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1、北京城市学院土木工程专业毕业设计（论文）第1章 前 言1.1 概述我国建设部在建筑业重点发展的十项新技术中明确提出了研发高性能混凝土的发展目标。高性能混凝土是由美国国家标准与技术研究所（NIST）与美国混凝土协会（ACI）于1990年在美国马里兰州召开的讨论会上提出的：高性能混凝土是具有所要求性能和匀质性的混凝土，必须采用严格的施工工艺、优质材料配制，便于施工，不离析，力学性能稳定，早期强度高，具有较好韧性和体积稳定性等性能的耐久混凝土，特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。高性能混凝土改变了人们一直将注意力集中在不断提高混凝土强度上面的观念，强调了混凝土建筑应具备优越耐久性
2、，以满足建筑物长期使用的需求。近年来，高性能混凝土以其较高的耐久性，良好的工作性和适宜的强度，在我国得到了较为快速的普及和发展。但随着建筑工程量及混凝土用量的不断增加，涉及混凝土收缩开裂引起裂缝问题的工程事故不断增多，并且大多数发生在混凝土应用面较大的大中城市及大中型工程中，严重影响混凝土建筑的安全性和使用寿命。高性能混凝土具有的良好的混凝土体积稳定性是其高耐久性的主要因素之一，混凝土的抗收缩性能则是混凝土体积稳定性的重要方面。可见，高性能混凝土收缩性能的研究对于解决混凝土开裂等问题，是较为关键且迫切的。1.2混凝土早龄期收缩研究的必要性 国内外许多学者及工程技术人员对混凝土抗裂性问题十分关注
3、，并在这方面进行了研究和探索，取得了不少有意义的成果。混凝土抗裂性能测试技术的研究不仅要测试混凝土在自由状态下的变形性能，还应测试混凝土在约束状态下的变形性，后者更接近混凝土在实际工程中使状况。目前，国内外检验评价混凝土在约束状态下的抗裂性能的方法主要是圆环法、平板法和棱柱体法。有关混凝土抗裂性影响因素及影响机理、抗裂性变化规律等方面的研究成果不深入系统，大多是经验的总结，制约了混凝土抗裂性的控制措施研究。国际上对混凝土的延伸性的研究还很不深入，直接开展开裂试验研究较少，我国这方面的工作也才刚刚开展。混凝土原材料性能及配合比对其开裂性能的影响不够明确，需要作进一步的研究。目前对高性能混凝土收缩
4、开裂的研究，只是沿用通混凝土的方法做了一些工作，但对其收缩特点，特别是早期收缩特点缺乏足够的认识。且混凝土原材料性能及配合比与混凝土收缩、开裂之间的关系还不很明确，使人们无法在进行配合比设计时，把收缩、开裂比较明确地考虑进去。混凝土收缩开裂与混凝土早龄期收缩性能密切相关，因此如何减少混凝土裂缝，提高高性能混凝土的抗裂性和耐久性便成了混凝土工程技术中的一项亟待解决的课题。 据统计，混凝土结构开裂有80是因变形引起的，而混凝土的体积变形主要表现为收缩。混凝土的收缩现象早在很多年前就由Davis和Lyman提出，同时发现混凝土自生能够收缩，质量和温度没有任何变化。从20世纪90年代开始，随着高强高性
5、能混凝土的广泛应用，混凝土的收缩现象越来越引起人们的关注。在工程实践中，发现高强混凝土、自密实混凝土和大体积混凝土的收缩现象是非常显著的，比如混凝土在恒温水养的条件下仍然开裂，密封的高强混凝土的抗折强度随着养护龄期的增加反而降低等。对于普通混凝土来说，收缩通常发生在脱模前，而大部分发生在脱模后的混凝土内部，因而过去人们对早期收缩的研究很少。与普通混凝土不同，高性能混凝土的收缩大部分发生在早期，使混凝土在一开始便出现大量微裂纹；研究表明，当普通混凝土中掺入超细矿物掺合料时，较高温度下的早期收缩应变发展很快，而后期的收缩应变要低于低温下的收缩值。因此，对于具有低水胶比、高胶凝材料量或者磨细矿渣置换
6、率较高的混凝土，考虑它们的早期收缩是非常重要的。从目前混凝土早期收缩的研究现状来看，国内外的专家学者一直把研究的重点放在混凝土的3d以后的收缩及其影响因素和解决措施上，我们在了解了高性能混凝土由于低水胶比在早期（3d前）就产生很大的收缩，由于混凝土强度还不高，往往导致早期微裂缝的形成这个原理后，对于高性能混凝土来说，研究其早期收缩意义就更加重大，而高性能混凝土早期收缩的测试方法还没有统一的标准。我在建研院的专家的指引下，在对比和分析国内外收缩测量方法的基础上，对早期收缩的试验方法、试验装置、适用性等方面做了较详细的了解后选择了混凝土早期收缩的非接触测试技术研究这个课题，并且经过实际参与一系列的
