5苏通大桥关键部位混凝土收缩、开裂及徐变性能研究

初 步 的 试 验 结 果 与 分 析
收缩变形阶段研究小结－混凝土配比参数对干缩的影响
随着胶凝材料用量的增加， 随着胶凝材料用量的增加，干燥条件下各龄 期的收缩值均随之而增大； 期的收缩值均随之而增大； 随着水胶比的降低， 随着水胶比的降低，各龄期的干燥条件下的 收缩减小； 收缩减小； 变的条件下， 水胶比 配 比参数 变的条件下， 着 的 ， 0.40 ，干燥条 小； 件下各龄期的收缩值均 小； 变的条件下， 水胶比 配 比参数 变的条件下， 量的增加， 随着 量的增加，干燥条件下各龄期的收 缩值均 增大的
-100 -150 -200 -250 -300 -350 -400 370 420 470 520
干缩
初 步 的 试 验 结
混凝土配比参数对干缩的影响
水胶比对干缩的影响
0 0 -50 龄期（d） -100 干缩 （ 10-6 ） 10 20 30 40 50 60 70 80
果 与 分 析
-150 -200 -250 -300 -350 -400 0 32 0 37 0 42
干缩
（
初 步 的 试 验 结 果 与 分 析
减水剂对干缩的影响
几种主要的高效减水剂的碱含量及表面张力 掺量（％） 纯水 高浓型 FDN / 0.50 0.20 0.50
表面张力 掺量 20 的水
表1 表面张力 （％） 70.2 68.5 .0 52.0
减水率（％） / 18 2 22
碱含量（％） / 8.2 0. 8.0
初 步 的 试 验 结 果 与 分 析
收缩变形阶段研究小结－测试方法的研究
低水胶比的高性能混凝土早期收缩不容忽视。 低水胶比的高性能混凝土早期收缩不容忽视。采用 立式测量和非接触传感器相结合的方式， 立式测量和非接触传感器相结合的方式，使得自收 缩的测量初始时间可以提早到浇灌成型后即开始， 缩的测量初始时间可以提早到浇灌成型后即开始， 高性能混凝土收缩变形 阶段 的研 究， 混凝土的 性研究提 可 段。 的研究 段。
470 470 470 470 470
0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
0.42 0.42 0.42 0.42 0.42
0 0.5 0.7 0.9 1.2
0.3 0.12 0.1 / /
55.0 13.2 13.1 / /
6h23min 8h
8h23min
2h30min
10h15min 3h45min
0.2 0 0 15% 30% 45% 600
开裂面积( 开裂面积(mm2)
1.05
开裂面积(mm 2) 500 400 309 300 200 100 0 0 15% 粉煤灰掺量(%) 30% 45% 230 185 499
0.65 0.45 0.5
粉煤灰掺量(%)
粉煤灰掺量对早期塑性开裂的影响
4500
20.0 开裂面积(mm ) 16.0 12.0 8.0 4.0 0.0
18.5
18.8
2
12.0
空白
钢纤维（Vf=0.6%） PP纤维（0.9kg/m3） 纤维种类
纤维种类对早期塑性开裂的影响
早 龄 期 塑 性 开 裂
纤维掺量对早期塑性开裂的影响
胶凝材料用量 3 (kg/m ) 水胶比 砂率 PP 掺量 3 (kg/m ) 最大裂 宽(mm) 开裂面 3 积(mm ) 初凝 终凝 初裂时间
外加剂种类（固定水胶比0.32， 外加剂种类（固定水胶比0.32，胶凝材料用量 0.32 520，Sp0.40）聚羧酸、氨基磺酸盐、萘系 520，Sp0.40）聚羧酸、氨基磺酸盐、 含砂率（固定水胶比0.32，胶凝材料用量520， 含砂率（固定水胶比0.32，胶凝材料用量520， 0.32 520 聚羧酸外加剂）38％、42％、45％； 聚羧酸外加剂）38％ 42％ 45％ 含气量（固定水胶比0.32，胶凝材料用量520， 含气量（固定水胶比0.32，胶凝材料用量520， 0.32 520 Sp0.40，聚羧酸外加剂）2.5％、5.0％ Sp0.40，聚羧酸外加剂）2.5％、5.0％ ％、5.0 石子品种，玄武岩、石灰岩、 石子品种，玄武岩、石灰岩、花岗岩
-
早期混凝土收缩测试系 早期混凝土收缩测试系统的建立 缩测试
主要测试方法: 主要测试方法:
干燥收缩
长龄期的自干燥收缩
粉煤灰掺量对混凝土干缩的影响 初 步 的 试 验
干缩率 干缩率（×10 ） 0 0 -50 10 20 30 40 龄期(d) 50 60
粉煤灰掺量对混凝土干缩的影响（ 470kg 3 kg/ 粉煤灰掺量对混凝土干缩的影响 （ B ＝ 470 kg / m ）
3
验 结 果 与 分 析
-50 -100 -150 -200 -250 -300 -350
0
10
20
30
40
50 龄期(d)
60
0 15 45
凝 初 步 的 试 验 结
（ 10-6 ） 0 0 -50 10
对干缩的影响
胶凝材料用量对干缩的影响
