采用自行改进的集中约束平板法测试系统,研究了粉煤灰、矿渣微粉及硅灰等矿物掺合料对低水胶比高强混凝土出现塑性裂缝的初始开裂时间、24h内最大裂缝宽度和裂缝总面积的影响。结果表明:粉煤灰的掺入能有效抑制低水胶比高强混凝土的塑性开裂,推迟裂缝出现的初始开裂时间,减小最大裂缝宽度和裂缝总面积;矿渣微粉的掺入在低掺量下对低水胶比高强混凝土的塑性开裂有一定的抑制作用,但在高掺量下有增大低水胶比高强混凝土塑性开裂的趋势;硅灰的掺入加剧了低水胶比高强混凝土的塑性开裂,表现为出现塑性裂缝的初始开裂时间提前和裂缝总面积的增大。

研究了萘系减水剂、氨基磺酸盐减水剂、聚羧酸减水剂对水泥浆体塑性开裂的影响规律。通过溶液表面张力、浆体表面水分蒸发速率和毛细管负压的变化,分析了减水剂对水泥浆体塑性开裂的作用机理。

通过优化养护剂组分,研制出有效保水率高、在新鲜混凝土面成膜快的高分子乳液型养护剂,室内对比研究了三种养护方式(标准养护、自然养护和养护剂养护)对混凝土强度、耐久性和塑性收缩、开裂的影响,并采用该养护剂在干旱风沙地区进行了工程应用。结果表明,与标准养护相比,养护剂养护下混凝土7d前强度不降低,56d强度仅降低约5%,90d自然碳化深度为0,氯离子渗透性略有增加;成膜养护剂能有效降低混凝土塑性收缩和开裂程度,用于干旱风沙地区混凝土养护具有明显的技术经济性能优势。

复合了白云石与水渣用作混凝土掺合料,并经过了磨细处理研究了不同粒径及掺量的复合白云石掺合料对混凝土工作性能、气泡稳定性、塑性开裂及抗压强度的影响规律。结果表明,掺入的复合白云石掺合料掺量越大,混凝土含气量损失率越小,塑性开裂面积越小。掺入的复合白云石掺合料粒径越大,混凝土坍落度越大,含气量损失率越大,塑性开裂面积越大。对于C30混凝土,当复合白云石掺合料粒径10μm掺量20%时,对混凝土抗压强度的贡献最大。

收缩开裂是影响现代混凝土耐久性的主要因素。本文通过平板开裂试验、圆环开裂试验评定粉煤灰掺量与外加剂品种对混凝土开裂的影响。结果表明,适当掺入优质粉煤灰,对于早期塑性开裂具有一定的抑制作用,塑性收缩的开裂总面积下降,混凝土的抗裂性提高;随粉煤灰掺量增大,圆环试件的开裂时间和裂宽均呈下降趋势。试验结果还表明:与其它几种外加剂相比,聚羧酸高效减水剂与2%减缩剂复配后对抑制混凝土早期塑性开裂和后期干燥开裂均具有显著效果。

针对目前路面水泥混凝土早期塑性开裂严重的现象,参考日本笠井芳夫教授提出的混凝土平板试件抗裂性试验方法,自行研制了试验模具,并研究了水胶比、水泥浆体积含量、粉煤灰掺量和减水剂掺量对路面混凝土早期塑性开裂的影响。结果表明,当混凝土的水胶比为0.38～0.40、水泥浆体积含量为26%及粉煤灰掺量为10%时,混凝土具有最高的抵抗早期塑性收缩开裂的能力,但该能力随高效减水剂掺量的增大而下降。