7、试验后对混凝土早期收缩的数据进行分析和评价，最终得到了一些关于混凝土早期收缩的规律，并且得出了一些有价值的结论及其一些有效的控制措施。1.3 非接触式混凝土收缩测试方法混凝土收缩试验的关键是如何通过合适的试验手段精确测量早期的收缩，而不是稍后的收缩。所以我们应该尽快建立混凝土早期收缩的标准试验方法，以满足目前高强混凝土发展的需要。固定接触式测量混凝土收缩的方法，是通过预埋测头或者后粘测头，用与测头接触的测长仪器来测量试件的尺寸变化，是使用最为普遍的方法。目前有关固定接触式混凝土收缩的试验方法，各国研究较早，都已经形成比较成熟的方法，并且写入各国有关混凝土收缩性能测试方法的标准中，国内主要在国标
8、 GBJ 82-85、中国交通 JTJ 270-98、中国电力行业标准 DL/T 5150-2001中；国外主要的混凝土收缩试验标准，主要有美国 ASTM C157/C157M-2003，欧洲 EN 标准草案EN 480-3，英国 BS 标准 BS1881：part 5,日本 JIS 标准 JIS A 1129：2001。我国标准中收缩仪的测长原理基本上是使用百分表或千分表来测量长度变化，收缩仪基本是卧式结构。千分表测量长度变化，优点在于人工测量，易于操作，设备经济，直观；不足在于需要被测体有一定强度，试验测量受条件影响较大。非接触式测量混凝土收缩的方法，是指测长仪器不与测头接触来测量试件的尺
9、寸变化。非接触式测定混凝土收缩应满足混凝土在早期尚无强度的时候能够测定其收缩，并且测定精度要求高。然而，目前关于混凝土早期收缩这一项研究，世界各国并没有统一的测量方法，不同的学者根据实际情况确定不同的试验方法，其中最大的差异就是测试起点时间的不一致，或是在混凝土初凝后开始测量，或是在混凝土成型后1天开始测量。A.Radocea通过在混凝土试件两端分别埋入两个线性差动位移传感器监测混凝土早期体积的变形。这种方法虽然操作简单，受人为影响小，但在测量时，每个混凝土试件都得配备两个传感器，而且在测量过程中不能移动试件活传感器，造价高。Serge Lepage等人在混凝土中埋入线振仪，这种线振仪里面包含
10、一个金属弦，而金属弦的共振频率与它所受压力有一定函数关系，通过一个电磁激振器测量线振仪的共振频率随时间的变化从而测量出混凝土的体积变化，但线振仪要求应有适当的刚度，刚度大容易埋置，但对早期收缩不敏感，刚度太小，虽然灵敏度高但却不容易埋置和操作；同时，早期混凝土无法与这种传感器良好粘结，从而使传感器的变形不能真实反应出混凝土的变形。挪威 Oyvind Bjantegaard 与 Erik J Sellevold 在1999年引入浮力测量砂浆的体积变化，也是一种非接触式的测量方法。将混凝土或砂浆装入模中，放入水里，通过测量混凝土或砂浆的体积变化所产生的浮力变化，进而测量其体积变化。但应用在混凝土测
11、量时，膜容易被集料磨破，且膜若做得很厚，无法灵敏反应混凝土的体积变化。美国 Kim.B 和 Weiss,W.J，采用被动式声能传感器来测量试件的长度变化，采用声发生装置以及连接电脑的声波采集分析系统，对混凝土长度变化，引起的声波的大小波动进行分析，从而建立声能变化试件的长度的对应关系，研究混凝土的变形。瑞典 Roger Zurbriggen 博士及其所在研究所开发了为测试薄层砂浆自由收缩的试验装置，将两束激光水平照射到放置在新鲜砂浆表面的一对轻质反射物上。两个相互不接触的激光装置可以在反射物放置在新浇筑的砂浆上后立即开始测试。由于激光器可以移动，因此对试样的尺寸没有限制。不过我们通常搅拌600
