粉煤灰对高性能混凝土早期力学性能与拉伸徐变特性的影响

摘要

粉煤灰是目前建筑工业中使用广泛的矿物掺合料，主要用以代替部分水泥掺入混凝土，从而降低混凝土的生产成本和改善混凝土的技术性能，所以经常被用来制备高性能混凝土（HPC）。本文在本团队之前关于HPC早龄期性能研究的基础上，通过改进实验方法和扩展实验参数，更为充分地考察粉煤灰对HPC早龄期性能，尤其是力学和变形特性的影响。基于获得的实验数据，作者还验证了修正的 ZC模型用于评价掺粉煤灰HPC早龄期拉伸徐变的妥当性。本研究可为HPC工程应用中的徐变和早期开裂问题提供一定的参考依据。在本文范围内，可得出以下结论：
　　（1）掺粉煤灰HPC的早龄期强度与不掺的基准混凝土相比有所降低，且粉煤灰掺量越高，强度损失越大，但后期强度增长快于基准混凝土。因此，经足够长的时间后，掺粉煤灰HPC的强度与基准混凝土相当甚至超过后者。
　　（2）粉煤灰对HPC的自收缩变形起抑制作用，对1 d之前收缩变形的抑制作用尤为突出。这对缓解和控制HPC的早期裂缝很有裨益。收缩抑制作用随粉煤灰掺量的增加表现得更为显著。
　　（3）粉煤灰的掺入使HPC早龄期拉伸徐变增大，随着掺量的提高，粉煤灰对早龄期拉伸徐变的促进作用越明显。对于基准HPC，加载龄期在1 d之前（0.5 d、0.75 d）时，能观察到应力水平对拉伸徐变的影响。相比之下，加载龄期迟于1d时，应力水平的影响不再显现。对于掺粉煤灰的HPC，随着掺量的增大，应力水平对拉伸徐变之影响显著与否的加载龄期随之推迟。
　　（4）由ZC模型得到的掺粉煤灰HPC早龄期拉伸徐变的计算值与实验数据在持载初期能较好地吻合，随着持载龄期的延长，两者逐渐偏离，总体上来说，仍维持在（-10％～+10%）误差范围之内。

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第1章 绪 论

1.1 高性能混凝土的应用及研究现状

1.2 粉煤灰的应用及对高性能混凝土的影响

1.3 混凝土的徐变机理、徐变类型及影响因素

1.4 存在的问题与不足

1.5 本研究的意义与主要内容

第2章 混凝土原材料与实验方法

2.1 混凝土原材料与配合比

2.2 早龄期拉伸徐变测试方法

2.3 非荷载作用下的变形测试方法

2.4 力学性能测试方法

2.5 本章小结

第3章 自收缩特性与基本力学性能

3.1 粉煤灰高性能混凝土的自收缩特性

3.2 粉煤灰对HPC内部温度发展的影响

3.3 粉煤灰高性能混凝土早龄期基本力学性能

3.4 本章小结

第4章 不同实验参数下的早龄期拉伸徐变特性

4.1 徐变特征量的定义

4.2 加载过程控制及荷载松弛分析

4.3 与徐变有关的物理量

4.4 粉煤灰掺量对早龄期拉伸徐变的影响

4.5 应力强度比对早期拉伸徐变的影响

4.6 加载龄期对早期拉伸徐变的影响

4.7 本章小结

第5章 基于ZC模型的粉煤灰高性能混凝土早期徐变评价

5.1 混凝土徐变评价模型

5.2 混凝土徐变模型适用性比较

5.3 ZC模型适用性验证

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 本文的结论

6.2 后续研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所取得的科研成果