王勇威[1]2001年在《超高强高性能混凝土的组成、结构及其收缩与补偿的研究》文中认为超高强高性能混凝土是20世纪80年代以后才出现的新型高技术建筑材料。由于其具有高强度、高耐久性、高工作性等特性，用其代替传统的混凝土结构物和建造在严酷环境中的特殊结构，具有显着的经济效益。国外有人预言，21世纪将大量应用100MPa以上的结构混凝土。 混凝土的组成与结构是制约其力学性能与耐久性能的最为根本的因素。超高强高性能混凝土配制的基本路线是“硅酸盐水泥+矿物细掺料+高效减水剂”，其组成与结构将不同于普通混凝土。本文通过X衍射法、压汞法、氮吸附法以及显微硬度法等测试分析手段，研究了水胶比、矿物细掺料对超高强高性能混凝土的组成、孔结构、界面过渡区结构的影响。研究结果表明，采用低水胶比、复合掺入不同粒级的矿物细掺料，有利于改善和进一步提高混凝土的各种性能。 超高强高性能混凝土除了必须具备高强度、高工作性、高耐久性外，还必须具有高的体积稳定性。超高强混凝土由于采用高水泥用量和高标号水泥，其早期收缩明显大于普通混凝土。如何补偿超高强混凝土的收缩，成为制约其应用和发展的一个不可回避的重要课题。本研究采用传统的补偿收缩方法，在超高强混凝土中掺入合适的膨胀剂后，达到了补偿超高强混凝土收缩的目的。同时，研究表明，超高强补偿收缩混凝土对养护的要求极为苛刻。加强超高强混凝土的早期水养护尤其重要。
王冲[2]2005年在《特超强高性能混凝土的制备及其结构与性能研究》文中研究表明随着国民经济的发展和社会进步,现代工程建设的规模与投资越来越大,混凝土建筑物的使用范围也在日益扩展。与此同时,在人口增长和资源短缺、环境污染的威胁下,建筑物越来越向着超高层化、超大跨化方向发展,各种严酷环境下使用混凝土结构也越来越多,如:海上石油平台、跨海大桥、海底隧道、污水管道、核废料容器、核反应堆外壳、盛装有害化学物的容器等,如此众多的建筑物和结构都主要采用了水泥混凝土材料。而这些工程结构的特点是材料性能要求高,包括高强度、高耐久性和高体积稳定性,有些工程要求混凝土的流动性也很高。传统的混凝土技术已经无法适应现代工程的要求。需要研究与发展新的高性能的水泥混凝土材料。高性能混凝土(HPC)是当前混凝土发展的主要方向之一,并且在工程中的应用越来越广泛。目前,工程中主要应用的高性能混凝土强度小于100MPa,100~150MPa的超高强高性能混凝土已被制备成功,少数工程中的混凝土强度超过了100MPa。从工程结构材料的长远发展考虑,有必要制备强度更高(≥150MPa)的特超强高性能混凝土。其它新的高性能水泥混凝土材料还包括:无宏观缺陷水泥基材料(MDF)、均布超细颗粒致密体系(DSP)、活性粉末混凝土(RPC)等。从材料性能审视,无宏观缺陷水泥基材料、均布超细颗粒致密体系、活性粉末混凝土等的抗压强度都非常之高,其抗拉强度、断裂韧性和弹性模量也突破了传统水泥基材料的限度,这些材料具备了高强韧性材料的特征。但是,由于这些材料所用的原材料要求极高,工艺复杂,作为工程材料,其成本太大,严重限制了这些材料在工程中的大量应用。因此,利用水泥混凝土现有的技术途径,采用常规原材料和通用工艺,充分发挥通用水泥混凝土原料易得、工艺简单、成本低廉等重要优势,在高性能混凝土、超高强高性能混凝土基础上,进一步研究与制备特超强高性能混凝土材料,对水泥混凝土的发展具有十分重要的意义。为此,本课题将在以下几个方面进行研究:(1)特超强高性能混凝土的制备技术:以常用的硅酸盐水泥、粗细集料在高效减水剂和超细矿物掺合料的“双掺”作用下,通过降低水胶比(<0.20)和密实增强等技术途径,制备抗压强度≥150MPa的,流动性能良好的特超强高性能混凝土,并对特超强高性能混凝土的流动性经时损失进行了试验分析。(2)特超强高性能混凝土水泥基相水化产物的组成结构分析:要制取≥150MPa,且流动性能良好的特超强高性能混凝土,首先是要采用极低的水胶比,
