早龄期混凝土压缩、拉伸和弯拉徐变与干燥徐变比较

为了得到早龄期混凝土在不同应力状态下的徐变发展规律,设计了3种设备用于测试早龄期混凝土在压缩、拉伸和弯曲作用下的徐变变形。文章分析了在加载龄期均为7天时,水灰比、环境湿度以及应力状态对早龄期混凝土徐变的影响。水灰比分别选取0.3,0.4,0.5;环境湿度分别为密封和暴露于50%湿度的干燥环境;应力状态包括压缩、拉伸、弯拉。基于测试结果定量分析不同水灰比、不同环境湿度以及不同应力状态下早龄期混凝土的徐变差异,并与文献数据进行对比。结果表明,在试件分别受到压缩、拉伸、弯拉荷载时,50%湿度的干燥环境状态下混凝土的早龄期徐变均大于密封条件下混凝土的早龄期徐变,干燥状态下徐变度约为密封状态下徐变度的1.25～2.5倍。相比于压缩徐变,拉伸徐变对环境湿度更敏感。受拉伸荷载时,干燥状态下徐变度约为密封状态下徐变度的1.75～2.5倍。受压缩荷载时,干燥状态下徐变度约为密封状态下徐变度的1.25～1.5倍。从数值上来看,不同水灰比试件的基本压缩徐变均大于基本拉伸徐变,基本压缩徐变与基本拉伸徐变之比在1.26～1.5之间。密封状态下,早龄期混凝土的压缩徐变最大、弯拉徐变次之、拉伸徐变最小。     

模拟环境中混凝土与环境间水分传输边界条件

为了探讨模拟环境中混凝土表面与环境间水分传输边界条件,通过模拟试验分析了混凝土的干燥失水变化规律,研究了水灰比和温度等对混凝土水分扩散表面因子变化的影响;此外,还利用数值模拟探讨了人工模拟环境中风速对混凝土水分扩散表面因子和混凝土内湿度分布状态的影响.结果表明:所提出的人工模拟环境中混凝土水分传输表面因子模型可描述温度和风速对混凝土表面因子的影响规律;混凝土表面孔隙面积率可用以表征水灰比对其表面水分传输的影响,且两者间呈指数函数关系;若人工模拟环境中风速和干燥时间超过某定值(约为3 m·S-1),则可将环境湿度视为混凝土与环境间的界面湿度,可为确定人工模拟试验环境风速参数提供理论依据.     

大跨径预应力混凝土连续箱梁湿度场模拟分析

为研究大跨径预应力混凝土连续箱梁在干燥环境下顶板、腹板和底板随时间变化的湿度分布状况,通过埋设传感器,对小清河大桥在干燥作用下的湿度场分布做了试验研究,结果表明:顶板、腹板和底板表面位置一处的相对湿度均表现出较快的下降趋势,直至与外部环境的相对湿度相接近时开始变得缓慢,干燥作用使混凝土表面的水分更易丢失,随着时间的增长,干燥作用逐步向混凝土内部延伸,其作用影响范围也会变大,且随着混凝土龄期的增长,其内部湿度扩散系数会有所降低。     

养生温湿度条件对路面水泥混凝土弯拉强度的影响

采用复合力学理论,建立混凝土弯拉强度随龄期增长全过程分析模型.与水泥水化动力学相结合,建立了养生温度和湿度条件下水泥混凝土弯拉强度发展的预估模型,通过试验数据回归分析对不同养生条件下弯拉强度预估模型进行了验证,模型预测结果与实测结果基本相符.研究结果表明,相对湿度越低,各龄期混凝土弯拉强度越低,弯拉强度差异随着龄期增长...     

隧道衬砌混凝土碳化试验及影响因素研究

对某高速公路隧道衬砌混凝土进行了快速碳化试验,探讨了应力状态、应力水平及水灰比对混凝土碳化的影响规律,建立了变碳化系数多因素碳化模型,并对碳化影响因素进行了灰关联分析.结果表明:拉、压应力分别加快和减缓了混凝土的碳化速率,且应力水平越高,碳化速率的改变越大;碳化速率随水灰比的增加而加快;碳化系数并不是常数,而是随碳化龄期呈现明显的时变特性;碳化龄期对碳化深度影响最大,应力水平影响次之,而水灰比影响最小.     

