混凝土早龄期性能与裂缝控制

从混凝土微观结构出发,研究普通混凝土、高性能混凝土成型过程的时变温度场;对裂缝持续增长的早龄期混凝土物理、力学特性进行深入、系统的研究;综合考虑混凝土材料、结构特征,研究混凝土结构早期裂缝的成因机理、分析方法与控制措施;提出裂缝开展的预测和控制方法,建立裂缝扩展过程的损伤模型;在理论分析与试验研究的基础上,总结了混凝土早龄期的水化、温度、收缩、徐变、力学性能和断裂性能随时间的发展规律;综合分析各种因素对混凝土早期开裂的影响,推导了混凝土结构内部应力的增量计算方法。对室内试验与实际工程的研究表明：对混凝土早期开裂的分析应该是对混凝土温度、收缩、徐变、力学性能、结构特征等因素的综合动态分析,提出的混凝土早龄期开裂分析模型与试验结果吻合良好,采用理论模型结合数值模拟的方法可以有效提高分析过程的效率与准确性。图18参22     

高性能混凝土早龄期拉伸特性试验研究

通过自行设计的试验装置对三种不同配合比的高性能混凝土在3d龄期以内的极限拉应变、拉伸徐变、抗拉强度和拉伸弹性模量等与混凝土早期开裂密切相关的材料特性进行试验研究。试验结果表明:所采用的试验方法可有效地用于评价早龄期高性能混凝土的轴向拉伸特性;硬化过程中高性能混凝土的极限拉应变极高,并随龄期迅速递减至最小值,之后缓慢回升并渐趋稳定;加载龄期越早,高性能混凝土的拉伸徐变发展越快,量值越大;1d龄期内高性能混凝土的抗拉强度、拉伸弹性模量发展极为迅速。     

早龄期混凝土徐变性能和损伤发展研究

混凝土的徐变性能和损伤发展对于混凝土结构的耐久性有重要影响。混凝土徐变往往是混凝土裂缝萌生的起源,是结构预应力损失及应力重分布的原因。徐变对混凝土性能的影响在混凝土的早龄期阶段更为明显。为此,进行了早龄期混凝土梁的三点弯曲断裂和徐变试验,来揭示早龄期混凝土梁的徐变发展规律以及徐变对混凝土损伤发展的影响。之后,从细观层面对混凝土梁的徐变及损伤发展进行了数值模拟,并得到了混凝土梁裂缝扩展的过程。试验和数值模拟结果表明早龄期混凝土更容易发生徐变变形;低应力水平下的徐变没有对早龄期混凝土的损伤发展产生明显影响;混凝土徐变产生的微裂缝出现在水泥砂浆与骨料颗粒的交界面处。     

温湿度耦合作用下细观尺度混凝土裂缝扩展仿真

早龄期混凝土拆模后易出现不同程度的裂缝,这在影响结构美观的同时,为后期承载埋下了隐患。为研究混凝土早龄期裂缝扩展机理,本文借助试验和仿真手段展开了分析。首先,以3组大体积混凝土构件为试验对象,借助温湿度数据采集系统对早龄期阶段混凝土裂缝扩展规律展开了试验研究;其次,提出了一种模拟温湿度耦合作用的实用新方法,对温湿度梯度引起的构件应力等问题进行了数值仿真;最后,基于细观尺度模型,编制了温湿度耦合作用下混凝土裂缝扩展程序,对早龄期混凝土开裂行为进行了数值模拟,并将模拟结果与试验对比。分析表明,早龄期裂缝集中出现在水化热反应最剧烈的阶段,裂缝形态以横向裂缝为主,分布呈现高随机性特征。数值仿真在一定程度上正确反映了试验结果。     

高性能混凝土早龄期轴向拉伸特性

采用经改进的轴向拉伸试验装置对三种不同水灰比的高性能混凝土早龄期的抗拉强度和拉伸弹性模量等拉伸特性进行了实验研究.结果表明,所采用的试验装置和试验方法能较有效地评价硬化过程中高性能混凝土的轴向抗拉特性;早龄期高性能混凝土的抗拉强度发展迅速,轴心抗拉强度约为同龄期劈裂抗拉强度的0.96倍;高性能混凝土早期拉伸弹性模量的发展比抗拉强度的发展更快.     

早龄期再生块体混凝土抗压性能试验研究

分别探讨了龄期和不同取代率对再生块体混凝土抗压性能的影响，其中包括立方体抗压强度、圆柱体抗压强度、弹性模量和应力-应变曲线。结果表明：当再生块体取代率不高于30%时，不同龄期下立方体、圆柱体试件抗压强度均随再生块体取代率增大而提高。特别是当龄期为1 d时，最大增长幅度达到79%。此外，再生块体的掺入也能提高早龄期弹性模量。基于试验结果，得到了再生块体混凝土早龄期抗压强度的预测式。最后，通过研究再生块体混凝土微观结构随龄期增长的发展情况可知，再生块体旧水泥石-骨料界面过渡区是再生块体混凝土的最薄弱环节。     

混凝土早龄期性能与裂缝控制研究

混凝土在建筑施工时有很大的用处,并一定程度上影响着建筑物的质量。本文通过探讨混凝土的早龄期性能,围绕混凝土的早期开裂机理、损伤塑型与弥散裂缝模型、早龄期温度裂缝控制与数值模拟、混凝土的结构开裂、混凝土早期裂缝控制的具体应用六个方面展开讨论,希望对混凝土的早龄期裂缝控制有一定的掌握。     

应用双参数模型法研究早龄期混凝土的断裂特性

本实验采用了RILEM推荐的"双参数模型"(TPM)研究了早龄期混凝土的临界应力集中因子K5IC和临界裂缝尖端开口位移CTOD这两个断裂参数.试验同时采用高强混凝土和一般强度混凝土作为试验对象,至少取4根同一龄期的混凝土用于试验.试验龄期为12小时,1天,2天,3天,7天和28天.试验结果表明相对于成熟混凝土来说,早龄期混凝土的这两个参数值比较低;在同一龄期,高强混凝土的这两个参数值要比一般强度混凝土的对应值要高.     

商品混凝土的早期轴向拉伸试验研究

利用自行研制的试验装置进行了早龄期商品混凝土的轴向拉伸试验,成功地解决了混凝土试验对中困难的难题。分别得出了轴心抗拉强度和受拉弹性模量随龄期的发展变化规律,并在试验数据的基础上经过回归分析分别得出了轴心抗拉强度和受拉弹性模量随龄期增长的经验公式,为进一步防止和控制混凝土结构的早期裂缝提供了准确可靠的力学性能参数。     

早龄期C40钢纤维自密实混凝土强度及弯曲性能研究

为保证钢纤维自密实混凝土（SFRSCC）的高性能,通过相关试验,研究了早龄期C40的SFRSCC强度及弯曲性能。试验龄期为12 h,24 h,3 d,7 d,28 d。基于缺口试验梁在三点弯曲情况下的荷载—位移（F—δ）关系,得到了SFRSCC的应力—裂缝开口位移（σ—w）关系三线性曲线,结合有限元软件分析了SFRSCC的龄期对断裂参数的影响。结果表明,SFRSCC的强度及弹性模量随龄期的增长而有所提高,钢纤维的掺入主要提高了混凝土的韧性。峰值后的抗压强度衰减趋势随混凝土龄期的延长而急剧增大。三线性的σ—w曲线能够很好地描述弯曲试件的荷载—位移发展形态。