水泥基材料的拉伸徐变行为综述

为了理清水泥基材料拉伸徐变的影响因素和复杂机理,从拉伸徐变测试方法、内部组分影响、外部加载条件、拉伸徐变机理等方面对拉伸徐变行为进行综述.总结了拉伸徐变测试的困难性和新测试方法的优缺点;分析了内部组分的种类和掺量对拉伸徐变的影响,包括对水化和强度起主要作用的基体组分,以及影响细观界面滑移的骨料和纤维;基于温度-湿度-水化-滑移耦合作用的研究思路,分析了不同温湿度、加载龄期和应力水平下的拉伸徐变变化规律及影响机制;将拉伸徐变相关徐变机理进行梳理,提出了多场耦合-多尺度滑移的徐变机理分析模型.

大掺量粉煤灰混凝土早龄期拉伸徐变特性研究

为探究粉煤灰掺量和加载龄期对早龄期混凝土拉伸徐变的影响规律,在应力强度比为0.4的条件下,实验研究了不同粉煤灰掺量(0%,30%,60%)和不同加载龄期(3,7,14,28 d)下的拉伸徐变特性。研究结果表明:混凝土拉伸徐变随着加载龄期的推迟而递减;混凝土拉伸徐变速度在持荷初期(0~3 d)随着加载龄期的推迟呈指数规律下降,在持荷中后期(3 d后)加载龄期影响逐渐减小;在同一加载龄期,混凝土拉伸徐变随粉煤灰占比的提高而增大。拉伸徐变随强度增长呈指数规律递减,该规律在60%粉煤灰掺量的混凝土中更为显著。

陶粒预湿程度对轻骨料混凝土拉伸徐变的影响

采用U型管微压测定装置测定不同预湿程度陶粒在轻骨料混凝土中的吸水返水过程,采用扫描电子显微镜(SEM)观察轻骨料混凝土界面结构形貌,采用新型环形约束收缩装置研究了部分约束条件下轻骨料混凝土的拉伸徐变特性.结果表明:随着陶粒预湿程度的提高,陶粒在轻骨料混凝土中的吸水能力下降,返水能力提高,陶粒与水泥石界面结合程度加强,轻骨料混凝土的拉伸徐变值减小.

再生混凝土早龄期拉伸徐变试验研究

为掌握再生混凝土的抗裂性能,通过单轴拉伸徐变试验,研究了再生粗骨料取代率(质量分数)、矿物掺和料掺量(质量分数)对再生混凝土早龄期拉伸徐变性能的影响.结果表明:再生粗骨料取代率为50%~100%的再生混凝土拉伸徐变较普通混凝土增加8%~31%;再生混凝土拉伸徐变随矿物掺和料掺量的增加而增大,粉煤灰单掺和粉煤灰+矿渣复掺可使再生混凝土拉伸徐变分别增加8%~32%,3%~22%.以混凝土拉伸徐变M-Burgers预测模型为基础,考虑再生骨料取代率和矿物掺和料掺量的影响,提出了适用于再生混凝土早龄期拉伸徐变的预测模型.

高性能混凝土早期拉伸徐变的实验研究

对早龄期高性能混凝土的拉伸徐变特性把握,能够为高精度的应力解析及开裂预测提供重要参数.以水灰比为0.3的高性能混凝土为研究对象,利用自行设计的早龄期拉伸基本徐变实验装置,探讨了不同加载龄期(0.5,0.75,1,3和7 d)及不同加载初始应力强度比(0.2、0.3和0.4)下的拉伸徐变特性.实验结果表明:龄期0.5,0.75和1 d加载的混凝土表现出较高的徐变能力,并且徐变速度在持荷一段时间后随龄期的推迟而急剧下降.龄期0.5,0.75 d加载的混凝土徐变表现出较大的非线性,并且对同一个加载龄期,加载初始应力强度比越大,比徐变越大,并且加载初期的徐变速度越快;但加载龄期在1,3,7 d的混凝土徐变仍表现出线性特征.

