基于温度-应力试验的混凝土早龄期应变分离及热膨胀系数计算

针对采用标准试验方法难以测试早龄期混凝土热膨胀系数、难以分离温度应变与自生体积应变问题,本文利用温度-应力试验的特点,引入第一零应力时间作为有效应变测试的起测点;建立了以等效龄期作为时间尺度并考虑温度影响的混凝土自生体积应变的数学模型,实现了自生体积应变与温度应变的分离;提出分两阶段考虑早龄期混凝土的热膨胀系数,在升温阶段和降温阶段混凝土的热膨胀系数均为常数。     

基于水化度的MgO混凝土自生体积变形计算模型

氧化镁膨胀量的计算模型大都为经验性公式,在应用上具有局限性.为此,从MgO水化反应的本质出发,在混凝土等效龄期和水化度概念的基础上,提出新的基于水化度的MgO混凝土自生体积变形计算模型.该模型反映了氧化镁混凝土膨胀的基本规律,又能很好地与试验数据吻合,可模拟经历任意温度过程的氧化镁的膨胀量.     

等效温差荷载法在膨胀型混凝土温度应力计算中的应用

本文提出虚拟温差及等效温差这一概念,并考虑了混凝土温差和自生体积变形的效应,结合有限单元法,采用等效温差荷载法对膨胀型混凝土的温度应力进行了计算。计算结果表明,如果选择合适的浇筑时间,采用适当的浇筑方法,混凝土自生体积膨胀变形达到一定的要求,即可以部分或全部补偿温降收缩变形,达到简化和改善温控措施的目的。应用本算法编制的程序,对东风工程基础深槽回填掺MgO混凝土的温度应力状态进行了仿真计算。     

早龄期混凝土热力学性能差异对应力的影响研究

针对目前对由混凝土热力学性能差异导致的结构温度应力缺乏认知的现状,依据现有理论,定性分析热胀系数差异和自生体积变形差异对混凝土早龄期温度应力的影响,并采用混凝土三维非稳定温度场和应力场有限元方法,对这一影响进行仿真计算和定量分析。结果表明,热胀系数差异和自生体积变形差异是早龄期混凝土结构产生不利拉应力不可忽略的因素,而自生体积变形差异有上下层自生体积变形差和内外自生体积变形差两种类别,其中前一种自生体积变形差主要取决于间歇时间,后一种自生体积变形差由内外层混凝土水化程度不同引起。     

考虑膨胀效应的超长钢筋混凝土结构应力数值

针对考虑混凝土自生体积膨胀效应的超长钢筋混凝土结构施工期温度应力的特点,提出 了基于分离式钢筋混凝土有限元模型及叠加原理的分步算法来计算其应力及应变。钢筋采用三维空间的杆系单元来离散,混凝土自生体积变形采用等效温度荷载来模拟计算。分步计算钢筋混凝土结构在常规荷载及自生体积变形作用条件下的应力应变场,再进行叠加即可得到结构的真实应力应变场。以南水北调中线工程某泵站厂房超长底板为例对该算法进行了验证,结果表明该方法理论思路清楚,能够较好地反映结构的真实受力特性,适合于工程应用。     

掺氧化镁混凝土建造高碾压混凝土重力坝的温度补偿计算方法

本文探讨了大坝混凝土掺氧化镁后温度徐变应力的变化规律,建立了考虑温度历时效应的氧化镁微膨胀混凝土仿真计算方法,计算中考虑了温度对混凝土自生体积变形的影响,严格按照混凝土龄期和温度场的分布状况,选取与之相对应的自生体积变形增量。并以一工程为实例,比较了坝体混凝土掺或不掺氧化镁的温度徐变应力的不同。得出的结论认为,在大体积混凝土内部,掺氧化镁能够起到补偿温度应力的作用,但是,对靠近边界部位的混凝土,由于混凝土表面一定范围内的温度梯度较大,加之边界周边环境因素的影响,如没有采取有效的表面保护措施,将会引起局部膨胀量的不一致,从而削弱掺氧化镁的补偿作用,甚至有可能增加局部混凝土的拉应力,引起早期表面裂缝。     

外掺MgO混凝土自生体积变形反正切曲线模型参数计算式的改进

根据近年来MgO混凝土研究与应用的新发现,对外掺MgO混凝土自生体积变形反正切曲线模型的参数计算式进行改进,将外掺MgO混凝土在龄期90 d的自生体积膨胀量特征值ε₉₀改进为以混凝土在龄期180 d的自生体积膨胀量ε₁₈₀为特征值。结果表明:利用改进后的参数计算式计算的外掺MgO混凝土自生体积变形,在龄期150 d以后的拟合值与实测值更加接近,偏差率一般为2%～7%,甚至<1%;极限膨胀量减少4×10^-6～7×10^-6,与实际也更加接近。改进的计算式可供广大工程技术人员和科研人员参考。     

微膨胀混凝土自生体积变形的计算模型和试验方法

本文提出计算微膨胀混凝土自生体积变形的室内试验结果与现场实际值差别的方法并建立了考虑这一差别的自生体积变形计算模型，指出了后 期膨胀的重要影响。最后提出了氧化镁混凝土的高温快速试验方法。     

