系数的影响
• 4.2.1 粉煤灰掺量和龄期对线膨胀系数的影响
• 4.3 粉煤灰掺量和温度对混凝土自收缩的影响
• 4.3.1 C50 混凝土的20 ℃自收缩
• 4.3.2 温度对掺粉煤灰混凝土自收缩的影响规律
• 4.4 温度和粉煤灰掺量对混凝土干燥收缩的影响规律
• 4.5 高温下混凝土变形的影响规律
• 4.5.1 恒高温下混凝土的变形
• 4.5.2 变温条件下混凝土的变形
• 4.6 普通强度等级混凝土的变形规律
• 4.6.1 普通混凝土的线膨胀系数
• 4.6.2 普通混凝土的自收缩
• 4.6.3 普通混凝土的干燥收缩
• 4.7 约束条件下混凝土的变形
• 4.7.1 约束条件下混凝土的收缩
• 4.7.2 约束条件下混凝土的开裂
• 4.8 本章小结
• 第5章 某大体积混凝土工程冬季施工过程监控
• 5.1 某大体积混凝土工程冬季施工概况
• 5.2 工程原材料
• 5.3 混凝土配合比及其抗压强度
• 5.4 混凝土的自收缩和干燥收缩
• 5.5 实体混凝土结构的温度与应变监测
• 5.5.1 温度的监测
• 5.5.2 应变的监测
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