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关键词： 碳化环境   冻融循环   耦合循环   聚丙烯纤维   混凝土   耐久性  

摘要： 为研究碳化环境、冻融循环和碳化-冻融耦合作用下的混凝土耐久性性能变化规律，在混凝土中配制了不同质量分数的聚丙烯纤维进行测试分析。试验结果显示：在单一碳化环境下，随着聚丙烯纤维掺量的增加，混凝土的碳化深度呈现先减小而后增加的变化规律，其最佳掺量为2%;在单一冻融环境下，随着聚丙烯纤维掺量的增加，混凝土的抗压强度呈现先增大而后减小的变化规律，其最佳掺量也为2%;在耦合环境作用下，混凝土的抗碳化性能和抗冻融性能相较于单一循环作用都要小。在相同的碳化循环下，冻融循环次数对混凝土的抗碳化性能影响很大；在相同的冻融循环下，碳化循环次数对混凝土的抗冻融性能影响较小。耦合环境作用会对混凝土的耐久性性能影响更大，在配制高性能混凝土中需要着重关注耦合作用对混凝土耐久性能的影响。

关键词： 海洋混凝土   耐久性   超疏水涂层   仿生矿化   纳米材料  

摘要： 随着对海洋工程结构服役寿命需求的不断增长,海洋混凝土的耐久性变得越来越重要。在海洋环境中,水携带侵蚀性离子渗入混凝土内部引起材料腐蚀及结构劣化;微生物附着也会进一步加剧腐蚀和结构恶化;同时,孔隙水在冻融循环作用下形成冰胀压力和渗透压力相结合的疲劳应力,造成混凝土强度降低、膨胀开裂及剥落破坏,严重影响了混凝土结构的耐久性。表面涂层技术是一种提高混凝土耐久性的有效措施,具有防水、防覆冰和自清洁性能的超疏水涂层是目前的研究热点之一。但是传统疏水涂层面临强度低、稳定性不高的致命缺陷,导致应用受到极大限制。微纳杂化结构是构建超疏水表面的必要条件之一,其结构稳定性对于疏水涂层整体长效性在一定程度上具有决定性作用。生物矿化作用的显著特征是通过有机大分子和无机离子在界面处的相互作用,从分子水平上控制无机矿物相的结晶、生长,从而使生物矿物具有特殊的分级结构和组装方式。受生物矿化启发,采用化学方法构建具有微纳杂化结构的功能性矿化层,增强了疏水涂层的适用性和稳定性。本文基于仿生矿化的方法,原位合成了形貌可控的无机矿物(碳酸钙和二氧化硅)以构建微纳米级杂化结构,经低表面能硅烷复合改性后,制备了具有优异的防水、抗离子侵蚀等性能的仿生超疏水涂层,测试了相关性能,分析了对海洋混凝土耐久性的影响。具体的研究内容如下:(1)利用聚多巴胺在混凝土表面诱导碳酸钙矿化并将银离子原位还原为纳米银,用以构建微纳复合粗糙结构,通过低表面能硅烷对其进行疏水改性,得到了功能化的碳酸钙仿生超疏水涂层。然后,对该涂层样品进行了疏水与抗渗透性能测试、耐磨性能测试、抗菌性能测试以及防覆冰性能测试,结果表明,复合涂层样品的上述性能均较为优异。在普通环境和模拟海水环境中,复合涂层样品的体积吸水率相对于未处理样品分别下降了90.3%、93.44%,表现出良好的防水、抗渗透性能。复合涂层样品在砂纸表面反复摩擦5米等效距离后,涂层的接触角仍大于140°,其下降幅度仅为6.87%,表现出良好的耐磨性能。功能组分纳米银的抑菌性能与超疏水表面的自清洁性能的复合作用能有效提高涂层的抑菌效果,使复合涂层表面基本不存在细菌及其代谢产物,表明复合涂层具有优异的抑菌防污性能。复合涂层还可以阻止冰在表面的凝结、附着和积聚,使其更容易去除,有效延长了冻结时间。(2)为进一步提高超疏水涂层的结构稳定性,采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)在混凝土表面原位矿化合成了硬度和强度更高的二氧化硅(Si O)矿化层,在矿化过程中引入低表面能硅烷同步完成其疏水改性,一步构建稳定的二氧化硅仿生超疏水涂层。利用扫描电镜(SEM)表征手段和控制单一变量的实验方法,探究了氨水浓度、硅酸四乙酯(TEOS)浓度、硅烷浓度以及反应时间对二氧化硅矿化层形貌结构的影响规律。通过孔隙率测试、疏水与抗渗透性能测试、耐磨性能测试以及防覆冰性能测试对该涂层的防护性能进行了表征。结果表明,氨水浓度和TEOS浓度是影响矿化产物Si O微球粒径和平均聚集度的主要因素,疏水改性剂硅烷的存在能够提高矿化层的结构密实性,矿化产物Si O的粒径尺寸差异随着反应时间的延长而逐渐变小,反应6 h后矿化层形貌基本无明显变化。防护性能测试结果表明,Si O复合涂层明显降低了基体内部毛细孔和凝胶孔的体积比,具有双重防护的效果。复合涂层表面的接触角为157°,表现出优异的超疏水性能。复合涂层还能减小水滴与表面的接触面积,进一步延长了冻结时间。即使在模拟海水环境中,复合涂层的吸水率均低于1%,表明涂层具有优异的防水、抗离子渗透性能。复合涂层表面在经历胶带剥离和砂纸磨损破坏后,仍能保持疏水状态,具有优异的结构稳定性和耐磨性。