-3℃养护下考虑水灰比影响的水泥水化程度计算模型

针对高海拔或高纬度低温地区桥梁混凝土水化的问题,测试了-3℃恒温养护条件下,0.24、0.31、0.38水灰比水泥浆体的水化热,计算了各个龄期时的水泥水化程度。综合考虑龄期和水灰比对水泥浆体水化程度的影响,利用二次函数与对数函数相加的形式来建立水泥水化程度计算模型。结果表明:在-3℃恒温养护下,随着水灰比的增大,水泥的水化程度也会增大,但水灰比对水泥水化程度的影响随着龄期的增长逐渐减弱。利用建立的模型计算了0.27水灰比水泥浆体各个龄期时的水泥水化程度,与实测值相比较,计算值偏离值较少,预测模型精度较高。     

混凝土收缩徐变的神经网络建模与敏感性分析

混凝土收缩徐变的影响因素较复杂,建立预测模型时如果无法确定每个因素的重要性,会导致模型的泛化能力降低。敏感性分析是一种量化影响因素贡献的方法。文中提出了一种BP-EFAST(扩展傅里叶幅度灵敏度检验)的敏感性分析方法,建立全连接BP神经网络收缩徐变预测模型,在评价现有收缩徐变经验预测模型的基础上,采用EFAST方法分析混凝土收缩徐变影响因素的敏感性。结果表明,相较于收缩徐变经验预测模型,BP模型的预测误差更小,预测范围更大;收缩龄期(持荷龄期)、体积表面积比、环境湿度对收缩徐变的敏感性较高,与混凝土收缩徐变机理相符;混凝土收缩的敏感因素有收缩龄期、体积表面积比、养护龄期、水灰比、环境相对湿度、28 d抗压强度,混凝土徐变的敏感因素有持荷龄期、水灰比、水泥含量、体积表面积比、环境相对湿度、28 d抗压强度、28 d弹性模量、加载龄期。     

混凝土构件早龄期阶段收缩试验方法研究

文章对混凝土构件早期自收缩试验方法和混凝土在约束状态下早龄期应力变化的研究方法进行分析。早期自收缩试验方法分析结果表明:混凝土构件可以忽略早期收缩静摩擦力产生的应变值,但混凝土3d龄期的干燥收缩不容忽略,且LVDT测量法优于千分表测量方法。混凝土在约束状态下早龄期应力变化研究方法分析表明:环形约束试验法操作简单不易偏心,但不适用于钢筋混凝土试件;直线约束试验法应采用电液伺服系统控制试件长度并进行修正,并可分析徐变量和约束间关系。由此可知,素混凝土的早龄期阶段收缩试验方法受限,仅限于环形约束条件。钢筋混凝土应采用直线约束试验法分析其收缩过程中的应力应变关系,同时考虑测量方法和干燥收缩对收缩试验的影响,并注意数据的修正。     

高性能混凝土在公路连续刚构中应用

结合工程实例,分析了在标准养生,同条件养生,饱和石灰水标养三种条件下,高性能混凝土抗压强度、弹性模量随龄期的变化规律,利用统计分析法回归出抗压强度与龄期和弹性模量与龄期关系模型,为混凝土施工期可靠性分析提供参考。     

桥梁常用高性能混凝土弹性模量试验研究

基于山西地方原材料,依托山西省吉县至河津高速公路项目工程,针对山西省内公路桥梁上部结构常用C50高性能混凝土,研究了不同养护条件下,混凝土弹性模量随龄期3d、5d、7d、28d、56d增长的发展规律。利用数理统计方法对混凝土弹性模量试验数据进行检验评定,对试验结果进行回归拟合,建立了混凝土弹性模量与龄期的双曲函数模型、对数函数模型以及指数函数模型。对比分析表明,混凝土早龄期弹性模量能够达到28d的80%以上;同龄期时同条件养护低于标准养护;标准养护条件下混凝土弹性模量推荐双曲函数,同条件养护下推荐对数函数。     

