部分约束条件下中低水灰比混凝土开裂的预测

通过自制的混凝土环形约束收缩试验装置,对部分约束条件下中低水灰比(0.30,0.35和0.40)混凝土内部(环向)拉应力及拉应力水平的发展规律进行了研究,建立了通过拉应力水平预测混凝土早期开裂的预测模型.研究结果表明,部分约束条件下混凝土早期拉应力水平的安全控制值为50%;当早期拉应力水平超过55%时,混凝土发生开裂的危险性较大.对于拟用于工程中的混凝土,可在试验室条件下对其进行部分约束收缩试验,然后依据开裂预测模型预测其工程应用后的开裂情况.     

混凝土的早期收缩机理与开裂条件研究

对混凝土收缩的研究进行了总结,并在此基础上对混凝土产生收缩的机理进行了深入探讨。混凝土产生收缩的原因是由于自干燥导致的弯液面曲率半径的减小和表面张力的提高。混凝土在发生开裂时的拉应力小于当时混凝土的劈裂抗拉强度。环形约束时,当拉应力达到劈裂抗拉强度的55%~62%时,混凝土发生开裂。试验室中可以根据约束混凝土拉应力的发展趋势和开裂的时间来预测工程中混凝土发生开裂的可能性。     

混凝土环收缩开裂试验研究及理论预测

为了揭示受约束混凝土内部的应力发展情况，以便更好地预测混凝土的开裂时间，本文在前人理论分析混凝土环收缩开裂的基础上，综合考虑了自由收缩、徐变、约束度和弹性模量等因素对混凝土环开裂的影响，推导出混凝土环应力公式。将混凝土环应力公式与最大抗拉应力破坏准则相结合，预测混凝土环开裂时间。预测得到的开裂时间与混凝土环约束试验的实测结果吻合良好。     

高性能混凝土自由收缩与限制收缩(Ⅰ)

对近十年来国内外针对高性能混凝土收缩与限制收缩的研究工作进行了总结。混凝土的早期开裂与混凝土的收缩是密不可分的,从材料和工艺方面存在着诸多的影响因素。当收缩部分或全部受到约束时,混凝土内部的自生拉应力随之产生。混凝土在硬化早期表现为明显的粘弹性能,所以,在这一拉应力作用下,混凝土将随之产生蠕变。混凝土在早期是否开裂取决于收缩和蠕变的综合作用。     

混凝土干燥收缩开裂评价及其试验新方法

介绍了一种评价混凝土收缩开裂的试验和评价方法,该法能够准确测量约束状态下混凝土干燥收缩时其内部产生的拉应力,特别是能够客观评价补偿收缩混凝土在弹性限制条件下抵御收缩应力的能力;提出了干燥收缩开裂概率C的概念,并将混凝土发生干燥收缩开裂的概率划分为C≥60%(高开裂风险),40%≤C<60%(中等风险)和C<40%(低风险)三种状态;试验表明,补偿收缩混凝土能够在混凝土中建立一定的自应力,可以有效降低混凝土的干燥收缩开裂概率。     

提高混凝土抗裂性的几点措施

1 混凝土开裂原因 混凝土的开裂主要是由于混凝土中拉应力超过了抗拉强度(或者说拉伸应变达到或超过了极限拉伸值)而引起的.混凝土的干缩、降温冷缩及自生体积收缩等收缩变形,受到基础及周围环境的约束时,在混凝土内引起拉应力,并可能引起混凝土的裂缝.     

混凝土在环形约束条件下的力学行为分析

介绍了一套高性能混凝土的约束收缩试验方法。用这种方法可以在试验室确定混凝土或砂浆的开裂龄期,以及因收缩被约束而产生的拉应力。试验采用了一套装有应变计的环形装置来分析混凝土在早龄期受拉时的力学行为。文中论述了混凝土约束收缩的测量方法和自生拉应力、弹性应变和徐变的量化的数学计算方法。     

