組合養(yǎng)護(hù)對(duì)含粗骨料超高性能混凝土常溫性能及高溫爆裂行為的影響.pdf

1、本文主要研究了組合養(yǎng)護(hù)對(duì)含粗骨料超高性能混凝土(UHPC)常溫性能和高溫爆裂行為的影響，研究變量包括養(yǎng)護(hù)組合方式、干熱養(yǎng)護(hù)溫度、摻入纖維類別等。首先通過(guò)探索實(shí)驗(yàn)確定了對(duì)提高UHPC強(qiáng)度和抗爆裂性能最有利的養(yǎng)護(hù)組合方式，為后續(xù)試驗(yàn)確定了養(yǎng)護(hù)組合方式基準(zhǔn)。在此基準(zhǔn)上改變干熱養(yǎng)護(hù)溫度水平，研究了干熱養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)UHPC抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、斷裂能及爆裂行為的影響，試驗(yàn)對(duì)象包括素UHPC(Plain)、單摻鋼纖維的S-UHPC、混摻鋼纖維和聚丙

2、烯纖維的PS-UHPC。此后對(duì)斷口形貌進(jìn)行了顯微觀測(cè)，分析了UHPC經(jīng)歷不同養(yǎng)護(hù)過(guò)程后所表現(xiàn)出的宏觀性能差異的微觀作用機(jī)制。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴常溫力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果顯示：預(yù)養(yǎng)期選用熱水養(yǎng)護(hù)時(shí)的組合效果最好，對(duì)強(qiáng)度的改善效果最明顯。干熱養(yǎng)護(hù)溫度升高時(shí)，無(wú)論是Plain還是S-UHPC，強(qiáng)度均表現(xiàn)為上升趨勢(shì);組合養(yǎng)護(hù)的S-UHPC的抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到209.7 MPa，劈裂抗拉強(qiáng)度達(dá)到10.1 MPa；經(jīng)歷組合養(yǎng)護(hù)過(guò)程以后，部分

3、試件的加載曲線上出現(xiàn)了“彎曲硬化”現(xiàn)象，試件承載力在初裂以后還能繼續(xù)增長(zhǎng)，在切口附近可以觀察到多縫開裂現(xiàn)象，測(cè)得的峰值荷載比初裂荷載增加了17.3％，顯示出極優(yōu)異的韌性改善效果；組合養(yǎng)護(hù)后UHPC力學(xué)性能得到改善的原因，一方面可能是高溫環(huán)境激發(fā)了活性摻合料的火山灰活性，二次水化反應(yīng)生成了更多的水化物凝膠，填充了孔隙，提高了密實(shí)度;另一方面可能是高溫干熱養(yǎng)護(hù)環(huán)境下，一部分無(wú)定形態(tài)的水化物凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)榱司w態(tài)的托勃莫來(lái)石（Tobermorit

4、e，C5S6H5）和硬硅鈣石(Xonolite，C6S6H)。⑵高溫爆裂試驗(yàn)結(jié)果顯示：組合養(yǎng)護(hù)可以顯著改善UHPC的抗爆裂性能，改善效果與千熱養(yǎng)護(hù)期的溫度水平密切相關(guān)，提高干熱養(yǎng)護(hù)溫度能在UHPC中達(dá)到消除爆裂的效果;干熱養(yǎng)護(hù)溫度水平較低時(shí)，爆裂難以避免但幾率已大大降低，此時(shí)鋼纖維或PP纖維的存在，能對(duì)爆裂起到一定的緩解；組合養(yǎng)護(hù)后抗爆裂性能得到改善的主要原因是，干熱養(yǎng)護(hù)環(huán)境降低了UHPC的內(nèi)部濕含量，有效減少了蒸汽壓形成所需的水分來(lái)源

5、，從而使孔隙蒸汽壓力誘發(fā)爆裂的機(jī)會(huì)大大減少。⑶顯微觀測(cè)結(jié)果顯示：組合養(yǎng)護(hù)會(huì)導(dǎo)致UHPC試件表層在高溫干燥環(huán)境下發(fā)生失水收縮變形，進(jìn)而誘發(fā)表面出現(xiàn)輕微開裂。干熱養(yǎng)護(hù)溫度越高時(shí)，表層混凝土的失水越多，開裂越嚴(yán)重;摻入鋼纖維或PP纖維以后對(duì)表面開裂有一定緩解；熱水養(yǎng)護(hù)時(shí)，UHPC中的骨料-砂漿界面以及纖維-砂漿界面是較為薄弱的區(qū)域，在爆裂升溫過(guò)程中，試件有可能在該處發(fā)生開裂。組合養(yǎng)護(hù)過(guò)后，界面區(qū)會(huì)被加強(qiáng)，粗骨料發(fā)生界面剝離型斷裂的幾率大大降低