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本文通过室内试验研究及实际工程现场测试,采用理论机理分析、室内试验研究、现场测试研究及数值模拟分析的方法,对混凝土结构收缩开裂问题进行研究,主要分析了以下几个方面的问题:(1)膨胀剂膨胀变形随时间的变化规律、不同水胶比及膨胀剂掺量对膨胀剂膨胀效果的影响;(2)掺加膨胀剂的混凝土在实际工程中的膨胀效果;(3)不同工况下,混凝土膨胀对结构应力应变的影响。主要研究成果如下:(1)探索了混凝土自由膨胀随时间变化的规律:自由膨胀试件膨胀率随时间先迅速增长,基本14小时后达到峰值,之后14天基本维持不变。混凝土限制膨胀具有相似规律性,限制膨胀试件限制膨胀率在前3天随时间增加迅速增长,第14天达到峰值,第28天的限制膨胀率基本保持在0.030%以上。(2)探索了水胶比、膨胀剂掺量对结构膨胀率的影响规律:不同水胶比为0.3、0.43及0.6条件下,膨胀率随水胶比的提高呈现先升后降趋势,水胶比为0.43时,膨胀剂膨胀性能相对最好;在水胶比大于或小于0.43时,应该采取相应措施,提高膨胀剂性能的发挥。不同膨胀剂掺量为5%、10%及15%条件下,膨胀率随膨胀剂掺量的增加呈现非线性增加,膨胀剂掺量越高,膨胀增强效应越明显,但掺量为15%时膨胀性能表现不稳定,推荐膨胀剂掺量为10%。(3)总结了添加膨胀剂后工程结构现场膨胀性状:工程结构现场测试与搅拌站限制膨胀测试的膨胀随时间发展规律相似,但现场测试值相对较小且第14天后现场测试值降低量略有增加。工程结构中混凝土膨胀应变较限制膨胀率更早达到峰值,随后膨胀应变出现损失,但降低值较小,一段时间后膨胀应变趋于稳定。(4)总结确认了膨胀加强带在不同配置条件下,整体结构中应力应变的变化规律并提出设计建议:膨胀加强带能够显著提高结构的膨胀应力应变,在膨胀加强带中心处膨胀应力最大,沿膨胀加强带两侧呈现膨胀应力逐渐减小趋势。墙板约束在不同工况下对应力应变的影响与底板中添加膨胀剂的工况有关。结构仅设置添加膨胀剂的膨胀加强带时,结构基本表现膨胀变形,除膨胀加强带附近外,其他位置基本为收缩应力。设置添加膨胀剂的膨胀加强带并在其他部分混凝土中添加膨胀剂时,结构中出现部分膨胀变形,大部分压缩变形,能建立全面的膨胀应力。