混凝土结构为当今社会最常见的结构形式,随着高强混凝土的广泛使用,给生活带来便利的同时,高强混凝土的早期开裂问题也使得结构的安全性需要更多的关注。裂缝产生后,会破坏结构的完整性,使有害物质更易侵入,加速钢筋锈蚀,降低结构寿命,破坏建筑外观。此外,对开裂破坏的维修也非常复杂,维修费用也非常昂贵。因此本研究利用温度应力试验机对混凝土早期变形及开裂行为进行研究,并利用应力松弛系数建立约束应力预测模型。论文研究内容主要包括以下几部分:1、研究不同水灰比、矿粉掺量和相变微胶囊材料掺量的混凝土早期变形情况。并利用热膨胀系数公式和试件本身的温度历程,将总变形分离为温度变形和自收缩变形进行分别研究。随着水灰比降低,会增大温度收缩及自收缩变形,从而增大混凝土总收缩变形,水灰比为0.36、0.28、0.2试件相较于水灰比为0.49的试件最终收缩值增大66.8%、86.3%和395.6%。矿粉会延长混凝土水化反应时间,降低收缩变形速度,对自收缩变形的影响会随着矿粉掺量的增加,先增大在减小,10%、20%和30%矿粉掺量混凝土最终收缩值分别改变-10%、41%和-40%,自收缩变形对掺加矿粉的混凝土的总变形影响更大。相变微胶囊材料混凝土降低混凝土温升温降,降低混凝土温度变形,同时也会减缓混凝土自收缩,减小混凝土总体变形,水灰比为0.2掺加相变材料5%试件、水灰比为0.2掺加相变材料10%试件分别收缩变形降低了39.4%和19.4%。10%相变材料对混凝土早期变形的影响效果优于掺加10%矿粉材料。2、利用全约束模式对混凝土早期约束应力进行研究,随着水灰比降低,最大压应力逐渐下降,最大压应力由1.47MPa变化为0.55MPa。水灰比为0.49的试件有最大膨胀压应力1.47MPa,抵消了大部分的约束拉应力,拥有最小的开裂应力2.02MPa。水灰比为0.2试件拉应力增长速度为0.056(6/?,大于水灰比为0.36试件拉应力增长速度0.042(6/?和水灰比为0.28试件拉应力增长速度0.03(6/?。开裂应力小于水灰比为0.36、0.28的试件。3、由试验数据可知,矿粉主要通过延长水化反应,减缓混凝土的拉应力增长速度,增大净拉伸时间,延长开裂时间,对混凝土早期开裂行为产生影响。掺入相变材料则通过降低温度变化值,减小混凝土温度应力,同时降低混凝土自收缩变形,减缓混凝土拉应力的增长速度,延长混凝土的开裂时间。两者作用机理不同,但呈现相似的规律。4、通过劈裂抗拉试验测得混凝土3、7、28天抗拉强度,计算得到混凝土早期抗拉强度发展情况,将混凝土开裂应力与抗拉强度进行比较,并利用开裂敏感性系数指标对不同试件进行判定,水灰比为0.49和0.2试件具有较高的开裂敏感性,掺加矿粉和相变微胶囊材料会降低混凝土的开裂敏感性,因此矿粉和相变微胶囊材料可以作为防开裂措施进行使用。5、利用测得混凝土早期自由变形及约束应力,结合混凝土弹性模量,建立混凝土应力松弛系数公式,结合混凝土自收缩模型、温度变形模型、弹性模量模型及应力松弛系数公式建立混凝土早期约束应力预测模型并进行验证。