碾压混凝土的抗裂性能

为研究碾压混凝土抗裂性能,分析了碾压混凝土弹性模量、极限拉伸、徐变变形、干缩、自身体积变形、温度变形等的变形特性,通过与常态混凝土的比较,说明碾压混凝土具有较好的抗裂性能;提出抗裂参数,通过初步试验证明其合理性,其值越大,混凝土的抗裂性能就越好;二级配碾压混凝土的抗裂性能优于三级配碾压混凝土的抗裂性能。随着龄期的增加,碾压混凝土的抗裂性能将得到提高。     

碾压混凝土抗裂性能研究

碾压混凝土的抗裂问题如今已越来越被人们重视。研究表明：改善碾压混凝土的界面过渡区，提高混凝土用水泥韧性，选用优质骨料，提高混凝土的强度及添加外剂可以提高碾压混凝土的抗裂性能。影响碾压混凝土抗裂性能的因素很多，有的甚至相互交叉影响。为了全面准确又简单明了地评价碾压混凝土的抗裂性能，根据碾压混凝土的结构特性和变形性能，提出了用于评价碾压混凝土抗裂能力的指标－抗裂参数Φ。通过试验表明，用抗裂参数作为评价碾压混凝土的抗裂能力的指标是合适的。这对实际工程中提高碾压混凝土的抗裂能力具有指导意义。     

混凝土增强密实剂WHDF在碾压砼中生产试验研究

WHDF混凝土增强密实(抗裂)剂是一种新型的高性能混凝土外加剂.经实验室掺WHDF混凝土性能测试结果表明,WHDF不仅能改善混凝土的力学性能、抗裂性能、抗渗性能及耐久性能,提高混凝土的质量,还能较大幅度地节省胶材用量.为了克服碾压混凝土强度较低,抗渗性能差的缺点,进一步提高工程质量,由武汉化工学院主持,在高坝洲二期下游碾压混凝土围堰施工现场进行WHDF生产性能试验.机口取样试验结果与实验室试验结果基本一致,同时,现场施工表明,仅掺WHDF一种外加剂,操作工艺得到简化,无须增加辅助设备,便于施工.     

混凝土面板抗裂性能的时间效应

通过抗裂试验研究分析及多方面的资料综合与论证，提出混凝土面板的抗裂性指数η作为评价面板混凝土抗裂性能的指标，且η越大，抗裂性能越好。在此基础上，对混凝土面板抗裂性能的时间效应进行了深入研究，并得出混凝土面板的抗裂性能随时间的变化规律。     

面板堆石坝面板混凝土抗裂性能分析

为了解决面板堆石坝面板混凝土的裂缝问题,分析了混凝土产生裂缝的主要原因,并根据小河电站面板堆石坝面板混凝土的特点,研究了温变荷载和混凝土外加剂对面板混凝土抗裂性能的影响.从工程设计的角度提出了合理选择混凝土浇筑季节,有效降低温变荷载和采用WHDF混凝土增强密实（抗裂）剂,提高混凝土自身抗裂性能等措施.使小河电站面板混凝土无一收缩裂缝产生,为提高面板混凝土的抗裂性能提供了成功的经验.     

活性粉体与高分散纤维抗裂剂对混凝土抗裂防渗性能的影响

将多种活性粉体与高分散纤维按一定比例复配制成抗裂剂掺入混凝土中,研究抗裂剂对混凝土拌合物性能、力学强度、早期抗裂性、抗渗性、干缩性等综合性能的影响,分析抗裂剂对混凝土抗裂防渗性能影响的机理。结果表明:活性粉体与高分散纤维抗裂剂可提高混凝土的综合性能,尤其是混凝土的抗裂性和抗渗性;每立方米混凝土拌合物中添加1 kg抗裂剂,混凝土早期裂缝降低率达85%、渗水高度下降65%,28 d及90 d干缩变形收缩率分别降低34%及30%;抗裂剂掺量增至1.5 kg,混凝土的性能改善效果反而下降;抗裂剂通过粉体的填充效应与纤维的桥接作用改善混凝土性能,其自身不参与水泥水化反应,但促进水泥水化,抗裂剂掺量过大会引起应力集中,致使混凝土性能提升效果减弱。     

面板堆石坝面板混凝土抗裂性能分析

为了解决面板堆石坝面板混凝土的裂缝问题,分析了混凝土产生裂缝的主要原因,并根据小河电站面板堆石坝面板混凝土的特点,研究了温变荷载和混凝土外加剂对面板混凝土抗裂性能的影响.从工程设计的角度提出了合理选择混凝土浇筑季节,有效降低温变荷载和采用WHDF混凝土增强密实(抗裂)剂,提高混凝土自身抗裂性能等措施.使小河电站面板混凝土无一收缩裂缝产生,为提高面板混凝土的抗裂性能提供了成功的经验.     