关键词： 新工科   教育改革   土木工程材料   实践能力  

摘要： 随着“新工科”概念的提出，现行的教学模式已经无法适应目前的社会发展的需求，学生在这种教学模式下对于基础知识的理解和掌握有所不足；对于高深知识的把握更是有所欠缺，实践能力和创新能力都无法得到有效的提高。本论文针对当前的教育现状，从教学方式、教育体系、教学模式三个角度对“土木工程材料”课程进行深入探讨研究，建立一种教学与实践一体化的新型教学模式。希望通过这种教学改革的模式，改变学生的学习现状，调动学生对于学习的积极性，提高学生的自主创新意识和主动实践能力。

关键词： 金属骨料砂浆   界面耐久性   硫酸盐干湿循环   盐冻   界面微观性能  

摘要： 位于我国西北地区的水工混凝土结构在遭受硫酸盐侵蚀、冻融循环、干湿循环等叠加作用的影响下劣化迅速,因此针对该地区受损的水工混凝土结构修复加固这一热点问题受到了人们的广泛关注。金属骨料砂浆作为一种较为新型的修复材料,具有优异的力学性能及耐久性,在利用金属骨料砂浆对受损的混凝土进行修复时,金属骨料砂浆与基底混凝土之间的界面属于薄弱区域,界面耐久性很大程度上会影响修复质量,所以有必要对金属骨料砂浆-基底混凝土进行界面耐久性试验和分析,从而为我国西北地区水工混凝土结构修复施工提供技术支撑。本文首先研究了2种金属骨料砂浆(金属骨料水泥基砂浆、金属骨料聚氨酯砂浆)本体试件的耐久性;其次针对金属骨料砂浆-基底混凝土进行界面耐久性试验,研究了分别经历单一硫酸盐干湿循环作用、单一盐冻融循环作用及硫酸盐干湿循环-盐冻融循环交替作用后的界面耐久性指标变化规律;最后,利用扫描电镜及X射线衍射仪对经历硫酸盐干湿-盐冻交替循环后的组合试件界面处的微观结构及化学产物进行分析研究。本文的主要结论如下:(1)金属骨料水泥基砂浆与金属骨料聚氨酯砂浆均具有较高的抗渗性和较低的吸水率,金属骨料聚氨酯砂浆的抗渗性高于金属骨料水泥基砂浆,其吸水率低于金属骨料水泥基砂浆。相比于金属骨料水泥基砂浆,金属骨料聚氨酯砂浆在2种硫酸盐溶液(5%Na2SO4、5%MgSO4)中经历干湿循环作用及盐冻融循环作用后的质量损失率、抗压强度变化幅度更小,抗侵蚀能力更出色。