刘永强[3]2014年在《掺膨胀剂HCSA的超高性能混凝土性能的研究》文中研究表明超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，UHPC）是一种高强度、高韧性、低孔隙率的水泥基材料，作为一种新型的具备优良性能的复合材料，必将成为未来一种极具应用价值的材料。混凝土的收缩是指由于混凝土中所含水分的变化、化学反应及温度变化等因素引起的体积缩小。收缩主要分为五大类，分别是塑性收缩、自收缩、干燥收缩温度下降引起的温度收缩以及碳化收缩。混凝土在收缩变形会产生拉应力，当拉应变超过混凝土的极限抗拉强度时会导致混凝土开裂，从而影响其使用性能和耐久性。普通混凝土的收缩应力主要指干燥收缩引起的干缩应力；但超高性能混凝土，由于其低水胶比和矿物掺合料的大量掺入使其自收缩在总收缩中所占的比重较大。因此，对于超高性能混凝土的应用，找到控制混凝土出现收缩裂缝的方法就显得十分重要。掺加膨胀剂的补偿收缩混凝土被广泛应用于工程中，研究新型膨胀剂及其补偿收缩混凝土的作用原理，工程需求量巨大。本文选用高性能混凝土膨胀剂（High Performance Calcium Sulpho Aluminate，HCSA）作为超高性能混凝土的外加剂，利用补偿收缩原理，以达到减少超高性能混凝土收缩，减少开裂，提高超高性能混凝土的工作性能的目的。为了更好的了解HCSA膨胀剂对超高性能混凝土性能的影响，本文主要研究了如下内容：(1)对加入膨胀剂HCSA的超高性能混凝土，通过测量不同膨胀种类、同种膨胀剂不同掺量和不同水胶比下的流动度和初凝时间，得到膨胀剂对超高性能混凝土工作性能的影响规律；(2)通过波纹管试验测量不同膨胀剂种类、不同水胶比、不同膨胀剂掺量的超高性能混凝土基体的体积变化，得到膨胀剂对超高性能混凝土自收缩性能的影响情况；(3)通过混凝土收缩应变测试仪测量超高性能混凝土的体积变化，得到高性能膨胀剂HCSA对未添加钢纤维及添加钢纤维的超高性能混凝土有约束干燥收缩性能的影响情况；(4)通过测量不同掺量、不同水胶比、不同龄期的超高性能混凝土的抗折强度及抗压强度，得到了膨胀剂HCSA对超高性能混凝土力学性能的影响情况；并通过电镜试验和差热试验，通过分析微观结构分析，得到膨胀剂HCSA对超高性能混凝土力学性能的影响规律。最后，通过测量掺钢纤维超高性能混凝土的抗压强度，得出膨胀剂HCSA对掺钢纤维超高性能混凝土强度的影响规律。
王勇威[4]2004年在《千米承压材料的制取与力学性态研究》文中认为人类创造了一个又一个辉煌，但同时又为地球和人类本身留下了一个又一个的创伤或隐患。时至今日，人类面临人口剧增、土地面积剧减、资源和能源过度消耗、环境污染严重等几大难题，人类的生存受到严重的挑战。为了适应生存与发展，人类拨动了向高空发展、向沙漠和草原进军、向南北极地探索、向海洋扩张、向太空迈进的主旋律，于是，就有了“空中城市”、“海市蜃楼”、“海洋站”、“空中电梯”、“太空基地”等设想；也有了可持续发展策略和“绿色革命”口号。 人类要解决生存和发展难题，要满足城市化和基础设施建设需求，要实现自己的众多美妙设想，大力研究、开发和应用新型材料将是必然趋势，而首当其冲的将是新型结构材料的开发和应用。可以预见的是，未来的新型结构材料应是能满足超大高度或超大跨度要求的结构材料。基于此点，本文提出了千米承压材料的定义、性能要求和制备途径，并展望了此种新型结构材料的应用前景。在全面考察目前可供大量应用的结构材料以及展望了两大主流结构材料——钢材和混凝土的发展趋势后，作者认为钢管特超强混凝土是千米承压材料的有力候选者。