外加剂对混凝土收缩开裂性能的影响.docx

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1、学校代码10459学号或申请号密级邓.上5硕士学位论文外加剂对混凝土收缩开裂性能的影响作者姓名：李世华导师姓名：管宗甫教授学科门类：工学专业名称：材料学培养院系：材料科学与工程完成时间：2023年5月Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterInf1uenceofAdmixturesonShrinkagePropertyandCrackingBehaviorofConcreteByShihua1iSupervisor:Prof.ZongfuGuanMateria1SicienceSchoo1of

2、Materia1sSicienceandEngineeringMay2023学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要奉献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承当。学位论文日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保存、使用学位论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可

3、以将本学位论文的全部或局部编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文日期:摘要本文采用平板刀口约束收缩开裂试验、自收缩和枯燥收缩试验综合评价水泥基材料的收缩开裂性能，主要探讨了高效减水剂种类和掺量、矿物外加剂(粉煤灰、矿粉和硅灰)单掺和复掺、减缩剂和聚丙烯纤维单掺及复掺对水泥基材料收缩开裂性能的影响以及讨论了砂浆收缩与混凝土开裂的关系。通过研究，主要得到以下结论：(1)同水灰比同塌落度时，蔡系和脂肪族减水剂增大砂浆收缩

4、，加剧混凝土开裂；聚竣酸减水剂抑制砂浆收缩，降低混凝土开裂风险。同水灰比，聚竣酸减水剂掺量在0.6%1.5%范围，砂浆自收缩随掺量增加变化不大，砂浆枯燥收缩和混凝土开裂风险随掺量增加而增大。同塌落度，聚较酸减水剂掺量在O.6%1.5%范围，砂浆自收缩随掺量增加而增加，而砂浆枯燥收缩和混凝土开裂风险随掺量增加而O.5O)而言，枯燥收缩是引起混凝土开裂的主要因素。12)在20%40%掺量范围，粉煤灰或矿粉能抑制砂浆收缩，降低混凝土最大裂缝宽度和总开裂面积，显著提高混凝土抗裂性能；砂浆自收缩和枯燥收缩随粉煤灰或矿粉掺量增加而大幅降低，混凝土抗裂性能随掺量增加而提高；粉煤灰抑制收缩和降低开裂的效果优于

5、矿粉。在5%10%掺量范围，硅灰增大砂浆收缩，尤其显著增加24h自收缩和7d枯燥收缩，加剧混凝土开裂；砂浆自收缩和枯燥收缩随硅灰掺量增加而增加，混凝土开裂风险随掺量增加而增大。(3)复掺30%40%的粉煤灰与矿粉能显著降低砂浆收缩和混凝土总开裂面积，提高混凝土抗裂性能。矿粉与粉煤灰以复合等量取代30%水泥时，复合比对砂浆收缩、混凝土最大裂缝宽度和总开裂面积影响不大。硅灰与粉煤灰和矿粉二元或三元复合可以降低砂浆24h自收缩和7d枯燥收缩增长速率，抑制砂浆收缩，降低硅灰对砂浆收缩和混凝土开裂的不利影响，提高混凝土抗裂性能，且混凝土强度不会显著降低。掺矿物外加剂的混凝土总开裂面积与砂浆的收缩有显著的

6、线性相关性，自收缩和枯燥收缩是影响掺矿物外加剂混凝土开裂的主要因素。(4)减缩剂和聚丙烯纤维能有效抑制砂浆收缩和降低混凝土总开裂面积，提高混凝土抗裂性能。减缩剂主要大幅降低混凝土裂缝根数，而聚丙烯纤维能显著降低裂缝宽度。减缩剂掺量在0.6%1.2%范围，砂浆的收缩和混凝土的总开裂面积随掺量增加而降低，抗压强度随掺量增加显著降低。聚丙烯纤维的长度对砂浆收缩和混凝土总开裂面积影响相对较小，但对裂缝宽度影响较大，纤维长度为粗集料最大粒径的3/5时，混凝土抗裂性能最正确。3)时，纤维33),混凝土抗裂性能显著提高。在本实验条件下，聚丙烯纤维掺量宜选择/n?1.2Kgm3o混凝土总开裂面积与砂浆收缩的相