(2)金属骨料砂浆-基底混凝土组合试件界面抗剪强度变化规律可以分为2个阶段:1)强度提高阶段:基底混凝土的内部及混凝土与砂浆界面处的孔隙被侵蚀产物和结晶盐填补,对组合试件有一定的加强作用;2)强度降低阶段:在干湿循环过程中侵蚀产物的膨胀力和硫酸盐结晶压力对孔隙结构造成一定程度的破坏,在盐冻融循环过程中除侵蚀产物、盐结晶造成的膨胀应力外还有冻融产生的冻胀力作用于孔隙结构,使组合试件界面抗剪强度降低。(3)随着硫酸盐干湿循环及盐冻融循环次数的增加,剪切破坏界面处的盐结晶数量逐渐增多,硫酸盐侵蚀范围逐渐扩大。相比于MgSO4,Na2SO4对金属骨料砂浆-基底混凝土界面耐久性破坏更为严重,Na2SO4对组合试件既有物理盐结晶破坏作用又有化学侵蚀破坏作用,而MgSO4对组合试件主要以化学侵蚀破坏为主,其物理结晶破坏作用低于Na2SO4,此外MgSO4会与基底混凝土的水化产物在试件表面生成Mg(OH)2致密层,该致密层具有一定抗侵蚀能力。(4)金属骨料水泥基砂浆-基底混凝土的初始剪切破坏模式为修复材料与基底混凝土混合破坏模式,随着侵蚀时间增加,其破坏模式转变为基底混凝土内聚力破坏模式;金属骨料聚氨酯砂浆-基底混凝土在经历侵蚀前后的剪切破坏模式均为基底混凝土内聚力破坏模式。随着单一干湿循环、单一盐冻及干湿循环-盐冻交替循环次数的增加,剪切破坏后粘结在金属骨料砂浆上的混凝土逐渐增多,剪切断面处的硫酸盐结晶逐渐增加。(5)硫酸盐干湿循环和冻融循环交替作用对金属骨料砂浆-基底混凝土组合试件界面耐久性能的影响不是单一硫酸盐干湿循环作用和单一盐冻作用的简单叠加效应,而是两种因素相互促进,加速劣化。(6)通过利用SEM电镜扫描及X射线衍射仪分析了经历干湿循环-盐冻交替循环后金属骨料砂浆-基底混凝土的界面微观结构及物相变化。结果表明,经历交替作用后金属骨料砂浆-基底混凝土界面宽度增加。基底混凝土经历Na2SO4交替循环后内部结构疏松,Ca(OH)2及CSH被消耗,并产生了大量钙矾石及Na2SO4·10H2O,经历MgSO4交替循环后有Mg(OH)2及MSH生成;金属骨料水泥基砂浆经历Na2SO4交替循环后微裂纹增多,也有钙矾石生成,部分金属铁发生锈蚀而转化为Fe2O3,经历MgSO4交替循环后除金属铁生锈外还有Mg(OH)2产生;金属骨料聚氨酯砂浆经历Na2SO4和MgSO4交替循环后除部分铁骨料发生锈蚀外无明显变化。本文通过试验研究和理论分析相结合的方法对金属骨料砂浆-基底混凝土界面耐久性能进行研究,研究成果对我国西北部高寒盐湖地区水工混凝土修复加固具有重要的意义,对实际修复工程施工具有一定的参考价值。

