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由于UHPC在大跨徑、大懸臂結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)修復(fù)中的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)UHPC的力學(xué)性能和耐久性有了更高的要求,而混凝土收縮中可能出現(xiàn)的裂縫是影響其耐久性的直接因素,因此對(duì)UHPC性能的了解就顯得尤為重要。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外的研究主要集中在普通混凝土和高強(qiáng)混凝土收縮性能的研究上,對(duì)于超高性能混凝土的收縮性能研究較少。通過測(cè)定UHPC后期干縮和早期收縮,使測(cè)得UHPC的總收縮值與實(shí)際工程中UHPC的收縮值更為接近。為提高UHPC的早期強(qiáng)度,工程上經(jīng)常采用的方法是熱養(yǎng)護(hù)。有研究表明,熱養(yǎng)護(hù)后UHPC的收縮值小于常溫養(yǎng)護(hù)時(shí)UHPC的收縮值,而在熱養(yǎng)護(hù)期間UHPC的收縮變化至今未見報(bào)道。對(duì)不同養(yǎng)護(hù)條件下UHPC的收縮變化有了更深入的認(rèn)識(shí),具有一定的工程實(shí)踐意義。
在UHPC中,UHPC的早期收縮所占比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混凝土,是UHPC收縮值不可忽視的部分。常溫養(yǎng)護(hù)時(shí),初凝階段發(fā)生化學(xué)收縮,表現(xiàn)為塑性變形,基體開始骨架化。終凝化階段以自干燥為主,以彈塑性變形為主。終凝至齡期這一階段,隨著基體逐漸硬化,產(chǎn)生自干燥,由彈塑變形向彈性變形轉(zhuǎn)變。UHPC干縮隨齡期的增長(zhǎng)逐漸減慢,當(dāng)齡期為65d時(shí),干燥收縮趨于穩(wěn)定。
掌握UHPC單獨(dú)設(shè)計(jì)的恒溫裝置,測(cè)定UHPC試件在熱養(yǎng)護(hù)過程中的收縮變化,掌握UHPC試件在熱養(yǎng)護(hù)時(shí)內(nèi)變形發(fā)展的特點(diǎn),以及熱養(yǎng)護(hù)后的干縮特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:UHPC的熱膨脹系數(shù)為11.76με/°C,在90°C溫度下,其膨脹值達(dá)高峰,達(dá)900με。在高溫養(yǎng)護(hù)溫度達(dá)到50°C時(shí),UHPC的水化反應(yīng)開始加強(qiáng),UHPC發(fā)生了較大的收縮,在接近70°C時(shí),收縮率突然上升,在熱養(yǎng)護(hù)10h后逐漸趨于穩(wěn)定。UHPC熱養(yǎng)護(hù)后干縮值在齡期18d后趨于穩(wěn)定。此外,試件尺寸也是影響UHPC收縮率的因素之一,大試件的收縮率大于小試件(由鋼纖維長(zhǎng)度影響,鋼纖維在小試件中不能均勻分布)。
對(duì)熱養(yǎng)護(hù)前、熱養(yǎng)護(hù)10h和養(yǎng)護(hù)48h后UHPC試件進(jìn)行了孔結(jié)構(gòu)分析、掃描電鏡分析和差熱養(yǎng)護(hù)分析,結(jié)果表明,熱養(yǎng)護(hù)前UHPC的孔隙率下降60%,孔徑由31.9mm降至5.456mm,熱養(yǎng)護(hù)10h后的孔隙率下降60%,熱養(yǎng)護(hù)10h后與熱養(yǎng)護(hù)48h后的孔隙率降低60%,熱養(yǎng)護(hù)10h后再熱養(yǎng)護(hù)10h。經(jīng)電鏡掃描發(fā)現(xiàn),在熱養(yǎng)護(hù)條件下,UHPC試件基體越來越致密,內(nèi)部孔隙大多被水化產(chǎn)物填充,水分蒸發(fā)困難,所以熱養(yǎng)護(hù)后的干燥收縮要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于常溫養(yǎng)護(hù),干燥收縮要遠(yuǎn)小于常溫養(yǎng)護(hù)。DTA分析表明,熱養(yǎng)護(hù)可以促進(jìn)活性礦物摻合料的二次水化,降低基體中氫氧化鈣的含量。
由于UHPC在熱養(yǎng)護(hù)過程中的收縮,常以鋼筋混凝土為受力構(gòu)件,研究了配筋UHPC在熱養(yǎng)護(hù)過程中的收縮現(xiàn)象,結(jié)果表明,UHPC在熱養(yǎng)護(hù)過程中由于受鋼筋的約束而產(chǎn)生拉應(yīng)力,對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。結(jié)果表明,不同配筋率的UHPC試件在熱養(yǎng)護(hù)過程中,隨著配筋率的增加,UHPC對(duì)收縮的制約作用越強(qiáng)。UHPC中剩余應(yīng)用隨配筋率的增大而增大,基體中的殘余應(yīng)力減小。
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