基于等效龄期与结构单元的HPC早龄期拉伸徐变评价

通过对早期设计的拉伸徐变装置的改进,实验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.在考虑混凝土内部结构单元对徐变作用的基础上利用流变学原理提出了评价早龄期拉伸徐变的ZC模型.通过对拉伸徐变实验数据的分析,得到了模型参数,进而获得了早龄期拉伸徐变的评价式,并对其进行了实验验证.结果表明,高性能混凝土早龄期拉伸徐变在加载初期增长快速,后期则逐渐趋于稳定,并且养护温度越高,徐变收敛的趋势越明显;所提出的ZC模型能较好地描述不同养护温度和不同加载龄期早龄期拉伸徐变发展特征,对3d前加载的混凝土徐变应变的定量评价其误差在10%以内.

加载龄期和养护温度对高性能混凝土早期拉伸徐变的影响

以水灰比为0.3的高性能混凝土为研究对象,通过对作者所设计的早龄期拉伸徐变装置的改进,对处于20℃和35℃条件下的混凝土拉伸徐变特性进行了实验研究,探讨了加载龄期和养护温度对早龄期高性能混凝土拉伸徐变的影响。结果表明:早龄期混凝土的徐变随着加荷龄期的增大而显著减少,养护温度的提高更加剧了这一现象的发生,并且随着养护温度的提高,拉伸徐变呈递减趋势。

高性能混凝土的拉伸徐变特性

掌握拉伸徐变行为是进行混凝土应力分析和开裂预测的重要前提。采用自行设计的混凝土拉伸徐变试验装置,系统研究了不同加载龄期(1、3、7d)、不同水胶比(0.29、0.33、0.37)和不同粉煤灰掺量(0%、20%、40%)下高性能混凝土的拉伸徐变特性。实验结果表明,拉伸徐变随加载龄期和水胶比的增大而显著减小。粉煤灰掺入可以明显提高混凝土抵抗徐变的能力,且随掺量的增加而增强。拉伸徐变可抵消42%~62%的自由收缩,降低混凝土早期开裂的风险。

早龄混凝土的压缩与拉伸徐变及其研究现状

早龄混凝土的拉伸、压缩徐变规律及其结构徐变应力计算方法是对早期裂缝进行有效预测并控制的关键。既有的徐变研究主要侧重于成熟混凝土,而早龄混凝土徐变相关的科学研究还有待进一步深入。对早龄混凝土的压缩和拉伸徐变研究成果、测试方法及其徐变应力计算方法进行了详细综述。研究表明:目前混凝土早龄期拉伸、压缩徐变试验测试尚无规范可循,相关试验数据较为缺乏;混凝土早龄期徐变预测模型基本未考虑其在低应力水平下的非线性性质;早龄混凝土结构非线性徐变应力理论分析方法亦不尽完善。基于系统试验研究和固化徐变理论建立混凝土非线性徐变理论模型,对早龄混凝土结构采用同时考虑受拉和受压不同应力松弛特性的非线性徐变应力理论计算方法,应可提高早龄结构的有限元仿真精度。

混凝土早龄期拉伸徐变影响因素敏感性分析

结合实际混凝土工程中出现的徐变现象,利用改进的早龄期混凝土拉伸徐变试验装置进行早龄期拉伸徐变试验,考察早龄期拉伸徐变发展规律及水灰比、粉煤灰掺量、磨细矿渣掺量和硅粉掺量的影响.通过所定义的敏感度因子对试验结果进行分析,对各影响因素敏感性进行排序.结果表明:硅粉掺量和水灰比对混凝土早龄期拉伸徐变影响较大,粉煤灰掺量和磨细矿渣掺量对混凝土早龄期拉伸徐变影响相对较小.该结论可为同类型的后续研究和工程实践提供参考.

