基于细观尺度的混凝土绝热温升预测

从混凝土的热学性能和细观组成出发,建立混凝土绝热温升和水泥水化程度的关系,将绝热温升表示为水泥水化程度的函数;假定混凝土为随机骨料和水泥净浆组成的二相复合材料,取单元尺寸为100 mm×100 mm的混凝土试件,并将试件剖分为1 mm×1 mm的有限元网格,考虑单个骨料和多个随机骨料2种投放方式,从细观尺度数值模拟混凝土的绝热温升过程,研究混凝土细观结构的温度分布.结果表明,文中给出的模型可较准确地预测混凝土绝热温升;在绝热条件下,由于混凝土细观结构中骨料和砂浆的热学和力学性质差异,试件内部仍会产生温度梯度和温度应力.     

混凝土绝热温升计算模型及其应用

混凝土绝热温升计算模型是影响混凝土结构水化热温度场有限元仿真分析精度的关键因素.本文从水泥水化放热反应本质出发,考虑龄期、温度和温度历史影响,提出了一种基于水泥水化度的混凝土绝热温升计算模型.通过对混凝土绝热温升试验数据的拟合,确定模型特征参数及验证模型的准确性,并将模型应用于混凝土温度场有限元仿真分析中.算例结果表明...     

基于等效龄期的粉煤灰混凝土抗压强度计算模型

设计温度跟踪养护系统来模拟实际结构中混凝土所经历的温度历程,通过测试在标准养护条件20℃、恒温50℃和变温养护条件下不同强度等级的粉煤灰混凝土早龄期抗压强度的值,分析温度历程对粉煤灰混凝土早龄期抗压强度的影响。根据混凝土早龄期抗压强度的两个主要影响因素:温度和龄期,引入等效龄期理论建立了粉煤灰混凝土早龄期抗压强度的计算模型,并分析了模型参数。实际结构中的粉煤灰混凝土抗压强度可以通过测定温度场,利用计算模型进行相应龄期的抗压强度计算。研究结果表明,粉煤灰混凝土抗压强度计算模型能够较准确计算结构中粉煤灰混凝土的抗压强度,从而有效指导粉煤灰混凝土的工程应用。     

早龄期混凝土结构的温度应力分析

为了分析混凝土在早龄期时温度应力随龄期的发展.通过建立混凝土材料的水化放热模型,引入Arrhenius公式来表征早龄期时混凝土放热速率受温度的影响.采用考虑等效龄期的混凝土弹性模量和抗拉强度CEB-FIP1990计算公式来表征早龄期时温度变化对其力学性能的影响,在应力分析中采用Bazant的双幂函数徐变模型.结果表明:引入Arrhenius公式的混凝土水化放热模型可以用于计算混凝土结构早龄期时的温度场,早龄期时温度应力可以引起混凝土长墙的开裂.早龄期时混凝土结构温度应力的计算为优化混凝土材料的组成提供依据,尽可能减少温度应力引起的开裂.     

骨料粒径对混凝土力学性能影响研究

为研究粗骨料平均粒径对混凝土力学性能的影响,利用MTS试验机进行了M40、M80和M110砂浆及对应不同粗骨料粒径混凝土的准静态压缩与劈裂试验,获得了各试件的准静态压缩应力-应变曲线和劈裂应力-时间曲线,分析了粗骨料粒径对不同等级混凝土的影响程度,并借助双因素方差分析方法研究了砂浆抗压强度和骨料粒径对混凝土抗压强度的影响程度.结果表明:随着粗骨料粒径的增加,混凝土的抗压强度、杨氏模量和抗拉强度具有相似的变化趋势,即呈现出先增大后减小的趋势,粗骨料粒径对混凝土抗压强度的影响随着砂浆强度的增加而变大,对杨氏模量的影响却随着砂浆强度增大而减小;砂浆抗压强度对混凝土压缩强度的影响程度要大于骨料粒径.      