文末，通过对超高强钢管特超强混凝土与5种型钢的计算承载力、名义强度、质量比强度、柱质量比较、柱经济成本的比较，提出了超高强钢管特超强混凝土是千米承压材料的最佳候选者的结论。 特超强混凝土拥有强度高、弹性模量大、耐久性优异等诸多优点，但是其脆性很大，普通的配筋方式已不适宜；采用钢管套箍的形式是目前最佳的选择。要使特超强混凝土真正能够满足工程要求，除此之外，尚需要解决其工作性能问题和收缩，特别是自收缩过大的问题，以及提供必要的基础力学性能指标。在解决了特超强混凝土自身的基本问题后，将其应用于钢管混凝土结构中，则必须掌握其制作技术，知晓其力学性态和本构关系，明了钢管和特超强混凝土的协同工作机理，由此，本文开展了如下研究工作： 1) 研制强度为100～160MPa的特超强／超高强混凝土，分析混凝土内部的微观结构； 2) 研究特超强／超高强混凝土的收缩(主要是自收缩)问题，探讨有效降低特超强／超高强混凝土收缩的途径； 3) 测试特超强／超高强混凝土的力学性能，包括抗压强度、劈拉强度、抗折强度、轴压强度、轴压应力-应变曲线，分析轴压应力-应变曲线特点，并对其本构关系进行构造、拟合； 4) 制作钢管特超强／超高强混凝土构件，测试构件的极限荷载、极限变形重庆大学博士学位论文 以及荷载一位移关系; 5)分析钢管特超强/超高强混凝土的荷载一位移曲线，建立其本构关系模 型，并探讨其协同工作机理。 通过对特超强混凝土和钢管特超强混凝土的试验研究和数值分析，本文取得了 以下研究结果: 1)采用背散射电子显微镜观察了特超强/超高强混凝土的微观形态，并根据物 质元素背散射电子图像的灰度规律，运用颜色分离和局部区域去斑等图像 处理技术，对特超强混凝土的亚微观组成进行了分析; 2)研究了42组抗压强度为50MPa~165MPa的混凝土的收缩(主要是自收缩)， 发现特超强混凝土的自收缩比较大，特别是3天前的自收缩很大。采用掺 减缩剂、惰性矿物掺合料、微孔掺合料和加强早期，特别是3天前的水养 护，较为完美地解决了特超强/超高强混凝土收缩过大的问题; 3)通过对特超强混凝土的早期小时抗压强度、劈拉强度和收缩的研究，提出 了超高强混凝土与特超强混凝土的收缩测量方法; 4)获得了立方体抗压强度为50MPa~165MPa范围内的高强、超高强、特超强 混凝土的各种强度性能、变形性能与抗压强度的关系式，以及各种强度等 级的超高强、特超强混凝土的系列力学性能指标; 5)提出了抗压强度为50MPa~165MPa范围内的混凝土的应力一应变本构关系， 只需要给出混凝土的立方体抗压强度，就可以确定轴心受压应力一应变关系; 6)通过对23组68根钢管特超强超高强混凝土短柱的研究，回归得出了极限 荷载、极限变形、低谷荷载、低谷变形的计算关系式，并介绍和分析了钢 管混凝土轴压试验结束后的外观形态、体积变形以及核心混凝土的破坏形 态; 7)采用数值分析方法，将钢管混凝土视为统一材料，提出了其荷载一变形本构 关系，通过上升段参数c和下降段参数b，只需要给出混凝土的抗压强度、 钢管外径和璧厚、钢材屈服强度，就可以确定所制得的钢管特超强/超高强 混凝土的荷载一位移曲线; 8)采用内力分析方法，首次研究了超高强钢管特超强混凝土的协同工作机理。 通过对钢管的纵向和环向应力以及混凝土纵向应力和径向紧箍力的发展的 研究，发现5135钢管特超强混凝土中，混凝土先于钢管破坏，但构件极限 荷载相应于钢管屈服时。关键词:钢管混凝土，超高强混凝土，自收缩，力学性能，本构关系，微观结构， 千米承压材料
