应力作用下高掺粉煤灰混凝土力学性能随龄期发展研究

粉煤灰混凝土的广泛应用对节约能源和资源，减少环境的污染，实现经济和社会可持续发展具有重要意义，但高掺粉煤灰混凝土(High Fly ash Content Concrete, 简称"HFCC")的应用还受到很大限制。本项目基于大多数的混凝土均在应力下工作的实际情况，考虑HFCC后期力学性能随龄期发展较快的特点，考虑应力级别、加载龄期、粉煤灰掺量等因素，进行应力作用下HFCC抗压强度和弹性模量随龄期发展的试验和理论研究，建立应力作用下HFCC抗压强度和弹性模量随龄期发展的计算公式，研究成果对已有HFCC结构、尤其是预应力HFCC结构的检测评定提供理论支持，为新建HFCC结构提供设计参考，能够有效促进粉煤灰混凝土在土木工程中的应用和发展。

课题对高掺量粉煤灰混凝土(High Fly ash Content Concrete, 简称“HFCC”)在持续荷载作用下强度和弹性模量随龄期的发展进行了试验和理论研究，取得了如下成果。.1、HFCC在荷载作用下的力学性能发展试验研究.课题的试验分成两个阶段进行，第一阶段试验为中低掺量（20%，40%）粉煤灰混凝土在持续荷载作用下抗压强度和弹性模量随龄期（60d）的发展，采用的加载装置为已有的两点式加载装置；第二部分试验采用了新设计的三角形加载装置，研究对象为中高掺量的粉煤灰混凝土在持续荷载作用下抗压强度和弹性模量随龄期(180d)的发展。试验结果表明，较低应力级别的持续荷载能够提高粉煤灰混凝土的强度和弹性模量，在同应力级别作用下，抗压强度的增长要明显高于弹性模量；随着粉煤灰掺量的增加，持续荷载对粉煤灰混凝土的力学性能的影响越大。这表明混凝土中的粉煤灰掺量增加时，其力学性能对荷载的反应越明显。这是对粉煤灰混凝土力学性能的一个新的发现。.2、HFCC在荷载作用下的强度和弹性模量随龄期发展的理论研究.根据混凝土可压缩堆积模型，考虑粉煤灰的二次反应对强度的贡献，建立了适用于高掺的粉煤灰混凝土的抗压强度随龄期的发展模型，将持续荷载作为最大浆体厚度的影响因素考虑到模型中，提出了应力影响因子的概念，考虑应力影响因子对混凝土基相强度的影响，建立了持续荷载作用下粉煤灰混凝土强度随龄期的发展模型，模型与试验数据吻合良好。同时，模型可以应用在预应力混凝土的强度预测上。.根据Hasin双重球体弹性模型和已建立的混凝土四重球弹性模量模型，将持续荷载作为对混凝土成熟度的影响因素考虑到模型中，提出了成熟度影响因子的概念，考虑成熟度影响因子对混凝土净浆弹性模量的影响，建立了持续荷载作用下粉煤灰混凝土弹性模量随龄期的发展模型，并结合试验结果对模型参数进行了拟合。该模型可以很好的应用在预应力混凝土的弹性模量预测上。