混凝土徐变预测模型的对比分析

对比分析常用的5种混凝土徐变预测模型,计算不同加荷龄期、环境湿度、构件尺寸以及强度的混凝土徐变,通过分析徐变预测模型对以上各因素的敏感性,为不同条件下选择合适的混凝土徐变预测模型提供依据。     

高强混凝土指数型收缩徐变预测模型及工程应用

收缩徐变是导致大跨度预应力混凝土箱梁桥长期变形的重要因素,现有桥梁长期变形分析中通常采用CEB-FIP 90模型,计算结果会出现较大偏差。为减小预应力混凝土箱梁桥长期变形的计算误差,以某三跨预应力混凝土连续箱梁桥为背景,对该桥相同配比的高强混凝土进行了标准徐变试验,将实测数据拟合得到指数型收缩徐变模型,并根据该桥混凝土构件实际尺寸效应、湿度效应、钢筋配筋率和持荷年限对徐变系数进行修正。由此计算得到该桥的长期变形与实测数据吻合较好,验证了指数型收缩徐变模型比现有徐变模型具有更高的预测精度。     

室内环境下UHPC的收缩徐变试验和预测

为明确室内环境下普通及补偿收缩超高性能混凝土（UHPC）的收缩徐变特征，分别对这2种超高性能混凝土进行持续1 080 d的力学、收缩和徐变性能测试，分析了补偿收缩组分对超高性能混凝土性能的影响规律。基于收缩和徐变的试验结果，分析了国内外3种不同规范公式对室内环境下超高性能混凝土收缩徐变预测的适用性，并引入相应的修正系数对既有收缩徐变模型进行修正，使之适用于补偿收缩超高性能混凝土的收缩徐变预测。结果表明：①补偿收缩组分的加入对超高性能混凝土的力学性能有负面影响，使立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和弹性模量分别降低4.3%、5.1%和4.2%。②UHPC棱柱体抗压强度和弹性模量与立方体抗压强度间存在良好的统计关系，且该统计关系受配合比和龄期的影响较小。③补偿收缩组分能有效抑制超高性能混凝土的收缩，使收缩降低28.9%，但对徐变有负面影响，使徐变应变、徐变系数和徐变度分别增加13.3%、9.3%和15.8%。④DBJ43/T325—2017的收缩、徐变模型对室内环境下普通超高性能混凝土的收缩徐变均给予较好的预测，预测误差分别在4%和6%以内；SIA 2052—2016仅有收缩模型的预测结果与实测结果较好地吻合；引入收缩和徐变修正系数后的修正模型能分别对补偿收缩超高性能混凝土的收缩和徐变予以较好地预测，预测误差也分别在4%和6%以内。     

高性能混凝土收缩徐变性能的试验研究

试验研究了水泥用量、矿物掺合料、龄期对高性能混凝土收缩、徐变的影响规律。试验结果表明:在胶凝材料用量一定、水胶比相近的情况下,水泥用量越低,矿渣掺量越大,混凝土的收缩、徐变值越小;在高性能混凝土中宜选用比表面积低于444 m2/kg的矿渣,且矿渣和粉煤灰总掺量宜大于40%;混凝土的收缩、徐变在加载后90 d内增长较大,在120 d后趋于稳定。     

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。     

C60低收缩徐变高性能混凝土的配制与试验研究

为配制出适用于大跨度桥梁工程的高性能混凝土,通过掺加大掺量优质的粉煤灰、矿粉,降低水胶比的方法,进行C60低收缩徐变高性能混凝土的配制与试验研究。试验结果表明：采用优化设计混凝土配合比配制出的混凝土拌合物出机坍落度为170～215 mm ,2 h坍落度损失较小,压力泌水率较低,表现出良好的工作性能;混凝土28 d抗压强度较高,达到C60强度等级;掺加矿物掺合料的混凝土具有较低的收缩和徐变,与不掺矿物掺合料的混凝土相比,长龄期（360 d ）的收缩和徐变值降低了30％～50％;通过掺加大掺量矿物掺合料、降低水胶比的方法可以配制出C60低收缩徐变的高性能混凝土,该混凝土可用于塔柱和预应力混凝土箱梁中。     

钢管微膨胀混凝土轴压短柱长期变形研究

针对钢管混凝土拱桥中普遍采用的钢管微膨胀高性能混凝土,考虑轴压比、加载龄期等因素的影响,进行了圆钢管微膨胀混凝土轴心受压短柱的长期变形试验研究。采用逐步积分法,将5种不同混凝土收缩、徐变模型进行适当修正,应用于钢管微膨胀混凝土轴心受压短柱的长期变形分析,并将分析结果与试验结果进行对比。分析了含钢率、加载龄期、持荷时间、混凝土强度等因素对钢管微膨胀混凝土构件长期静力性能的影响。研究结果表明:修正后的EC2,MC90及AFREM模型在分析加载龄期不超过28d的钢管微膨胀混凝土构件在轴向荷载作用下的长期变形性能时具有较高的精度;核心混凝土时效作用对钢管微膨胀混凝土构件长期静力响应的影响显著。     