轻骨料高强度钢纤维混凝土的力学特性

对轻骨料高强度钢纤维混凝土的抗压强度，初裂强度，弯曲强度，弹性模量和弯曲韧性指数等主要力学指标进行了试验研究。试验结果表明；给轻骨料混凝土中投入钢纤维，可有效地提高在体的抗裂强度，弹性模量和变形性能等。     

纤维对沥青混凝土路用性能影响的探讨

通过将纤维加入沥青混凝土中制成马歇尔和车辙试件,进行一系列的试验,研究沥青混凝土掺纤维后的马歇尔稳定度、水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性能,并与普通密级配沥青混凝土进行路用性能的对比分析.     

钢纤维高强混凝土梁柱节点抗裂性能试验研究

通过对8个钢筋钢纤维高强混凝土梁柱边节点的低周反复加载试验,分析了钢纤维体积分数、节点核心区配箍率、柱端轴压比等因素对节点抗裂性能的影响.结果表明,随着轴压比和钢纤维体积分数的适当增加,节点的抗裂性能显著提高,配箍率对节点抗裂性能的影响较小.最后在试验研究和理论分析的基础上,给出了钢纤维高强混凝土梁柱节点抗裂强度的计算方法.     

大体积混凝土徐变试验研究

为了保证建成后的某工程大体积混凝土的耐久性和抗裂能力,结合工地现场混凝土的实际用料情况,对混凝土的徐变性能开展了试验研究,同时进行了自生体积变形性能测试和导温、导热、比热、线膨胀系数及绝热温升试验.根据大体积混凝土4个不同龄期的室内受压徐变试验结果,拟合出大体积混凝土的徐变度曲线和计算公式等成果,获得了该工程所用混凝土的徐变特征及变化规律.     

混凝土早期变形与开裂敏感性试验研究

利用国内最新研发的温度-应力试验机针对混凝土早期的变形性能及开裂行为进行了一系列研究,分析了几类典型混凝土早期温度、应力、变形的发展规律,并由此得到混凝土早期弹性模量、热膨胀系数发展规律。研究表明:混凝土的变形发展可以分为早期收缩、膨胀、收缩至开裂三个阶段;混凝土的水化热温升与开裂并不直接相关,应同时考虑混凝土内部温度和应力的发展过程;开裂温度作为综合指标,能够有效评价混凝土的总体开裂敏感性;适当的化学外加剂和矿物掺合料能够改善混凝土的早期变形和力学特性。     

混凝土结构的温湿耦合仿真计算

为研究混凝土的温度和湿度变形及开裂机理,采用热质耦合传导理论、混凝土水化理论等对混凝土的热湿、应力状态进行计算。热湿耦合方程组算法在空间域采用有限元格式,在时间域采用两点差分格式,建立数值计算式,并编制了三维有限元多场耦合计算程序。用该程序对混凝土结构不同浇筑过程进行模拟,从计算结果得知,内外湿度变化的不均匀引起的干缩加大了混凝土表面出现裂缝的几率,整体干缩增大了后期强约束区应力,但如果需要采取适当的措施,如早期洒水养护,表面保温,通冷却水管等可以防止裂缝的产生。     

碳纤维混凝土梁电热效应驱动下的变形分析

在输入稳定通电功率条件下,利用热传导理论导出了碳纤维混凝土梁电热效应驱动下的内部稳定温度场及其位移理论公式,并导出了梁的上下表面温差及变形与输入功率的关系.通过碳纤维混凝土梁电热效应驱动下的变形实验,证明了理论模型的可信度,并由此确定了该混凝土的热导率和在该实验条件下的对流换热系数等有关物理参数,这将对机敏混凝土梁的变形自调节研究具有指导意义.     

