低钙粉煤灰基地聚物混凝土早龄期拉伸徐变试验研究

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地聚物混凝土是一种基于以粉煤灰、高炉矿渣等为代表的工业废弃料代替水泥的新型环保建筑材料,具有早期强度高、强度发展快、耐腐蚀性好等特点。地聚物混凝土的应用不仅可以减小传统水泥工业带来的碳排放威胁,还为工业废弃料的利用提供了新方法。但与此同时,与普通混凝土相似,地聚物混凝土也是一种多相组合且不均匀的脆性材料,抗拉强度与极限拉应变均较小,在地聚物混凝土结构建设与使用的早龄期阶段易发生因约束收缩而导致的开裂,进而损害结构的安全性、可靠性和耐久性,这将会制约这一类新型建筑材料的推广与发展。针对这一问题,本文基于低钙粉煤灰基地聚物混凝土(FAGPC),对缓解约束应力具有重要意义的早龄期拉伸徐变特性进行了一系列试验研究及分析,综合评价其早龄期拉伸徐变规律以及应用于实际工程中时的优势。本文开展的主要工作及得到的主要结论如下:(1)开展了FAGPC配合比设计工作,并研究了其各项基本力学性能的发展规律。结果表明,FAGPC先经过24h的常温密封养护,再经过24h的高温密封养护后,2天龄期时的抗压强度、劈裂抗拉强度与受压弹性模量可分别达到各自在28天龄期时的95.4%、72.6%和81.9%;在高温养护后的常温养护阶段,各项基本力学性能增幅较小,在28天龄期时可达到力学性能优良且稳定的状态。(2)进行了FAGPC早龄期拉伸徐变试验,研究不同初始加载龄期对其拉伸徐变特性的影响,并根据试验结果对现有主流混凝土徐变模型进行了修正。结果表明,FAGPC的拉伸徐变规律与普通混凝土相近,初始加载龄期越小,拉伸徐变系数越大,平均徐变增长速率越快,但FAGPC拥有更小的早期收缩与更大的拉伸徐变;修正后的混凝土徐变模型对本文FAGPC早龄期拉伸徐变试验结果具有较好的适用性与准确性。(3)对FAGPC的早龄期拉伸徐变老化系数进行计算及取值,并将其应用于钢筋混凝土梁式结构的早期约束应力计算中。结果表明,老化系数取0.8是合理的,据此可以较为准确的得到FAGPC结构的早期约束应力计算结果;FAGPC相比普通混凝土在缓解混凝土结构开裂风险等方面具有一定的优势,且考虑到其优异的早龄期基本力学性能和绿色环保等特点,FAGPC在实际工程中的推广应用具有重要的意义。
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