内部养生环境下路面混凝土干燥收缩率的影响因素

以吸水树脂最为内部养生料,研究分析内部养生掺量和额外加水量的变化对路面混凝土干燥收缩率的影响。在额外加水量固定的情况下,吸水树脂用量变化主要从占水泥用量的0.05%、0.15%、0.25%来分析不同龄期时混凝土干缩率的变化;内部养生料掺量一定时,额外加水量采用10倍、15倍、20倍变化来分析其对混凝土干缩率的影响规律。     

基于电通量法的混凝土抗冻性评价

采用ASTM C1202的电通量法和快速冻融循环法,试验研究了水灰比和粉煤灰对混凝土抗氯离子渗透性及抗冻性的影响,探讨电通量指标评价混凝土抗冻性的可行性,并分析了电通量与相对耐久性指数的相关性。结果表明,随着水灰比降低,混凝土电通量减小,混凝土抗氯离子渗透性、抗冻性提高;掺入粉煤灰能较大幅度地提高混凝土抗氯离子渗透性,但对混凝土抗冻性却没有提高。水灰比变化条件下,可以用电通量指标评价混凝土抗冻性,且56 d龄期电通量指标好于28 d龄期;粉煤灰掺量变化条件下,不能用电通量指标评价混凝土抗冻性。在一定条件下,初始电流与电通量、相对耐久性指数之间均表现出较好的相关性。     

结构混凝土早龄期约束受拉徐变的试验方法设计

比较分析现今混凝土早龄期拉伸徐变的测试方法,自行设计一套可用于测试混凝土早龄期拉伸徐变的框架系统,实现对混凝土早龄期拉伸徐变的定量评价。以水灰比为0.58的普通混凝土为研究对象,验证该试验方法的可靠性。试验结果表明：该试验系统可有效测试出混凝土早龄期拉伸徐变的大小,符合试验设计原理与目的。     

悬臂施工材料时变效应对PC箱梁桥的影响研究

为了研究施工过程中材料时变效应对PC箱梁桥的影响,对C55高强混凝土材料性能进行试验。在施工现场制作了24组150 mm×150 mm×300 mm混凝土试件,与主梁同步养生,分别对养护3,5,7,14,28,60 d的混凝土试件进行力学性能试验。利用格拉布斯准则检验,选取主梁同养下早龄期混凝土抗压强度与弹性模量试验测试值的有效值,进而得到了实际工程中早龄期混凝土轴心抗压强度和弹性模量的时变规律,基于MATLAB数据处理软件对试验数值进行非线性回归分析,选取4种函数形式进行回归拟合,选取最优回归方程,优化了规范中关于二者之间的函数公式。采用有限元软件Midas civil分析了考虑时变性能的PC箱梁桥各施工阶段结构应力、挠度状态,选取最大悬臂阶段主梁应力、挠度与采用规范值计算结果相对比。结果表明:相较于混凝土弹性模量,早龄期混凝土轴心抗压强度发展较快,考虑材料时变性能后,各阶段张拉预应力后箱梁根部上缘应力变化最大2. 22%,下缘应力变化最大1. 02%,材料时变效应对应力储备影响较小;最大悬臂状态时,悬臂结构累积位移最大为12. 3 mm,当前步骤位移为5. 1 mm,材料时变效应对结构挠度影响较大。     

非破损法混凝土中硫酸根离子电迁移过程的试验研究

通过PERMIT离子电迁移实验,探究了SO■在混凝土表面保护层内的渗透迁移过程。发现在60V直流电作用下,SO■在混凝土内部明显地发生迁移,试验中表现为PERMIT试验仪内室硫酸钠溶液中的SO■透过混凝土表面保护层迁移到外室,导致外室溶液电导率升高。依据SO■的迁移状态,可将整个电迁移过程分为350min之前的非稳态电迁移和之后的稳态电迁移两个阶段。基于拓展Nernst-Plank方程提出了稳态电迁移阶段SO■在混凝土表面保护层中的离子迁移系数的理论计算方法。最后研究了不同水灰比条件下SO■在混凝土内的电迁移状态,计算稳态电迁移阶段SO■迁移系数并分析了其变化趋势,发现离子迁移系数与混凝土水灰比变化呈正相关。其原因主要是随水灰比增加混凝土孔隙率也相应地增大。     