杨娟[5]2017年在《含粗骨料超高性能混凝土的高温力学性能、爆裂及其改善措施试验研究》文中研究表明本文制备了多种56d龄期抗压强度为120～160 MPa的含粗骨料超高性能混凝土(Ultra-High-Performance Concrete with Coarse Aggregate,UHPC(CA))和活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC),包括无任何纤维掺入的空白组UHPC(CA)、单掺钢纤维的UHPC(CA)和RPC、混掺钢纤维和聚丙烯(Polypropylene,PP)纤维的UHPC(CA)及RPC、不同组分混掺环保型钢纤维、橡胶颗粒和PP纤维的UHPC(CA)。以试验为主测定这些超高性能混凝土的残余力学性能和高温爆裂行为,为具有抗火性要求的超高性能混凝土结构设计、相关标准规范制定以及科学评估遭受火灾后的超高性能混凝土工程结构的安全性提供参考价值。本文获得的主要研究成果如下:(1)空白组UHPC(CA)具有良好工作性能、超高强度和突出耐久性能,但其韧性和抗收缩性能较差。空白组UHPC(CA)遭受各目标温度后的残余力学性能及其相对常温时的残余强度百分率均高于高性能混凝土(High-Performance Concrete,HPC);各类型钢纤维中,高强度钢纤维最有利于提高UHPC(CA)的残余力学性能,尤其是残余断裂能。其中,单掺镀铜钢纤维的UHPC(CA)的峰值残余抗压强度超过 200 MPa。(2)因高温引起了混凝土内部"二次水化",各类型纤维增韧超高性能混凝土的残余抗压强度和残余劈裂抗拉强度均随着目标温度的升高而呈现先升高再降低的趋势,其相对于常温时强度的残余抗压强度百分率以目标温度为变量可拟合为二次多项式函数或者线性函数;而各类型纤维增韧超高性能混凝土的残余断裂能却逐渐下降,多与目标温度成为线性函数关系。然而,空白组UHPC(CA)的孔粗化严重,其残余断裂能与掺入钢纤维的超高性能混凝土的规律相反。(3)空白组UHPC(CA)遭受从常温至800℃高温加热过程中发生了严重高温爆裂,其高温爆裂的发生几率和严重程度均显着大于HPC。单掺钢纤维可以改善超高性能混凝土的高温爆裂,但不能避免高温爆裂的发生;混杂掺入钢纤维和PP纤维可以显着改善空白组UHPC(CA)的高温爆裂,且避免了部分试件发生高温爆裂,而掺量为0.5%体积率的钢纤维的改善效果优于掺量为1.0%的情况。其中混杂掺入波纹型高强度普通钢纤维(体积掺量为0.5%)和PP纤维最有利于提高UHPC(CA)的抗高温爆裂性能。(4)UHPC(CA)的抗高温爆裂性能均优于RPC,粗骨料起到了减轻混凝土高温爆裂的作用,这是因为,粗骨料的存在降低了超高性能混凝土内部的温差热应力,增加了纤维在砂浆基体中的分布密度。(5)含湿量显着影响了超高性能混凝土的高温爆裂,含湿量越大,高温爆裂越严重,这说明了蒸汽压是引发超高性能混凝土高温爆裂的主导因素。而大量粗骨料在UHPC(CA)发生高温爆裂过程中从砂浆基体中剥离出来并保持完整以及部分超高性能混凝土发生逐层爆裂的试验现象均显示,蒸汽压和热应力的组合作用最终导致了超高性能混凝土高温爆裂的发生。(6)UHPC(CA)的内部蒸汽压力随着混凝土试件含湿量的增大而增大,100%含湿量的空白组UHPC(CA)的内部蒸汽压力可达到5.024 MPa;此外,降低加热速率明显降低了 UHPC(CA)的高温爆裂严重程度。(7)来自废旧轮胎的附着橡胶颗粒的环保型钢纤维(Recycled Steel Fiber with Rubber,RSFR)对UHPC(CA)的劈裂抗拉强度和断裂能的提高幅度显着大于其他类型钢纤维,尤其是断裂能;未附着橡胶颗粒的环保型钢纤维(Recycled Steel Fiber without Rubber,RSF)对UHPC(CA)高温爆裂的改善效果优于RSFR,混杂RSF(体积掺量为0.5%)与PP纤维显着提高了 UHPC(CA)的抗高温爆裂性能。因此,RSFR和RSF可以替代部分普通钢纤维应用到超高性能混凝土结构构件中,具有重要环保意义。
