内部养护UHPC：破解干燥收缩难题的新思路

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内部养护UHPC：破解干燥收缩难题的新思路

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网易

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近年来，高性能混凝土（HPC）在桥梁等基础设施建设中的应用日益广泛，但随之而来的干燥收缩问题也日益凸显。为了解决这一难题，俄勒冈州立大学的研究团队开展了一项关于内部养护高性能混凝土（UHPC）干燥收缩的研究项目。研究团队通过实验和模型分析，探索了轻质骨料和减缩剂对混凝土干燥收缩的影响，并提出了基于ACI 209模型的长期收缩预测方法。

研究背景

近年来，高性能混凝土（HPC）在桥梁等基础设施建设中的应用日益广泛，但随之而来的干燥收缩问题也日益凸显。特别是在俄勒冈州，一些新建成的桥梁在使用高性能混凝土后出现了严重的横向裂缝。这些裂缝不仅影响了桥梁的美观，更对结构安全构成了潜在威胁。

为了解决这一难题，俄勒冈州立大学的研究团队开展了一项关于内部养护高性能混凝土（UHPC）干燥收缩的研究项目。研究团队通过实验和模型分析，探索了轻质骨料和减缩剂对混凝土干燥收缩的影响，并提出了基于ACI 209模型的长期收缩预测方法。

实验设计与材料

研究团队采用了一种创新的内部养护方法，通过部分替换砂子为预饱和轻质骨料以及添加减缩剂，来探索内部养护混凝土的有效性。实验中使用的轻质骨料主要来自页岩和粘土，测试结果显示，当相对湿度降至95-96%以下时，轻质骨料开始释放大部分水分。此外，研究还发现粘土的吸水能力几乎是页岩的两倍，这一发现对配方设计具有重要参考价值。

在配方设计上，研究团队保持了所有配方的水灰比为0.37，并使用了三元混合物，其中包含30%的C类飞灰和4%的硅灰。实验测试了几种不同比例的页岩和粘土替换，以及添加2%减缩剂的配方。目标28天强度设定为5000 psi（约34.5 MPa）。

实验方法与结果

研究团队进行了大量的ASTM C157测试，这是测量自由干燥收缩的标准方法。试件被储存在标准条件的环境控制室中，从1天、3天、7天、10天、14天不同龄期开始干燥，持续跟踪长度变化。实验结果显示，轻质骨料加减缩剂的组合效果最佳，单独使用减缩剂的效果也不错。而100%页岩替换的配方虽然效果也不错，但从耐久性角度来看，会导致很多表面剥落和开裂问题。