早龄期低钙粉煤灰基地聚物混凝土拉伸徐变特性

对早龄期低钙粉煤灰基地聚物混凝土拉伸徐变特性的把握,能够为受拉状态地聚物混凝土的应力解析及开裂预测提供重要的参数依据。采用自制混凝土拉伸徐变试验装置,通过恒定应力下的混凝土拉伸徐变试验获取混凝土比徐变、徐变增长速率等徐变特性,研究不同初始加载龄期(2、3、4 d)对低钙粉煤灰基地聚物混凝土拉伸徐变的影响。结果表明:高温密封养护可以使低钙粉煤灰基地聚物混凝土短时间内达到强度稳定状态;低钙粉煤灰基地聚物混凝土的拉伸徐变特性与普通水泥混凝土相似,试验初期阶段徐变增长速率较快,随持荷时间的增加,徐变增长速率迅速下降;在同一应力强度比下,初始加载龄期越大,比徐变越小,试验初期阶段的徐变增长速率也越小;相较于试验中期阶段与后期阶段,初始加载龄期对试验初期阶段的徐变影响更大。

混凝土早龄期拉伸徐变的预测与仿真

针对目前混凝土结构温控仿真及评价中存在缺乏考虑早龄期拉伸徐变的问题,建立了考虑多因素影响的拉伸徐变系数预测通式,开发了考虑拉伸徐变效应的混凝土温控仿真程序。利用拉伸徐变试验成果,对代表性的徐变系数预测模型,即CEBFIP90模型、ACI模型及双幂模型进行了参数识别、规律分析及模型修正后,用于混凝土早龄期拉伸徐变的预测与仿真。通过有限元算例,分析拉伸徐变对早龄期混凝土表面应力场的影响,结果表明拉伸徐变能有效减小早龄期混凝土表面拉应力值和改善表面应力场分布,对温控防裂有利。

掺矿渣的高强混凝土早龄期拉伸徐变试验研究

对含活性矿物掺合料高强混凝土早龄期拉伸徐变特性的研究,能够为服役期高强混凝土的高精度应力解析及开裂预测提供重要参数.以0.3水胶比、50%矿渣掺量的高强混凝土为对象,利用本研究团队自行设计的早龄期拉伸基本徐变试验装置,对在不同加载应力强度比(0.2,0.3,0.4)和不同加载龄期(1,2,3,5,7d)情况下的混凝土早龄期拉伸徐变进行了试验研究.结果表明:2d及之后的加载龄期下不同应力强度比的比徐变经时变化曲线基本重合,比徐变表现出较明显的线性特征.加载龄期对于徐变的影响在3d之前加载时特别明显,7d及之后加载龄期对徐变基本无影响.

掺合料混凝土早龄期拉伸徐变模型研究与仿真应用

针对目前掺合料混凝土缺乏关于早龄期拉伸徐变模型及仿真研究的问题,依据现有徐变规律及适当假设,构建拉伸徐变系数基本式,并以复合指数式作为基本式的参考模型,以掺量为因子建立掺合料影响函数,提出以影响函数的c值定量表征掺合料对混凝土拉伸徐变的作用与敏感性。然后利用基准混凝土与粉煤灰、矿渣、硅粉以及聚丙烯纤维等掺合料混凝土的拉伸徐变试验成果,拟合模型,结果表明拟合相关性佳,且模型简单易用,可用于仿真研究中,同时通过c值,定量说明了粉煤灰、矿渣、硅粉及聚丙烯纤维对混凝土拉伸徐变呈现的差异作用。最后采用该模型对某已建混凝土工程进行拓展仿真应用,结果表明考虑拉伸徐变能有效改善表面拉应力,缓解昼夜温差的不利影响。

混凝土拉伸徐变的研究现状

从内部因素和外部因素两个方面综合论述了国内外有关混凝土拉伸徐变的研究现状,总结和评述了混凝土拉伸徐变研究的主要成果。对比了各个影响因素对拉伸徐变和压缩徐变影响,并提出了对水胶比、加载应力的水平和掺加硅粉对混凝土拉伸徐变的影响需要进行进一步的研究。

