混凝土热力学特性和收缩特性的宏细观研究

介绍了三种有代表性的混凝土细观力学数值模型,总结了混凝土热力学特性的影响因素及新兴预测技术的研究情况,阐述了温度收缩和自收缩两种变形的发生机理、模型预测及近年研究热点.评述了研究中存在的问题并对未来发展趋势提出了建议.     

超大拱式变截面渡槽收缩徐变影响研究

以跨径200m的超大跨径变截面拱式渡槽的结构设计为例,通过建立有限元模型,对渡槽主拱圈的分段分环施工全过程进行了收缩徐变分析。结果表明,徐变收缩可引起较大的后期变形,对渡槽竖向位移影响显著。建议在超大跨拱式渡槽预拱度设计时,应充分考虑混凝土的收缩徐变对变形的影响,采取分段分环施工并在拱脚处使用微膨胀混凝土以减小收缩徐变的影响,并采取相应措施控制渡槽线形。     

混凝土早龄期收缩开裂细观力学机理研究

缓减混凝土早龄期收缩开裂是提升混凝土结构耐久性和防水性能的关键环节,对此研究了基于细观力学的混凝土早龄期收缩开裂机理。采用随机骨料模型对混凝土内粗骨料、砂浆和界面过渡区(ITZ)进行参数化建模生成混凝土细观结构,建立混凝土细观数值模型,针对现行试验规范,确定模拟所需力学参数并验证计算方法。结果表明,混凝土早龄期的收缩应变随时间的变化趋势受粗骨料随机分布的影响不大,不同分布形式下的混凝土24 h收缩应变值最大相对误差为7%;平板混凝土试件早龄期的收缩裂缝沿着裂缝诱导器尖端区域的ITZ单元发展,不同粗骨料分布形式下的裂缝面积最大相对误差为9.5%。     

配筋方式对混凝土沟盖板早龄期收缩特性的影响

混凝土沟盖板早龄期收缩变形所引起的开裂问题普遍存在,而配筋方式是其中的重要影响因素。为此,依据某电力公司沟盖板原配筋方案及其优化配筋方案,基于ABAQUS有限元软件模拟分析了不同配筋方式对混凝土沟盖板早龄期收缩特性的影响,并计算了沟盖板于相应龄期发生开裂的环境温差阈值。结果表明,横向构造钢筋拉通不利于混凝土抵抗早龄期收缩应力;在相同配筋情况下,增设钢丝网不利于混凝土抵抗早龄期收缩应力;配筋率增大、钢筋与角钢框焊接均不利于混凝土抵抗早龄期收缩应力。     

配筋方式对混凝土沟盖板早龄期收缩特性的影响

混凝土沟盖板早龄期收缩变形所引起的开裂问题普遍存在,而配筋方式是其中的重要影响因素。为此,依据某电力公司沟盖板原配筋方案及其优化配筋方案,基于ABAQUS有限元软件模拟分析了不同配筋方式对混凝土沟盖板早龄期收缩特性的影响,并计算了沟盖板于相应龄期发生开裂的环境温差阈值。结果表明,横向构造钢筋拉通不利于混凝土抵抗早龄期收缩应力;在相同配筋情况下,增设钢丝网不利于混凝土抵抗早龄期收缩应力;配筋率增大、钢筋与角钢框焊接均不利于混凝土抵抗早龄期收缩应力。     

自收缩对地下室长墙早期应力的影响

自收缩是影响混凝土抗裂性能的一个重要参数,采用三维混凝土温控防裂有限元程序,分析了不同收缩终值、收缩速率对某工程地下室长墙早期应力的影响。结果表明,墙体早期应力对自收缩终值和自收缩发展速率的影响均十分敏感,较大自收缩终值在墙体后期易产生较大拉应力,而较大自收缩发展速率早期易产生较大应力,且拉应力龄期提前,在实际工程中应采取相应措施以减小自收缩、控制其发展速率,从而减小墙体出现裂缝的可能性。     

补偿收缩混凝土对污水处理厂工程裂缝的控制作用

本文针对污水处理厂工程钢筋混凝土的技术特点,介绍了工程中常采用的四种设计与施工方法,工程应用结果表明,采用补偿收缩混凝土对控制污水处理厂工程池体混凝土的早期收缩和有害裂缝是有明显的作用.     

具有收缩出口结构的新型循环流化床锅炉的试验研究

通过在冷态循环流化床模型上进行的大量试验研究,提出了强化循环流化床锅炉出口端头效应的方法,分析了收缩出口结构可以强化循环流化床锅炉出口端头效应的机理。结果表明：收缩出口结构的收缩度对循环流化床锅炉流动特性和传热特性的影响存在一个最佳值,一般最佳收缩度与循环流化床锅炉当量直径之比为0．5。这一新发现对循环流化床锅炉的设计和运行有着重要的意义。图9参5。     

反弧段急变流收缩断面水深计算方法

针对反弧段急变流收缩断面水深的计算问题,基于其动水压力分布规律,分析了考虑离心力作用项与常规计算所得的收缩断面水深的差异,并采用牛顿迭代法推导出考虑离心力作用项的收缩断面水深的迭代计算公式。同时,由水工模型试验验证了计算结果的合理性和准确性。     

大峡工程低微水泥混凝土徐变变形研究

本文结合大峡水电工程混凝土徐变变形资料,研究了补偿收缩型低热微膨胀水泥混凝土的自生体积变形、徐变变形及应办松驰系数等,并和其它工程资料进行了分析比较,为工程坝体温控计算提供了依据.     

