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混凝土是一种水硬性胶凝材料,在水化硬化过程中会由于自身水化反应及混凝土水介质传输原因导致混凝土产生收缩变形,收缩引起的混凝土开裂是造成工程病害最主要的原因。为解决大体积混凝土收缩开裂问题,可采用向混凝土中掺入一定量的膨胀剂,通过膨胀剂水化反应生成膨胀源,进而产生混凝土体积的膨胀,在外界约束限制条件下,混凝土自身会产生一定的预压应力,从而提高混凝土抗裂性能。目前,国内使用较为广泛的混凝土膨胀剂为以水化生成物钙矾石的硫酸盐型膨胀剂,其具有早期膨胀速率快、膨胀量大等优点。但也存在着后期收缩落差大、延迟性钙矾石反应、需水量大、养护要求高等缺点。Mg O膨胀剂由于具有相对缓慢的水化速率,因此其具有延迟膨胀的特性,其次水化产物稳定,能提高混凝土的耐久性能。将硫铝酸盐型膨胀剂与Mg O膨胀剂复掺,两者取长补短,可获得适宜的膨胀量与膨胀分布,提高混凝土各龄期的抗裂性能。本文将UEA膨胀剂与Mg O膨胀剂复掺,进行了力学性能试验(抗压、抗拉、断裂)与变形性能试验(限制膨胀率和干缩变形),研究了两种膨胀剂复掺比例对混凝土力学及变形性能的影响。同时提出了一种适合于补偿收缩混凝土抗裂性能评价的指标,该指标可以与实际工程相结合,用于优选适用该工程的最优配合比。本文得到的主要结论如下:1.单掺10%UEA膨胀剂降低了混凝土的抗压、抗拉强度、极限拉伸值与弹性模量。Mg O膨胀剂掺量的增加使得混凝土后期抗压强度、抗压强度及极限拉伸值有较为明显的提升。UEA膨胀剂膨胀效果主要产生在14天前。随着Mg O膨胀剂掺量的增加,混凝土早期限制膨胀率随之降低,14天到28天内UMC4:1组膨胀性能最好,之后随着Mg O持续水化反应,Mg O掺量较多的混凝土后期的膨胀性能越好。Mg O膨胀剂的掺入能改善混凝土强度与变形的协调性。2.两类膨胀剂对混凝土的干缩收缩都有一定的抑制作用,原因有两种:一是由于膨胀剂水化反应生成钙矾石晶体填充了混凝土内部孔隙,使混凝土结构变得更加密实,混凝土内部水分蒸发减弱,从而降低了混凝土干缩值,二是氧化镁膨胀剂水化反应对湿度要求相对硫铝酸钙类膨胀剂较低,因此氧化镁膨胀剂在相对干燥的环境中也能产生一定的膨胀。3.通过补偿收缩混凝土P-CMOD曲线发现,补偿收缩混凝土断裂过程可分为三个阶段:裂缝产生阶段、稳定扩展阶段与失稳扩展阶段。掺入10%UEA膨胀剂的补偿收缩混凝土断裂韧度与断裂能低于普通混凝土,但UEA膨胀剂对后期断裂韧度的增长起到促进作用。在Mg O与UEA膨胀剂复掺条件下,Mg O掺量的增加导致混凝土早期断裂韧度与断裂能较低,同时Mg O后续的水化反应对混凝土断裂韧度与断裂能的提高有促进作用,但当Mg O掺入量为5%时,后期的过度膨胀反而对断裂性能的提高有抑制作用。4.提出了一种适用于补偿收缩混凝土的抗裂性能评价指标,指标中不仅将混凝土力学与变形性能相结合,同时考虑了混凝土的干缩变形,研究结果表明:UEA与Mg O膨胀剂复掺比例为2:1时混凝土抗裂性能最好。