7、关性分析说明，减缩剂降低收缩是减缩剂抑制混凝土开裂的主要原因，而聚丙烯纤维抑制混凝土开裂的主导因素不是降低收缩。(5)0.34范围，复掺减缩剂和纤维的砂浆枯燥收缩随水灰比降低而降低,而砂浆自收缩、混凝土最大裂缝宽度和总开裂面积随水灰比降低而显著增加。复掺减缩剂和纤维的高性能混凝土总开裂面积与自收缩有良好的线性关系，自收缩是引起低水灰比高性能混凝土开裂的主要因素。关键字：水泥基材料开裂性能自收缩枯燥收缩高效减水剂矿物外加剂减缩剂聚丙烯纤维AbstractInthisartic1e,inf1uenceofconcreteadmixturesonshrinkageandcrackingpropert

8、yofcement-basedmateria1swasinvestigatedusingtheedgeconstrainedp1atemethod,autogenousshrinkageanddryingshrinkagetest.Themainresearchcontentsinc1udedtheeffectofsuperp1asticizertypeanddosage,unitaryandcompoundminera1admixtures(i.e.f1yash(FA),b1astfurnaces1ag(BFS),si1icafume(SF),shrinkage-reducingadmixt

9、ure(SRA)andpo1ypropy1enefiber(PPF).Andthere1ationshipofmortarshrinkageandconcretecrackingwasa1sodiscussed.Severa1conc1usionshadobtainedthroughtheseresearchresu1ts.(1) Atthesames1umpandwc,naphtha1eneanda1iphaticsuperp1asticizerincreasedautogenousshrinkageanddryingshrinkageofmortarandgreat1yincreasedc

10、rackingriskofconcrete.However,po1ycarboxy1atesuperp1asticizer(PCA)cou1dinhibitshrinkageofmortarandreducetheriskofcrackingprob1em.Whenw/cwas0.42anddosagesvariesfrom0.6%to1.5%,PCAdosagesexhibited1essimpactonautogenousshrinkage.AnddryingshrinkageofmortarandcrackingriskofconcreteincreasedwithincreasingP

11、CAdosages.TheautogenousshrinkageofmotorincreasedwithincreasingPCAdosages,whi1edryingshrinkageofmortarandcrackingriskofconcretedecreasedwithincreasingPCAdosagesunderkeepingsames1umpanddosagesvariesfrom0.6%to1.5%.Dryingshrinkageisthemainreasonofcrackingforordinaryconcrete(wc=0.500.40)withPCA.(2) Whenc

12、ontentrangedfrom20%to40%,FAorBFSeffective1yinhibitedmortarfreeshrinkage,obvious1yreducedthemaximumcrackwidthandtota1crackareaofconcrete,andimprovedconcreteanti-crackingproperty.Autogenousshrinkageanddryingshrinkageweregreat1yreducedwithincreasingFAorBFScontent,concreteanti-crackingpropertywasincreas

13、edwithincreasingFAorBFScontent.Mortarshrinkageperformanceandconcreteanti-crackingpropertywithFAwasbetterthanthatofBFSwhenapp1iedatthesamecontent.Whencontentrangedfrom5%to10%,SFincreasedmortarshrinkageandconcretecrackingrisk,particu1ar1ygreat1yincreasedautogenousshrinkagebefore24hoursanddryingshrinka

14、gebefore7days.WiththeincreasingdosageofSF,autogenousshrinkageanddryingshrinkagesignificant1yincreasedandconcretecrackingriskgreat1yincreased.(3) Rep1acing30%to40%ofcement(bymass)withFAandBFSinthecement-basedmateria1s,mortarshrinkageandconcretetota1crackingareawereobvious1yreduced,andconcreteanti-cra

15、ckingpropertywasgreat1yimproved.BFSandFAcompoundratioexhibited1itt1eeffectontheshrinkageofmortarandthemaximumcrackwidthandtota1crackareaofconcretewhenBFSandFAratioswereintherangeof1:2to2:1andcontentwaskeptat30%rep1acementofcementbymass.SF/FA/BFSbinaryorternaryb1endscou1dinhibitmortarshrinkageandgrea

16、t1yreduce24hoursautogenousshrinkagegrowthrateand7daysdryingshrinkagegrowthrate.TheincreasingeffectofSFonmortarshrinkageandconcretecrackingriskwase1iminatedinbinaryandternaryb1endsinwhichanti-crackingpropertieswereimproved.Andthegoodcompressivestrengthofconcretewasobserved.Agood1inearcorre1ationwasnotedbetweentheconcretetota1crackingareaandthemortarshrinkage,autogenousshrinkageanddryingshrinkageisthemai