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收缩徐变反向设计提升混凝土早龄期抗裂性能

硅酸盐学报 2024年第11期52卷 3408-3417页

作者：孙艺嘉贾雅丽何征峰单心宇苏帅磊赵庆新燕山大学城市固废无害化协同处置及利用河北省工程研究中心河北秦皇岛066004 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004 沧州曲港高速公路建设有限责任公司河北沧州062450

收缩是混凝土早期开裂的重要诱因,而拉伸徐变则有利于降低开裂风险。为研究矿物掺合料掺量、细度与水胶比对水泥基材料早龄期收缩、拉伸徐变与开裂性能的影响,研制了水泥基材料全龄期收缩测试仪器和超早期拉伸徐变测试装置,修正得到梯... 详细信息

收缩是混凝土早期开裂的重要诱因,而拉伸徐变则有利于降低开裂风险。为研究矿物掺合料掺量、细度与水胶比对水泥基材料早龄期收缩、拉伸徐变与开裂性能的影响,研制了水泥基材料全龄期收缩测试仪器和超早期拉伸徐变测试装置,修正得到梯度递增加载制度下的拉伸徐变度逐步计算法;研发了水泥石试件开裂试验装置,可监测水泥石由拆模前自收缩、拆模后干燥收缩引起的约束应力;采用不同细度的粉煤灰、磨细矿渣替代水泥设计了20组水泥石配合比,并利用以上试验装置进行测试。结果表明:将细度较小的S95级磨细矿渣和细度较大的超细粉煤灰协同配置,制备的水泥石表现为低收缩高徐变特征;矿物掺合料的总替代率处于60%~80%时,增加超细粉煤灰掺量同时降低S95级磨细矿渣掺量,水泥石收缩表现为先降低后增大,超早期徐变度呈现相反规律;采用低收缩高徐变的水泥石可以起到松弛收缩应力、延后开裂时间的作用。

关键词：水泥基材料抗裂早龄期收缩徐变

冷却速率对包晶钢凝固过程中包晶转变收缩的影响

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金属学报 2019年第10期55卷 1311-1318页

作者：郭军力文光华符姣姣唐萍侯自兵谷少鹏重庆大学材料科学与工程学院

通过高温激光共聚焦显微镜模拟观察了Fe-0.1C-0.21Si-1.2Mn (质量分数,%)包晶钢在不同冷却速率下的包晶相变过程,然后利用试样表面粗糙度变化反映了包晶转变收缩程度的不同。结果显示,冷却速率超过临界值后包晶转变能够发生快速相变,快... 详细信息

通过高温激光共聚焦显微镜模拟观察了Fe-0.1C-0.21Si-1.2Mn (质量分数,%)包晶钢在不同冷却速率下的包晶相变过程,然后利用试样表面粗糙度变化反映了包晶转变收缩程度的不同。结果显示,冷却速率超过临界值后包晶转变能够发生快速相变,快速相变引起突然的包晶转变收缩和表面粗糙度变化。随冷却速率的增加包晶钢的包晶转变收缩呈先增加后减小的趋势,在冷却速率为20℃/s时表面粗糙度达到最大值,此时的表面粗糙度约是低冷却速率(2.5℃/s)时表面粗糙度的2.8倍。当冷却速率足够大后包晶转变收缩又开始减小,这一变化为高拉速下减少包晶钢连铸坯表面纵裂纹的发生提供了新策略。

关键词：包晶转变收缩冷却速率表面粗糙度包晶钢连铸

混凝土自身与干燥收缩一体化模型及其在收缩应力计算中的应用

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水利学报 2012年第S1期43卷 13-24页

作者：张君韩宇栋高原清华大学土木工程系结构工程与振动教育部重点实验室北京100084

从混凝土收缩的微细观机理出发,以混凝土内部水分含量变化为统一的湿度收缩驱动内因,建立了早龄期混凝土的自收缩、干燥收缩与内部相对湿度之间的关系模型。随后综合考虑水泥水化和环境干燥两种失水机理,建立了考虑环境温湿度边界条件... 详细信息

从混凝土收缩的微细观机理出发,以混凝土内部水分含量变化为统一的湿度收缩驱动内因,建立了早龄期混凝土的自收缩、干燥收缩与内部相对湿度之间的关系模型。随后综合考虑水泥水化和环境干燥两种失水机理,建立了考虑环境温湿度边界条件的混凝土结构内部湿度分布的预测模型。利用这两个模型,计算了表面环境干燥条件下早龄期混凝土路面板内收缩应变的分布与发展。结果表明,板厚方向上混凝土收缩应变分布受表面干燥影响明显,呈典型的非线性,且非线性度随混凝土强度提高而加剧。最后,采用变形分解原理,将路面板厚度方向上非线性分布的收缩应变分解为平均应变、线性应变和非线性应变,并分别计算对应的湿度收缩应力,计算中考虑路面板和地基间界面摩擦力约束和混凝土徐变产生的应力松弛,最终得到早龄期混凝土路面板内湿度收缩总应力的分布及其随养护龄期的发展规律。结果表明:板厚方向上湿度收缩应力分布受表面干燥影响明显,呈典型的非线性,靠近干燥表面局部区域的湿度收缩应力越大、应力梯度越大;板长方向上对称地从两端到板中湿度收缩应力逐渐增大;随着养护龄期的延长,板厚和板长方向上湿度收缩应力均逐渐增大,且厚度方向上表面干燥对收缩应力梯度分布的影响深度增大;给定龄期,混凝土强度越高,板厚和板长方向上收缩应力值及其梯度均增大。

