混凝土结构收缩应力问题研究

扼要阐述了混凝土干缩变形及其分析方法，采用两种方法研究混凝土干缩应力的变化规律，对于估算法，其结果比较可靠，而计算湿度场方法仅仅是处于探讨阶段。当考虑混凝土干缩作用时，结构的应力值要大于不考虑干缩的影响，特别是对于薄壁或薄板结构，通过有限元仿真，对上海地铁地下车站混凝土框架结构的干缩应力进行了计算，在一定程度上揭示了结构干缩应力的变化趋势。     

水工沥青混凝土低温线收缩系数试验研究

针对沥青品种、沥青含量以及温度等多种因素,在不同试验条件下,设计多种试验方案研究水工沥青混凝土的线收缩系数。试验结果表明:沥青品种的不同对沥青混凝土的线收缩系数影响较大,而沥青含量(变化范围为±0.3%)以及升温降温过程对沥青混凝土的线收缩系数影响较小。     

混凝土收缩温度应力裂缝控制措施

通过分析混凝土结构中常见裂缝形成的原因,论述了混凝土收缩温度应力裂缝的控制措施。     

混凝土圆柱体早期收缩徐变性能试验研究

通过恒温恒湿条件下对素混凝土徐变柱在不同加载龄期下进行短期持荷试验,得到了混凝土圆柱体早期收缩徐变规律,对比了不同加载龄期下混凝土圆柱体早期徐变性能差异性.试验表明:混凝土早期收缩应变随时间逐步增大,收缩应变率变化较小,早期体外收缩应变较体内收缩应变要大,体内外收缩应变差值随着时间有增大趋势;混凝土早期徐变系数随持荷时间而增大,徐变增长速率逐步减小,混凝土圆柱体体内实测徐变系数较体外实测徐变系数偏小;在持荷初期阶段,加载龄期越大,徐变系数越小,徐变系数增长速率越快.     

新老混凝土组合梁混凝土收缩徐变试验研究

进行了预应力作用下新老混凝土组合梁混凝土收缩徐变的试验研究,包括组合梁的挠度-时间曲线、混凝土应变-时间曲线及预应力损失的测定.试验结果表明,由于混凝土的收缩徐变,在预应力作用下组合梁的挠度、混凝土应变、新老混凝土界面间的应变差、截面曲率随时间的增长明显增加.虽然界面间的混凝土应变差值在逐渐增加,但是滑移值较小,界面间的粘结可靠.预应力前期的损失较大,随着时间的增长,损失逐渐减小.采用规范给定的混凝土收缩徐变模型分析了预应力损失.在试验研究的基础上采用随时间变化的换算弹性模量建立了新老混凝土收缩徐变的有限单元法,为了验证建立的有限单元法的正确性,对试验梁进行了分析.计算结果表明,建立的有限单元法与试验值吻合较好.     

蒸压粉煤灰加气混凝土墙体收缩性能试验研究

新型墙体材料蒸压粉煤灰加气混凝土的干燥收缩开裂问题限制了其推广应用,为了解其收缩原理,本文通过5片蒸压粉煤灰加气混凝土砌体墙试验,研究了加气混凝土砌体墙在自然养护和标准养护环境下的收缩性能,获得了龄期、砂浆强度、砂浆种类、相对湿度、温度、离地高度等因素对蒸压粉煤灰加气混凝土砌体墙收缩变形的影响规律.基于试验研究结果提出了防止墙体开裂的措施,对工程实践具有指导意义.     