混凝土内部湿度场的研究

混凝土早期产生开裂,主要是因为混凝土内部自由水散失而造成的,通过对混凝土内部水分含量进行测试,可以实现对混凝土结构早期开裂的监控。混凝土内部湿度场的变化可以反映内部水分含量。本文主要研究混凝土内部不同位置处的湿度场变化情况,找出距混凝土表面不同深度、距混凝土侧边不同距离对混凝土内部相对湿度的影响。     

节段现浇预应力混凝土宽箱梁后浇湿接缝的早龄期受力分析及开裂控制

针对节段现浇预应力混凝土箱梁后浇湿接缝在早龄期因收缩导致的开裂问题,以嘉鱼长江公路大桥为背景,通过试验测试了该桥施工阶段箱梁混凝土早龄期力学性能,得到了箱梁节段混凝土的收缩预测模型。基于此,采用有限元软件Midas/FEA建立了湿接缝及相邻节段箱梁的有限元模型,分析了湿接缝在混凝土收缩作用下的应力场,并对不同的预应力张拉方案进行了分析。结果表明:湿接缝在混凝土收缩和相邻节段约束作用下,其在混凝土浇筑后第3 d在结合面位置由收缩导致的拉应力达到了1.8 MPa,为该龄期混凝土抗拉强度的87%,因此需在此时进行预应力的张拉以降低混凝土拉应力,防止混凝土在早龄期开裂;若湿接缝按常规方案张拉预应力,湿接缝早龄期最大主拉应力均小于混凝土即时抗拉强度,但其28 d最大主拉应力为2.75 MPa,为该龄期混凝土抗拉强度的93%,存在开裂风险;在该文提出的张拉方案下,湿接缝在早龄期最大主拉应力比常规方案降低了22.2%~32%,有效保证了后浇湿接缝在早龄期的抗裂性要求。     

压实黄土路基导水参数的试验研究

基于黄土路基压实后土体的基本性质,根据路基土中水分运动的基本方程,通过室内一维土柱入渗试验,得到不同压实度的黄土湿润锋湿度与平均湿度、水分入渗速率的关系曲线。由黄土中水分再分布过程确定压实黄土路基的导水参数和水分扩散参数,并分析压实黄土路基内水分迁移,得出相应的黄土路基中水分入渗规律,为黄土路基严格控制压实度提供重要的理论依据。     

超声波评价早龄期混凝土硫酸盐腐蚀的试验研究

为评价硫酸盐对早龄期混凝土的腐蚀程度,对标准养护及2种浓度硫酸盐溶液腐蚀下的混凝土试件进行抗压强度和超声波速的测定.结果表明:在早龄期内,随硫酸盐溶液浓度和龄期的增大,剩余强度因子和剩余波速因子减小,腐蚀程度加深;对剩余强度因子和剩余波速因子进行线性回归分析显示,两者具有良好的线性关系.通过测定超声波速的变化,利用剩余波速因子可以较好地反映混凝土早期受腐蚀程度的大小.     

长悬臂混凝土盖梁水化热监测与分析

为避免长悬臂混凝土盖梁施工期间产生较高的水化热导致温度裂缝,对两座长悬臂盖梁开展了水化热实时监测,并在盖梁内部埋置相应的应力传感器同步实测盖梁混凝土早龄期力学性能。采用有限元软件Midas FEA建立相应梁段的时变模型,研究盖梁混凝土水化热温度场和应力场,并对绝热温升进行参数分析。结果表明:长悬臂盖梁在施工期间会产生持续10 d的水化热,在混凝土浇筑后快速达到峰值温度,此时盖梁外部混凝土处于拉应力状态,若内外温差过大容易出现温度裂缝。所以实时监测控制和长悬臂盖梁水化热非常必要。