●章 緒論 1
1.1 現代混凝土收縮裂縫的主要形式和特征 2
1.1.1 塑性收縮裂縫 2
1.1.2 硬化混凝土收縮裂縫 3
1.2 現代混凝土早期開裂加劇的主要因素 5
1.2.1 材料因素 5
1.2.2 結構因素 12
1.2.3 施工環境因素 17
1.3 早期收縮裂縫對結構耐久性的影響 17
第2章 混凝土塑性階段的收縮與開裂 23
2.1 塑性階段收縮的主要類型 23
2.2 塑性階段收縮開裂的測試方法 24
2.2.1 塑性階段收縮的測試方法 24
2.2.2 塑性開裂的測試方法 25
2.2.3 塑性階段收縮驅動力及其表征方法 26
2.2.4 塑性階段力學性能表征方法 29
2.3 塑性階段收縮的機理及模型 31
2.3.1 水泥基材料塑性階段體繫演變 31
2.3.2 塑性收縮模型 35
2.4 塑性開裂的機理及模型 40
2.4.1 塑性干燥條件下結構抗力增長機制 40
2.4.2 塑性抗拉強度測試結果 47
2.4.3 基於應力準則的塑性開裂模型 52
第3章 混凝土硬化階段的收縮變形 63
3.1 硬化階段收縮變形的主要類型 63
3.1.1 化學收縮 63
3.1.2 自干燥收縮 63
3.1.3 干燥收縮 64
3.1.4 溫度變形 65
3.2 硬化階段收縮變形的測試方法 65
3.2.1 初始結構形成的判定方法——收縮零點 65
3.2.2 自干燥收縮的測試方法 70
3.2.3 干燥收縮測試方法 76
3.2.4 溫度變形測試方法 76
3.3 自收縮的機理及模型 77
3.3.1 化學收縮的機理及模型 77
3.3.2 自干燥收縮的機理及模型 79
3.3.3 基於水泥水化和熱力學基本理論的自收縮模型 86
3.3.4 影響自干燥收縮的關鍵因素 93
3.4 干燥收縮的機理及模型 93
3.4.1 干燥收縮的機理 93
3.4.2 干燥收縮的數值模型 94
3.4.3 影響干燥收縮的關鍵因素 105
3.5 溫度變形的機理及模型 105
3.5.1 水泥水化及放熱歷程 106
3.5.2 混凝土中的熱傳遞過程 107
3.5.3 熱學性能的測試方法 108
3.5.4 早期熱膨脹繫數的演變 109
3.5.5 導熱性能及其演變 111
3.5.6 影響溫度收縮的關鍵因素 112
第4章 混凝土硬化階段的收縮開裂 113
4.1 收縮開裂測試方法 113
4.1.1 圓環法 113
4.1.2 開裂試驗架 117
4.1.3 溫度應力試驗機 118
4.2 多場耦合收縮開裂機制及模型 122
4.2.1 水化、濕、熱耦合現像 122
4.2.2 水化、溫度、濕度、約束多場耦合機制 123
4.2.3 水化、溫度、濕度、約束多場耦合收縮開裂評估模型 124
4.2.4 開裂風險繫數閾值選取 141
第5章 基於多場耦合機制的混凝土結構早期收縮開裂的數值模擬軟件 143
5.1 現有的數值模擬方法與軟件 143
5.1.1 數值模擬方法 143
5.1.2分析軟件 144
5.2 基於多場耦合模型的數軟件 145
5.2.1 軟件概述 145
5.2.2 軟件主要模塊使用步驟 146
5.3 軟件的工程應用案例 173
5.3.1 計算工況 173
5.3.2 材料因素影響 174
5.3.3 施工因素影響 176
5.3.4 設計因素影響 180
5.3.5 影響因素小結 181
第6章 分階段全過程的混凝土收縮開裂控制技術 183
6.1 水分蒸發抑制技術 183
6.1.1 分階段、全過程的早期養護機制 183
6.1.2 塑性階段單分子膜水分蒸發抑制劑 189
6.1.3 硬化階段聚合物成膜養護劑 195
6.1.4 基於孔隙負壓閉環控制的噴霧養護技術 200
6.2 化學減縮技術 204
6.2.1 減水劑對收縮開裂的影響 204
6.2.2 減縮劑 210
6.2.3 減縮型聚羧酸 215
6.3 水化熱調控技術 224
6.3.1 原材料優選 224
6.3.2 配合比優化 226
6.3.3 水化溫升抑制的化學外加劑 227
6.4 歷程可控膨脹材料及其補償收縮技術 234
6.4.1 氧化鈣膨脹劑 236
6.4.2 氧化鎂膨脹劑 245
6.4.3 鈣鎂復合膨脹劑 258
6.5 自養護技術 262
6.5.1 內養護的機理 263
6.5.2 預吸水輕集料 264
6.5.3 高吸水樹脂 265
第7章 結構混凝土收縮開裂的現場監測 272
7.1 混凝土凝結時間的現場監測 272
7.1.1 基於孔隙負壓判定混凝土凝結過程的試驗研究 273
7.1.2 面向工程基於孔隙負壓的混凝土凝結時間的判定方法 279
7.2 溫度的現場監測 280
7.2.1 熱電偶式溫度計 280
7.2.2 熱電阻式溫度計 281
7.2.3 光纖溫度傳感器 281
7.3 濕度的現場監測 283
7.3.1 硬化以後的濕度測試 283
7.3.2 硬化以前的濕度測試 284
7.4 應變的現場監測 286
7.4.1 差動電阻式應變計 287
7.4.2 振弦式應變計 288
7.4.3 光纖應變傳感器 289
7.5 混凝土抗裂性無線監測繫統 290
7.5.1 繫統簡介 290
7.5.2 繫統組成及功能 291
第8章 工程應用 298
8.1 大暴露面結構 298
8.1.1 蘭新鐵路第二雙線 298
8.1.2 高性能土木工程材料國家重點實驗室屋面板 300
8.1.3 烏東德水電站 303
8.2 城市軌道交通工程地下車站主體結構 305
8.2.1 常州軌道交通 305
8.2.2 徐州軌道交通 310
8.2.3 上海軌道交通 311
8.3 超長現澆隧道主體結構 315
8.3.1 蘇錫常南部高速太湖隧道 315
8.3.2 渭武高速甘江頭隧道 319
8.4 大型橋梁大體積混凝土 320
8.4.1 滬通長江大橋 320
8.4.2 平塘特大橋 323
8.5 無收縮充填混凝土 325
8.5.1 瀑布溝、向家壩水電站 325
8.5.2 馬灘紅水河特大橋、六景郁江特大橋 334
8.5.3 南京青奧雙塔樓 338
8.5.4 高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道 340
參考文獻 342
內容簡介
《現代混凝土早期變形與收縮裂縫控制》針對現代混凝土材料組成和土木工程結構的特點，采用水化-溫度-濕度-約束多場耦合作用的理論模型和分析方法，從混凝土原材料分析、配合比設計、生產控制，以及施工的環境、工藝、現場質量控制和驗收的各個環節，闡釋施工期裂縫產生的機理和風險預測模型，介紹施工期裂縫控制的新材料、新技術；結合數值計算和計算機技術的發展，論述了相關研究領域的新進展；提出了集材料-設計-施工-檢測於一體的現代混凝土結構早期變形與收縮裂縫控制方法，並結合我國軌道交通、橋梁、水利等重大工程的具體應用案例，驗證了理論和方法的適用效果。
本書可供工民建、鐵路、公路、橋梁、水利等土建工程設計、施工監理部門工程技術人員以及混凝土及相關專業科研、教學人員使用、參考。