20 30 40 50 龄期（d） 60 70 80
果 与 分 析
——苏通大桥关键部位混凝土收缩、开 苏通大桥关键部位混凝土收缩、
裂及徐变性能研究
Part I
收缩与开裂
综合考虑苏通大桥各部位混凝土的配合比 设计与使用特征，以及所用的原材料特点， 设计与使用特征，以及所用的原材料特点， 本专题主要系统研究胶凝材料用量、 本专题主要系统研究胶凝材料用量、水胶 掺合料种类、外加剂种类及掺量、 比、掺合料种类、外加剂种类及掺量、含 砂率、含气量、水泥品种、 砂率、含气量、水泥品种、石子品种对自 干燥收缩、干燥收缩、塑性收缩、 干燥收缩、干燥收缩、塑性收缩、塑性开 裂及干缩开裂的影响。 裂及干缩开裂的影响。
纤维掺量对早期水分蒸发率的影响
抗裂性研究初步的结论
适当地掺入优质粉煤灰， 适当地掺入优质粉煤灰，对于早期塑性开裂具 有一定的抑制作用，但是对于大掺量粉煤灰混凝 有一定的抑制作用， 早期必须加强养护以避免塑性开裂。 土，早期必须加强养护以避免塑性开裂。 在通常的掺量范围下， 在通常的掺量范围下，钢纤维的掺入对于早期 塑性开裂的影响不大， 塑性开裂的影响不大，而聚丙烯有机纤维的掺入 则大大提高了早期混凝土的抗裂性能。 则大大提高了早期混凝土的抗裂性能。采用润强 PP纤维 当掺量加大到0.9 纤维， 丝PP纤维，当掺量加大到0.9 kg/m3时，可以避免 早期的塑性开裂。 早期的塑性开裂。
60 50 开裂面积(mm2 ) 40 30 20 10 0
55.0
13.2
13.1 0 0 1.2
0
0.5
0.7
0.9
PP掺量(%)
（a）最大裂宽
（b）开裂面积
纤维掺量对早期塑性开裂的影响
早 龄 期 塑 性 开 裂
4000 3500 蒸发量（g/m2） 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 5 10 15 时间(h) 20 25 30 0 0.5 0.7 0.9 1.2
d)
干缩
10-6
果
初 步 的 试 验 结
减水剂对干缩的影响－ 减水剂对干缩的影响－相同的配合比和坍落度
减水剂对干缩的影响
0 -50 -100 10-6 ） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 龄期（d）
果 与 分 析
-150 -200 -250 -300 -350 -400 -450
初 步 的 试 验 结 果 与 分 析
收缩变形阶段研究小结－粉煤灰对干缩的影响
华能I级粉煤灰等量取代华新42.5级的普通硅 华能I级粉煤灰等量取代华新42.5级的普通硅 42.5 酸盐水泥后，对硬化混凝土的干燥收缩， 酸盐水泥后，对硬化混凝土的干燥收缩，尤 其是后期（28d）以后的干燥收缩表现出抑制 其是后期（28d） ， 量 抑制
Part II 混凝土的徐变
试验研究人员 赵庆新 费志华
苏通大桥混凝土徐变配合比
编号 XB-1 XB-2 XB-3 XB-4 XB-5 XB-6 XB-7 XB-8 XB-9 XB-10 XB-11 XB-12 XB-13 XB-14 XB-15 XB-16 XB-17 XB-18 XB-20 XB-21 W /C 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 F/B 0 12.50% 25% 40% 60% 0 12.50% 25% 40% 60% 0 12.50% 40% 25% 25% 60% 60% 12.50% 25% 25% FA 0 61 122.5 196 294 0 51 102.5 164 246 0 57.5 184 115 115 276 276 57.5 115 115 C 490 429 367.5 294 196 410 359 307.5 246 164 460 402.5 276 345 345 184 184 402.5 345 345 W 149 149 149 149 149 162 162 162 162 162 157 157 157 157 157 157 157 157 157 157 S 687 687 687 687 687 750 750 750 750 750 714 714 714 714 714 714 714 714 714 714 G 1121 1121 1121 1121 1121 1125 1125 1125 1125 1125 1116 1116 1116 1116 1116 1116 1116 1116 1116 1116 JM -PCA 龄 期 4.76 28 3.45 28 2.6 28 2.38 28 2.74 28 2.31 28 1.55 28 1.07 28 1.13 28 1 28 2.74 28 1.99 28 1.67 28 1.53 28 1.53 90 1.43 28 1.43 90 1.98 28 1.53 7 1.53 4