高性能混凝土板式构件的早期收缩特性及预测模型

以桥面板等高性能混凝土板式构件为研究对象,通过实验测试了板式构件不同截面厚度位置处早期收缩分布情况,探讨混凝土早期收缩变形与温度、湿度发展过程。结果表明,混凝土板式构件的内部厚度方向不同位置处的相对湿度随龄期都呈现逐渐减小趋势,并呈现两阶段特征,同时,混凝土板式构件早期收缩变形厚度方向不同步,导致板式构件表面产生拉应力,当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度时,混凝土表面就会出现浅层裂缝,这与实际工程中发现的板式构件表面开裂情况相吻合。混凝土板式构件早期收缩变形与相同配合比混凝土的早期自由收缩变形进行比较,引入相对约束度并建立了混凝土板式构件早期收缩变形的预测模型,并验证了该模型的准确性,其特点是能预测高性能混凝土板式构件不同截面厚度位置的早期收缩变形,对控制混凝土桥梁板式结构的早期收缩裂缝具有实际意义。     

混凝土早期开裂敏感性评价

温度变形和自生收缩变形等受约束形成的拉应力,是引起混凝土早期开裂的主要驱动力;单轴约束试验是试验室评价混凝土早期开裂敏感性的有效方法。文章通过温度-应力试验分析混凝土早期开裂的机理,并探讨了温度历程和自生收缩变形对混凝土开裂敏感性的影响。     

间歇浇筑板式混凝土的早期约束收缩效应分析

以桥梁高性能混凝土为研究对象,测试老混凝土约束下新混凝土板的收缩变形。通过试验分析界面粗糙度对其影响,并考察混凝土内部早期温、湿度变化与收缩应变的关系,分析养护时间对混凝土材料收缩应力的影响。结果表明:老混凝土约束下的新混凝土厚度随新老混凝土黏结界面粗糙度的提高而增大,新混凝土内部拉应力随界面粗糙度的提高而降低,但新、老混凝土界面粗糙度对黏结面处的收缩影响不显著;距黏结面越近的截面收缩应变越小,在黏结面处达到最小,表现出显著的不均匀性,并随龄期逐渐增大。延长养护时间可减小混凝土收缩变形和内部由于不均匀收缩导致的拉应力,降低混凝土板早期开裂的风险。     

膨胀剂对约束条件下UHPC早期抗裂性能影响的试验研究

超高性能混凝土(UHPC)在钢桥面铺装结构中由于铺装材料受到钢板、栓钉等的约束,加上材料本身水胶比小,更易收缩,早期容易承受拉应力导致开裂。通过在拌和过程中添加膨胀剂可以起到减小收缩的作用,但该方法对于约束条件下的UHPC铺装的早期抗裂性能提升是否有促进作用,仍需通过更多试验进行合理评估和深入研究。通过圆环法对3组不同配方的UHPC在均匀约束条件下的早期抗裂性能进行定量测试,并将试验数据进行回归分析和计算,得到了各组的平均应力发展速率,进而评估了各组的开裂风险等级。试验结果表明,通过在UHPC中加入适量膨胀剂,可使其最终收缩应力减小,并可降低其收缩应力发展速率,进一步降低其在约束条件下的开裂风险。     

约束程度与混凝土早期开裂敏感性评价

收缩变形是混凝土早期开裂的驱动力,然而是否会发生开裂还与约束条件密切相关。此外,初龄期混凝土力学性质的发展也受约束程度影响。采用了单轴约束试验方法,分析了不同约束程度下混凝土约束应力、松弛性质和弹性模量的发展,并讨论了约束程度对早期开裂敏感性评价的影响。     

自密实混凝土自生约束收缩开裂性能试验研究

通过钢环内壁贴应变片的环形约束收缩试验,研究了自密实混凝土由自生收缩引起的受力和开裂性能.以不同掺量的粉煤灰、矿渣单掺和复掺为主要因素,研究了自生约束收缩下自密实混凝土试件的钢环应变随龄期的发展规律,分析了钢环应变、混凝土有效自生收缩应变、混凝土收缩应力、开裂风险系数的相互关系.结果表明:单单自生收缩足以导致自密实混凝土环开裂,粉煤灰等量替代水泥能有效降低由自生约束收缩引起的混凝土应力,但掺量过高时混凝土的抗拉强度会明显下降;矿渣等量替代水泥或粉煤灰使混凝土的自生收缩应力增大,抗拉强度略有增加;混凝土环开裂时试件开裂风险系数为1.00~1.25,掺和料对开裂风险系数有影响.     