关键词：混凝土收缩内部湿度一体化模型路面板收缩应力

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PVA-FRCC收缩性能试验研究

建筑材料学报 2020年第6期23卷 1289-1296页

作者：王玉清刘潇刘曙光内蒙古工业大学土木工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古工业大学矿业学院内蒙古呼和浩特010051

通过10组不同配合比的聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)试件的收缩试验,研究了纤维体积分数、水胶比、砂胶比及不同养护环境下PVA-FRCC试件的收缩性能.结果表明:PVA纤维的掺入减小了基材的收缩,但效果有限;PVA-FRCC试件的收缩... 详细信息

通过10组不同配合比的聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)试件的收缩试验,研究了纤维体积分数、水胶比、砂胶比及不同养护环境下PVA-FRCC试件的收缩性能.结果表明:PVA纤维的掺入减小了基材的收缩,但效果有限;PVA-FRCC试件的收缩随水胶比的减小、砂胶比的增大及周围介质相对湿度的升高而减小.另外,根据试验结果并结合现有混凝土材料收缩计算模型,提出了PVA-FRCC收缩估算模型,比较后发现,估算模型的计算值与试验值具有较高的吻合度.

关键词：聚乙烯醇纤维水泥基复合材料收缩影响因素估算模型

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工艺参数对高光制品收缩及翘曲变形的影响

上海交通大学学报 2016年第2期50卷 235-240页

作者：王梦寒李雁召刘晓夏知姿陈明亮重庆大学材料科学与工程学院重庆400030

为了分析工艺参数对大型平板高光无痕注射成型(RHCM)制品收缩及翘曲变形的影响,以空调柜机出风面板RHCM产品开发为例,利用MOLDFLOW软件建立RHCM有限元模型并进行模拟分析,采用田口实验设计方法分析工艺参数对产品综合质量的影响,采用单... 详细信息

为了分析工艺参数对大型平板高光无痕注射成型(RHCM)制品收缩及翘曲变形的影响,以空调柜机出风面板RHCM产品开发为例,利用MOLDFLOW软件建立RHCM有限元模型并进行模拟分析,采用田口实验设计方法分析工艺参数对产品综合质量的影响,采用单因素实验方法分析了模具温度对制品收缩和翘曲变形的影响,以及不同模具温度下工艺参数对制品收缩和翘曲变形的影响.结果表明:工艺参数对制品综合质量影响的大小顺序依次为熔体温度、保压压力、加热时间、保压时间、冷却时间、注射时间;当模具温度升高到材料的玻璃化转变温度并进入RHCM区域时,制品的体积收缩率和翘曲变形量呈减小的变化趋势,当加热时间为35s时,制品的综合质量最好;在不同的模具温度下,制品的收缩率和翘曲变形量随熔体温度的升高而呈现出准线性增长的变化趋势,随保压压力的增大而减小,随保压时间的增加而呈小幅波动变化.

关键词：大型平板高光无痕注射成型工艺参数收缩翘曲变形

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膨胀土收缩性质的试验研究

岩土工程学报 2015年第S2期37卷 107-114页

作者：汪贤恩谭晓慧辛志宇徐全谢妍合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009

为了对膨胀土的收缩性质进行研究,以合肥某工地膨胀土为研究对象,对不同初始干密度的饱和土样进行了收缩试验。研究了线缩率–含水率关系(δ–w)及孔隙比–含水率(e–w)关系,分别对这两种关系进行了曲线拟合,并根据曲线拟合结果求解了... 详细信息

为了对膨胀土的收缩性质进行研究,以合肥某工地膨胀土为研究对象,对不同初始干密度的饱和土样进行了收缩试验。研究了线缩率–含水率关系(δ–w)及孔隙比–含水率(e–w)关系,分别对这两种关系进行了曲线拟合,并根据曲线拟合结果求解了膨胀土的缩限、收缩系数、最大线缩率,分析了这些指标及曲线拟合参数与土样初始干密度的关系。结果表明:收缩试验中,质量的测量简单而准确,体积的测量有一定的误差;通过拟合的孔隙比–含水率关系曲线求解的缩限值与通过拟合的线缩率–含水率关系曲线求解的缩限值基本一致;将收缩试验结果与吸力试验相结合,可以得到用体积含水率表示的、考虑体积变化的土水特征曲线。