12、g干砂浆，加入适量的水，将其浇到10cm*78cm大的区域，这样获得的砂浆层厚度约为4-5mm。由于在干燥过程中砂浆层的边缘会翘起来，轻质反射物放置在试样内部三分之一处，间距大约为25cm。该方法目前只适用于薄层砂浆，对混凝土采用方法还存在一些问题，如只能反映混凝土表面收缩，无法反映其内部收缩变化，轻质反射装置容易产生旋转，混凝土硬化过程产生的大量泌水影响轻质反射装置的正确位置，激光测长仪器造价颇高。目前，我国高性能混凝土早期收缩的测量方法可归纳为：（1）传感器法（2）光学测量法（3）千分表法（4）体积法；从LVDT传感器的设置方式来看，有嵌入式、悬挂式、内置式、表面传感器、非接触式。通过对高
13、性能混凝土的特性及国内外对混凝土早期收缩性能的研究现状的调研，本课题选用我国建研院新研制的非接触式测试仪器对混凝土进行了收缩测试，采集了大量的试验数据。本文对测试数据进行了分析，并且找出了影响混凝土收缩的因素及解决措施。第2章 混凝土早期收缩非接触测试技术试验方案2.1 目标利用研制成功的混凝土非接触式混凝土收缩仪对混凝土进行试验，找出掺合料对混凝土3d前的早龄期塑性变形的影响规律。2.2 研究内容混凝土收缩性能测试技术：采用我所已初步研制成功的、目前国内外较为先进的非接触式混凝土收缩测定仪，并对其进行改进，以进一步提高测试精度、测试可重复性和测试效率，特别要提高测定仪对混凝土早龄期收缩的敏感
14、性，以达到及时准确测试混凝土各龄期体积变化的目的。2.3 研究试验方案根据我们的研究方向，为了找出混凝土收缩的影响因素并且找出混凝土收缩的控制措施，因此我们设定了四组不同的配合比，利用试验得出的规律去比较、分析影响混凝土收缩的因素，并且在此试验后对混凝土掺加合成纤维的效果进行了试验。1、第一组：P1、P2、P3为不同水胶比不掺任何矿物掺合料及外加剂的普通混凝土。对空白混凝土自身进行比较，找出不同水胶比在3d内的收缩变化规律。2、第二组：B10、B11、B12为相同水胶比掺入矿渣及外加剂的混凝土 矿渣BFS的掺量为60，其密度为2.80g/m3；水泥密度为3.10g/m3；砂率：35；SJ-2掺
15、量为1/万、2/万、2.5/万；萘系减水剂NF-1的掺量为1。3、第三组（双掺）：FS4、FS5、FS6为相同水胶比掺入粉煤灰、硅灰及外加剂的混凝土。粉煤灰FA的掺量为30, 其密度为2.15g/m3；硅灰SF的掺量为10；水泥密度为3.10g/m3；砂率：35SJ-2掺量为1/万、2/万、2.5/万；萘系减水NF-1掺量为1。4、第四组（双掺）：SB4、SB8、SB12为不同水胶比掺入硅灰、矿渣及外加剂的混凝土硅灰SF的掺量为10；矿渣BFS的掺量为45，其密度为2.80g/m3；水泥密度为3.10g/m3；砂率：35；SJ-2掺量为1/万、2/万、2.5/万；萘系减水NF-1掺量为1。5、
16、第五组 相同强度的高性能混凝土分两组进行试验，其中一组不掺加合成纤维，另一组掺加合成纤维，根据试验的数据分析纤维对混凝土收缩的影响。此纤维是钢纤维和聚丙纤维的合成，钢纤维的作用主要是增加混凝土的抗冲击强度，聚丙纤维的作用是减少混凝土早期裂缝，对混凝土早期裂缝的控制上起到一定的作用。第一组：命名为高性能混凝土1，未掺加合成纤维第二组：命名为高性能混凝土2，掺加合成纤维此五组为试验的设计方案，根据此方案测试收缩，分析各个因素对高性能混凝土的影响规律。第3章 混凝土非接触式试验仪器及试验步骤3.1 试验仪器混凝土收缩开裂与混凝土期3d内早龄期收缩性能密切相关。但传统的收缩变形性能测试方法无法检测。电
17、涡流非接触式新型混凝土早龄期收缩测试方法的基本原理是采用非接触式位移传感器（精度0.001mm），固定在100100515mm的试模上，用非接触的方式测量混凝土试件的长度变化，避免了测量仪器与测头直接接触造成的不利影响。采用反射靶与混凝土试件协同变形，表征混凝土试件的收缩。当接通传感器系统电源时，在前置器内会产生一个高频电流信号，该信号通过电缆送到探头的头部，在头部周围产生交变磁场H1（图1）。如果在磁场H1的范围内没有金属导体材料接近，则发射出去的交变磁场的能量会全部释放；反之，如果有金属导体材料靠近探头头部，图1 电涡流作用原理Fig.1 Eddy current working prin
