1、西 南 交 通 大 学本科毕业设计（外文文献翻译）内部固化的高性能混凝土与浸泡过的细轻集料的自收缩开裂的预防年 级:2007 级学 号:20074667姓 名:陶永康专 业:材料科学与工程指导老师:楚珑晟二零一一年 6 月内部固化的高性能混凝土与浸泡过的细轻集料的自收缩开裂的预防丹尼尔库森 ，特德霍赫芬加拿大国家研究委员会、加拿大安大略省渥太华 0R6 K1A2007 年 9 月 19 日接受收到;二八年二月八日摘要内部固化的有效性(IC),以减少自收缩开裂在高性能混凝土(HPC)被采用了不同层次的内部固化在四双棱镜高性能混凝土试件的大型自由和限制下测试同时收缩。还提供内部固化 pre-soa
2、ked 轻骨料(LWA 罚款)作为一个部分替代常规的沙子。结果发现,用的 178 公斤/立方米的饱和 LWA 在高性能混凝土,为 27 公斤/立方米的水,消除了 IC 的拉应力约束自收缩由于没有妥协的早期强度和弹性模量对高性能混凝土。结果表明:混凝土开裂的风险可能是保守的估计的程度的自由收缩应变峰值应变以后发生膨胀并可能进一步发展在非常早的时代。自体扩张过程中得到的第一天,得到较高水平的内部固化,能够显著地降低混凝土裂缝的风险结构,到两者的弹性与蠕变株发展处于压缩,使最初抗拉强度进一步增加拉应力开始之前启动之后。关键词:固化(A);高性能混凝土(E);收缩徐变(C)(C);力学性能(C1 简介
3、混凝土结构的适当的治疗是很重要的,以确保他们能达到预期的性能和耐久性的要求。在传统施工,这是达到通过外部固化,应用混合后,放置和整理1。内部固化(IC)是一种非常有前途的技术,它能提供额外的水分在混凝土为一个更有效的水泥水化,降低了自干燥2。内部固化意味着引入一种固化剂混凝土,将提供额外的水分。目前,主要有两个方法可用于内部的固化混凝土。第一种方法利用饱和多孔很轻集料 LWA)3为了供给一个内部的来源水,可以取代水所消耗的化学物质在水泥水化收缩。这些内在的固化水从自然吸引了水泥水化过程中相对毛孔粗大的轻骨料进小毛孔混凝土结构的适当养护重要的是要确保，他们能达到的预期性能和耐久性的要求。在传统的
4、施工，这是通过外部固化，应用混合后，放置和整理1应用。内部固化（IC）是一个非常有前途的技术，可以提供一个更有效的具体补充水分 水泥水化和减少自我干燥2。内部 固化意味着引入固化剂 具体将提供这额的水分。目前，主要有两种方法可供内部固化混凝土。第一种方法使用饱和多孔轻质 聚合（LWA）3为了提供一个内部来源水，可替代化学所消耗的水 在水泥水化收缩。此内部固化水水泥水化过程中自然得出从相对毛孔粗大成较小的轻集料孔隙 水泥粘贴。第二种方法是使用超吸水聚合物（SAP）的4，这些粒子能够吸收一个非常大的水量混凝土搅拌过程中，形成大型夹杂含有游离水，从而防止自我干燥在水泥水化。为获得最佳性能，内部固化剂
5、应具有高吸水能力 高水解吸率。内部固化的数量需要更换水混合食用水化学收缩可以很容易地估计，在其他地方所建议的5,6。内部固化的详细信息，可发现在新先进设备，在上混凝土内部固化的最新报告 RILEM 训练班- 196 2。自从 1950 年来、内部固化已经无心轻质混凝土结构应用于之前它潜在的减少自干燥在高性能混凝土(HPC)结构在 1990 年被后来认定7。轻量级主要是用来减少骨料混凝土的重量结构，然而,这些聚集物结构通常是饱和在混凝土在使用前确保足够的和易性,因为它被认可的多孔蕴能吸收某些干的新拌混凝土的混水8。这些具体的结构发现从他们能达到长期耐久性在观测到的性能9 日、10 日。最近,轻质
6、骨料已成功应用于大型建设项目为目的的内部的固化密度正常的混凝土结构。例如,在 2005 年 1 月, 在哈金斯 ,德克萨斯州大约 190000 立方米的内部制造的混凝土是用于一个项目，它可能是世界上最大利用项目与内部固化 LWA11。世纪观测报道强度试验表明,5 月 1 日抗弯强度达到 90%至 100%所需的 28 天抗弯，提出了一种由于水化改进的抗弯强度的理论。他们还发现净化空气抗压强度的气瓶类似的干燥净化气瓶，暗示混凝土是较不敏感内部净化外部固化实践或不利的环境条件。特别是在低混凝土、常规外部固化渗透率则不是有效的防止自干燥的中心厚混凝土的元素。使用内部固化,然而,却不推荐实践治疗,取代