关键词：膨胀土收缩干密度曲线拟合缩限

不同尺寸和截面形状混凝土试件收缩变形的试验研究

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土木工程学报 2015年第10期48卷 80-90页

作者：涂兵方志湖南大学湖南长沙410082

目前国内外有代表性的混凝土收缩变形预测模型中,关于构件尺寸和截面形状对混凝土收缩影响的考虑不尽一致,因此定量研究这两种因素的影响具有价值。对理论厚度分别为50mm、100mm、200mm的矩形和箱形截面共6组18个混凝土试件的收缩变形... 详细信息

目前国内外有代表性的混凝土收缩变形预测模型中,关于构件尺寸和截面形状对混凝土收缩影响的考虑不尽一致,因此定量研究这两种因素的影响具有价值。对理论厚度分别为50mm、100mm、200mm的矩形和箱形截面共6组18个混凝土试件的收缩变形规律进行了试验和分析,结果表明:试件尺寸同时影响混凝土收缩终值和收缩发展速度,尺寸越大,各龄期收缩值越小,收缩发展越慢;对于试验的箱室完全封闭的箱形截面试件,其收缩值和发展速度小于相应实心构件是由于封闭箱室的实际理论厚度较大所致,计算其实际理论厚度时应对箱室内表面周长进行修正,修正系数可取0.45。根据试验结果对我国现行公路桥规的收缩预测模型进行了修正,该文和相关文献的试验结果验证了修正公式的适用性。

关键词：混凝土收缩构件尺寸截面形状预测模型

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废纸纤维对砂浆早期收缩及孔结构的影响

建筑材料学报 2016年第5期19卷 876-882页

作者：蒋正武郭秀艳李文婷同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804 井冈山大学机电工程学院江西吉安343009

将废纸纤维掺入砂浆,研究了废纸纤维对砂浆力学性能、早期收缩性能及孔结构的影响.绝干废纸纤维掺量分别为水泥质量的1%和2%,以湿混方式与水泥混合成型为砂浆样品,并分别采取标准环境和密封环境进行养护.结果表明:在砂浆水灰比(质量比)0... 详细信息

将废纸纤维掺入砂浆,研究了废纸纤维对砂浆力学性能、早期收缩性能及孔结构的影响.绝干废纸纤维掺量分别为水泥质量的1%和2%,以湿混方式与水泥混合成型为砂浆样品,并分别采取标准环境和密封环境进行养护.结果表明:在砂浆水灰比(质量比)0.30,且密封养护环境下,掺入废纸纤维并不能改善砂浆韧性,反而增大了砂浆的累计孔体积,导致其自收缩率增大;当水灰比升至0.40时,掺入废纸纤维可显著改善砂浆韧性,且当废纸纤维掺量为水泥质量的1%时,砂浆的折压比σF/σC最高,累计孔体积最小,抗收缩能力增强;与密封养护环境对比,标准养护环境下掺入废纸纤维未降低砂浆的早期收缩性能,但减小了砂浆的后期膨胀,并随着纤维掺量的增加,砂浆膨胀约束效果趋好.

关键词：废纸纤维砂浆收缩孔结构

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室内环境下UHPC的收缩徐变试验和预测

中国公路学报 2021年第8期34卷 35-44页

作者：刘路明方志刘福财肖敏湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082 广东盖特奇新材料科技有限公司广东清远511600

为明确室内环境下普通及补偿收缩超高性能混凝土(UHPC)的收缩徐变特征,分别对这2种超高性能混凝土进行持续1080d的力学、收缩和徐变性能测试,分析了补偿收缩组分对超高性能混凝土性能的影响规律。基于收缩和徐变的试验结果,分析了国内外... 详细信息

为明确室内环境下普通及补偿收缩超高性能混凝土(UHPC)的收缩徐变特征,分别对这2种超高性能混凝土进行持续1080d的力学、收缩和徐变性能测试,分析了补偿收缩组分对超高性能混凝土性能的影响规律。基于收缩和徐变的试验结果,分析了国内外3种不同规范公式对室内环境下超高性能混凝土收缩徐变预测的适用性,并引入相应的修正系数对既有收缩徐变模型进行修正,使之适用于补偿收缩超高性能混凝土的收缩徐变预测。结果表明:①补偿收缩组分的加入对超高性能混凝土的力学性能有负面影响,使立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和弹性模量分别降低4.3%、5.1%和4.2%。②UHPC棱柱体抗压强度和弹性模量与立方体抗压强度间存在良好的统计关系,且该统计关系受配合比和龄期的影响较小。③补偿收缩组分能有效抑制超高性能混凝土的收缩,使收缩降低28.9%,但对徐变有负面影响,使徐变应变、徐变系数和徐变度分别增加13.3%、9.3%和15.8%。④DBJ43/T325—2017的收缩、徐变模型对室内环境下普通超高性能混凝土的收缩徐变均给予较好的预测,预测误差分别在4%和6%以内;SIA 2052—2016仅有收缩模型的预测结果与实测结果较好地吻合;引入收缩和徐变修正系数后的修正模型能分别对补偿收缩超高性能混凝土的收缩和徐变予以较好地预测,预测误差也分别在4%和6%以内。

关键词：桥梁工程超高性能混凝土预测模型收缩徐变室内环境