关键词： 青藏高原地区   纤维混凝土   抗冻耐久性   核磁共振   损伤模型  

摘要： 青藏高原受海拔、季风气候及地理环境等因素影响,形成了干燥、寒冷且昼夜温差大的气候特点。在高原高寒极端环境条件下,混凝土结构会由于长期的冻融损伤而降低承载力,影响结构耐久性,甚至威胁到结构的安全。本文依托西藏那曲地区某混凝土道路工程,在施工现场试验室对普通纤维混凝土(NC)、冲磨纤维混凝土(CM)以及膨胀纤维混凝土(PZ)进行了快速冻融试验和相关力学测试,并结合核磁共振试验分析了不同冻融循环次数下的纤维混凝土冻融损伤机理。在此基础上,考虑高原环境特点,提出了高原低气压环境下的损伤模型,并采用类似工程的混凝土冻融试验结果对损伤模型的合理性和可行性进行了验证。主要成果包括:(1)对普通、冲磨、膨胀纤维混凝土的工作性能进行了含气量、塌落度、力学性能试验。冲磨纤维混凝土的含气量、塌落度随抗冲磨剂掺量的增加而减小;而膨胀纤维混凝土的含气量、塌落度随膨胀剂掺量的增加而增大。与普通纤维混凝土相比,冲磨、膨胀纤维混凝土的抗压、抗折强度较大。由此可见,抗冲磨剂的掺加可提高普通纤维混凝土的密实性,膨胀剂的掺加可提高普通纤维混凝土的流动性,均可提高普通纤维混凝土的力学性能。(2)通过分析普通、冲磨、膨胀纤维混凝土的冻融试验结果可以看出,冲磨纤维混凝土的质量损失率最小,相对动弹性模量和超声波速下降最缓,抗折强度最大,而膨胀纤维混凝土相反。由此可见,而掺入膨胀剂的纤维混凝土PZ在改善抗冻性能方面较差,而掺入抗冲磨剂的纤维混凝土CM在改善抗冻性能方面较好。从抗冻耐久性次数来看,冲磨纤维混凝土比普通纤维混凝土提高了75次,膨胀纤维混凝土比普通纤维混凝土下降了50次。(3)通过微观分析(核磁试验)得到,普通、冲磨、膨胀纤维混凝土的内部孔隙的孔径占比变化与力学性能和抗冻性能密切相关。冻融后的纤维混凝土力学性能和小孔和中孔占比的变化呈正相关,与大孔和裂缝占比的变化呈负相关,掺加抗冲磨剂的纤维混凝土的小孔和中孔下降越缓慢,抗冻性能越好。(4)结合青藏高原环境特点,引入气压影响系数,建立了动弹性模量损伤模型和基于模型的抗折强度预测方程,并采用青藏高原地区某高速工程项目的高寒引气混凝土测试数据进行了验证。从验证结果看,冻融后的抗折强度试验值与预测值变化规律相近且数值基本吻合。因此,本文建立的青藏高原冻融损伤模型是合理和可行的。

关键词： 磷石膏   Ⅱ型无水石膏   高温煅烧   外加剂   抗压强度  

摘要： 以湿法磷酸副产磷石膏为原料在高温下煅烧制备Ⅱ型无水石膏，研究了煅烧温度对Ⅱ型无水石膏制品标准稠度用水量、凝结时间、抗压强度的影响，结果表明：磷石膏在700℃下煅烧得到的Ⅱ型无水石膏水化28 d的抗压强度最高，其初凝时间为4.6 h,终凝时间为5.3 h;水化3 d的抗压强度为18.5 MPa,水化28 d的抗压强度为51.8 MPa。为提高Ⅱ型无水石膏水化产品性能，研究了外加剂对Ⅱ型无水石膏凝结时间、抗压强度的影响，结果表明，掺入外加剂可使Ⅱ型无水石膏初凝、终凝时间不同程度的缩短，且对水化产品抗压强度的提高有促进作用，其中500℃煅烧制备的Ⅱ型无水石膏掺入外加剂后水化产品强度性能最好，其初凝时间为6.4 h,终凝时间为7.2 h,水化3 d的抗压强度为24.9 MPa,水化28 d的抗压强度高达53.1 MPa。

