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20-70℃条件下掺粉煤灰混凝土收缩和开裂规律的研究

作　者: 曹洋
导　师: 李家和
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料学
关键词: 混凝土粉煤灰收缩开裂光纤Bragg光栅
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

混凝土的收缩和开裂是影响混凝土耐久性的重要因素。本文主要研究了粉煤灰对C50混凝土强度和线膨胀系数的影响，以及在早期不同温度下粉煤灰和温度的耦合作用对化学结合水、干燥收缩、自收缩的影响规律；研究了在约束条件下混凝土的开裂规律，同时，采用光纤Bragg光栅监测了在约束条件下混凝土的早期体积变型规律。最后，结合试验室研究成果，对某实际重点工程的大体积混凝土结构施工进行了现场施工监控，取得了良好效果。本文研究结果表明：提高粉煤灰掺量会降低C50混凝土的早期强度和化学结合水含量，其中掺量为50%的混凝土的7d强度下降最大，仅为基准混凝土的59.2%；在粉煤灰掺量小于40%时，混凝土的线膨胀系数随粉煤灰的掺量增加而提高，其中掺量为30%的混凝土1d的线膨胀系数比基准混凝土高出30.6%。掺入粉煤灰会降低混凝土的自收缩、增大干燥收缩。20℃的条件下，粉煤灰掺量50%的混凝土90d的自收缩比基准混凝土降低94.2%、干燥收缩增加97.9%；高温会加速掺粉煤灰混凝土早期的收缩，35℃条件下，掺30%粉煤灰混凝土7d的自收缩和干燥收缩比常温下分别提高13.3%和20%。养护条件是决定混凝土开裂状况的重要因素，在相同条件下，粉煤灰会延缓混凝土出现贯穿裂缝的时间。采用光纤Bragg光栅测量平板约束条件下混凝土变形的实验结果表明：暴露于空气中7d的混凝土，内部较表面收缩低41.5%，边部较中心低29.8 %；对于密封下的混凝土，总变形相对较低。光纤Bragg光栅传感技术可以准确监测大体积混凝土的应变，准确捕捉到了开裂时间和裂缝宽度。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-16
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 国内外关于掺粉煤灰混凝土收缩和开裂的研究进展  9-15
    1.2.1 混凝土非受力变形的种类与机理  9-11
    1.2.2 粉煤灰对混凝土非受力变形的影响  11-13
    1.2.3 约束状态下混凝土的体积变形  13
    1.2.4 混凝土收缩和开裂的评价方法  13-15
  1.3 本文主要研究内容  15-16
第2章原材料与试验方法  16-23
  2.1 试验原材料  16-18
    2.1.1 试验用基准水泥  16
    2.1.2 粉煤灰  16
    2.1.3 碎石  16-17
    2.1.4 砂  17
    2.1.5 聚羧酸系高性能减水剂  17-18
  2.2 试验方法和试验仪器  18-21
  2.3 试验方案  21-23
第3章粉煤灰对混凝土力学性能的影响  23-31
  3.1 混凝土的配合比设计  23-24
  3.2 粉煤灰对混凝土工作性的影响  24-25
  3.3 粉煤灰对混凝土抗压强度的影响  25-27
  3.4 粉煤灰掺量和环境对水化的影响  27-30
  3.5 本章小结  30-31
第4章不同温度下混凝土收缩和开裂规律的研究  31-53
  4.1 混凝土收缩试件的制备和试验方法的确定  31-33
    4.1.1 自收缩密封材料的选择  31-32
    4.1.2 试件的制备与试验方法  32-33
  4.2 粉煤灰掺量和龄期对混凝土线膨胀系数的影响  33-35
    4.2.1 粉煤灰掺量和龄期对线膨胀系数的影响  33-35
  4.3 粉煤灰掺量和温度对混凝土自收缩的影响  35-38
    4.3.1 C50 混凝土的20 ℃自收缩  35-36
    4.3.2 温度对掺粉煤灰混凝土自收缩的影响规律  36-38
  4.4 温度和粉煤灰掺量对混凝土干燥收缩的影响规律  38-40
  4.5 高温下混凝土变形的影响规律  40-43
    4.5.1 恒高温下混凝土的变形  40-41
    4.5.2 变温条件下混凝土的变形  41-43
  4.6 普通强度等级混凝土的变形规律  43-47
    4.6.1 普通混凝土的线膨胀系数  43-45
    4.6.2 普通混凝土的自收缩  45-46
    4.6.3 普通混凝土的干燥收缩  46-47
  4.7 约束条件下混凝土的变形  47-52
    4.7.1 约束条件下混凝土的收缩  47-50
    4.7.2 约束条件下混凝土的开裂  50-52
  4.8 本章小结  52-53
第5章某大体积混凝土工程冬季施工过程监控  53-61
  5.1 某大体积混凝土工程冬季施工概况  53
  5.2 工程原材料  53
  5.3 混凝土配合比及其抗压强度  53-55
  5.4 混凝土的自收缩和干燥收缩  55-56
  5.5 实体混凝土结构的温度与应变监测  56-60
    5.5.1 温度的监测  56-57
    5.5.2 应变的监测  57-60
  5.6 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-67
致谢  67

20-70℃条件下掺粉煤灰混凝土收缩和开裂规律的研究

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