18、ciple则交变磁场H1将在导体的表面产生电涡流场，该电涡流场也会产生一个方向与H1相反的交变磁场H2。由于H2的反作用，就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位，即改变了线圈的有效阻抗。这种变化既与电涡流效应有关，又与静磁学有关，即与金属导体的电导率、磁导率、几何形状、线圈几何参数、激励电流频率以及线圈到金属导体的距离参数有关。假定金属导体是均质的，其性能是线性和各向同性的，则线圈金属导体系统的物理性质通常可由金属导体的磁导率、电导率、尺寸因子r、线圈与金属导体的距离，线圈激励电流强度I和频率等参数来描述。因此线圈的阻抗可用函数Z=F（，r，I，）来表示。如果控制，r，I，恒定不变，那么阻抗
19、Z就成为距离的单值函数，由麦克斯韦尔公式可以求得此函数为一非线性函数，其曲线为“S”形曲线，在一定范围内可以近似为图2 传感器作用原理Fig.2 Principle of sensing device一线性函数。线圈阻抗的变化通过封装在前置器中的电子线路处理转换成电压输出，其中线圈密封在探头中。这个电子线路并不是直接测量线圈的阻抗，而是采用并联諧振法（图2），即在前置器中将一个固定电容和探头线圈LX并联并与晶体管T一起构成一个振荡器，振荡器的幅UX与线圈阻抗成正比，因此振荡器的振幅UX会随探头与被测间距的改变而改变。UX经检波、滤波、放大、非线性修正后输出电压UO，UO与的关系曲线（图3），可
20、以看出该曲线呈“S”形，即在线性区中点O处（对应输出电压UO）线性最好，其斜率（即灵敏度）较大，在线性区两端，斜率（即灵敏度）逐渐下降，线性变差。（1， U1）为线性起点，（2， U2）为线性末点。非接触式早龄期收缩测定仪（图4）中，测头间的距离变化利用非线性修正后的UO与输入输出特征方程来标定，数据信号直接通过非接触式位移传感器并进行采集以后（图5），传送到PC或者巡检仪进行即时分析统计，还可利用专门软件结合电脑自动记录分析数据变化情况。利用该方法研制的仪器可以检测混凝土从浇筑到规定时间内全过程的收缩变形性能，尤其能精确反映出混凝土早龄期的收缩变化情况，经多次实际使用，证明该测定仪完全满足测
21、量精度的要求。图4 非接触式混凝土早龄期收缩率测定仪装置图Fig.4 Concrete none touch early-age shrinkage test apparatus其中数据采集过程中，采用单端输入方式（图6），模拟输入信号连接到CH0CH15端，其公共地连接到AGND端。图5 混凝土早龄期收缩测定仪工作原理图Fig.5 Concrete early-age shrinkage test apparatus working principle图6 模拟输入信号单端输入方式Fig.6 The analog signal input mode3.2 试验步骤一、制作试件混凝土收缩全自动
22、测定仪配有三个特制试模，可用于固定于测定仪上。三个分别编号为1号试模，2号试模，3号试模，顺序为自仪器正面从左向右依次排列。为保证可靠固定，三个试模的各自的底板和端板不应互换。试件制作与国标82-85要求相同按下列步骤进行：1、先在试模内涂刷润滑油，然后在试模内铺设两层塑料薄膜，每层薄膜上均匀涂抹一层润滑油，保证混凝土在试模中的自由变形。2、每个试模配有两个反射靶，每个反射靶中央都留有固定孔，浇铸混凝土前，按照固定孔，用螺丝将反射靶固定在试模两端的边板上（每个边板中央留有固定反射靶的固定孔）。3、将混凝土拌合物浇筑入试模中，振动成型抹平。测定代表某一混凝土变形性能的特征值时，试件浇筑振捣抹平后
23、应带模立即移入恒温恒湿室。CABR1型非接触式混凝土早龄期收缩测定仪工作环境与国家标准GBJ 82-85普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法所要求环境与操作条件完全一致，室温保持在202，相对湿度保持在605%。二、固定试模以及试模架将1号试模，2号试模，3号试模，按照顺序为自仪器正面从左向右依次排列，放置在测试仪操作台上，对应每个试模底部的固定孔，用螺栓将每个试模固定在操作台上。每个试模配置两个试模架（已按照试模编号，不可互换），每个试模架对应试模上端的两个固定孔，将试模架固定在各自试模上。此时将固定反射靶的螺丝从试模两端的边板旋开取出。注意：为使试模可靠固定，安装方便，每次测量时，试模与试
