以某在建高层混凝土结构为背景,考虑分析工况、施工工况、时间等因素的影响,采用SAP2000对由收缩和徐变产生的竖向变形和内力变化进行了分析。结果表明,徐变和竖向荷载是导致竖向变形的主要原因,而收缩是导致竖向变形的次要原因;对于框架核心筒结构,框架与核心筒的变形差随时间的变化逐渐变小并趋于稳定,由变形产生的构件内力逐渐减小;施工完成后结构已经完成了大部分的变形,同时施工完成后变形随时间变化的速率逐渐变缓;由收缩与徐变结构产生的竖向变形和内力变化不会对该高层建筑结构的使用和安全产生明显影响。

通过自制的试验装置测试混凝土和砂浆的内部相对湿度、水分质量损失和徐变,研究了掺加不同外加剂和矿物掺合料的水泥基材料中水迁移对徐变的影响。结果表明,不同减水剂和复合功能组分对混凝土内部相对湿度和徐变度有不同影响;不同细度石英砂粉对掺有硅灰的水泥基材料的内部相对湿度或水分质量损失以及徐变度有较大影响;加载状态并未引起水泥基材料内部相对湿度或水分质量损失的变化;水泥基材料内部相对湿度或水分质量损失结果与其徐变度之间没有对应关系。

针对混凝土桥梁工程的低徐变要求,开展了采用石灰石资源一条龙生产碎石、机制砂和石灰石粉配制的石灰石资源全利用混凝土的试验和应用研究。结果表明,该混凝土早期强度高于桥梁主梁常用的商品混凝土,但其发展速度较慢,后期强度反而略低于常用商品混凝土;采用复配减缩型高效减水剂有效解决了石灰石资源全利用混凝土徐变较大的技术难题,并在实际桥梁工程中得到了成功应用。

混凝土的徐变容易导致大跨径连续刚构桥的长期变形,而高原地区较低的湿度会加剧混凝土的徐变,影响混凝土结构的性能。本文结合高原地区的环境特点,考察大气温湿度对于混凝土徐变的影响规律,从混凝土配合比参数、加载龄期以及早期养护方式的选择等角度进行了研究分析。结果表明,减小水胶比、掺入粉煤灰、减小砂率、延长加载龄期、保证早期养护湿度能够有效控制混凝土的徐变,提升混凝土结构的质量。

采用自制的试验装置,研究了混凝土组分对7d等强条件下混凝土收缩徐变的影响规律和机理,以配制和优化高铁混凝土。通过现场监测在建预应力混凝土桥梁的应变,并与JTG D62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的计算值进行了比较。结果表明,双掺质量比2:1的粉煤灰和矿渣及掺用减缩剂(SRA)可以有效降低混凝土收缩徐变,其中以掺减缩剂效果最好;聚乙烯醇(PVA)纤维可以降低自收缩,但会增加干燥收缩和徐变,不宜用于配制高铁混凝土;排除弹性和温度应变的影响,现场监测的收缩和徐变应变在加载80d左右趋于稳定,保持在(165～200)×10-6之间,各跨中截面的下底板应变略高于上顶板值;计算值与监测值相差很大,计算值过于保守,不宜直接用于指导工程施工。

通过混凝土徐变试验研究了C60高性能混凝土的徐变性能。试验结果表明,随着龄期增长,徐变系数增大,收缩变形增加,徐变速率降低。同龄期时,双掺23%粉煤灰和10%矿粉降低了混凝土的徐变系数和收缩应变;持荷180d,纯水泥混凝土的徐变系数为1.304,而双掺混凝土徐变系数较纯水泥混凝土下降了10.4%。小石率60%的双掺混凝土持荷180d的徐变系数为0.996,较小石率58%的徐变系数相应降低了14.7%。在0～180d测试持荷时间内,实测的徐变系数约为中铁规范计算徐变系数的53%～72%,约为中交规范计算徐变系数的50%～73%。