关键词： 地聚物   硅灰   PP纤维   疏水性   耐久性  

摘要： 我国西北地区昼夜温差大,土地多盐碱化,因此处于该地区的混凝土结构常遭到冻融循环和化学介质侵蚀的破坏,造成混凝土内部开裂和表皮脱落,这将严重影响混凝土结构的耐久性,因此需要及时对混凝土结构进行修补。地质聚合物作为一种新型绿色无机胶凝材料,相比于传统的水泥基修补材料具有能耗低、早期强度高、耐化学侵蚀等优点,因此越来越多地被用作混凝土结构的修补材料。然而地质聚合物与水泥基材料都具有亲水性,而水正是混凝土结构冻胀和腐蚀性离子侵蚀的主要介质,因此对地质聚合物修补材料进行疏水改性研究,提高修补材料的防水能力具有重要的工程意义。本文以硅酸盐水泥和矿渣为基材,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为疏水剂,以硅灰和聚丙烯(PP)纤维为增强、增韧材料,制备了水泥-地聚物复合材料,测试了水泥-地聚物复合材料的力学性能、防水性能和耐久性(抗冻融循环性能、抗硫酸盐侵蚀性能和抗风沙冲蚀性能),并结合物相和形貌表征对实验结果进行了分析。论文的主要研究内容与结论如下:(1)研究了PDMS掺量对水泥-地聚物复合材料性能的影响。实验结果表明,随着PDMS掺量的增加,试样的力学性能整体呈下降趋势,防水性能则不断提高,当PDMS掺量为1.2 wt%时,试样表面的静态接触角达到113°,断裂面的静态接触角达到134°,吸水率降低了28.2%。(2)研究了硅灰掺量对水泥-地聚物复合材料性能的影响。力学性能实验结果表明,当硅灰掺量为4 wt%时,试样的抗压强度提升显著,28 d抗压强度相较于空白组提高了24.0%。防水性能实验结果表明,试样的静态接触角不受硅灰的影响,吸水率则随着硅灰掺量增加而不断降低。耐久性实验结果表明,当硅灰掺量为4 wt%时,试样的抗冻融循环性能、抗硫酸盐侵蚀性能和抗风沙冲蚀性能表现最佳。综合考虑,硅灰的最佳掺量为4 wt%。(3)研究了PP纤维掺量对水泥-地聚物复合材料性能的影响。力学性能实验结果表明,当PP纤维掺量0.4 wt%时,试样的韧性得到显著改善,28 d抗折强度相较于空白组提高了20.7%。防水性能实验结果表明,试样的静态接触角不受PP纤维的影响,试样的吸水率在PP纤维掺量低于0.6 wt%时略微下降。耐久性实验结果表明,当PP纤维掺量为0.2 wt%时,试样的抗冻融能力最佳;当PP纤维的掺量为0.4 wt%时,试样的抗硫酸盐侵蚀性能和抗风沙冲蚀性能最佳。综合考虑,PP纤维的最佳掺量为0.4 wt%。(4)研究了PP纤维和硅灰混掺对水泥-地聚物复合材料性能的影响。力学性能实验结果表明,当PP纤维掺量为0.4 wt%时,试样的抗压强度大幅提高,28 d抗压强度相较于未改性的试样提高了81.7%。防水性能实验结果表明,当PP纤维和硅灰混掺时,试样的吸水率得以进一步降低。耐久性实验结果表明,PP纤维掺量为0.4 wt%时,试样的耐久性最佳,通过对比多种改性方式对耐久性的影响发现,PP纤维和硅灰混掺改性的试样抗风沙冲蚀能力显著提高,但抗冻融能力和抗硫酸盐侵蚀能力不及PP纤维单独改性的试样。

