輕骨料混凝土拉伸徐變機理研究

《輕骨料混凝土拉伸徐變機理研究》是依託福州大學，由季韜擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：輕骨料混凝土拉伸徐變機理研究
• 依託單位：福州大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：季韜

項目摘要

輕骨料混凝土（LWAC）具有輕質高強、耐腐蝕和利廢環保等優點，但LWAC結構開裂會縮短其使用壽命，這制約了LWAC的推廣套用。LWAC抗裂性能與其拉伸徐變密切相關，然而目前對LWAC的拉伸徐變機理研究甚少。以輕骨料的吸水返水特性對LWAC拉伸徐變的影響為關鍵科學問題，從拉伸徐變巨觀試驗出發，採用U型管微壓測定裝置、桿式溫濕度計測試系統、鋼環部分約束裝置等研究輕骨料類型、預濕程度、配合比參數等與LWAC不同齡期濕度場及拉伸徐變的關係。然後進行細觀電鏡掃描試驗，並在CEMHYD3D程式中考慮輕骨料的吸水返水特性，模擬LWAC水化和細觀結構的發展過程。最後採用有限元模擬方法，在試驗數據充分驗證的基礎上，進行參數敏感度分析，揭示LWAC拉伸徐變機理，並建立其計算理論。預期研究成果能為抗裂性能良好的LWAC的配製、LWAC結構開裂時間的預測以及LWAC結構使用壽命的延長奠定堅實的理論和套用基礎。

結題摘要

輕骨料混凝土具有輕質高強、耐腐蝕和利廢環保等優點，但輕骨料混凝土結構開裂會縮短其使用壽命，這制約了輕骨料混凝土的推廣套用。輕骨料混凝土抗裂性能與其拉伸徐變密切相關。本研究創新之處在於考慮輕骨料的吸水返水特性，對輕骨料混凝土的拉伸徐變開展研究。研究成果發表了10篇標註資助的高質量的論文（其中有 SCI 收錄6篇,EI收錄的3篇），並申請了2項發明專利。培養了研究生4名。研究成果能為抗裂性能良好的輕骨料混凝土的配製及其使用壽命的延長奠定堅實的理論和套用基礎。 採用懸掛法自制了自收縮測定裝置，該裝置具有開始測量時間早、試驗精度高等優點。自製了新型環形約束收縮試驗裝置，該裝置可測定輕骨料混凝土的拉伸徐變，並能快速評價其抗裂性能。採用U型管法測得陶粒在混凝土中的吸水返水特性。利用MATLAB和1stOpt軟體，擬合得到關於齡期、吸水率、淨水灰比的陶粒吸水返水特性模型，並提出輕骨料混凝土早期自收縮預測模型和輕骨料混凝土拉伸徐變計算方法。採用SEM和氮吸附法分別對陶粒混凝土內部結構的界面過渡區域和孔結構進行研究，研究結果表明：對於同一類型陶粒，隨著預濕程度的提高，混凝土界面過渡區域變得緻密，水泥石平均孔徑得到減小，混凝土自收縮與拉伸徐變下降，抗裂性能提高。對於不同類型陶粒，在相同預濕程度時，吸水率大的陶粒混凝土界面過渡區域緻密，水泥石平均孔徑小，混凝土自收縮與拉伸徐變下降，抗裂性能提高。 研究結果表明，通過合理設計配合比和施工工藝，輕骨料混凝土在早期和後期均具有良好的抗裂性能，可以大跨度橋樑和高層建築等工程中推廣套用。