轻骨料混凝土拉伸徐变机理研究

轻骨料混凝土（LWAC）具有轻质高强、耐腐蚀和利废环保等优点，但LWAC结构开裂会缩短其使用寿命，这制约了LWAC的推广应用。LWAC抗裂性能与其拉伸徐变密切相关，然而目前对LWAC的拉伸徐变机理研究甚少。以轻骨料的吸水返水特性对LWAC拉伸徐变的影响为关键科学问题，从拉伸徐变宏观试验出发，采用U型管微压测定装置、杆式温湿度计测试系统、钢环部分约束装置等研究轻骨料类型、预湿程度、配合比参数等与LWAC不同龄期湿度场及拉伸徐变的关系。然后进行细观电镜扫描试验，并在CEMHYD3D程序中考虑轻骨料的吸水返水特性，模拟LWAC水化和细观结构的发展过程。最后采用有限元模拟方法，在试验数据充分验证的基础上，进行参数敏感度分析，揭示LWAC拉伸徐变机理，并建立其计算理论。预期研究成果能为抗裂性能良好的LWAC的配制、LWAC结构开裂时间的预测以及LWAC结构使用寿命的延长奠定坚实的理论和应用基础。

轻骨料混凝土具有轻质高强、耐腐蚀和利废环保等优点，但轻骨料混凝土结构开裂会缩短其使用寿命，这制约了轻骨料混凝土的推广应用。轻骨料混凝土抗裂性能与其拉伸徐变密切相关。本研究创新之处在于考虑轻骨料的吸水返水特性，对轻骨料混凝土的拉伸徐变开展研究。研究成果发表了10篇标注资助的高质量的论文（其中有 SCI 收录6篇,EI收录的3篇），并申请了2项发明专利。培养了研究生4名。研究成果能为抗裂性能良好的轻骨料混凝土的配制及其使用寿命的延长奠定坚实的理论和应用基础。.采用悬挂法自制了自收缩测定装置，该装置具有开始测量时间早、试验精度高等优点。自制了新型环形约束收缩试验装置，该装置可测定轻骨料混凝土的拉伸徐变，并能快速评价其抗裂性能。采用U型管法测得陶粒在混凝土中的吸水返水特性。利用MATLAB和1stOpt软件，拟合得到关于龄期、吸水率、净水灰比的陶粒吸水返水特性模型，并提出轻骨料混凝土早期自收缩预测模型和轻骨料混凝土拉伸徐变计算方法。采用SEM和氮吸附法分别对陶粒混凝土内部结构的界面过渡区域和孔结构进行研究，研究结果表明：对于同一类型陶粒，随着预湿程度的提高，混凝土界面过渡区域变得致密，水泥石平均孔径得到减小，混凝土自收缩与拉伸徐变下降，抗裂性能提高。对于不同类型陶粒，在相同预湿程度时，吸水率大的陶粒混凝土界面过渡区域致密，水泥石平均孔径小，混凝土自收缩与拉伸徐变下降，抗裂性能提高。.研究结果表明，通过合理设计配合比和施工工艺，轻骨料混凝土在早期和后期均具有良好的抗裂性能，可以大跨度桥梁和高层建筑等工程中推广应用。