关键词： 新型功能材料   富集   处理   钴元素   洗脱  

摘要： 钴是人体和生物体所必需的微量元素,但其通过生物累积放大后亦会对人体及生物体产生毒性。天然水体中的钴元素含量较低,通常低于仪器检出限,不能被准确检测,因此找到一种吸附材料对其富集后检测具有重要意义。同时,钴也是一种重要的金属材料,被广泛应用于工业领域,随之产生的含钴废水经过前置水处理工艺后,再用功能材料吸附是达标排放的有效手段。因此,找到一种或几种性能好的吸附材料非常重要。吸附法是一种传统的富集、处理方法。活性炭和纤维素作为常用的吸附剂,具有来源广泛、价格低廉、易获得等特点,但直接使用时吸附能力较差。因此,为了提高吸附能力、增加吸附容量,本课题研究开发一种新型功能材料。该材料既可用于富集天然水体中的痕量钴,解决钴元素含量低,不能达到检出限的问题,亦能对工业废水中的钴元素进行吸附,从而降低环境风险。本课题选取聚乙烯亚胺、谷氨酸、对氨基苯磺酸以及氢氧化钠溶液分别对活性炭、羟乙基纤维素进行改性,成功制备五种新型功能材料,对五种材料分别进行静态吸附实验、动态解吸实验、稳定性以及再生性实验,探究其对水体中钴元素的富集、处理能力,并采用FT-IR、SEM对五种新型功能材料进行表征。研究表明:(1)采用水热法、超声法对活性炭进行改性,在其表面引入聚乙烯亚胺和谷氨酸得到改性活性炭材料1、改性活性炭材料2。改性活性炭材料1的最佳吸附条件为:p H为7,震荡120 min,投加量为0.40 g,初始浓度为50.00μg/m L,吸附率可达到73.35%左右;改性活性炭材料2的最佳吸附条件为:p H为3,震荡15 min,投加量为0.40 g,初始浓度为5.00μg/m L,吸附率可达到99.00%左右。采用5.00 m L、2.00 mol/L盐酸溶液在新型功能材料中对10.00 m L、10.00μg/m LCo溶液进行吸附-洗脱实验,测得回收率分别为:71.06%、84.10%。(2)以羟乙基纤维素为基体,采用水热法进行改性,在其表面引入聚乙烯亚胺、对氨基苯磺酸、氢氧化钠得到改性纤维素材料1、改性纤维素材料2、改性纤维素材料3。改性纤维素材料1的最佳吸附条件为:p H为7,震荡90 min,投加量为0.28 g,初始浓度为5.00μg/m L,吸附率可达到85.33%左右;改性纤维素材料2的最佳吸附条件为:p H为3,震荡120 min,投加量为0.14 g,初始浓度为50.00μg/m L,吸附率可达到71.45%左右;改性纤维素材料3的最佳吸附条件为:p H为5,震荡60 min,投加量为0.40 g,初始浓度为5.00μg/m L,吸附率可达到99.00%左右。采用5.00 m L、2.00 mol/L盐酸溶液在新型功能材料中对10.00 m L、10.00μg/m LCo溶液进行吸附-洗脱实验,测得回收率分别为:80.72%、57.14%、98.87%。(3)改性活性炭材料1对钴元素的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型,以多分子层吸附为主;改性活性炭材料2、改性纤维素材料1、改性纤维素材料2、改性纤维素材料3对钴元素的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,以单分子层吸附为主,所有材料均符合拟二级动力学模型。(4)改性活性炭材料1、改性纤维素材料1、改性纤维素材料3稳定性良好,吸附率维持在75.00%以上,洗脱率>90.00%,回收率>70.00%,RSD≤5.00%。(5)经改性后,功能材料表面结构愈加粗糙,且比表面积增大,更加有利于钴的附着。同时因为氢键、范德华力、静电吸引或静电排斥等作用使改性剂结合在基体上,羟基、羧基、氨基等官能团数目增加,更有利于结合污染物。综上所述,改性活性炭材料1、改性纤维素材料1以及改性纤维素材料3吸附性能及稳定性均良好,可用于富集天然水体中的痕量钴,也可用于吸附处理工业废水中的钴。研究结果将为天然水体痕量钴的富集及水体中钴的处理提供新的材料与方法。

