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...     

水胶比对粉煤灰混凝土绝热温升影响研究

粉煤灰置换部分水泥能降低新拌混凝土中的绝热温升,而水胶比亦显著影响着绝热温升值,但目前的经验公式均无考虑水胶比的影响。为探讨并量化水胶比影响,设计混凝土绝热温升测量装置,通过热补偿法实验测量了21组配比的粉煤灰混凝土的绝热温升。结果揭示了混凝土绝热温升、单位胶凝材料平均绝热温升分别在0.3、0.4左右达到峰值。在高水胶比下,掺入粉煤灰降低绝热温升的效果较显著。通过调低水胶比补偿掺入粉煤灰带来的强度损失,能在同样强度下实现绝热温升的降低。最后通过实验结果回归分析,推导出精度满足工程应用需要的粉煤灰混凝土绝热温升经验公式。     

基于等效时间的混凝土绝热温升

对不同养护温度下的混凝土绝热温升进行了研究,采用化学反应速率描述环境温度对混凝土绝热温升的影响,探讨了化学反应速率与养护温度之间的关系．引入等效时间的概念,根据Arrhenius函数和指数函数研究水化热化学反应速率随温度的变化,最后采用反演分析方法中的最小二乘法回归分析试验数据,确定绝热温升和等效时间的关系式．结果表明,温度对混凝土水化热最高绝热温升影响不大,对于某种混凝土存在唯一的绝热温升与等效时间关系曲线,可以用等效时间描述温度对混凝土绝热温升的影响．     

混凝土绝热温升测试仪的研制及其应用

混凝土的绝热温升及其变化规律是计算温度应力、进行仿真计算的重要参数。研制了一套混凝土绝热温升测试仪，并编制了专业软件。对福建溪柄的碾压混凝土做了测试，给出了绝热温升随时间的变化规律。实验表明，文中提出的二级跟踪加热法以及采用的模拟滤波、数宇滤波和双层屏蔽浮地法等各种提高实验精度的措施达到了预期目的。软件功能强使用方便。     

混凝土绝热温升和热传导方程的新理论

对不同养护温度条件下的混凝土绝热温升进行了研究，并采用化学反应速率来描述时间和温度对混凝土绝热温升的影响，探讨了化学反应速率与养护温度之间的关系。根据混凝土不同养护温度（4．4℃，23．3℃和40．0℃）时绝热温升试验结果的分析，得出如下结论：（a）混凝土绝热温升可以用三参数双曲线函数描述；（b）化学反应速率是混凝土养护温度的非线性函数；（c）只有对混凝土样本化学反应速率作进一步研究，才能正确计算混凝土结构的温度场和应力场。     

纤维素纤维对水工混凝土绝热温升影响的试验研究

通过对纤维素纤维水工混凝土绝热温升的试验研究,探讨了纤维素纤维对水工混凝土水化热的影响。结果表明:纤维素纤维在水工混凝土中能降低1 d时间前的绝热温升,升高了1 d后的绝热温升,随着混凝土中纤维素纤维掺量的增加,更能够增加这个趋势。加入纤维素纤维后再加入致密剂,能够降低水工混凝土1 d后绝热温升值。     

刚性弹侵彻混凝土靶细观尺度模型的建立

与宏观尺度模型相比,混凝土细观尺度模型能够更加全面准确地描述混凝土的力学行为。编写了三维随机球形粗骨料的生成和投放程序,并采用一种基于背景网格的材料识别技术完成了水泥砂浆、粗骨料、界面过渡区三种网格的生成,建立了三维三相混凝土细观有限元模型。基于这一模型,运用连续有限元软件对刚性弹侵彻混凝土过程进行了仿真模拟。结果表明,与宏观模型相比混凝土细观模型能够更加真实地反映侵彻过程中混凝土的力学行为。     

水泥水化热与混凝土绝热温升计算方法研究

水泥水化热产生的温度应力是混凝土结构发生早期裂缝的一个重要原因,本文分析了混凝土水泥水化放热规律,计算分析了混凝土浇筑后水泥水化作用和箱梁混凝土内部、表层温度,同时与实测数据比较,表明此种计算方法是合理的、可行的。     

基于三维微-细观尺度模型的混凝土力学性能研究

依据水泥种类、水灰比、配合比和骨料级配等信息,在微观尺度上引入CEMHYD3D水化模型重构了水泥浆模型、在细观尺度上发展硬核/软壳模型构建了混凝土模型;研究基于Rankine准则和损伤模型的适用于混凝土微-细观模型的数值均匀化方法,从而提出混凝土力学性能递进分析和预测方法。算例分析表明,提出的方法能够较好地分析和预测混凝土的宏观力学性能;通过老化病害过程微观尺度的模拟,可实现混凝土老化病害机理分析。     

等温线分析与试验——imJRWS601砼绝热温升试验系统

〈等温线分析与实釜〉针对imJRWS砼绝热温升试验系统的具体结构，根据设计要求，进行了大量反复实验，对于数据进行了全面系统分析。其结论是，实验数据表明，设计原理正确，是符合DL/T5150—2001的试验规范，由该理论制造的imJRWS601砼绝热温升试验系统可以广泛用于混凝土热特性参数的测定。     

水化热引起的大体积混凝土墙温度分析

根据已提出的考虑混凝土化学反应速度的热传导方程新理论，分析了水化热引起的大体积混凝土墙的温度场，给出了该问题非线性热传导方程的解析迭代公式，研究中，绝热温升采用了基于Arrhenius理论的有效时间的函数，从而导致求解非线性热传导方程，从计算结果得出如下结论：（a)浇筑温度对大体积混凝土墙的最高温升有显著影响，浇筑温度越高，混凝土墙的内外最大温差越大；（b)由于混凝土的导热系数低，墙中心的温度高于其表面温度，这将导致混凝土墙横断面上不同位置在不同时刻具有不同的水化热化学反应速率；（c）水化热化学反应速率随温度升高而加快，从而使混凝土硬化速度加快，初凝和最终凝固时间缩短，因此，在炎热气候条件下宜采用低热水泥。     