东津面板堆石坝防浪墙伸缩缝变形异常的分析

东津面板堆石坝防浪墙伸缩缝错位变形严重、止水铜片被拉裂对面板堆石坝的防渗体系构成威胁。在深入分析结构特点和变形特性的基础上,建立大坝沉降变形的多测点时空分析模型,分析了防浪墙伸缩缝错位变形的主要影响因素和时效变化趋势,解析了面板堆石坝防浪墙伸缩缝变形异常的原因。     

混凝土热湿传导模型在结构早龄期裂缝分析中的应用

针对混凝土结构早龄期裂缝的产生机理,提出了混凝土三维有限元热湿传导数值计算模型,同时考虑了混凝土水化反应引起的温度变化、表面干燥失水造成的湿度非均匀分布及两者间的耦合作用,并在应力分析中采用Bazant双幂函数徐变模型考虑徐变对混凝土应力的影响.算例分析表明,该模型能很好地预测实际条件下混凝土温度、湿度变化和相应产生的应力,具有一定的工程应用价值.     

Computation of Thermal-Stresses and Contraction Joint Distance of RCC Dams

A new approach in 3D numerical modeling for unsteady phased thermal-stress analysis of a massive concrete hydraulic structure is presented. The temperature field is computed first, providing a drive for the unsteady, nonlinear, viscoelastic, stress-strain analysis. This model is devised with actual initial and boundary conditions, appropriate material properties, and the observed concrete placement schedule. The verification is based on the field investigations of the Platanovryssi dam. The results of a long-term analysis have shown close agreement with the observed dam conditions. The proposed model presents a reliable tool for thermal-stress computation and transverse contraction joint distance evaluation.     

掺粉煤灰对水工混凝土早期抗裂影响的探讨

本文分析探讨了影响水工混凝土早期抗裂性能的有利和不利因素,指出虽然掺粉煤灰后混凝土的早期强度和极限拉伸值有所降低,但综合考虑其它有利因素,掺粉煤灰混凝土的早期抗裂性能还是优于普通混凝土.     

冻融—碳化交替作用下混凝土耐久性试验分析

采用单面冻融法与碳化试验方法,对不同成型方式(透水模板成型和普通钢模成型)混凝土试样分别进行冻融—碳化交替作用和单因素作用的对比研究。结果表明,冻融—碳化耦合作用下混凝土的碳化能有效抑制冻融损伤,且其抑制作用随水胶比增大而增强;透水模板增强混凝土表面成型质量,其冻融损伤和碳化深度显著降低,碳化对冻融损伤抑制作用较普通钢模成型试样小。     

膨胀剂对面板坝混凝土减缩抗裂性能的影响

为验证和提高堆石面板坝面板混凝土的抗裂性能,以云南省某水库堆石坝面板混凝土为例,对比研究了3种典型膨胀剂(Ⅰ型和Ⅱ型硫铝酸钙类膨胀剂、氧化镁膨胀剂)对面板混凝土强度发展、早期非接触收缩、早期抗裂、干燥收缩和限制膨胀率的影响.结果 表明,3种膨胀剂在面板混凝土中的膨胀性能发挥差异较为明显,其中使用Ⅱ型膨胀剂的补偿收缩效果...     

大体积混凝土低热水泥与普通水泥基胶凝材料热学及力学性能对比研究

胶凝材料水化热是造成大体积混凝土温度裂缝的主因,工程中多采用低热水泥或掺加矿物掺合料的普通水泥基胶凝材料降低水化热,目前关于二者水化热降低机制及力学、热学综合性能的对比研究较少。系统测定不同粉煤灰、矿渣掺量下低热水泥和普通水泥基胶凝体系的水化热和抗压强度,对比分析二者在3、7d水化热条件下的热学、力学性能发展规律,建立热学、力学综合性能等值线图,为大体积混凝土胶凝材料选择提供参考。研究表明,在相同3、7d水化热条件下,掺加掺合料的普通水泥基胶凝材料早期水化热及放热速率低于纯低热水泥,适用于对早期强度要求较高的工民建大体积混凝土;低热水泥最终水化热低,后期强度增长率大,适用于设计龄期较长的水工大体积混凝土;根据温度控制或强度要求,通过综合性能等值线图,可直接确定水泥基胶凝材料的力学、热学最优性能及其组成,为大体积混凝土胶凝材料选择提供参考。     

石嘴山电厂扩建工程220 kV配电装置楼清水混凝土的施工评述

清水混凝土的外观质量要求较普通混凝土高 ,成型后可基本上消除质量通病。通过模板设计 ,并在施工中采取竹胶大模板、普通钢模板表面粘贴 PVC板、柱子角部安装弧形木线条、模板缝之间粘贴 5 mm厚海绵条等技术措施 ,使梁柱混凝土达到清水混凝土的质量标准     

高石粉含量水工混凝土干缩与微观结构的试验研究

为充分利用石粉资源,试验研究了灰岩人工砂中石粉含量(12%~28%)对水工混凝土干缩的影响,结合SEM、XRD、IR等微观测试技术,研究了石粉含量为15%、20%的水工混凝土的水化产物及其微观结构,探讨了石粉含量对水工混凝土干缩性能影响的微观机理。结果表明,不同石粉含量(12%~28%)的水工混凝土干缩率总体上呈现先增大后减小的趋势;灰岩人工砂中石粉具有活性效应,在一定程度上参与并促进体系的水化反应,改善了水工混凝土的微观结构;未参与水化反应的石粉起填充作用,使水工混凝土平均孔径减小,从而引起混凝土内部毛细管压力增大,使混凝土的干缩率增大。