关键词： 混凝土   早期非均匀变形   骨料性质   矿物掺合料   外加剂   数字图像相关法  

摘要： 在约束状态下混凝土发生的早期收缩变形是导致早期开裂的主要原因，而且混凝土是非匀质材料，通过测试混凝土早期非均匀变形才能体现出混凝土早期收缩的整体情况，数字图像相关法（DigitalImageCorrelation简称DIC）使得对混凝土早期非均匀变形测试成为可能。基于此，本文通过平板约束装置结合DIC研究了不同骨料性质、矿物掺合料（粉煤灰和矿粉）掺入、外加剂（减缩剂和膨胀剂）掺入对混凝土早期非均匀变形的影响规律。非均匀变形指标主要通过位移特征分布、主应变特征分布和正应变特征分布来体现。得出以下结论：　　（1）采用DIC对不同骨料级配的混凝土进行早期非均匀变形的测试，结果表明：单一粒径级配的混凝土在正应变分布图中只有收缩应变区域且最大收缩应变值最小，在最大主应变分布中也不存在拉伸应变区域且分布最均匀。连续级配的混凝土次之。间断级配的混凝土正应变中拉伸应变最大值最大，在最大主应变分布图拉伸应变区域面积及拉伸应变值最大，最大主应变分布最不均匀。说明了单一粒径级配混凝土早期收缩变形最均匀且开裂风险最低，连续级配混凝土次之，间断级配混凝土早期收缩变形最不均匀且开裂风险最高。　　（2）不同骨料粒径和骨料体积对混凝土早期非均匀变形的影响如下：在骨料粒径为5mm～20mm范围内，随着粗骨料的粒径增大，正应变分布图中逐渐出现拉伸应变区域，最大主应变分布图中拉伸应变区域面积以及拉伸应变值逐渐增大，分布越来越不均匀。说明了在骨料粒径为5mm～20mm范围内，骨料粒径越大，混凝土早期收缩变形就越不均匀，开裂风险越大。在粗骨料体积分数25%～45%内，随着粗骨料体积分数增大，正应变中拉伸应变和收缩应变最大值逐渐减小，最大主应变分布图中拉伸应变区域面积以及拉伸应变值逐渐减小。说明了在粗骨料体积分数25%～45%内，骨料体积越大，混凝土早期收缩变形越均匀，开裂风险越小。　　（3）不同掺量的粉煤灰和矿粉在DIC测试下，结果表明：在粉煤灰掺量为10%～30%范围内，随着粉煤灰掺量的增大，正应变中拉伸应变最大值先增后减，最大主应变分布图中拉伸应变面积以及拉伸应变值先增后减。在矿粉掺量为10%～20%范围内随着矿粉掺量的增大，正应变的拉伸应变最大值逐渐减小，最大主应变分布图中拉伸应变面积以及拉伸应变值明显减小。粉煤灰、矿粉掺入虽然都能降低混凝土早期收缩变形，但是使混凝土早期收缩变形越来越不均匀，加大了混凝土早期的开裂风险。在本文中，粉煤灰和矿粉掺量分别为10%和20%，减缩效果最佳。　　（4）采用DIC对不同膨胀剂和减缩剂掺量对混凝土早期非均匀变形测试，结果表明：在膨胀剂掺量为4%～6%范围内，随着膨胀剂掺量的增大，混凝土正应变中拉伸应变最大值和收缩应变最大值也逐渐增大，最大主应变分布图中伸应变面积以及拉伸应变值明显增大。说明合理掺量的膨胀剂对混凝土能起到很好的补偿收缩效果，能使混凝土早期收缩变形越来越均匀。在减缩剂掺量为1%～2%范围内，随着减缩剂掺量的增大，正应变中拉伸应变最大值和收缩应变最大值也逐渐减小，说明减缩剂能降低混凝土早期收缩变形，2%比1%减缩效果更佳。