基于水化热抑制剂的大体积混凝土温控技术

为完善现有大体积混凝土水化温升控制技术,并通过合理应用抑制剂温控措施来降低施工成本,基于水泥水化绝热温升曲线,提出了一种调节绝热温升方程中延迟放热时间的模型,进而控制混凝土掺入不同抑制剂的绝热温升过程。研究结果表明：延迟放热时间为0到3天时,大体积混凝土内部温峰和内表温差呈不断减小的趋势;而在延迟放热时间为5到10天时,由于延迟放热时间的增加,会导致多层浇筑混凝土的热量积蓄;选用延迟放热时间为3天的浇筑混凝土,其温峰与内表温差均能达到温控目标;对于延迟放热时间为1天的浇筑混凝土,若能将入模温度降低1到2℃,也能满足温控要求;本研究所提出的基于水化热抑制剂的混凝土温升调控技术,为大体积混凝土水化热温度场的调控提供了新的思路和方法。     

基于神经网络的大体积混凝土温度预测与控制

大体积混凝土的水化热若不能及时散发 ,会产生很大的温度应力 ,导致出现温度裂缝。为了避免温度裂缝的产生 ,人们必须预测和控制大体积混凝土的温度形成。文章引用“虚厚度”的概念 ,解决了不同边界条件的处理问题 ,通过对各种影响因素的分析并结合 BP神经网络模型的特点提出了大体积混凝土温度预测模型。通过工程实例 ,用 MATL AB语言实现了对大体积混凝土温度的预测 ,说明了人工神经网络方法的可行性和实用性     

二维散热条件对混凝土内部温度梯度及热传输的影响

为了获得二维散热条件下混凝土内部的温度分布情况,采用埋入温度传感器的方法,从水化温度峰值开始测量了混凝土试件内部不同位置的温度变化.结果表明,二维散热条件下,混凝土内部温度受到2个方向上的散热影响.越接近试件表面的位置,其温度随时间的增加下降得越快,产生的温度梯度越大,因此造成温度应力更大;在快速降温阶段,即从终凝到6...     

基于温度-应力试验的再生混凝土抗裂性能研究

通过预湿法和净浆裹石法对再生骨料进行预处理,采用温度-应力试验方法研究绝热温升模式和100%约束条件下再生混凝土的温升、应变、徐变和约束应力,分析不同预处理再生骨料方式对再生混凝土早期抗裂性能的影响.结果表明：预湿法(RAC-P)和净浆裹石法(RAC-C)可有效改善再生骨料的吸水和返水现象.净浆裹石法可有效调控再生混凝土的放热行为,有助于降低混凝土的温升.升温阶段,约束峰值压应变分别为普通混凝土组的9.95倍和16.52倍,净浆裹石法预处理再生骨料试件的受压徐变增长更快,获得的压应力储备更大.降温阶段,RAC-C组和普通混凝土组的约束峰值拉应变分别为RAC-P组的1.39倍和1.34倍,所有再生混凝土试件的受拉徐变变化速率接近.对比发现净浆裹石预处理方法可较好地改善再生混凝土的早期抗裂性能.     

基于四维温度场理论的大体积混凝土数值分析

为了分析探讨大体积混凝土在浇筑养护的过程中温度应力的分布规律,温度应力主要是由于水泥水化反应放出大量的热量和边界条件的约束而导致的,基于四维温度场理论,根据实际施工过程中温度测点和温控方案,建立较为合理的有限元分析模型,通过考虑混凝土的实际力学性能非线性增长的特性,分析大体积混凝土在施工过程的温度变化过程、温度场分布及应力分布情况,发现数值分析结果与规范吻合较好,其结果可为类似的大体积混凝土工程提供借鉴参考.     

基于长期观测的混凝土箱梁温度与应变分析

基于对某预应力混凝土连续箱梁桥为期5年的温度与应变观测,系统地研究了混凝土箱梁截面内最大竖向温差以及各部位混凝土应变随时间长期变化的规律.基于相关性分析提出了一种由环境最高温度对无铺装层和有100 mm沥青铺装层的混凝土箱梁竖向正温差的极限值进行预测的方法,得到的有100 mm沥青铺装层的混凝土箱梁的日最大竖向正温差和箱外日最高温度的相关系数为0.73,在此基础上得到了相应的混凝土箱梁计算梯度温度模式.通过回归分析得到了混凝土箱梁应变增量和最大竖向正温差的关系式,得到的底板纵向日最大应变增量和日最大正温差的相关系数为0.64,由此可对混凝土箱梁应变增量的大小进行评估.     

基于温度-应力试验机的大坝混凝土抗裂性综合评价

为了综合评价早龄期大坝混凝土的抗裂性,以2种不同骨料组合的大坝混凝土为例,采用温度-应力试验机法与常规评价方法,进行了混凝土抗裂性试验.结果表明:由于骨料弹性模量与热膨胀系数的差别,骨料品种对混凝土的抗裂性有着明显的影响;采用开裂温度作为综合评价指标,能够有效地评价不同混凝土的抗裂性;相对于常规单项性能试验而言,温度应力试验涵盖了早龄期混凝土的力学、热学及变形性能的发展全过程,评价结果更为客观,且大大缩短了评价周期.这种试验方法适用于混凝土配合比筛选及抗裂性综合评价.