24、模架在测定仪上放置的位置、方向均应严格按照试模与试模架的编号，保持顺序与方向固定不变。三、启动软件系统先接通测试仪220V交流电源，然后打开电脑，将测试仪的USB数据线与电脑USB接口连接。点击电脑屏幕左下角“开始”，然后点击“程序”，找到软件CABR文件，点击打开（如图3.2.1）。此时自动采集监控软件系统已经启动。图3.2.1 启动自动采集监控软件系统屏幕出现的第一个页面（如图3.2.2），是试验信息输入界面，用户可以根据自己的需要，按照表格，将试验信息填写入此页面，如为每个试件编号，输入混凝土各组分的信息，配合比等。支持中文输入，用户可自行安排。输入后的信息，将自动载入数据库中。图3.2
25、.2 试验相关信息输入界面信息输入后，点击“确定”，进入自动即时采集监控显示页面（如图3.2.3）。该页面分为三个部分，上面左侧的“初装测试区”，上面右侧的“数据采集控制区”，下方的“自动即时采集监控区”。软件系统启动完毕。图3.2.3 自动即时采集监控显示界面四、安装探头点击“初装测试区”中的“测试”按钮（见图3.2.4）。将测试仪上的探头取下，用探头上的双螺母固定在对应的试模架上。每个探头都对应一个编号,如a-1,a-2,b-1。固定时先将探头接近反射靶，此时页面左上方的“初装测试区”中（见图5.4）每个编号后面显示的读数，就是每个探头与反射靶之间的绝对距离。安装探头时，监视对应的距离变化
26、，当探头与反射靶间距离显示为4mm左右时，将该探头用双螺母固定在试模架上。六个探头安装完毕后，点击“测试完毕”按钮。探头安装完毕。图3.2.4 初装测试区界面五、开始测试点击“数据采集控制区”中的“开始采集”按钮（见图3.2.5）。系统自动开始采集即时监控测试混凝土试件的收缩变形情况。应用本测试仪可监测每五分钟时隔混凝土试件收缩率变化情况；也可监测每1小时时隔混凝土试件的收缩率变化情况。并根据采集即时数据，按照用户所选时隔，随时间变化，自动即时绘出混凝土试件的时间-收缩率曲线图。本测试仪可监测每个试件的收缩率变化，也可同时监测对比三个试件的收缩率变化。并自动即时绘出相应混凝土试件的时间-收缩率
27、曲线图。图3.2.5 数据采集控制区界面开始数据采集后，系统便开始自动采集并即时监控混凝土试件的收缩变化情况，直至结束测试。测试过程的时间长度可由用户自行确定（如测量自浇铸混凝土后72小时内的收缩变化）。六、结束测试到达用户需求的测试时长后，点击“采集结束”，结束测试。屏幕右上角会显示出采集测试开始时间与测试结束时间以及测试总时长。测试结束后先拔出USB数据线，然后关闭测试仪的220V交流电源。七、数据处理测试结束后，试验测试过程中的全部数据都自动保存在“C:CABRSysdata信息数据.mdb”ACCESS数据库文件中，用户可以先保存该数据库文件，然后可编辑使用该数据库。本测试仪的数据处理
28、完全按照现行国家标准GBJ 82-85普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法的规定公式进行数据处理计算。按照国标GBJ 82-85规定： 非接触式凝土收缩测定仪混凝土收缩率应按下式计算： 式中：st测试期为i小时的混凝土收缩率，i从测定试件初始读数时算起（%）L左0左侧非接触式位移传感器测定初始读数（毫米）；L左i左侧非接触式位移传感器测试期为i小时的测定读数（毫米）；L右0右侧非接触式位移传感器测定初始读数（毫米）；L右i右侧非接触式位移传感器测试期为i小时的测定读数（毫米）；Lo试件标准长度（515毫米）；只需按计算机显示界面提示录入初始纪录信息，以后每次测量时，计算机会自动进行记录与计算，