7、它保持混凝土表面的固化时不断滋润由于塑料或干燥收缩在多风的天气炎热、干燥防止过程表面开裂。本文介绍了大型的实验结果 棱柱内部固化试样标本测试高性能计算同时进行自由与约束自收缩。本研究的目的是确定所需的水平需要消除内部固化的自收缩高性能混凝土，并表明了风险开裂约束条件下可以在混凝土结构有效地减少。2 实验步骤2.1 材料混凝土配合设计实验四个具体评价,包括一个参考混凝土混合物(Mix-0)没有内部固化、和三个类似的混凝土混合物的不同层次。表 1混凝土混合配方和性能表 2骨料性能内部固化，即混 L 时，混合- M 和混合- H 与低，预浸泡 LWA，分别为中，高含量见表 1。这是通过更换部分正常密
8、度砂预浸泡过的轻集料沙。在这项研究中，每个有 450 kg/m3 的混凝土配合比的美国 ASTM1 型水泥，总水胶比为0.34，与一水泥沙粗骨料按质量比 1:2:2。该的优良性能和粗骨料中提供表 2。扩大后用砂页岩轻集料内部固化了 920 kg/m3 的和干容重水分含量 15的干材料的质量。这 LWA 砂略低于正常密度沙粗，由硅石，石英，并在事实上改善粒度分布在混凝土配合比的总量。所示表 1，粒料在这些未使用量混合显着影响混凝土的体积质量，平均为 2410 kg/m3。重要的是要观察到水的总金额（混水和 IC 水）是保持不变的这些具体混合物，在恒定的总水胶比为 0.34 导致所有混合。设定具体
9、的混合水的基础上立即可用，有效水胶比为从控制混凝土的配合比为 0.34- h 混凝土 0.28（见表1）。我们必须保持恒定的总量目标在具体的水混合是双重的：（i）为防止与更多的水和在混凝土轻质材料可能的强度和刚度下降，以及（ii）使测试更内部固化严重，据自收缩而言，由于低水胶的干燥比混凝土更严重。积体电路所需的水量达到最大的水化具体是从计算估计基础化学收缩和水化程度最高理论上在普通水泥粘贴实现的，如下其中（瓦特/ C）的 IC 是内部固化水的质量比为 水泥，和 W / C 是水的质量比混合水泥。使用 有效瓦特/ C 在表 1 所示，理论数量 内部固化所需的水，以确保最大水泥 水化估计为：对于混
10、合- 0 0.061;为混合- L 的 0.058; 0.054为混米;和 0.050 的混合- H 标准。由于不同层次内部固化的预期在这项研究中，低于所需 集成电路提供了水量在 Mix - 0，混合 L 和混 米混合设计对于列于表 1，集成电路水的百分比实际上在理论上提供所需的是 0用于混合- 0（对照组），34混合 74 - M 的和 120用于混合- H 标准。每两个大型混凝土配合比设计、标本和额外的小型混凝土试件制备了的同一批号与密封在塑料床单,以防止外界干燥,因为本研究的焦点是在自收缩预防。2.2 测试步骤一个完整的测试系统和分析方法进行以前开发的约束收缩和学习大尺寸高性能混凝土试件
11、拉伸蠕变12。这种做法，从现有的方法改良13,14，提出了新的功能，包括：（i）在大尺寸的标本，让使用对混凝土的力学行为的研究作出大粗骨料和钢筋;及（ii）能对试样施加的限制部分（或全部）学位通过嵌入式钢筋，这是代表野战条件。一个用局部优势度克制是约束收缩可进行测试没有那些经历过早开裂混凝土试件大收缩变形在我们的例子（对照标本）。图 1 给出了用于测试主要设置自由和棱镜混凝土收缩的抑制大型标本2001000(200 毫米)。为每个约束标本、轴向应变进行了测量与电工应变规(SG)为中心在四 10-mm 加固条嵌入混凝土。测试 servo-hydraulic 仪器包括一个封闭回路系统 rebar-
