几十年来,国内外学者们开展了大量的混凝土收缩徐变试验,提出了数十种计算模型。但是,近年来随着高强高性能混凝土在大跨度桥梁中的推广应用,使得混凝土材料的性质有较大的变化。高性能混凝土一般采用常规的水泥、砂石做原料,也采用常规的施工工艺,主要依靠掺入一定量的矿物掺合料和外加剂,使拌合物具有良好的工作性能,并在硬化后具有高性能特性。目前常用收缩徐变模型大都基于普通混凝土的试验数据统计回归得到,这些不同强度等级的混凝土收缩徐变试验数据在总的数据所占的比重影响了该模型对某一强度等级混凝土收缩徐变预测的精度,所以它们对高强高性能混凝土的适用性值得进一步的研究。

Huo［1-158］［1-159］将掺有粉煤灰、硅粉，以及超级塑化剂的高强高性能混凝土的收缩徐变实测数据与ACI 209(92)模式的计算值相比较,发现所有的对比曲线均具有相同的规律,即ACI 209(92)模式高估了徐变与收缩,对于某种特定配合比的混凝土而言,极限徐变系数高估量达到40.9％,相应的极限收缩应变高估量达到34.1％。他根据已有的试验数据,应用线性最小二乘方法,通过对ACI 209(92)模式中各参数的回归分析,引入强度修正因子,得出了能较好地描述高强高性能混凝土收缩徐变发展规律的预测模式。

Persson［1-160］总结了1991—1999年间,大约400个收缩徐变试件(分成密封和不密封两种情况的现场和室内试验),结果表明,高性能混凝土的徐变比普通混凝土小,而收缩在某种程度上比普通混凝土要大。

Ghosh等［1-161］、Lohtia等［1-162］试验研究结果表明,粉煤灰等质量或等体积取代水泥配制的粉煤灰混凝土,其徐变变形总体上是降低的,但降低程度取决于粉煤灰的品种、品质和掺量;同时,优质粉煤灰能大幅度降低混凝土的徐变变形。

Hindy和Miao等［1-163］试验研究了预拌高性能混凝土的干燥收缩效应,重点研究湿养护时间、养护条件、硅粉掺量和水胶比等参数对高性能混凝土干燥收缩的影响,ACI 209(82)收缩模型预测结果和试验结果进行比较,发现调整ACI 209(82)收缩模型中的参数后,可用于高性能混凝土收缩应变的预测。

Barr和Hoseinian等［1-164］对自然环境下30～70MPa强度的混凝土的收缩开展了试验研究,量测了掺钢纤维和不掺钢纤维两类混凝土的收缩应变发展,并与ACI 209(82)收缩模型预测结果进行了比较。发现ACI 209(82)收缩模型对45MPa等级以下混凝土的收缩应变预测较好,不适用于高强度混凝土的收缩应变预测。

东南大学的秦鸿根、孙伟、潘钢华等［1-165］结合南京长江第二大桥的工程建设,对掺粉煤灰高性能混凝土变形性能开展了试验研究。试验结果表明,掺Ⅰ级粉煤灰和高效减水剂的C50高性能混凝土不但具有良好的工作性能和力学性能,还可提高混凝土抵抗弹性变形、收缩变形和徐变变形的能力。与同强度等级未掺粉煤灰的混凝土相比较,掺入质量分数为12％～24％的Ⅰ级粉煤灰,取代10％～20％的硅酸盐水泥,其后期强度和抗压弹性模量增大,干燥收缩和徐变降低。通过分析研究,还得出不同粉煤灰掺量及配比的C50高性能混凝土徐变计算回归公式,可为实际工程中分析掺粉煤灰混凝土徐变性能提供帮助。

邹建喜、李显金等［1-166］按照与基准混凝土28d强度相等的条件配制粉煤灰混凝土,不论粉煤灰掺量高低,也不论混凝土强度高低,粉煤灰混凝土的干缩性和徐变值均较基准混凝土为低,这对减小预应力混凝土的预应力损失是可贵的。(www.daowen.com)