粉煤灰对混凝土早期拉伸徐变等性能影响的试验研究

试验研究了粉煤灰掺量对早龄期混凝土劈裂抗拉强度、自收缩、拉伸弹性模量、拉伸徐变和轴心抗拉强度的影响。结果表明:混凝土的劈裂抗拉强度、自收缩、拉伸弹性模量和拉伸徐变均随着粉煤灰掺量的增加而逐渐减小;混凝土的轴心抗拉强度也随着粉煤灰掺量的增加而逐渐减小,但长期拉伸荷载作用可使混凝土的轴心抗拉强度降低。

粉煤灰高强高性能混凝土早期拉伸徐变的试验研究

掌握高强高性能混凝土的早期拉伸徐变特性是其早期开裂预测的重要前提。今采用自行设计的混凝土早期拉伸徐变实验装置,初步评析了掺粉煤灰的高强高性能混凝土的拉伸徐变特性,并与基准混凝土进行比较。结果表明,掺粉煤灰混凝土徐变值与徐变速率均明显大于基准混凝土。

不同养护温度下高强混凝土早龄期拉伸徐变的试验研究

以C60高强混凝土为研究对象,试验研究了养护温度和加载龄期这2个参数对高强混凝土早龄期拉伸徐变特性的影响.结果表明:随着加载龄期的增长,高强混凝土拉伸比徐变、徐变系数和徐变速度均呈指数衰减的趋势;随着持荷时间的延长,不同加载龄期的高强混凝土徐变速度差异越来越小,且在不同养护温度下均表现出同样的趋势;与养护温度对成熟龄期混凝土拉伸徐变的影响不同,在相同加载龄期下,高强混凝土早龄期拉伸比徐变随着养护温度的升高而降低,但是随着加载龄期的增长,其降低幅度减小,至加载龄期为7.000d时各养护温度下高强混凝土的拉伸比徐变基本持平.无论持荷时间是7,14d还是21d,在持荷时间相同时,不同加载龄期高强混凝土之间的拉伸比徐变差异随着养护温度的提高而减小.

矿物掺合料对再生混凝土早龄期拉伸徐变的影响

通过对1 d龄期的再生混凝土拉伸徐变试件进行单轴拉伸,研究再生粗骨料、单掺粉煤灰和复掺粉煤灰加矿渣对再生混凝土早龄期各类拉伸徐变性能的影响.结果表明:再生混凝土拉伸徐变性能与普通混凝土类似,呈现早期发展快、后期发展慢的规律;掺入70%再生粗骨料导致再生混凝土各类拉伸徐变增加,拉伸总徐变增幅为8.0%;单掺粉煤灰和复掺粉煤灰加矿渣均导致再生混凝土各类拉伸徐变增加,30%～60%粉煤灰掺量的再生混凝土拉伸总徐变增幅为8.5%～32.5%,30%～60%粉煤灰加矿渣复掺量的再生混凝土拉伸总徐变增幅为2.6%～21.7%;相较于单掺粉煤灰,复掺粉煤灰加矿渣的再生混凝土的拉伸徐变增幅较低.

石粉掺量对机制砂混凝土基本拉伸徐变的影响

混凝土结构时常发生早期开裂现象,降低混凝土结构的耐久性,拉伸徐变可松弛部分拉应力,降低结构开裂风险。为研究不同石粉掺量(0%、6%、12%、18%和24%)对机制砂混凝土基本拉伸徐变的影响,测试其7 d和28 d的弹性模量、1 d~28 d的自收缩和圆环约束下的弹性应变,得到其基本拉伸徐变。研究结果表明:随着石粉掺量的增加,机制砂混凝土的基本拉伸徐变先减小后增大。当石粉掺量小于18%,石粉掺量的增加,混凝土的界面结构改善,硬化水泥浆体的变形能转移到粗骨料,其基本拉伸徐变减小;石粉掺量大于18%,过多的石粉掺量使混凝土界面结构变得薄弱,硬化水泥浆体的变形较难转移到粗骨料,其基本拉伸徐变增大。因此,掺量为18%时,其基本拉伸徐变最小。