混凝土水化热对早龄期路面温度场的影响

为研究混凝土水化热及不同时刻浇筑混凝土对早龄期水泥混凝土路面温度场的影响.利用ABAQUS热传导分析平台,编制混凝土水化热、第一、第二类热传导边界条件Fortran子程序,该模型可分析出在夏季典型无云天气条件下3、12、16、21时浇筑混凝土的路面在72小时内的温度场变化规律。结果表明：通过与埋设在实验路面中部的温度传感器实测值进行对比,验证了上述早龄期水泥混凝土路面温度场理论分析的正确性。研究表明：在夏季典型无云天气条件下,忽略混凝土水化热将给早龄期混凝土路面温度场计算带来5℃的误差;水泥混凝土路面的最佳浇筑时间段为16时至21时。     

火灾下混凝土空心板的温度场

为了研究火灾下混凝土空心板温度场分布,基于流固耦合传热理论,采用流体动力学软件FLUENT,建立空心板混凝土和封闭空洞内空气耦合模型并进行计算.通过典型算例,对相同外形尺寸下混凝土实心板和空心板温度场的分布进行了比较;对空洞内空气的自然对流和内壁面间辐射换热进行了分析;同时考虑了内壁面取绝热边界条件的可行性.分析结果表明:延火1 h内,空心板与实心板温度场分布相近,随后差异明显;空洞通过内部空气自然对流与壁面间辐射换热对空心板温度场分布产生影响,并随延火时间增长而愈加明显;内壁面取绝热边界条件会高估空心板空洞附近的温度.空气一混凝土耦合传热系统模型可以解决常规单独计算混凝土空心板传热无法确定其空洞内边界条件的问题.     

粉煤灰掺量和龄期对砼碱骨料反应的因素分析

针对混凝土的新病害———碱骨料反应这一问题,对配制的高性能混凝土原材料进行了岩相法测试和快速砂浆棒试验,得出了该骨料具有碱活性。通过掺加不同比例粉煤灰代替水泥制作的砂浆棒试验,得出了砂浆棒膨胀率与粉煤灰的掺量及龄期有关。粉煤灰的掺量（质量分数≤30％）越多,龄期越短,砂浆棒膨胀率越小。结合数理统计分析方法,研究了粉煤灰和龄期两种因素对混凝土碱骨料反应的影响程度。研究结果表明：粉煤灰掺量和龄期均对混凝土碱骨料反应有非常显著的影响。在混凝土施工中,掺入适量的粉煤灰对抑制碱骨料反应是有效的。     

基于水化度的混凝土自收缩特性的细观研究

采用混凝土多相复合材料模型,编制了基于水化度的混凝土温度场、湿度场和应力场仿真计算程序以及全自动的混凝土随机骨料建模程序,从细观角度研究了温度历程和混凝土自干燥效应引起的自身相对湿度对混凝土自收缩特性的影响.分析结果表明:骨料和砂浆在湿度场和应力场中表现出不同的分布特性,两者之间的粘结带很有可能是内部自收缩裂缝的启裂位置;温度历程对自收缩特性的影响是较为明显的;随机骨料的具体投放对细观分析至关重要;建立适合细观分析结果的整体评价模型,有助于更好地诊断开裂风险和防止裂缝的发展.考虑了多相材料特性差异及温、湿度影响的细观模型和计算方法能够更真实地揭示混凝土自收缩变形的内在机理及其致裂机理.     

高碾压混凝土坝取消骨料预冷可行性研究

高碾压混凝土坝一般采用大仓面薄层碾压,高温期预冷混凝土运输过程中冷量损失大、仓面摊铺及碾压过程中温度倒灌严重,骨料预冷效率低．提出在合理通水的前提下取消高碾压混凝土坝骨料预冷的温控理念;结合沙沱工程,从温控技术可行性及数值计算结果两方面分析论证了高碾压混凝土坝取消骨料预冷的可行性,并对取消骨料预冷条件下的温控措施提出几点建议．