等强条件下机制砂混凝土收缩徐变试验研究

以4种不同岩性的机制砂、水泥、粉煤灰等为原料,在不同养护龄期下,制备强度等级为C30、配筋及砂率不同的机制砂混凝土试件,通过钢制加载架对试件提供稳定荷载,利用机械千分表对试件变形进行双面测量,研究等强条件下机制砂混凝土收缩徐变性能,找出干扰机制砂混凝土收缩徐变性能的指标。试验结果显示：4种机制砂混凝土干燥收缩值比较类似,4种岩性的机制砂混凝土在测试前30 d干燥收缩值增加的速度较快,30 d后增长较慢;4种机制砂混凝土徐变应变和徐变系数从小到大的顺序依次是：凝灰岩<砂岩<花岗岩<石灰岩,收缩徐变性能最好的是石灰石机制砂;普通砂混凝土的收缩值低于石灰岩机制砂混凝土的收缩值,且养护龄期影响混凝土的收缩性能,收缩性能与养护龄期成正相关;机制砂混凝土的徐变系数和徐变挠度随配筋增大而降低,配筋为4?14时试件的徐变性能最好;荷载为6 kN时徐变性能最好,荷载为2 kN时徐变性能最差;徐变挠度随着温度的增加而增加,随着湿度的增加而降低;石粉含量同机制砂混凝土的收缩性能成正相关,且当石粉含量低于12%时,收缩值变化不大。     

高强混凝土收缩徐变试验及预测模型研究

通过苏通大桥连续刚构所用高强混凝土的收缩徐变试验,以及其他几组不同强度等级的高强混凝土收缩徐变试验,探讨了目前常用收缩徐变模型对高强混凝土收缩徐变的适用性。试验结果表明,高强混凝土的徐变系数一般低于常用的徐变模型预测值;而现桥规采用的CEB-FIP90收缩模型有低估高强混凝土收缩发展的危险,并且,随着混凝土抗压强度的提高,预测精度有降低的趋势。针对高强混凝土收缩徐变的特点,提出了考虑混凝土强度因素的修正收缩、徐变模型。最后运用B3变异系数法比较了这几种模型预测高强混凝土收缩徐变的精度,比较结果表明,修正收缩、徐变模型对高强混凝土收缩徐变预测的精度相对于现有模型有较大提高。     

加载龄期及湿度对混凝土收缩徐变影响比较分析

对《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023-85)和(JTGD62-2004)《铁路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》99年版和2005年版、ASSHTO-1994规范中在相同条件下,通过不同的加载龄期、不同的环境相对湿度等其中一个参数变化时对各规范收缩应变、徐变系数进行分析和比较。主要结论为:混凝土收缩应变主要与环境的相对湿度有关;混凝土的徐变系数,各规范相差较大,铁路规范中徐变系数仅与加载龄期有关,与混凝土的所处相对湿度无关,且其徐变系数相差不大;公路规范中加载龄期及湿度均对其有影响,但湿度对混凝土徐变系数影响更为敏感;在设计和施工中尤其是混凝土前期养护时的湿度应重点关注。综合分析表明,JTGD62-2004考虑参数较多、较为合理,建议铁路规范进行适当调整。     

混凝土桥梁徐变影响因素敏感性分析

徐变是混凝土桥梁结构耐久性和安全性的重要影响因素,同时混凝土徐变特性又受到诸多内部和外界因素影响。基于主成分分析法,建立混凝土桥梁徐变影响因素指标体系,选取54组混凝土徐变试验数据作为样本数据,分析混凝土桥梁徐变影响因素敏感性。研究结果表明：主成分分析方法可得出各项因素对混凝土桥梁徐变影响力度,适用于混凝土徐变影响因素敏感性分析;水泥用量、集料含量、水灰比和构件有效厚度等因素对混凝土桥梁徐变影响最大;减水剂含量对混凝土桥梁徐变影响则甚小。     

桥梁结构混凝土徐变试验研究

选取多个双支薄壁混凝土桥墩为研究对象进行混凝土徐变的试验研究，得到在应力、凝期、持荷时间、温度等主要因素不断变化下实际混凝土结构徐变的函数。实测结果与理论值比较验证了函数的合理性，并且可运用于上部结构混凝土徐变的预测中。     