仲新华和雷俊卿［1-167］结合铁路预应力混凝土预制箱梁的质量要求和生产工艺特点,配制五种在浆体组成上具有明显差异的泵送混凝土,通过对试件收缩徐变特性的测试,结果表明,铁路箱梁低收缩徐变高性能混凝土的主要配制原则是采用较低用水量和适量矿物掺和料。

罗许国、钟新谷等［1-168］［1-169］以8根不同掺量的高性能粉煤灰混凝土梁的收缩、徐变试验为基础,研究了不同掺量高性能粉煤灰混凝土在荷载长期作用下的收缩、徐变性能及其上拱随时间的变化规律,探讨了温度、湿度等环境因素对不同掺量高性能粉煤灰混凝土收缩、徐变的影响。实验观测结果表明:高性能粉煤灰掺量20％～40％混凝土梁具有良好的工作性能和力学性能;与同强度的未掺粉煤灰的梁相比,其后期强度和抗压弹性模量增大,收缩徐变减小,具有良好的社会和经济效益。

欧阳华林和白山云［1-170］试验研究了水泥用量、矿物掺合料、龄期对高性能混凝土收缩徐变的影响规律,结果表明:在胶凝材料用量一定时、水胶比相近的情况下,水泥用量越低,矿物掺量越大,混凝土的收缩徐变值越小;在高性能混凝土中宜选用比表面积低于444m2／kg的矿渣,且矿渣和粉煤灰总掺量宜大于40％;混凝土的收缩和徐变在加载后90d内增大较大,在120d后趋于稳定。

叶列平和孙海林等［1-171］对5根高强轻骨料混凝土梁、1根低强轻骨料混凝土梁和1根普通混凝土梁进行了为期一年的预应力损失试验,并进行了与普通混凝土对比的收缩和徐变材性试验。结果表明,相同强度的轻骨料混凝土的早期收缩小于普通混凝土,后期收缩大于普通混凝土;相同强度的轻骨料混凝土徐变系数小于普通混凝土;轻骨料混凝土梁的预应力损失比普通混凝土梁的预应力损失大。

赵庆新和孙伟等［1-172］为研究磨细矿渣和粉煤灰对高性能混凝土徐变性能的影响,在(20±1)℃、相对湿度为(60±5)％和33％的载荷水平下,测试了不掺磨细矿渣和粉煤灰的基准混凝土及磨细矿渣等量取代水泥量为30％、50％和80％，粉煤灰等量取代水泥量为12％，30％和50％，磨细矿渣和粉煤灰双掺等量取代水泥50％时高性能混凝土的徐变度。试验结果表明:磨细矿渣掺量为30％和50％时,磨细矿渣对混凝土徐变性能的影响不明显,当磨细矿渣掺量为80％时,混凝土抵抗徐变的能力大大下降,其1年的徐变度为基准混凝土的1.74倍;粉煤灰掺量为12％和30％时,混凝土抵抗徐变的能力随其掺量提高而增强,其1年的徐变度分别为基准混凝土的76％和46.5％;粉煤灰掺量为50％时,混凝土抵抗徐变的能力没有得到改善,其1年的徐变度为基准混凝土的102％;磨细矿渣和粉煤灰总取代率为50％时,双掺的徐变度明显低于单掺磨细矿渣或粉煤灰的情况。

文献［1-101］表明:当骨料所占混凝土体积从60％增加到75％,徐变可以降低50％左右。普通混凝土的骨料含量约为50％～80％。因此从减小混凝土的收缩、徐变目的出发,施工中的配合比设计时考虑增加混凝土的骨料含量是一种可行的方法。此外,骨料的弹性模量是骨料的物理性质中影响混凝土徐变的最重要因素［1-173］。骨料的弹性模量越高,对水泥石的约束作用越强,混凝土徐变则越低。轻骨料混凝土的徐变大,最主要原因就是其弹性模量较低。

从上述研究可以看出,高性能混凝土收缩和徐变的发展规律同普通混凝土类似,徐变一般较普通混凝土小,而收缩应变与普通混凝土相比大小不能确定。高性能混凝土收缩徐变特性与其掺合料的用量、水胶比等有密切关系。