混凝土早期徐变对开裂敏感性的影响

混凝土的开裂敏感度主要是由早期应力发展决定,早期徐变是影响由自生收缩与温度变形引起的混凝土约束应力发展的重要因素。研究了约束条件下混凝土的早期徐变松弛性质,以及应力松弛对混凝土早期开裂敏感性的影响。     

基于水化度和约束状态下拉伸徐变特征的早龄期混凝土内应力预测

为研究约束状态下早龄期混凝土的拉伸徐变性质,建立了基于水化度并考虑约束状态的早龄期混凝土拉伸徐变模型,推导出三维空间应力增量和应变增量关系式。对密闭状态下4组混凝土在不同养护温度下的自由收缩和约束应力发展进行了实测,应用实测结果推算模型参数,并验证了算法的正确性。最后用于某地下通道墙体约束应力发展的计算,并与由B3徐变模型得到的应力结果作了比较。研究结果表明:建立的基于水化程度并考虑约束状态的拉伸徐变模型较传统的B3徐变模型能够更好地体现混凝土早龄期的应力松弛效应,可用于约束状态下混凝土结构早龄期内应力发展预测,有助于对早期开裂风险进行正确评估。     

轻集料混凝土干燥收缩影响因素及开裂评价方法

采用测试内约束收缩应力的方法研究了表观密度、水灰比、轻集料品种、不同矿物掺合料及约束程度对轻集料混凝土干燥收缩开裂的影响.结果显示,轻集料混凝土表观密度的降低增大了干燥收缩开裂的趋势,过低或过高的水灰比对干燥收缩开裂均有不利影响,轻集料种类则对收缩应力有一定影响;粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰的掺入降低了收缩开裂风险,混凝土收缩开裂概率随着约束程度提高明显增大.     

大体积混凝土底板水化热数值计算研究

综合考虑对流边界条件、水泥水化放热、混凝土强度时变增强等因素,采用Midas有限元软件对厚度为3m的大体积混凝土底板水化热进行数值计算。通过算例分析表明:水泥水化反应初期,混凝土温度升高,表面受拉,内部受压,混凝土表面中心位置受到的拉应力最大;水化反应后期,混凝土降温收缩,外部混凝土由受拉变为受压,内部混凝土则由受压变为收缩受拉,混凝土内部收缩与外表面约束共同作用下将形成拉应力集中区。通过对算例优化设计,减少水泥用量并控制水泥水化热,降低了混凝土的开裂风险。     

钢板-混凝土组合剪力墙混凝土开裂原因分析

结合目前超高层建筑中通常采用的钢板-混凝土组合剪力墙结构特点,介绍了该类结构的开裂因素,并采用数学方法描述了钢板与混凝土在水化阶段的变形协调性问题;讨论了钢板初始温度与混凝土浇筑温度差异的3种情况;对钢板与混凝土相互约束状态下的应变发展规律进行较为详细的阐述,指出应变发展规律与温度发展规律基本一致,混凝土在温升阶段产生拉应力,降温阶段产生压应力,并逐步消除温升阶段积累的拉应力;在数学分析基础上提出了该类结构的防裂要素,并结合工程实例进行了初步验证。     

混凝土膨胀剂的研究与应用

1　概述混凝土的裂缝是混凝土工程最为常见的缺陷。混凝土出现裂缝的原因多种多样 ,通常是由于混凝土发生体积变形 (包括不均匀沉降 )时受到约束 ,或者是由于荷载作用下 ,混凝土内部产生过大的拉应力或受拉应变而产生。调查表明工程实践中的结构物中 ,体积变形引起的混凝土裂缝占 80 %左右[1] ,其中收缩引起的裂缝最为常见。目前 ,混凝土中高标号水泥与大掺量矿物掺合料的应用以及混凝土的施工质量等因素 ,造成的混凝土开裂现象非常严重。多数裂缝是混凝土硬化前塑性收缩与自收缩或硬化后的温度收缩和干燥收缩引起的裂缝。混凝土的裂缝由非…     

辅助胶凝材料对混凝土开裂行为的影响及评价

本文分析比较了测定收缩开裂的典型试验方法和装置,采用ANSYS6．1有限元计算了椭圆环约束开裂自动检测装置其干燥条件下内外边界应力分布,论述了该方法用于评价混凝土试件早期约束状态下由于干缩变形导致开裂的测试方法的合理性和可行性。提出了初始开裂时间(ICT)并结合混凝土的干缩、抗折强度、抗压强度等测试结果,综合评价混凝土在非荷载作用约束条件下及荷载作用下的抗裂性能。利用上述测试方法和评价体系,试验研究了辅助胶凝材料(SCM)对混凝土抗裂性能的影响。