微膨胀混凝土早期收缩试验与数值分析

通过建立微膨胀混凝土水泥浆体早期收缩以及膨胀剂膨胀效应机理参数模型,引入在混凝土材料细观模拟,实现微膨胀混凝土早期收缩行为的细观场域仿真分析。基于材料试验监测结果进行模型参数修正,校验模拟方法的准确性,并探讨材料细观变异性以及骨料颗粒类型对于材料收缩应变分布的影响。研究结果表明,微膨胀混凝土收缩细观模型能够精准便捷地描述材料应变随时间变化规律;骨料颗粒空间随机分布对材料内部收缩应变场域分布影响显著,受拉应力峰值出现于细长骨料棱角位置以及骨料间隙位置水泥浆体,该膨胀剂效应能够降低材料内部受拉应力水平至普通混凝土20%左右,有效缓解材料收缩微观开裂损伤的潜在风险,保障工程结构应用中材料内部应力储备。基于研究模拟结果,结合具体结构性能需求仍有必要对骨料颗粒种类、形状进行优化控制,以实现材料内部较低且均匀的初始收缩应力场域分布。     

混凝土砖收缩特性试验研究

通过各种条件下混凝土砖的失水和收缩试验,分析了混凝土砖的收缩机理、混凝土自身收缩对混凝土砖收缩的影响以及混凝土砖收缩的部分不可逆性质,得到了混凝土砖的失水特性及其干燥收缩率与相对含水率的关系.运用毛细管张力理论,论证了混凝土砖在失水各阶段的干燥收缩特征.     

自密实混凝土收缩试验研究及收缩模型的建立

通过试验研究自密实混凝土自生收缩、干燥收缩的发展变化规律,所考察的配合比参数包括粉煤灰掺量、粉煤灰和矿渣复掺、水胶比、胶结料用量等.基于试验结果对已有的模型进行修订,给出适合自密实混凝土的收缩模型.结果表明:随着矿渣复掺比例的增大、水胶比的下降,自密实混凝土各龄期的自生收缩显著增大,而干燥收缩则有明显减小的趋势;两种收缩都有随胶结料总量的增大而增大的趋势.配合比因素对两种收缩的影响规律并不相同,有必要进行分别研究.本文给出的模型能较好地考虑自密实混凝土的特点,与试验结果吻合良好.     

混凝土收缩与徐变的试验研究

在试验基础上对澳洲新规范（简称ＡＳ３６００－１９８８）中混凝土收缩与徐变公式中的全部系数进行了推导，得出了计算公式，取代了规范中３３条系数曲线，使混凝土长期受荷下非线性变形计算机求解成为可能，并对澳洲，美国ＡＣＩ及欧洲ＣＥＢ规范求解与试验结果加以比较。     

高性能混凝土早龄期自干燥收缩测量方法的研究

采用一种新测试方法对早龄期高性能混凝土的自干燥收缩进行精确测量.该系统具有非接触式量测、精度高的特点,可用于从混凝土初凝开始变形的测量.试验装置能有效保证试验数据的准确性并实现自动采集,测试结果具有很好的重复性和可靠性,适用于高性能混凝土自干燥变形行为的试验研究分析.     

弯应力作用下混凝土结构水力劈裂试验研究

混凝土重力坝坝踵在运行期间易出现拉应力,是坝体的薄弱区域。为研究该区域的水力劈裂问题,采用四点弯曲弯矩+高水压的联合施载方式,模拟混凝土重力坝坝踵受拉状态下的水力劈裂破坏过程。基于不同弯矩与水压值组合,研究坝踵因施工应力出现初始裂缝情况下的水力劈裂问题。结果表明,裂缝发展过程中,混凝土试件的应变可分为线性段及指数段,当应变进入指数段时,试样临近破坏;较小的荷载增量即会打破稳态,促使裂缝失稳扩展;劈裂水压与拉应力存在叠加效应,若最值作用位置相同,裂缝尖端应力集中现象明显,易引起水力劈裂破坏,若作用位置不同,则受拉截面应变分布较均匀,较大限度地发挥了混凝土受拉截面的抗劈拉能力,减弱了水力劈裂作用。     

剑麻纤维水泥混凝土复合材料性能试验的研究

为了了解剑麻纤维掺入混凝土后,其物理和力学性能的变化规律,通过对不同掺量剑麻纤维水泥混凝土复合材料的工作性、力学性能、耐久性等进行试验,发现不同掺量剑麻纤维对剑麻纤维增强水泥基复合材料的坍落度、含气量、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、耐久性等性能的变化情况,从而确定出最佳剑麻纤维的掺量范围,为进一步研究剑麻纤维增强水泥基复合材料其它性能及应用提供参考.通过试验得出在水泥混凝土中掺入剑麻纤维后能提高其抗劈裂抗拉强度和抗折强度.     

