掺新型膨胀材料混凝土变形及抗裂性能研究(I)

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1、中图分类号U416.2论文编号102870112-S142学科分类号082301硕士学位论文掺新型膨胀材料混凝土变形及抗裂性能研究研究生姓名张红波学科、专业道路与铁道工程研究方向路面新材料指导教师高培伟教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一二年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringDeformationandCrackResistancePropertiesofConcretewithNovelExpansiveAgentsATh

2、esisinHighwayandRailwayEngineeringByZhangHongboAdvisedbyProfessorGaoPeiweiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2012承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南

3、京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着我国对交通、水利等基础设施投入的增加，大体积混凝土的应用越来越广泛，混凝土开裂现象也日趋严重。混凝土开裂将会影响其正常使用功能和耐久性，控制混凝土裂缝，防止和减少混凝土开裂具有十分重要的意义。在混凝土中掺加膨胀材料，通过控制膨胀材料的膨胀量、膨胀时间和膨胀效应，使膨胀材料膨胀特性与混凝土的收缩特性相匹配，是减少收缩、防止或抑制混凝土开裂

4、行之有效的方法。本文重点研究了掺四种新型膨胀材料的常态和水工混凝土在不同养护温度下变形及抗裂性能，并对膨胀机理和微观结构进行了探讨，主要研究内容和结论如下：（1）研究了新型膨胀材料及粉煤灰对混凝土自由变形和限制变形的影响。随着膨胀材料掺量的增加，混凝土的膨胀量增加；M3和M4膨胀材料的早期收缩补偿效果好，其膨胀变形均匀增长，M1和M2膨胀材料对混凝土的早期补偿效果差，但后期的膨胀量大，其膨胀量增长不均匀；掺膨胀材料混凝土的限制变形和自由变形随龄期增长的发展趋势相似，限制变形发展比较缓慢；提高养护温度可使掺膨胀材料混凝土的膨胀速率明显加快，同龄期下的膨胀率增大1.5~3倍，膨胀材料M3

5、和M4早期温度敏感性较大，M1和M2后期温度敏感性大些；掺加粉煤灰可明显抑制膨胀材料的膨胀效能。（2）对掺膨胀材料混凝土的压蒸安定性进行了研究。混凝土的压蒸膨胀率随着膨胀材料掺量的增加逐渐增大；适当提高压蒸温度和延长保温时间，混凝土试件的压蒸膨胀率有增大的趋势。当M2掺量由6%增加到8%时，水工混凝土的压蒸膨胀率出现较大幅度的增长，膨胀率增至0.158%。M4在常态混凝土中的掺量达到10%时，混凝土未出现安定性不良现象。（3）通过水泥砂浆极限拉伸值和混凝土自生体积变形来表征掺膨胀材料混凝土的抗裂性能。掺膨胀材料明显提高了水泥砂浆的极限拉伸值，掺量过大（>10%）则提高作用不大；升高养

6、护温度后，掺膨胀材料水泥砂浆的极限拉伸值呈均匀增长趋势；粉煤灰与膨胀材料复掺可提高水泥砂浆极限拉伸值；外掺膨胀材料和粉煤灰混凝土的自生体积变形随养护龄期的变化服从对数规律，未见无限膨胀和回缩现象，养护约120d趋于稳定。通过所建立的混凝土抗裂能力分析评价模型表明在混凝土中掺8%M4或掺6%M2时，混凝土具有较好的抗裂性能。（4）随着养护龄期的延长，水泥中膨胀材料的水化产物逐渐增大；养护到180d，大部分氧化镁水化生成纤维状水镁石，长度为3~5μm，宽约0.3~0.5μm；粉煤灰具有独特的自身结构和颗粒形态，对膨胀材料膨胀效能的发挥具有极强的抑制作用。关键词：膨胀材料，混凝土，变形，抗

7、裂，评价，微观结构I掺新型膨胀材料混凝土变形及抗裂性能研究II南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTMassconcretewasusedmoreandmorewidelywiththeincreasingoftheinvestmentintransportation,waterconservancyandotherinfrastructure.Theproblemsofcracksinconcretehavebecomemoreserious,an