李鹏[6]2016年在《HCSA膨胀剂补偿高强混凝土收缩及影响因素研究》文中研究表明结合补偿收缩高强混凝土实际应用时,易出现开裂的现象,本文研究了补偿收缩高强混凝土变形影响因素。研究主要内容有:HCSA膨胀剂对高强混凝土收缩变形影响;在此基础上,研究养护条件、膨胀剂掺量和矿物掺合料种类对补偿收缩高强混凝土限制膨胀变形的影响。研究结果如下:HCSA的掺入缩短了高强混凝土内部相对湿度下降临界期和最终值,导致混凝土收缩速率和收缩值增加;但同时水化生成的氢氧化钙和钙钒石促进混凝土膨胀变形。所以总体变形是自身收缩和膨胀剂补偿作用的迭加。与绝湿组相比,水养组限制膨胀率普遍较大,且增速更快。随温度升高,膨胀剂掺量对限制膨胀率影响程度大于外界水分供给与否,且温度越高,膨胀剂掺量影响越大。40℃时,相同膨胀剂掺量条件下,水养组与绝湿组限制膨胀率差值最低,最有利于缩小混凝土内外变形差值。补偿收缩高强混凝土抗压强度受膨胀剂掺量、限制条件及养护条件的影响:掺膨胀剂后,自由强度降低,且绝湿养护降低幅度更大;受限条件下抗压强度提高,但存在最佳掺量;温度升高,膨胀剂掺量的提高提高了早期强度,但后期强度发展缓慢;水养和绝湿养护对限制强度影响较大,但膨胀剂能降低绝湿组和水养组受限条件下抗压强度差别。膨胀剂掺量、养护条件对补偿收缩高强混凝土限制膨胀率经时发展有重要影响,并对不同种类矿物掺合料影响不同。随着膨胀剂掺量增加,矿物掺合料促进了绝湿组限制膨胀率最终值的增长。水养组限制膨胀率普遍大于绝湿组,掺加矿物掺合料可降低水养组与绝湿组限制膨胀率值,但降低幅度还受到膨胀剂掺量的影响,复掺(硅灰+矿渣)组下降最大。膨胀剂掺量越大,矿物掺合料的掺加影响作用越大。实际使用中,可根据不同应用,调整矿物掺合料种类和掺量、膨胀剂掺量,得到限制膨胀变形发展不受环境影响,变形较一致的补偿收缩高强混凝土构件。
丁庆军[7]2006年在《高强次轻混凝土的研究与应用》文中指出高强次轻混凝土是指表观密度为1950 kg／m~3～2300kg／m~3，强度在50MPa以上，弹性模量可设计的新型混凝土材料。因其具有轻质、高强、优良的体积稳定性和耐久性，在高层建筑、海洋工程和大跨度桥梁等工程建设中具有巨大的经济优势和广阔的应用前景。本文围绕高强次轻混凝土的组成、结构与性能之间的关系，以及在桥梁工程应用中的关键技术开展了深入系统的研究工作，研究成果为高强次轻混凝土材料的设计、制备与应用提供理论依据和技术支撑。本文进行的主要工作和取得的重要成果有：在系统研究高强混凝土内部湿度与自收缩关系的基础上，提出高强混凝土内部湿度补偿理论与设计方法，揭示了轻集料的湿度补偿作用和普通集料的限制收缩作用是高强次轻混凝土具有优良体积稳定性的本质原因；建立高强次轻混凝土的强度设计理论模型，并提出高强次轻混凝土的配合比设计方法。建立了高强次轻混凝土抗拉强度(f_t)与抗压强度(f_(cu))之间的关系式f_t=0.0519f_(cu)~(1.0467)，及弹性模量(E)与其表观密度(ρ)和抗压强度(f_(cu))的关系式E=0.02554×f_(cu)~(1.44)ρ~(0.23)。为高强次轻混凝土的设计、制备及工程应用奠定了理论基础。系统地研究了次轻混凝土流变性能和工作性能的主要影响因素及其规律，探明了次轻混凝土拌合物具有随着普通集料体积率的增加，屈服剪切应力和粘度系数降低，坍落度和扩展度增加的流变特性；提出了次轻混凝土的匀质性评价方法以及泵送高强次轻混凝土的工作性能控制指标，实现了钢纤维增韧高强次轻混凝上的泵送施工，为次轻混凝土的原材料选择与工作性能设计提供依据。