梯度结构混凝土构件的设计、制备与性能评价

为了提高恶劣环境下混凝土结构耐久性,基于功能梯度材料理念,利用无细观界面过渡区水泥基材料的高抗裂自修复、低离子传输能力,对混凝土构件进行梯度复合结构设计,主动增强保护层。考虑构件体型、内外层材料差异及现场施工,研究梯度结构混凝土构件制备方法,并对1∶5缩尺构件及足尺构件进行性能试验。结果表明:GSCM不会发生体积变形不一致性破坏;与传统的单层混凝土构件相比,GSCM表层的强度提高幅度为30%;GSCM面层仅存在少量宽度在0.02~0.05 mm之间不可见裂纹,而传统的单层构件存在宽度在0.2~0.5 mm的可见裂纹;GSCM渗透深度与氯离子扩散系数分别为0 mm和6.3×10~(-13)m~2/s,而传统的单层构件为15 mm和12.8×10~(-13)m~2/s;三环拼装性能良好,满足工程要求。