某水电站拱坝施工期温度仿真分析

拱坝施工期的温控防裂研究是设计和施工期需要特别关注的问题之一.采用三维有限单元法对某水电站拱坝碾压混凝土坝段和常态混凝土坝段的施工期温度场进行仿真分析.计算结果表明,薄层浇筑的层面散热效果好,层厚超过3 m后效果不明显;不同季节的层面散热效果差异较大,浇筑气温越低,层面散热效果越好;常态混凝土溢流坝段自由冷却时间较长,须采取坝体二期冷却措施,以保证按期进行接缝灌浆.     

火灾下组合构件内温度场分析的二维热阻单元

目的 开发模拟钢与混凝土之间界面热传导的二维热阻单元,研究界面热阻对火灾下组合构件内温度分布的影响.方法 把通过界面的热流当作混凝土单元和钢单元的对流边界条件,分别推导出热流边界对有限元方程的贡献,然后把这些贡献组合到一起,形成热阻单元的导热单刚.结果 推导出了二维热阻单元导热单刚的通用积分表达式,并给出了六节点和四节点两种特殊矩形热阻单元导热单刚的显式表达式,这些单元已经装配到作者开发的温度场分析软件TFIELD中.结论 数值算例表明,笔者开发的热阻单元能够模拟界面热阻对组合构件内温度分布的影响.     

基于配比优化策略的混凝土工程温控防裂研究

水泥的水化放热和混凝土的自缩、干缩,是导致混凝土结构施工期产生裂缝、裂纹、裂隙等初始缺陷的主要原因之一．本文提出首先通过结构温度场的分析计算,获取其随龄期变化的最大温差,作为变形控制的依据．然后综合热学、力学特性的预测模型,将之转换为单位方量混凝土中的水泥、水、粉煤灰等原材料的限制用量,采用非线性算法进行配合比的优化设计,为混凝土结构的温控、防裂提供依据,并节约施工成本．     

热膨胀系数时变性对混凝土温度应力仿真影响

已有试验研究表明,混凝土的热膨胀系数具有明显的随龄期发展的特性. 为了研究混凝土热膨胀系数时变特性,以及更好地模拟混凝土早龄期温度应力,分析热膨胀系数时变效应对混凝土温度应力仿真的影响,采用温度应力试验机进行试验,对混凝土热膨胀系数进行测定. 引入等效龄期的概念,将混凝土早期变形分离为温度变形与自生体积变形,建立热膨胀系数与等效龄期之间的数学模型. 通过室内试验试件的有限元数值模拟,验证热膨胀系数时变模型的合理性. 将时变模型应用于大岗山特高拱坝施工期的温度应力仿真,通过对比研究,分析热膨胀系数时变效应对混凝土温度应力的影响. 研究表明,混凝土热膨胀系数在早龄期变化较大,考虑其时变性对仿真防裂意义重大. 尤其对于受通水等影响早期温降速率较快的混凝土,考虑热膨胀系数时变效应进行仿真计算应力水平较传统方法偏高,据此计算结果进行防裂设计更安全.     

碾压混凝土在温度应力联合作用下的损伤准则

目的为了确定碾压混凝土在温度应力联合作用下的损伤准则.方法基于最小耗能原理,针对碾压混凝土是一种耗散型材料,认为在其损伤过程中,伴随着能量的耗散,且损伤将总是在相应给定条件(损伤准则)的约束下,以其最容易发生损伤的方式发生和进行,同时假设碾压混凝土仅存在热耗散和损伤耗散,而忽略由内变量和湿度等其他因素所造成的耗散,建立了能反映碾压混凝土横观各向同性性质,在温度应力联合作用下的损伤准则.结果碾压混凝土热耗散和损伤耗散累积到一定程度时,损伤破坏就会发生,且随着热流密度矢量和温度梯度增大,碾压混凝土发生损伤破坏的应力水平将降低,如碾压混凝土是一个等温变化过程,则损伤完全取决于应力水平.这与相关试验结论是吻合的.结论在损伤准则中考虑温度的影响是必要的;碾压混凝土具有横向各向同性性质,若采用常态混凝土损伤准则,与碾压混凝土的材料特性不符,弹性模量与泊松比对损伤准则均有影响.