采用XRD、SEM、EDXA等测试手段，结合耐久性试验，研究了高强次轻混凝土的组成、结构与耐久性之间的关系，揭示了水泥石及其与轻集料和普通集料组成的两种界面过渡区在轻集料湿度补偿作用下，水化程度提高、空隙率降低、界面处Ca(OH)_2含量与取向指数减小、混凝土结构密实是高强次轻混凝土具有优良耐久性的重要原因。系统研究了SC60高强次轻混凝土梁的抗弯和抗剪力学性能。结果表明：高强次轻混凝土梁和普通混凝土梁受压区混凝土具有相似的破坏特征，高强次轻混凝土梁的挠度、极限承载力与相同强度等级普通混凝土梁接近，裂缝间距小、分布均匀；高强次轻混凝土与钢筋之间的粘结性好，变形协调同步；随着配筋率的增加，高强次轻混凝土梁的极限承载力提高，延性降低；箍筋对斜裂缝的开裂和挠度影响较小；高强次轻混凝土梁的挠度随剪跨比增大而增大。研究成果为高强次轻混凝土的结构工程设计提供参考依据。创新性地开展了高强次轻混凝土在桥梁工程中的应用研究，首次提出了基于高强次轻混凝土的钢箱梁桥面铺装层结构优化设计方法和预应力轻质空心板梁结构材料梯度设计方法。采用有限元法，深入地分析了钢箱梁桥面铺装层和预应力轻质空心板梁端部的受力特性，创建了一种与钢箱梁协同变形的高耐久性钢箱梁桥面铺装层新型组合结构体系和锚固端抗裂性能优良的新型预应力轻质空心板梁的结构形式。研究成果成功应用于孝襄高速公路随州团山河大桥、武汉市中环线钢箱梁高架桥和绕城公路东西湖钢箱梁桥，解决了轻集料混凝土空心板梁端部锚固区易开裂和钢箱梁桥面铺装层易发生推移、拥包、破损等病害的世界性难题，形成了具有自主知识产权的成套技术。
祖天钰[8]2013年在《纳米碳酸钙对超高性能混凝土性能影响的研究》文中研究表明超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete,简称UHPC）是一种超高性能水泥基复合材料，具有超高强、高韧性、高耐久性的特点，在工程实践中具有广泛的应用前景。本文在超高性能混凝土的基础上引入了纳米碳酸钙，旨在于设计并制配性能良好的超高性能混凝土。同时本文研究了纳米碳酸钙对超高性能混凝土多项性能的影响，为在实践工程中改善其性能提供了思路。本文利用差热分析、水化放热分析、收缩仪、扫描电镜、流动扩展度、力学试验等方法，研究了纳米碳酸钙对超高性能混凝土体系的结合水含量、水化放热特点、自收缩、水化产物特征、流动性和力学性能的影响。研究结果表明：（1）通过纳米碳酸钙对超高性能混凝土新拌浆体流动性能的影响研究，发现由于自身极小的颗粒尺寸以及高比表面积使得纳米碳酸钙需水量大，随着纳米碳酸钙掺量的增加新拌水泥浆体流动度逐渐下降。但通过改变水胶比、采用超活性矿渣粉部分取代石英粉、优选减水剂等方式，可以弱化纳米碳酸钙对超高性能混凝土流动性的降低程度。（2）由于纳米碳酸钙的微集料效应、晶核效应、钉扎效应等的共同作用，小掺量的纳米碳酸钙对超高性能混凝土基体的力学性能有较大幅度的提高。且掺入钢纤维、玄武岩纤维、不锈钢微纤维等后，纳米碳酸钙对纤维超高性能混凝土的力学性能仍起到较大的优化作用。（3）应用SEM技术对掺有纳米碳酸钙的超高性能混凝土的微观形貌进行分析。研究表明掺入纳米碳酸钙后，超高性能混凝土基体的颗粒材料之间的级配更好，堆积密实度大。且掺入纳米碳酸钙的微观结构更为致密，水泥颗粒表面的附着物多，即水化反应程度大。与此同时，应用SEM技术研究了掺有玄武岩纤维的超高性能混凝土的微观形貌，观察了其基体与纤维的界面粘结。（4）掺入纳米碳酸钙会缩短超高性能混凝土的初凝时间和终凝时间，增大水化开始时体系的放热速率，使其水化放热曲线的放热峰提前出现，水化放热量增大。同时，纳米碳酸钙的掺入会使得体系内的水化产物数量增加。（5）超高性能混凝土会在水化早期出现放热膨胀的现象。随着水化过程的进行，消耗大量自由水，将产生自收缩的现象。且在水化3d后自收缩率趋于稳定，增长速率大幅变缓。将纳米碳酸钙掺入超高性能混凝土后，随着纳米碳酸钙掺量的增加，自收缩率呈增大的趋势。
