自密實混凝土性能及混凝土多場耦合時變性分析研究.pdf

1、自密實混凝土以其優(yōu)異的工作性能及環(huán)保性，逐漸得到廣大工程界的接受。本文以核電工程應用自密實混凝土為工程背景，試驗研究自密實混凝土配合比設計及力學性能、耐久性、收縮抗裂性能，并與普通振搗混凝土性能進行了比對；針對復雜環(huán)境中混凝土結構耐久性問題，探討多因素作用下混凝土時變性模擬分析，論文的主要研究工作有：
　　 (1)根據Heywood單顆粒骨料表面積計算方程，考慮實際操作的簡便性建立了表征骨料比表面積簡易計算方法，以表征骨料比表面

2、積反映骨料粗細程度以及各粒徑分布，提出富余砂裹厚度以及凈漿包裹骨料厚度概念，并以此為切入點，提出新的自密實混凝土配合比設計方法。用此方法成功配制C35和C50自密實混凝土，經實驗室及現場試驗進行比對，效果良好。
　　 (2)以現場材料配制的C35、C50自密實混凝土與基準普通振搗混凝土為研究對象，通過試驗研究長達560天的立方體抗壓強度、立方體劈裂抗拉強度、棱柱體軸心抗壓強度、受壓靜彈性模量、四點彎拉(抗折)強度、鋼筋握裹粘結強

3、度以及彎拉初裂拉應變，研究自密實混凝土與對比普通振搗混凝土各長期力學性能隨齡期發(fā)展規(guī)律及相互關系；同時通過抗?jié)B性、抗氯離子滲透性、抗碳化性試驗以及自由收縮、平板約束抗裂、環(huán)形約束抗裂試驗以綜合評價自密實混凝土與對比普通混凝土耐久性與收縮抗裂性能差異。結果表明自密實混凝土力學性能、耐久性以及收縮抗裂性能均不弱于同強度的對比普通振搗混凝土。
　　 (3)根據Fick擴散定律與質量守恒定律建立濕度場理論模型，依據濕度場與溫度場的相似性

4、，實現濕度場問題轉化為溫度場問題模擬求解；結合濕度場的干縮濕脹效應，提出基于不同干燥環(huán)境下混凝土自由收縮實測曲線去實現濕度場參數自動識別的方法，并通過4種不同混凝土配合比的算例驗證表明，此法是方便可行的。
　　 (4)在基于混凝土單元各向異性應變損傷假定的基礎上，引入損傷系數，提出各向異性濕度、氯離子、二氧化碳擴散放大因子對因應力損傷開裂的混凝土單元各擴散系數進行修正調整。這些擴散放大因子均易于在有限元程序中實現并通過算例分析表

5、明其效果良好。
　　 (5)在參考國內外相關文獻資料的基礎上，根據Fick擴散定律與質量守恒定律建立了考慮溫度、濕度、應力等多因素作用下二氧化碳分布場以及氯離子分布場的理論模型；依據兩場理論模型與溫度場的相似性，將氯離子與二氧化碳在混凝土中的擴散問題實現映射到溫度場中模擬分析，并與快速碳化試驗以及帶裂縫混凝土氯離子侵蝕試驗的測試結果的對比表明，兩場模擬結果均與試驗測試結果吻合良好。同時基于目前通用有限元程序平臺，提出了考慮應力、