大掺量粉煤灰混凝土控制现浇楼板收缩裂缝的研究

摘要

随着现在高层建筑的迅猛发展，商品混凝土和泵送技术的广泛应用，施工工期大大缩短。在这种情况下，现浇板的收缩裂缝作为“质量通病”一直困扰着施工单位和开发商，人们也花费了大量的时间和资金对现浇板的收缩裂缝进行研究和处理，但效果很不显著。而在引起现浇板的收缩裂缝的众多因素中，水泥的收缩变形是很重要的原因。 我国的水泥产量在世界上位居第一。生产水泥不仅耗费大量煤、电资源，需用大量的石灰石、黄土等不可再生资源，还会产生大量的CO2，对环境的影响非常惊人。而粉煤灰作为燃煤发电的一种工业废料可以用来代替水泥制备混凝土。 基于以上几点，结合粉煤灰自身的各种特征，可以认为，用粉煤灰大量代替混凝土中的水泥制成大掺量粉煤灰混凝土不仅可以利用工业废料，保护环境，更重要的是可以减少水泥的收缩，从而对混凝土的裂缝起到控制作用。针对此问题，本文利用正交试验方法进行了混凝土配合比设计，在实验室中进行平板试验，并利用智能仪器比较精确的测量出了各配合比混凝土在浇筑初期的收缩情况，确立了大掺量粉煤灰混凝土早期收缩公式。针对大掺量粉煤灰混凝土早期强度低的特点进行了激发混凝土早期强度的试验。另外，将试验结果应用到了试点工程中，并且用有限元分析软件Ansys进行了相应的分析。 通过试验结果及理论分析，得出如下结论： 1、用粉煤灰代替部分水泥，减少水化热，降低混凝土内部和表面的温差；降低混凝土的弹性模量增加徐变能力，徐变的产生使得一部分拉应力释放；由于粉煤灰的活性很低，混凝土存在比较多的薄弱环节，产生很多的微裂缝来释放应力。 2、在影响混凝土早期自收缩的各因素中，水胶比占有最重要的位置，粉煤灰掺量和高效减水剂种类对混凝土抗裂有较为显著影响。粉煤灰对裂缝开裂条数、开裂长度、平均开裂面积、总开裂面积有重要影响。掺入粉煤灰后，混凝土早期水化程度降低，水化收缩减少。因此可以说掺入粉煤灰对混凝土抗裂有很好的改善作用。 3、随着粉煤灰掺量的增加，混凝土的收缩逐渐减小。混凝土的收缩值与时间之间存在的函数关系符合指数函数的形式，可采用ε1=αε168(1-bx)这一函数形式对大掺量粉煤灰混凝土早期收缩值进行拟合。得出的公式有较好的适用性，可以在计算混凝土早期收缩裂缝提供较确切的数据。 4、试验证明，同一粉煤灰掺量下，空白样与加入激发剂的粉煤灰混凝土相比，两者的收缩值相当。激发剂的加入增加了混凝土的早期强度，但混凝土早期收缩没有增大，而此时混凝土的抗裂能力增强。所以激发粉煤灰早期强度能提高大掺量粉煤灰混凝土的抗裂性能。综上所述，利用粉煤灰代替水泥制成大掺量粉煤灰混凝土，结合利用混凝土外加剂，可以明显减少混凝土在浇筑初期的收缩，从而有效控制现浇楼板的裂缝。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究的背景和意义

1.2国内外研究现状与评述

1.3本文的主要研究方案与研究内容

第2章大掺量粉煤灰混凝土控制现浇楼板裂缝理论分析

2.1混凝土及混凝土现浇楼板裂缝分析

2.2粉煤灰混凝土控制裂缝机理分析

2.3应用大掺量粉煤灰混凝土的各相关理论

第3章实验研究

3.1原材料及试验仪器

3.2大掺量粉煤灰混凝土配合比试验

3.3粉煤灰掺量不同对混凝土早期收缩试验研究

3.4激发混凝土早期强度及多元胶凝体系控制收缩试验研究

3.5微观分析

3.6大掺量粉煤灰混凝土早期收缩公式的确立

第4章Ansys分析

4.1概述

4.2分析过程

第5章实验结论在试点工程中的应用

5.1工程概况

5.2试验方案

5.3试验数据

5.4工程应用结论

第6章结论与建议

6.1结论

6.2展望

参考文献

后记

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况