低水胶比高性能混凝土的早期收缩开裂问题已成为人们关注的焦点。自密实混凝土因为良好的施工性能和环保性能而作为高性能混凝土的概念也已为人们所接受,然而,为了满足其高流动性要求,自密实混凝土往往具有高胶凝材料用量和减水剂掺量,较低水胶比的特点,这一方面会增加自密实混凝土的收缩值,从而增加了约束条件下开裂的驱动力,另一方面也增加了混凝土的成本,约束了自密实混凝土的推广应用。 本文从自密实混凝土配制技术出发,研究了矿物掺合料、水胶比和胶凝材料用量等因素对自密实混凝土工作性以及早期收缩开裂性能的影响。通过椭圆环约束收缩试验方法直接评价自密实混凝土砂浆的早期收缩开裂趋势,并结合自由收缩试验综合评价自密实混凝土的收缩开裂性能;同时,采用新型的实时监测技术—非接触式电阻率测试方法和强度试验探索变形影响因素对水泥浆体早期水化特性和微结构形成的影响,为揭示早期变形性能的影响机理提供依据。 研究结果表明:砂率是影响混凝土拌合物匀质性和填充性的重要因素,本试验砂率选为50%;粉煤灰和硅粉复掺体系具有较好的流动性和稳定性,但同时也需要高效率的高效减水剂并增大减水剂掺量来克服硅粉所产生的巨大内聚力,聚羧酸系高性能减水剂在这一点上是行之有效的,并与本文使用水泥具有较好的相容性;水胶比的增加将降低浆体的粘度,在较高水胶比体系下,可通过适当掺加硅粉或者增粘剂以增加浆体粘度以满足足够的粘聚性;浆体含量是影响自密实混凝土工作性能的最主要因素,硅粉在低胶凝材料用量体系中能起到较好的稳定作用。 研究发现粉煤灰的掺入显著降低了砂浆早期干燥条件下的约束开裂敏感性,并大大降低了自密实混凝土早期自由收缩速率和收缩量;与单掺20%粉煤灰试样相比,复掺粉煤灰20%+硅粉5%试样早期干燥条件下开裂敏感性增加,同时水泥-粉煤灰体系早期收缩速率和收缩值增加,然而加强早期养护有利于掺硅粉混凝土抗裂性的提高;本试验条件下,随着水胶比的增大,砂浆在早期干燥条件下表现出易开裂的特征,因此应结合体系中实际水灰比、矿物掺合料组分以及养护条件等因素来综合评价自密实混凝土开裂敏感性;在本试验三组不同用量多元胶凝材料体系中,在保证28d强度大致相同条件下,随着胶凝材料用量的降低,开裂敏感性降低,自由收缩量降低,特别是当胶材用量降到450Kg/m~3时,砂浆初始开裂时间明显延长。 矿物掺合料电阻率试验结果和强度试验结果揭示了粉煤灰和硅粉在早期的水化硬化特征,从而很好地解释了粉煤灰和硅粉对砂浆开裂敏感性的不同影响机理;不同水灰比和胶凝材料用量浆体电阻率及强度结果表明:在多元胶凝材料复合体系中,实际水灰比、矿物掺合料的形态和反应活性都将影响到浆体水化特性从而影响到微