29、将测量结果以图和表两种形式记录输出，能够实现连续自动跟踪测量。第4章 试验数据及分析4.1 普通混凝土P1、P2、P31、原材料不同水胶比的未掺加任何掺合料合外加剂的混凝土2、配合比P1：水泥：450kg 水：158kg 砂子：572kg 石子：1161kg 水胶比：0.35P2：水泥：450kg 水：180kg 砂子：562kg 石子：1141kg 水胶比：0.40P3：水泥：450kg 水：203kg 砂子：543kg 石子：1102kg 水胶比：0.45砂率均为353、图表4、试验分析根据仪器所测的数据（原始数据见附录1），早龄期收缩测定仪自动生成的曲线图分析：显而易见，P1、P2、P3
30、的收缩变化，P3的水胶比最大，其收缩率的峰值已经达到75010-6,P2比P1的水胶比大，P2的斜率比P1略大一些，可见在不掺任何掺合料和外加剂时水胶比是决定收缩率的因素，水胶比越大，收缩率就越大。试件a、b、c在1h时测得的数据曲线显示：试件c的水胶比最大收缩率曲线也变化最为明显。4.2 矿渣对混凝土收缩的影响1、原材料相同水胶比的掺加矿渣及外加剂的混凝土其中：矿渣BFS的掺量为60，为270kg矿渣BFS的密度为2.80g/m3水泥密度为3.10g/m3砂率：35SJ-2掺量为1/万、2/万、2.5/万，为45g 、90g、112.5g萘系减水剂NF-1的掺量为1，为4.5kg2、配合比B
31、10： 水泥：180kg 水：203kg 砂子：5560kg 石子：1032kg SJ-2：45g NF-1：4.5kg 水胶比：0.45B11： 水泥：180kg 水：203kg 砂子：538kg 石子：1000kg SJ-2：90g NF-1：4.5kg 水胶比：0.45B12： 水泥：180kg 水：203kg 砂子：530kg 石子： 984kg SJ-2：112.5g NF-1：4.5kg 水胶比：0.453、图表4、试验分析根据仪器所测的数据（原始数据见附录），早龄期收缩测定仪自动生成的曲线图分析：显而易见，B10、B11、B12的收缩变化，在水胶比相同和掺加矿物掺合料相同的情况下
32、，掺入外加剂的多少是决定混凝土收缩率大小的影响因素，B12的外加剂掺加了112.5Kg，B11所测得的收缩率非常小，由此可见，掺入适量外加剂可以大大减小混凝土的收缩值。 试件a、b、c在1h时测得的数据曲线显示：试件a、b的收缩率基本相同，而掺入适量外加剂的试件c的收缩率相当小。4.3 掺入粉煤灰及硅灰对混凝土收缩的影响1、原材料相同水胶比的掺加粉煤灰、硅灰及外加剂的混凝土其中：粉煤灰FA的掺量为30,为135kg粉煤灰FA的密度为2.15g/m3硅灰SF的掺量为10，为45kg水泥密度为3.10g/m3砂率：35SJ-2掺量为1/万、2/万、2.5/万，为45g 、90g、112.5g萘系减
33、水剂NF-1掺量为1，为4.5kg2、配合比FS4： 水泥：270kg 水：158kg 砂子：582kg 石子：1080kg SJ-2：45g NF-1：4.5kg 水胶比：0.35FS5： 水泥：270kg 水：158kg 砂子：565kg 石子：1049kg SJ-2：90g NF-1：4.5kg 水胶比：0.35FS6： 水泥：270kg 水：158kg 砂子：556kg 石子：1032kg SJ-2：112.5g NF-1：4.5kg 水胶比：0.353、图表4、试验分析根据仪器所测的数据（原始数据见附录），早龄期收缩测定仪自动生成的曲线图分析：显而易见，FS4、FS5、FS6的收缩变
34、化，在水胶比相同和掺加相同含量的粉煤灰和硅灰的情况下，掺加适量的SF-2会减小混凝土的收缩率。试件a、b、c在1h时测得的数据曲线显示：在1h内试件的收缩规律已经基本呈现规律，曲线表明掺加2/万的SJ-2会减小混凝土收缩。 4.4 掺入硅灰和矿渣对混凝土的影响1、原材料不同水胶比的掺加硅灰、矿渣及外加剂的混凝土其中：硅灰SF的掺量为10，为45kg矿渣BFS的掺量为45,为202kg矿渣BFS的密度为2.80g/m3水泥密度为3.10g/m3砂率：35SJ-2掺量为1/万、2/万、2.5/万，为45g 、90g、112.5g萘系减水剂NF-1掺量为1，为4.5kg2、配合比SB4： 水泥：20