胡建勤[9]2001年在《高性能混凝土抗裂性能及其机理的研究》文中提出近二十年来，国内外高度重视高性能混凝土的研究和开发。传统混凝土的设计主要考虑强度指标，忽视了混凝土的耐久性。工程实例表明，很多混凝土过早破坏的原因是因为耐久性差。然而，混凝土的开裂、渗漏是引起混凝土耐久性不良的最重要因素之一。目前，解决混凝土开裂的方法是综合的，我们调查研究了混凝土开裂的原因，开发研制了高性能抗裂外加剂，优化混凝土的设计和施工方法，并通过补偿收缩达到混凝土体积稳定，提高抗裂强度，满足混凝土拌和物高工作性能的要求。本研究采用多种测试技术，应用表面物理化学、结构化学、固体化学、复合材料学、断裂力学等多学科的理论与方法，从不同的角度进行深入的研究和探讨。 通过调查研究建筑工程中出现的混凝土开裂、渗漏问题，发现混凝土在非荷载作用下开裂主要是由混凝土的自收缩、干燥收缩、温度收缩、塑性收缩、碳化收缩等各种收缩变形引起的。各种收缩变形迭加后，混凝土的限制收缩值超过极限拉伸率导致裂缝的产生。混凝土浇筑初期开裂主要是温度变形和自收缩引起，后期开裂则主要是因干缩所致。 本文讨论了粉煤灰、矿渣、杜拉纤维对混凝土膨胀性能的影响，在补偿收缩混凝土中，掺合料使其膨胀率减低，杜拉纤维可以提高混凝土的体积稳定性，显着提高劈拉强度。施工和养护对混凝土抗裂防渗性能有重要影响；对于复合抗裂防水高性能混凝土，湿养护时间不宜低于14天。 为了全面地考虑原材料、施工、养护、抗拉强度和极限拉伸率等因素对混凝土抗裂性能的影响， 利用数学概率分析方法，引入体积开裂概率的概念评估混凝土的抗裂性能。 应用材料复合技术，无机-有机多组份复合，研制出一种新型复合抗裂材料，提高混凝土的抗裂防渗性能，且满足混凝土的强度和工作性要求。同时，提出一套完整的制备抗裂高性能混凝土的技术方法。通过系统深入的理论分析，运用多种现代分析测试手段，从材料各组份间的物理化学作用入手，系统研究材料中各组分与结构性能之间的关系，各相之间化学反应和各相分布状态，在已知的化学反应动力学和反应机理的基础上，探明材料增强和抗裂原理， 胡建勤：高性能混凝土抗裂性能及其机理的研究实现材料性能可设计的目的。 无机增强抗裂材料WJ 掺入普通混凝土中，在水化硬化过程中生成一定量的微膨胀结晶体，降低空隙率，改善混凝土中孔结构分布。其膨胀驱动力是凝胶尺寸的晶体钙矾石吸水肿胀和结晶状钙矾石对孔隙产生膨胀压的共同作用。当WJ掺量为8％一12儿 在钢筋和邻位的限制下，使混凝土产生0．02％——一0．06％的膨胀率，可在结构内建立自应力值 a／ 0．2－0．6 MP a，抵消了混凝土因各种收缩变形造成的拉应力，使混凝土内部的拉应力值降低，从而改善了混凝土的应＿力状态，体积稳定性和抗裂能力显着提高。 有机减水保塑剂YJ，提高混凝土拌和物的工作性，降低坍落度经时损夫，提高强度和抗渗性能，并降低混凝土早期水化温升，推迟水化热高峰出现，有效地防止早期温度收缩裂缝。 混凝土中掺入复合抗裂材料KLFS 可大幅提高混凝土的抗裂防渗能力，混凝土渗透高度比为19％，28d 劈拉强度由基准混凝土的2．81MPa 提高到 3．28 MPa；28d 抗压强度比 为 135％；拌和物工作性能优良。应用KLFS，成功配制出C50－C70复合抗裂防渗高性能混凝土，并在实际工程中得到应用。 复合抗裂防渗高性能混凝土的抗裂防渗机理：… （1）复合抗裂材料KLFS 中的含铝相材料与水泥水化产物氢氧化钙反应形成钙矾石，在限制条件下产生体积膨胀，起补偿收缩作用，并使混凝土密实： （2）KLFS 中的无机物质 人与氢氧化钙反应缓慢形成大量微小晶体，填充孔隙，增大密实性； （3）KLFS中＊组分具有高效减水保塑作用，使高性能混凝土获得满意的工作性能： （4）纤维在混凝土叁维乱向分布，形成交错的网状结构，约束混凝土体积的改变； （5）优化各原材料间的相对比例，增大混凝土密实性，改善各相界面的结构和孔结构。
