硅灰高性能混凝土力学性能及早期收缩开裂研究

摘要

采用优质的化学外加剂和高活性的超细矿物掺合料是配置高性能混凝土的主要技术方法，超细矿物掺合料可以起到胶凝材料的作用，参与水泥的水化过程，改善粗骨料与胶凝材料过渡区界面的微观结构，填充胶凝材料中的孔隙，从而密实混凝土和提高混凝土结构的强度及耐久性。
　　硅灰是生产硅铁和工业硅的副产品，将其用于混凝土结构中替代水泥，不但可以节约资源、保护环境，而且由于其拥有的超细物理结构和高火山灰活性，使其可以明显提高普通混凝土结构的强度和耐久性性能。本文研究掺加硅灰高性能混凝土的力学性能及早期收缩开裂情况。通过试验研究，主要得到以下结论:
　　(1)混凝土中加入一定比例的硅灰能够明显增加混凝土的强度。硅灰掺量6％～12％的混凝土，其3d和28d抗压强度较不掺硅灰的基准混凝土分别可提高4.5％～9.5％和5.5％～13.7％;3d和28d抗折强度较不掺硅灰的基准混凝土分别可提高17.7％～39.1％和15.6％～31.7％;而硅灰掺量3％的混凝土其抗压强度、抗折强度较基准混凝土都增长有限。
　　(2)利用平板约束试验方法研究硅灰混凝土早期收缩开裂情况，混凝土的早期开裂状况随着水胶比的减小而更加显著，随着硅灰掺量的增加而增大，但硅灰提高混凝土早期收缩开裂的作用并不一定随硅灰掺量的增加而单调增长。
　　(3)水胶比0.32、硅灰掺量12％的混凝土其3d开裂总面积较硅灰掺量6％和硅灰掺量9％的混凝土分别增加了89.7％和43.7％;而水胶比0.28、硅灰掺量12％的混凝土，其3d开裂总面积较硅灰掺量6％和硅灰掺量9％的混凝土均增加若(干)倍。这意味着低水胶比混凝土中硅灰和低水胶比的共同作用会加剧混凝土的早期收缩开裂;另外，也意味着硅灰掺量12％的高性能混凝土其早期开裂风险明显强于低掺量硅灰高性能混凝土。因此，硅灰在高性能混凝土中的掺量应该控制在胶凝材料质量的3％～9％之间。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 硅灰高性能混凝土的研究背景及意义

1．2 硅灰高性能混凝土的国内外研究现状

1．3 本文的研究内容

2 矿物掺合料硅灰和外加剂减水剂的基本性能介绍

2．1 硅灰基本性能介绍

2．2 减水剂基本性能介绍

2．3 本章小结

3 混凝土结构开裂概述

3．1 混凝土结构裂缝的危害

3．2 混凝土结构裂缝的开裂机理和分类

3．3 高性能混凝土早期收缩开裂的影响因素

3．4 本章小结

4 硅灰高性能混凝土的力学性能研究

4．1 抗压强度

4．2 抗折强度

4．3 本章小结

5 基于平板约束试验的硅灰高性能混凝土早期收缩开裂研究

5．1 混凝土早期收缩开裂

5．2 平板约束法测定混凝土的早期收缩开裂

5．3 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

攻读硕士期间主要学术成果

致谢

参考文献