35、3kg 水：158kg 砂子：594kg 石子：1103kg SJ-2：45g NF-1：4.5kg 水胶比：0.35SB8： 水泥：203kg 水：180kg 砂子：556kg 石子：1032kg SJ-2：90g NF-1：4.5kg 水胶比：0.40SB12： 水泥：203kg 水：203kg 砂子：526kg 石子：976kg SJ-2：112.5g NF-1：4.5kg 水胶比：0.453、图表4、试验分析根据仪器所测的数据（原始数据见附录），早龄期收缩测定仪自动生成的曲线图分析：显而易见， 根据SB4、SB8、SB12的单独曲线图可以对比看出：它们的水胶比分别为0.35、0.40、
36、0.45，水胶比的不同根据图表可以看出收缩的大小速率都不尽相同，不同的原因是水胶比造成的，水胶比为0.40的SB8试件的峰值达到了130010-6，此试件的斜率最大，表明收缩率最大，也就是说水胶比为0.40时收缩快。例如SB4、SB8、SB12的水泥量相同，水的用量不同，也就是说相同的水泥，水越多收缩值就越大，因此除了外加剂的因素外，水胶比也是影响收缩的重要因素之一。4.5 掺入合成纤维对混凝土的影响1、原材料高性能混凝土掺加合成纤维，此纤维是钢纤维和聚丙纤维的合成，钢纤维的作用主要是增加混凝土的抗冲击强度，聚丙纤维的作用是减少混凝土早期裂缝，对混凝土早期裂缝的控制上起到一定的作用。水泥：北京
37、兴发P.O42.5；石子：碎石，最大粒径20mm；砂子：细度模数2.7；钢纤维掺量 30kg/ m3；聚丙烯纤维掺量 0.6kg/ m3；外加剂：蜜胺系高效减水剂；对两组高性能进行测试第一组：命名为高性能混凝土1，未掺加合成纤维第二组：命名为高性能混凝土2，掺加合成纤维2、试验数据1h2h3h4h5h6h7h8h9h10h高性能砼123.5350.9854.923.5366.6790.2172.55247.06368.63513.73高性能砼227.4566.6778.4390.2101.9690.2101.9698.0498.04125.4911h12h13h14h15h16h17h18h1
38、9h20h高性能砼1564.71666.67690.2796.08835.29866.67874.51890.2901.96913.73高性能砼2164.71200239.22325.49356.86427.45462.75513.73549.02580.3921h22h23h24h25h26h27h28h29h30h高性能砼1925.49937.25941.18945.1949.02956.86964.71972.55980.39996.08高性能砼2678.43639.22666.67674.51682.35713.73733.33745.1760.78784.3131h32h33h34h
39、35h36h37h38h39h40h高性能砼11003.921015.691019.611031.371039.221050.981058.821070.591082.351094.12高性能砼2796.08803.92811.76823.53835.29843.14854.9866.67882.35894.1241h42h43h44h45h46h47h48h49h50h高性能砼11105.881117.651125.491125.491133.331145.11160.781164.711172.55高性能砼2905.88917.65925.49925.49929.41945.1956.86
40、956.86968.63根据对高性能混凝土1和高性能混凝土2的数据画出EXCEL坐标图如下：3、试验分析首先由坐标图直观的看，掺加合成纤维的高性能混凝土2整体比不掺加合成纤维的高性能混凝土1的收缩值小，从数据表中看，测试初期两种混凝土的收缩值相差不多，从8h开始高性能混凝土2的收缩值与高性能混凝土1的收缩值之间的差值已经非常悬殊了，一直到22h时差值都非常大，之后的数小时中掺入合成纤维的高性能混凝土2都比未掺加合成纤维的高性能混凝土1的收缩值要小，这就可以证明合成纤维在混凝土早期收缩时起到了非常重要的控制作用，因此合成纤维是影响混凝土早期收缩的影响因素，并且是控制混凝土早期收缩的有效措施。第5