杨静[10]2008年在《低强度自密实混凝土及其收缩性能的试验研究》文中研究表明随着现代土木工程的日益发展,普通混凝土的工作性和耐久性已不能满足要求。怎样有效提高混凝土的工作性和耐久性,扩大混凝土的使用范围,延长混凝土的使用寿命,已经成为国内外专家学者的研究焦点。自密实混凝土就是在此基础上出现的一种以高施工性为突出特点的新型高性能混凝土。它通过粗细骨料、胶结材料、外加剂等的选择和配合比的设计,使混凝土拌合物具有足够的塑性粘度,粗细骨料能够悬浮于胶凝材料浆体中不离析、不泌水,在不用或基本不用振捣的条件下,能够穿过钢筋间隙,能充分填充所有空隙,形成密实而均匀混凝土结构中的一种高性能混凝土。与普通混凝土相比,很多使用高性能自密实混凝土的工程在收缩方面的表现还不尽人意。为了满足高流动性和高稳定性的要求,自密实混凝土往往要求高胶凝材料用量和减水剂掺量、低水胶比、以及低骨料含量,这些因素均增加了自密实混凝土的收缩值。本文采用地方材料,根据固定砂石体积法确定低强度自密实混凝土(C20、C25、C30)初步配合比,利用单因素优化方法,以新拌混凝土的坍落度、扩展度、T_(50)以及7d和28d强度为考核指标,通过大量试验,分析研究不同品种外加剂及掺量对自密实混凝土拌合物工作性能的影响,接着分析研究了粉煤灰掺量对自密实混凝土早期强度(7天和28天)的影响,最后对试验结果进行综合分析,优化配制出了坍落度范围在255mm～270mm之间,扩展度范围在550mm～700mm之间,T_(50)在5s～25s以内,28d抗压强度满足配制强度要求的高流态免振捣的低强度自密实混凝土。同时本文研究了低强度自密实混凝土的收缩特点,采用膨胀剂和固硫渣对自密实混凝土的收缩进行补偿。试验研究膨胀剂对自密实混凝土拌合物的工作性和硬化混凝土强度的影响,在满足工作性及强度要求又能有效补偿自密实混凝土收缩的合理的膨胀剂掺量;试验研究了固硫渣对自密实混凝土拌合物的工作性和硬化混凝土强度的影响,对将固硫渣作为自密实混凝土掺合料的可行性进行初步探讨。
参考文献：
[1]. 超高强高性能混凝土的组成、结构及其收缩与补偿的研究[D]. 王勇威. 重庆大学. 2001
[2]. 特超强高性能混凝土的制备及其结构与性能研究[D]. 王冲. 重庆大学. 2005
[3]. 掺膨胀剂HCSA的超高性能混凝土性能的研究[D]. 刘永强. 湖南大学. 2014
[4]. 千米承压材料的制取与力学性态研究[D]. 王勇威. 重庆大学. 2004
[5]. 含粗骨料超高性能混凝土的高温力学性能、爆裂及其改善措施试验研究[D]. 杨娟. 北京交通大学. 2017
[6]. HCSA膨胀剂补偿高强混凝土收缩及影响因素研究[D]. 李鹏. 重庆大学. 2016
[7]. 高强次轻混凝土的研究与应用[D]. 丁庆军. 武汉理工大学. 2006
[8]. 纳米碳酸钙对超高性能混凝土性能影响的研究[D]. 祖天钰. 湖南大学. 2013
[9]. 高性能混凝土抗裂性能及其机理的研究[D]. 胡建勤. 武汉理工大学. 2001
[10]. 低强度自密实混凝土及其收缩性能的试验研究[D]. 杨静. 河北农业大学. 2008
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