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高性能混凝土自收缩应力的研究

作　者: 吴伟松
导　师: 杨杨；许四法
学　校: 浙江工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 高性能混凝土 自收缩 水灰比 养护温度 应力解析
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


有效的应力解析方法的建立和包括从早龄期开始的强度、弹性模量、徐变等混凝土物性以及自收缩随时间发展规律的把握是准确评价高性能混凝土的自收缩引起的自收缩应力的前提。本文以具有高强度、大流动性特点的高性能混凝土为研究对象,以水灰比、养护温度为实验参数。通过对自由状态下混凝土自收缩应变和约束状态下自收缩应力的实验研究,考察和分析了养护温度对不同水灰比混凝土的力学性能、自收缩应变和应力的影响;基于step-by-step方法对高性能混凝土的自收缩应力进行了徐变应力分析,并与自收缩应力的实验结果对比,验证了应力解析方法的妥当性。本研究的主要结论包括:(1)高性能混凝土弹性模量的发展速率较抗压强度快,尤其在龄期3 d之前,且水灰比越低、温度越高,该现象表现得越显著。(2)养护温度越高,自收缩应变和应力的发展速度越快,其数值也越大。水灰比越低,养护温度对自收缩应变和应力的影响越大。(3)由于混凝土早龄期徐变的作用,自收缩应力的发展速度小于自收缩应变的发展速度。(4)20℃养护温度下的自收缩应力解析值与实验值均显示了相同的发展趋势,说明采用拉徐变模型的应力解析方法是妥当的。解析值在混凝土初期对自收缩应力有过大评价的倾向,而后期则与实验结果较一致,表明早龄期混凝土拉伸徐变模型的普遍适用性还有待进一步研究。(5)由于本文采用的拉伸徐变模型是基于20℃养护的实验结果,未考虑养护温度的影响,因此35℃和5℃养护温度下混凝土自收缩应力的解析结果与实验结果有较大偏差。为了提高应力解析的精度和适用性,应研究养护温度对早龄期混凝土徐变的影响。(6)通过对采用不同应力状态徐变模型所获得的应力解析值与实验值的比较,反映采用拉伸徐变模型所获得的自收缩应力解析结果更符合实际,表明评价高性能混凝土自收缩应力时应采用拉伸徐变模型而不是压缩徐变模型。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-14
第一章 绪论  14-29
  1.1 研究的背景  14-16
    1.1.1 高性能混凝土的特征及其应用  14-15
    1.1.2 高性能混凝土的早期体积变化与早期开裂  15-16
  1.2 国内外相关研究的研究现状与存在的问题  16-27
    1.2.1 自收缩的基本概念与定义  16-17
    1.2.2 自收缩的影响因素  17-19
    1.2.3 自收缩应变与自收缩应力的实验评价方法  19-22
    1.2.4 自收缩应力的解析方法  22-27
  1.3 本研究的目的与意义  27
  1.4 本研究的主要内容  27-29
第二章 实验评价方法  29-41
  2.1 实验所用的原材料及配合比  29-32
    2.1.1 原材料及其基本性质  29-31
    2.1.2 混凝土的配合比及基本性能  31-32
  2.2 混凝土基本力学性能的实验方法  32-34
    2.2.1 混凝土试件的制作与养护  32-33
    2.2.2 基本力学性能的测定  33-34
  2.3 自收缩应变的实验方法  34-36
    2.3.1 混凝土试件的制作与养护  34-36
    2.3.2 自收缩应变的测定  36
  2.4 自收缩应力的实验方法  36-41
    2.4.1 混凝土试件的制作与养护  36-40
    2.4.2 自收缩应力的测定  40-41
第三章 高性能混凝土的基本力学性能  41-47
  3.1 抗压强度  41-43
    3.1.1 养护温度对抗压强度的影响  41-42
    3.1.2 水灰比对抗压强度的影响  42-43
  3.2 弹性模量  43-45
    3.2.1 养护温度对弹性模量的影响  43-45
    3.2.2 水灰比对弹性模量的影响  45
  3.3 本章小结  45-47
第四章 高性能混凝土的收缩特性  47-59
  4.1 温度变化与温度变形  47-49
  4.2 高性能混凝土的自收缩应变  49-54
    4.2.1 水灰比对自收缩应变的影响  49-51
    4.2.2 养护温度对自收缩应变的影响  51
    4.2.3 养护温度对自收缩应变影响的评价  51-54
  4.3 高性能混凝土的自收缩应力  54-58
    4.3.1 水灰比对自收缩应力的影响  54
    4.3.2 养护温度对自收缩应力的影响  54-56
    4.3.3 养护温度对自收缩应力影响的评价  56-58
  4.4 本章小结  58-59
第五章 高性能混凝土自收缩应力解析评价  59-74
  5.1 自收缩应力的解析方法  59-65
    5.1.1 自收缩应力解析对象阐述  59-60
    5.1.2 自收缩应力解析步骤阐述  60-65
  5.2 材料的物性模型与物性值  65-70
    5.2.1 抗压强度与弹性模量  65-66
    5.2.2 徐变系数  66-70
    5.2.3 自收缩应变与温度应变  70
  5.3 自收缩应力解析结果与实验结果的比较分析  70-72
  5.4 不同应力状态徐变模型对解析结果的影响  72-73
  5.5 本章小结  73-74
第六章 结论与展望  74-76
  6.1 结论  74-75
  6.2 后续研究及展望  75-76
主要参考文献  76-80
致谢  80-81
攻读学位期间发表的学术论文  81

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 非金属材料 > 混凝土及混凝土制品
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