41、章 结束语5.1 混凝土早期收缩非接触测试技术研究结论针对目前试验方法存在的局限性，本文采用建研院根据电涡流工作原理研制的新型电涡流非接触式混凝土早龄期收缩测定仪对混凝土早期收缩进行测试。对于高性能混凝土来说，这段期间的体积变形很大，测定和掌握高性能混凝土早龄期的变形规律，对于控制和改善早龄期高性能混凝土的裂缝形成是至关重要的。通过对混凝土进行非接触试验测试，我们了解到影响混凝土收缩的因素有很多，其中包括水胶比、外加剂、掺合料等等，这些也是控制混凝土收缩的方法，比如在相同条件下水胶比越大，孔就越大，混凝土的收缩也就越大；掺合料如粉煤灰、硅灰、矿渣是能够减少混凝土收缩值的矿物掺合料，也是控制混凝
42、土收缩的措施之一。研究后得出了以下四个结论：第一：采用新型电涡流非接触式混凝土早龄期收缩测定仪能够准确地测定出从浇筑开始的混凝土早龄期过程中的自由收缩变化情况。所以，新型电涡流非接触式混凝土早龄期收缩测定仪的研制成功与推广应用对于我国高性能混凝土行业的健康发展将具有重要意义。第二：从材料的角度分析影响混凝土早期收缩的因素又很多，水胶比、掺合料、外加剂均是混凝土早期收缩的重要影响因素，适量掺加掺合料和外加剂可以减小混凝土的早期收缩；第三：掺合料中粉煤灰、硅灰、矿渣这三种矿物掺合料的适量掺加可以减小混凝土的早期收缩值，这对于研究混凝土早期收缩具有重要的意义；第四：掺入钢纤维和聚丙纤维的合成纤维可以
43、大大减小混凝土的早期收缩，这种合成纤维在混凝土早期收缩时起到了非常重要的控制作用，因此合成纤维是影响混凝土早期收缩的影响因素，并且是控制混凝土早期收缩的有效措施。5.2 展望迄今为止,对高性能混凝土早期收缩及塑性开裂的系统研究仍然较少，加强早期收缩及塑性开裂的研究对指导高性能混凝土生产和施工具有一定的理论和现实意义。在了解测试技术无法测定混凝土3d前的早龄期收缩这个技术问题后，我们深切感受到这个是混凝土收缩研究的重要障碍，我国至今没有统一的标准，本论文通过采用非接触式激光位移传感器定量检测高性能强混凝土早期收缩，从技术层面解决了流态混凝土早期塑性变形难以定量测定的问题，以此对影响高性能混凝土早
44、期收缩及塑性开裂的主要因素进行系统试验研究。在实习期间，我从开始通过查阅文献对混凝土收缩性能及其早期收缩试验有了初步的认识，然后在此基础上，接下来通过实际参与一系列的试验，进而对混凝土的性能有了更感性的认识。我们采用已初步研制成功的、目前国内外较为先进的非接触式混凝土收缩测定仪对混凝土的早龄期收缩进行测量，并且做了大量的试验，从材料的角度对混凝土收缩的影响因素及控制措施进行了研究。混凝土早期性能研究是混凝土研究的一个重要方向。混凝土早期性能不仅关系到混凝土早期开裂和混凝土早期微开裂的发展，而且影响混凝土的耐久性和混凝土后期力学性能。这就意味着我们对混凝土早期收缩的研究具有重要的意义。混凝土早期
45、的物理化学变化复杂，特别是随着高强、高性能混凝土的发展，混凝土外加剂的应用，在做这方面的研究时就会有很多不确定因素，因此我们的研究方法也就至关重要。尽管已经做了许多混凝土收缩性研究方面的工作，但是国内外对这一问题的高度关注只是近若干年才开始，所以对非接触式混凝土早期收缩测试技术研究与工程实践还不够全面和深入，要比较彻底解决混凝土这一问题，尚有许多问题仍需要研究。例如高性能混凝土在性能上尚存在的问题：配制高性能混凝土的特点是低水胶比并掺有足够数量的矿物细掺合料和高效减水剂，从而使混凝土具有综合的优异的技术特性。而且我们还应找出其他控制因素，例如环境因素、养护条件、水泥品种及强调、集配、合成纤维等，这些都有待我们去探究。从目前的研究开发现状来看，还值得进一步深入研究的内容是：矿物细掺合料的科学分类和品质标准及其与混凝土外加剂之间的相容性；高性能混凝土多组分复合材料的复合化超叠加效应；高性能混凝土的韧性等等问题。高性能混凝土的研究与开发应用，对传统混凝土的技术性能有了重大的突破，对节能、工程质量、工程经济、环境与劳动保护等方面都具有重大的意义。可以预期，高性能混凝土在工程上的应用领域将迅速扩大，并取得更大、更多的技术经济效益。参考文献 1 冷发光，
