水泥基材料早期收缩和开裂的性能研究

【摘要】：众多建筑材料中，水泥基材料是土木工程中运用最广泛的人工材料，用量最大，使用范围最广，消耗资源、能源最多。混凝土早期收缩和开裂问题已经是国内外较为关注的热点问题，早期收缩作用机理可以通过混凝土的自干燥现象得到较好的解释，混凝土内部相对湿度的降低是混凝土早期收缩的原因。所以，混凝土结构内部相对湿度的研究，对于研究混凝土收缩变形具有重要意义，随着现代混凝土技术的发展，混凝土结构物开裂尤其是早期开裂十分突出，并且混凝土的受限收缩是引起混凝土早期开裂的主要原因。 对不同养护条件下水胶比、矿物掺和料等辅助胶凝材料的种类和掺量对水泥基材料收缩的影响进行了研究。研究表明：水胶比是影响水泥浆体收缩的主要因素，随水胶比的降低，收缩增大。不同矿物掺合料等辅助胶凝材料的种类和掺量对水泥浆体的收缩影响不相同，并且不同矿物掺和料对薄膜养护下自收缩的影响最为明显，并总结得出了不同矿物掺和料对水泥浆体的收缩规律。 对不同养护条件下水泥基材料的内部相对湿度采用精密电容式感测器TES1360A数字式温湿度仪进行测量，阐明了不同养护条件下水泥基材料收缩与内部相对湿度之间存在着明显的相关性，并利用回归理论，从宏观上建立了两者之间的线性关系。 通过不同水泥浆体的自收缩试验和轴向抗拉强度试验的研究，利用JC4-10读数显微镜观察及记录受钢筋限制下复合水泥浆体的开裂情况；对复合水泥浆体自收缩率的变化规律进行了研究，分析了复合水泥浆体的自收缩率、抗拉强度和开裂面积三者之间的关系。 利用DH3815N静态应变仪测试钢筋限制下不同水泥浆体的应变情况，对水泥浆体的收缩应力变化趋势进行了分析；研究了不同矿物掺和料等辅助胶凝材料和水胶比对钢筋限制下水泥基材料开裂情况的影响，以计算出钢筋限制下水泥基材料内部产生的应力大小；对刚性体限制下水泥浆体的内应力进行公式推导，求出刚性体限制下水泥浆体的内应力表达式，从而得到钢筋限制下水泥浆体的内应力的理论解。