再生粗骨料对再生混凝土自生收缩的影响

在测试两种再生粗骨料特性及其再生混凝土基本性能的基础上,系统研究了不同再生粗骨料取代率、不同附着砂浆率的再生粗骨料对再生混凝土自生收缩的影响.结果表明:再生混凝土自生收缩的发展趋势和普通混凝土相似;随着再生粗骨料取代率增加,混凝土自生收缩增大;附着砂浆率大的再生粗骨料对混凝土自生收缩的影响更大;再生粗骨料对混凝土自生收缩的不利影响比对强度的不利影响更大.     

大掺量粉煤灰混凝土干燥收缩性能

为了研究粉煤灰对混凝土收缩性能的影响并有效预测粉煤灰混凝土收缩发展的规律,对采用不同等级粉煤灰,且掺量分别为35%、40%、45%的粉煤灰混凝土的干燥收缩性能进行了研究,测试了各试件7～120 d的收缩值.结果表明:大掺量粉煤灰对混凝土的收缩有较好的抑制作用,且对后期收缩的抑制更为显著;Ⅰ级粉煤灰对混凝土收缩的抑制效果明显优于Ⅱ级粉煤灰.对收缩的时程曲线进行分析,发现其呈复合指数关系,并给出了考虑粉煤灰掺量影响的混凝土干燥收缩预测公式.     

养护对高性能混凝土塑性收缩的影响

在 4种不同养护条件下 ,对掺有养护剂 SAP、硅灰和粉煤灰的高性能混凝土进行对比试验 ,采用混凝土板试验研究高性能混凝土早期塑性收缩和裂缝。研究结果表明 ,养护条件对高性能混凝土的塑性收缩和裂缝有显著的影响 ,硅灰和粉煤灰等矿物材料能减少塑性收缩并能优化混凝土的性能 ,自养护混凝土能显著地抑制其塑性收缩和裂缝     

混凝土自收缩与干燥收缩的统一内因

为考察混凝土内部相对湿度与自收缩和干燥收缩的关系,实验测量了在表面密封(试件Ⅰ)和表面先密封后暴露于环境中(试件Ⅱ)2种干燥条件下早龄期混凝土试件的自由变形和内部温湿度变化规律。实验结果表明:在3 d龄期前,同处于密封状态的两试件的自由变形和内部温湿度变化相同;从3 d龄期开始,试件Ⅱ在水分散失作用下内部湿度下降明显大于试件Ⅰ,相应地,由于叠加了干燥收缩,其变形也明显大于试件Ⅰ的自收缩变形。这说明混凝土试件在近似相同的温度历程下,内部相对湿度与其湿度变形,可作为混凝土自收缩与干燥收缩的统一内因进行统一描述。     

基于混凝土自收缩的钢筋保护层厚度数值分析

为研究混凝土自收缩状态下钢筋保护层合理厚度值,建立了50组钢筋混凝土构件的ANSYS有限元数值模型,通过施加温度荷载使混凝土产生收缩,进行混凝土开裂状况的分析。分析结果表明,钢筋直径对保护层厚度的影响较大,当钢筋直径由1cm到5cm按1cm增幅增加时,对应的薄弱面保护层厚度和开裂保护层厚度则分别有较大的增加。混凝土强度对保护层厚度的影响较小,在C20、C40和C60三种强度的混凝土中,C20混凝土要求的保护层厚度相对较大,C60次之,C40要求的最小。根据分析结果可知,当钢筋直径大于3cm时,保护层合理厚度应不小于钢筋公称直径加1cm和国内相关规范规定的最小保护层厚度。同时,在满足工程需要的前提下,建议尽量少使用直径大于3cm的钢筋以及标号过高或过低的混凝土。