养护温度对高性能混凝土早期拉伸徐变影响的研究

论文摘要

高性能混凝土体积变化引起的应力解析及其开裂预测的前提之一是早龄期混凝土拉伸徐变特性的把握,如何建立起能够准确测定早龄期拉伸徐变的基本装置及测定方法及对徐变特性的评价与预测是研究的关键。本文通过对本研究组早期设计的拉伸徐变装置的改进,较为系统地评价了养护温度和加载龄期对高性能混凝土早龄期拉伸徐变特性的影响,并且通过等效龄期的概念,利用流变学原理建立的数学模型,对拉伸徐变的实验数据进行了分析,获得了早龄期拉伸徐变的预测式,并对其进行了验证。本研究主要的结论有:(1)改进后的拉伸徐变实验装置和方法可更有效地测定早期混凝土在不同温度和加载龄期下的拉伸徐变特性。(2)高性能混凝土的各项力学性能,在最初的3d之内发展很快,之后逐渐放缓,而且温度越高,各项力学性能的发展变化也越快速。(3)同龄期混凝土拉伸弹性模量(Et)和压缩弹性模量(Ec)对不同温度下的混凝土均表现出良好的线性关系,即Et=1.084Ec。(4)相同养护温度下,混凝土的加载龄期越晚,徐变值越小,徐变速率越慢。并且随着持荷时间的增长,不同加载龄期下混凝土徐变速率的差异越来越小。(5)相同加载龄期之下,混凝土的拉伸徐变大小将随着温度的升高而降低,并且加载龄期越早,这种降幅越明显。(6)利用等效龄期考虑不同养护温度对于混凝土拉伸徐变的作用是合适的,基于此建立的ZC模型徐变预测式能较好地描述3d自然龄期前加载的混凝土徐变发展特征。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 本研究的背景
• 1.1.1 高性能混凝土的特点
• 1.1.2 高性能混凝土的发展和应用
• 1.1.3 高性能混凝土早龄期体积变化、拉伸徐变与早期开裂之间的关联
• 1.2 早龄期混凝土拉伸徐变国内外研究现状
• 1.2.1 徐变基本概念
• 1.2.2 徐变机理研究
• 1.2.3 徐变预测模型研究
• 1.2.4 拉伸徐变影响因素
• 1.2.5 早期拉伸徐变实验方法
• 1.2.6 目前国内外拉伸徐变研究中存在的问题与不足
• 1.3 本研究的目的与意义
• 1.4 本研究开展的主要工作
• 第2章 早龄期高性能混凝土拉伸徐变实验研究
• 2.1 实验所用的原材料及配合比
• 2.1.1 原材料及其基本性质
• 2.1.2 混凝土的配合比
• 2.2 拉伸徐变的实验参数
• 2.3 拉伸徐变的实验装置
• 2.3.1 拉伸徐变的测量控制装置
• 2.3.2 拉伸徐变的加载装置
• 2.4 拉伸基本徐变的实验方法与步骤
• 2.4.1 原材料准备
• 2.4.2 混凝土试模制作
• 2.4.3 混凝土试件的成型与养护
• 2.4.4 力学性能的测定
• 2.4.5 拉伸荷载作用下的轴向应变测定
• 2.4.6 非荷载作用下自由变形测定
• 2.5 本章小结
• 第3章 早龄期高性能混凝土拉伸徐变特性评价
• 3.1 早龄期高性能混凝土的力学性能
• 3.1.1 抗压强度的发展规律
• 3.1.2 劈拉强度的发展规律
• 3.1.3 拉伸弹性模量的发展规律
• 3.1.4 早期力学性能的相关性
• 3.2 早龄期高性能混凝土的收缩特性
• 3.2.1 自收缩
• 3.2.2 温度变形
• 3.3 早龄期高性能混凝土拉伸徐变实验结果及其评价
• 3.3.1 拉伸徐变实验评价的基本特征参数
• 3.3.2 拉伸徐变实验中的应变获取与荷载控制
• 3.3.3 加载龄期对于拉伸徐变的影响
• 3.3.4 养护温度对于拉伸徐变的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于等效龄期的高性能混凝土早龄期拉伸徐变模型
• 4.1 徐变预测模型介绍
• 4.1.1 适合于预测压缩徐变的模型介绍
• 4.1.2 BP-2 模型与拉伸徐变实验数据的比较
• 4.2 高性能混凝土早龄期拉伸徐变预测模型
• 4.2.1 拉伸徐变预测模型提出的意义及方法
• 4.2.2 流变学概述
• 4.2.3 流变学的基本元件
• 4.2.4 流变学的两个基本模型
• 4.2.5 描述混凝土徐变的Burgers 模型
• 4.2.6 本文提出的拉伸徐变模型
• 4.2.7 基于ZC 模型的回归分析及拉伸徐变预测式的提出
• 4.3 ZC 模型预测式的实验验证
• 4.3.1 拉伸徐变预测式中参数的确定
• 4.3.2 拉伸徐变预测值与实验值的比较分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 后续研究及展望
• 主要参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文