12、mounted 控制致动器使用应变规的反馈信号。原力,用一个负载细胞都标本准备同没有加固。自由收缩使用放置在测量 LVDTs 两端的标本。两个相对湿度(RH)传感器被分在了无拘无束的标本的程度,评估由于内部干燥对自干燥、热电偶(TC)分布在混凝土,如图 1 所示。详细技术资料测试框架、试验程序是12另行规定。额外进行一测试,同时进行小的混凝土试件用同一批次的混凝土,包括的决心,在 75热膨胀系数 75295 mm 棱镜、以及抗压强度,分裂的抗拉强度和抗压弹性模量在 100200 毫米的圆柱体。温度进行了监测每一种类型的样本,成熟度(年龄在 25C 相当于)为每个样本大小的计算为了使用一致的套结
13、果在计算。成熟意味着计算方式如下15:其中 T 是继混凝土初凝时间;鄂 A / R 是激活的具体能源因素（其中一个值4000 K 的实验测定16）， T 为平均 混凝土温度随时间的功能;和 Tref 是基准混凝土温度（25作为此处）。3 结果及分析3.1 对混凝土内部固化的影响温度和相对湿度在自由和约束收缩实验，混凝土试件进行了测试在实际温度制度，如图 2所示。由水泥产生的热量如图 1图 1 实验装置的测试限制和自由的大型混凝土构件的收缩图 2 温度和相对湿度测量混凝土奔放标本混凝土水化的平均温度达到 41C 至 45C 在 12 至 18 小时，冷却期后，他们的平均混凝土温度拉近 21C 和
14、 24C 间的值附近的年龄 2 天，之后保持不变（配套各自）环境温度。可以看出，当预浸泡过的 LWA 砂用于内部固化，高峰温度高，几度出现了几个小时早在没有 LWA（控制混凝土密封固化只），这可能是由于内部使用和养护较低的有效水灰比图 2 还介绍了这些测量相对湿度混凝土试件（每曲线是从两个不同的平均传感器）。对于控制标本（密封固化只），相对湿度最初由 100下降至 94和后 2 天至 92经过 7 天。然而，当内部固化低水平使用（混合- L 的标本），具体的相对湿度约为 2，比在任何特定时间控制试样低。随着在数量进一步增加，粒料用于内部固化（从混合- L 的混合- H）的，相对湿度保持在相对较
15、高混凝土，为 98后 2 天，7 天后 96RH 环境下，这是远远超出了相对湿度值测量控制在这些时候标本。图 3 概念表征水泥浆体孔隙系统在不同固化条件图 3（来自17修改）给出了一个概念示意图在水泥浆体孔隙系统在各种不同的固化条件。它可以用来解释相对减少湿度测量在 Mix- L 的混凝土（没有足够的内部固化）相比，混合- 0 混凝土（密封固化只） 。在内部固化不足的情况下，可能会有所改善水化从密封固化（有一些在孔径的减少） ，然而，所有的毛孔轻质骨粒料和水泥浆体中的一些毛孔可能是空的内部固化后少量消耗的水是由水泥水化反应，从而导致在系统中略低相对湿度。在图三，个案足够的内部固化可能代表混合-
16、 H 的混凝土，所有在水泥浆体孔隙中充满了水，而在 LWA毛孔都是空的芯片后，迁移到水水泥粘贴3.2 内部固化自由收缩变形的影响图 4 给出了总应变测量中的奔放 7 天混凝土试件。这种测量方法包括免费自收缩和热菌（干燥收缩禁止的）。请注意，在本文中，负应变值代表一收缩（收缩）和积极的应变值代表扩展。它可以很容易地看出，除了预浸泡 LWA 允许内部固化早期扩张时代发生，这是由于自体膨胀和热扩建高峰，观察 8 至 12岁小时。该扩张程度随预浸泡过的数量 LWA 用在混凝土配合比。混合- H 是唯一一项具体的生产后的第一天，直到总应变正面的价值观在 7 天的测试结束。热应变计算出的平均混凝土在每一个具体的样本为一个函数的温度测量时间（图 2）和热膨胀系数（CTE）确定小（75 75 295 毫米）的具体棱镜。该设备和测试使用的程序是 CTE 的描述文献18，在那里被发现：（i）由热膨胀系数增大 810-6/ C 低设定值后不久，最高 11 10-6/ C 值后 10 天，及（ii）在内部使用固化不影响混凝土的早期时代的热膨胀系数比以密封固化混凝土。对实验结果的校准18，下面的热膨胀经验模型图 4 总应变测量在自由的混凝土试样图 5 自由的自收缩应变测量混凝土试件因此，确定了在目前所使用的混凝土研究：
