设计了一种测量约束状态下混凝土收缩应力的新方法,该方法可以定量计算出混凝土内部产生的收缩应力;对比研究了约束状态下橡胶混凝土板与普通混凝土板早期的内部应力变化。结果表明:虽然橡胶混凝土的自由干燥收缩值比普通混凝土大得多,但无论在室内环境还是室外环境,橡胶混凝土板的收缩应力均低于普通混凝土板,这是由于橡胶混凝土的弹性模量较低,有利于缓解混凝土内部的应力集中。

研究了掺与不掺膨胀剂HME的水泥净浆、砂浆和混凝土在直接干空养护条件下的收缩变形,分析了膨胀剂HME对水泥净浆、砂浆以及混凝土的干燥收缩影响规律,并探讨了膨胀剂HME在干空养护条件下的减缩作用机理。结果表明,膨胀剂HME在干空养护条件下仍然具有水化反应能力,产生有效膨胀,可以完全消除水泥净浆、砂浆以及混凝土的早期干燥收缩,并对其中后期干燥收缩也有较好的补偿作用。

针对目前因水泥细度过细而导致水泥基材料容易出现干缩裂缝问题,采用聚丙烯纤维与水泥熟料粒子复掺,并通过L9（34）正交试验研究熟料粒子水泥对聚丙烯纤维砂浆收缩性能的影响。结果表明,复掺熟料粒子和聚丙烯纤维的砂浆收缩率εt与收缩龄期t之间符合εt=α1·exp（-t/α2）＋β0的指数函数关系,且在显著性水平α=0.01下其相关性显著;纤维掺量对砂浆收缩影响最大,熟料粒子掺量次之,粒子粗细第三,纤维长度最小;熟料粒子粒径介于0.315~2.5mm之间且其掺量为20%,纤维掺量为0.3%,纤维长度为12mm时,砂浆的收缩最小,体积稳定性最优。

研究了轻骨料种类、粒径、掺量对轻骨料多孔混凝土抗压强度、导热系数、吸水率、干燥收缩的影响。研究结果表明,轻骨料的筒压强度越高,轻骨料多孔混凝土的抗压强度越高;粒径较小的轻骨料在浆体中分布更为均匀,不易出现上浮现象,抗压强度更高;适量的轻骨料可增加轻骨料混凝土的抗压强度、降低多孔混凝土的导热系数;轻骨料的合理使用可以降低多孔混凝土吸水率与干燥收缩值,提高轻骨料多孔混凝土的耐久性。

研究了复掺情况下,矿物掺合料种类及掺量对C100高强混凝土早期收缩及干燥收缩的影响。结果表明,混凝土的早期收缩和干燥收缩随着粉煤灰掺量的增加逐渐减少,粉煤灰对早期收缩的抑制作用优于干燥收缩;随着矿粉掺量的增加,混凝土的早期收缩增大而干燥收缩减少;硅灰的掺入增大了混凝土的早期收缩与干燥收缩,且随着硅灰掺量的增加,这种作用更加明显。

通过试验和数学灰色关联分析,探讨了工厂生产条件下余浆品质对混凝土砖强度和收缩等方面的影响。结果表明,对砖强度影响最大的是余浆的密度和固含量,其次是水化程度。余浆水化程度与砖的干燥收缩率有关,通过控制余浆密度可保证混凝土质量;对于干燥收缩的控制,可从余浆预处理和改进工艺方面着手。

为降低石灰石资源全利用混凝土的开裂敏感性,采用自制的试验装置,研究了聚乙烯醇(PVA)纤维、减缩剂和膨胀剂对该混凝土干燥收缩的影响规律,以得到有效降低干燥收缩的技术措施,并结合内部相对湿度和孔隙率分析了相应的影响机理。结果表明,减缩剂和膨胀剂可以有效降低石灰石资源全利用混凝土的干燥收缩,其中以减缩剂降低效果更好,而PVA纤维反而增加了其干燥收缩;相比于基准混凝土相应砂浆的孔隙率,掺加减缩剂砂浆的不同孔径的孔隙率均最低,掺加膨胀剂砂浆的次之,而PVA纤维明显增加了对干燥收缩影响较大的小于100nm的孔隙率;同步测试得到的干燥收缩与内部相对湿度有较好的线性回归关系,通过测试内部相对湿度可以计算出同龄期的干燥收缩。

为了将实验室标准条件下测量的数据更好地用于实际桥梁建设和维护中,本文研究了环境相对湿度和试件尺寸对混凝土收缩的影响。研究结果表明,试件的尺寸不仅影响干燥收缩的进程,对干燥收缩终值也有很大的影响,尺寸越小,混凝土干燥收缩越大,混凝土的尺寸效应随着湿度降低而增加。结合CEB-FIP1978,根据试验结果修正了CEB-FIP1990收缩模式,修正后的模型计算结果与试验值的比较表明,按照本文的处理方法可以提高模型预测精度,为将实验室预测结果较好地推广到实际结构收缩的预测中提供了一种修正方法。

再生砖砌体骨料混凝土(recycled brick masonry aggregate concrete,RBMAC)存在干燥收缩变形大的问题。本文以粉煤灰质量取代率(0、25%、50%)和再生砖砌体骨料体积取代率(0、50%、100%)为变量,研究粉煤灰对RBMAC收缩性能的影响并预测其规律。结果表明,粉煤灰的掺加是一种可以有效解决RBMAC收缩较大问题的技术途径,掺加50%粉煤灰可使RBMAC干燥收缩降低约40%,甚至比未掺加粉煤灰的天然骨料混凝土相比还减小约8%;氮吸附试验进一步说明,粉煤灰的掺加有效细化了试样的内部孔结构,减小了毛细孔的比例,从而一定程度上抑制了RBMAC的干燥收缩;结合大掺量粉煤灰RBMAC的收缩机理,得出了考虑粉煤灰掺量的RBMAC干燥收缩修正预测公式。

利用超细粉磨设备将粉煤灰原灰进行超细磨后,进行了混凝土轴心抗压强度试验、混凝土半绝热温升试验和净浆干燥收缩试验研究。试验结果表明,与普通粉煤灰不同,超细粉煤灰对于混凝土早龄期7d抗压强度也有所提高,随着超细粉煤灰掺量的提高,混凝土28d和60d抗压强度提高更多;掺超细粉煤灰对降低混凝土温升的效果不明显,其降低水化热效果不如普通粉煤灰;随着超细粉煤灰掺量提高,水泥净浆试件的干燥收缩有减小的趋势,对体积稳定性是有利的。