粉煤灰对MgO混凝土长龄期自生体积变形的影响

为了探索粉煤灰对MgO混凝土长龄期自生体积变形的影响规律,在室内测试了长达4a龄期的不同粉煤灰掺量的MgO混凝土的自生体积变形,并从部分试件中钻孔取芯进行电镜扫描观测及能谱分析。结果表明:随着龄期的延长,粉煤灰对MgO混凝土的长龄期自生体积膨胀变形的抑制作用增强,且粉煤灰对一、二级配MgO混凝土的长龄期自生体积膨胀变形的抑制作用强于三级配MgO混凝土。同时,掺入适量粉煤灰后,长龄期MgO混凝土的微观结构更加致密。     

考虑自生体积变形计算混凝土的温度应力

在水利水电工程的结构设计中，以往计算混凝土结构的温度应力不考虑混凝土自生体积变形，这将产生的较大误差，尤其是计算补偿收缩混凝土结构的温度应力时误差更为显著。为消除这种误差，我们提出了一种处理混凝土自生体积变形的温度应力方法。其原理是把混凝土的自生体积变形换算成等效温差，然后把这一等效温关同实际温差相叠加，再按一般方法的方法进行温度应力计算。已用该法计算了一些工程实例，所得结果与原型观测结果颇为一致     

微膨胀抗冲磨混凝土早期徐变理论与试验研究

早期徐变特性是开裂敏感性评价中很重要的因素,为建立精度更高的微膨胀抗冲磨混凝土早期徐变模型,提高早期混凝土应力计算精度、裂缝预测和控制的能力,本文基于丹麦标准TI-B102(95)的徐变试验测试方法,针对混凝土早龄期徐变测试需要,将初始加载龄期从3d提前到20h左右、将龄期3d前的加卸载周期加密至1 d左右和每10 min自动采集变形数据3个方面,对丹麦技术研究所提出的早期徐变测试方法做进一步改进;通过间歇式加卸荷载的特殊加载方式,在大量试验数据的拟合和优化基础上,得到早期徐变模型的黏性和弹性系数,获得了拟合相关性系数大幅度提高(达到0.96)的早期黏弹性模型。该方法的引用和改进,可以弥补目前国内在早期徐变测试领域的空白。     

长龄期MgO混凝土自生体积变形与水泥基材料压蒸膨胀变形的关联性

针对水利水电工程挡水坝常用的三级配粉煤灰混凝土,采用压蒸试验、自生体积变形观测、压汞分析、电镜扫描、X射线能谱等方法,对水泥砂浆、一级配混凝土的压蒸膨胀变形与龄期长达6 a的三级配外掺MgO混凝土自生体积变形的关联性进行了研究。结果表明:外掺MgO混凝土的自生体积膨胀变形与水泥砂浆、一级配混凝土的压蒸膨胀变形没有关联性。现行以水泥砂浆试件或一级配混凝土试件的压蒸膨胀变形曲线拐点或压蒸膨胀率为0.5%确定的坝体混凝土的MgO极限掺量,虽能够保障混凝土大坝安全运行,但未能反映外掺MgO混凝土膨胀变形的实际情况。     

MgO混凝土自生体积变形影响因素分析

自生体积变形是MgO混凝土在工程应用中最重要的性能之一。系统研究了MgO膨胀剂品种和掺量、水泥品种、骨料种类、粉煤灰掺量等原材料以及水胶比对龄期长达1 400 d的MgO混凝土自生体积变形性能的影响。结果表明：掺入4%～6%、活性反应时间为50～200 s的MgO膨胀剂后,混凝土的自生体积变形经过2 a左右逐渐趋于稳定,无倒缩或不收敛现象;水泥中MgO含量并不能真实反映产生有效膨胀的方镁石含量;骨料长期吸水率与MgO混凝土的自生体积变形存在着良好的对应关系,骨料吸水率越高,其MgO混凝土自生体积膨胀变形越小。     

高拱坝大体积混凝土自生体积变形回归分析——以溪洛渡水电站为例

在大型水电工程施工过程中,对混凝土的自生体积变形要求日趋严格。准确掌握混凝土自生体积变形,对结构防裂和改善内部应力状况有重要作用。以溪洛渡水电站为例,通过对坝段中布设的无应力计观测数据进行回归分析,得出了更接近实际值的自生体积变形,充分了解了坝体混凝土温度变形的实际线膨胀系数以及自生体积变化规律,通过与室内实验结果比较,发现回归分析结果与实际较为吻合。      

江垭大坝应力应变监测资料分析

通过对江垭大坝5向应变计组、无应力计实测数据物理量换算,利用变形法反推应力,得出了江垭大坝混凝土无应力计线膨胀系数、自身体积变形和应变计组实际应力,并对实际应力分布情况进行了分析,得出了江垭大坝重点部位应力应变情况。     

外掺氧化镁碾压混凝土试验研究

试验研究了外掺氧化镁碾压混凝土的变形及抗冻抗渗性能，试验表明：外掺氧化镁碾压混凝土自生体积变形具有明显的温度效应，集料对自生体积变形有抑制作用，外掺氧化镁碾压混凝土抗冻和抗渗性能均有所降低，细观观察氧化镁水化的崩解可以解释抗冻抗渗性能降低的原因。     

掺MgO混凝土自身变形的温度效应试验及其应用

论述不同试验温度条件下ＭｇＯ 混凝土的自生体积变形，给出了温度与自生体积变形的关系式，并介绍了温度突变时对新老混凝土体积变形的影响．试验研究表明，ＭｇＯ 混凝土自生体积变形的膨胀变形速率和膨胀量随温度的增高而增大；在气温骤降情况下，外掺ＭｇＯ 混凝土的自生体积膨胀变形是稳定的、不可逆的，也不会产生收缩现象．