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。     

影响多孔混凝土强度若干因素的研究

该文主要研究了灰集比、集料级配与水灰比对多孔混凝土空隙率、抗压强度和劈裂强度的影响,研究结果显示:随着灰集比减小,多孔混凝土空隙率不断增大,抗压强度、劈裂强度不断减小;集料粒径510mm数量一定时,随着2025mm粒径集料减少,1016 mm粒径集料增加,多孔混凝土空隙率不断减小,抗压强度及劈裂强度不断增大;随着水灰比增大,多孔混凝土空隙率先减小后逐渐增大,其强度先增大后逐渐减小;多孔混凝土7d抗压强度与28d抗压强度、空隙率与抗压强度、劈裂强度与28d抗压强度之间都具有很好的线性相关性。     

混凝土桥梁收缩特性影响因素敏感性分析

收缩变形对混凝土桥梁耐久性和安全性具有不利影响。构建混凝土桥梁收缩特性影响因素指标体系，选取33组混凝土收缩试验数据作为样本数据，采用主成分分析法研究混凝土桥梁收缩特性影响因素的敏感性。研究结果表明：主成分分析方法可得出各项因素对混凝土桥梁收缩影响力度，适用于混凝土收缩影响因素敏感性分析；含养护湿度、养护结束龄期等养护工艺和环境湿度对混凝土桥梁收缩影响最大；混凝土材料组成成分的影响力次之。     

基于强度试验分析的公路工程轻骨料混凝土配合比设计及其性能研究

轻骨料混凝土干密度不大于1 950 kg/m~3,大多数试件强度不小于40 MPa可被定义为高强度混凝土。除此之外,在7 d和28 d的抗压强度方面,轻骨料混凝土也比普通混凝土略高;轻骨料混凝土的轴压比、劈裂抗拉强度、抗折强度均高于同等级的普通混凝土。结合试验,对公路工程轻骨料混凝土配合比进行设计,在此基础之上对其性能进行了研究。研究表明:砂率、水灰比、陶粒、筒压强度、是否预吸水是影响轻骨料混凝土强度的主要因素,适当降低水灰比能提高混凝土强度;适当提高体积砂率可将轻骨料混凝土强度提高;对陶粒进行预吸水处理后,在一定配合比下轻骨料混凝土强度将被提高;混凝土的抗压强度对于等级相同的陶粒来说,最大粒径越大,其抗压强度越小。     

暴露环境下高性能混凝土的收缩徐变性能研究

混凝土的收缩徐变对结构受力及预应力损失影响显著,准确了解复掺粉煤灰和矿粉的高性能混凝土在暴露环境中的收缩徐变是一项重要任务。为了更好的服务于工程,本文结合工地现场实际情况,采用相同的混凝土材料、配合比、加载龄期及暴露环境,进行暴露环境下高性能混凝土的收缩徐变试验。试验结果表明:掺与粉煤灰与矿粉的高性能混凝土前期比普通混凝土的收缩徐变要大,之后要小于普通的混凝土收缩徐变,在100天左右趋于稳定。暴露环境使混凝土的收缩徐变出现波动,混凝土在收缩徐变的过程中出现反复现象。     

先简支后连续混凝土桥梁徐变影响的参数分析

以湖南岳阳华容县注滋口大桥为例对先简支后连续桥梁结构在施工及运营各阶段混凝土徐变对结构受力变形的影响进行了较详细的分析。分析了持荷时间、混凝土龄期、后期预应力筋长度、加载龄期等参数对徐变的影响，并根据分析结果对该类型桥梁的设计提出了相应的改进方案。     

混凝土密度和抗压强度预测模型的建立与应用

为了研究橡胶取代砂石对混凝土密度和抗压强度的影响,开展了不同橡胶取代比和不同水灰比下所得混凝土试样的密度和抗压强度试验。结果表明:橡胶混凝土的密度和抗压强度受橡胶含量和水灰比的影响:随橡胶含量的增加,混凝土的密度和抗压强度急剧降低。进一步根据试验结果建立混凝土的密度预测模型,得出当橡胶含量和水灰比在试验范围内时(橡胶含量为0～60%,水灰比为0.20～0.35),相关性系数R~2数值接近1,表明因变量(混凝土的密度)和自变量(橡胶含量和水灰比)之间存在很强的关联性,证明提出的模型能够准确预测所得混凝土的密度和抗压强度。     

结合梁中的徐变影响分析

根据结合梁桥的特点,综合考虑施工过程中各种因素(混凝土的收缩徐变、结构体系转换等)的影响,采用按龄期调整的有效模量,结合有限单元步进法,提出一种分析结合梁中徐变的方法。然后采用该方法分析徐变对结合梁中的应力重分布的影响,并对徐变的影响进行参数分析。分析结果表明:混凝土加载龄期越早、环境越干燥、混凝土的圆柱体抗压强度越小,组合截面的应力重分布越明显。