混凝土收缩徐变试验及预测模型研究综述

本文从如何获得混凝土收缩徐变特性的准确描述出发,介绍了常用的收缩徐变预测模型及其适用范围,评述了国内外混凝土收缩徐变试验的研究进展,总结了不同收缩徐变预测模型对普通混凝土及新型混凝土的适用性。结果表明,不同规范的收缩徐变预测模型都具有其特定的适用范围,常用的预测模型会高估高强混凝土的徐变系数,关于新型混凝土收缩徐变计算模式体系还有待进一步完善。

自然环境混凝土徐变试验和预测模型研究

为准确预测实际工程结构混凝土徐变的发展规律,在反映恒温、恒湿条件下混凝土徐变性能的基准徐变系数基础上,引入温度、湿度徐变系数,建立了预测实际环境温、湿度条件下混凝土徐变的组合徐变模型.借鉴徐变计算理论,提出了由环境温度变化引起的混凝土附加徐变的实用计算方法.研究结果表明:自然环境中随时间变化的温、湿度导致现行徐变模型的预测结果与实际的徐变变形存在显著差异,其引起的混凝土附加徐变随季节更替而产生周期性增减交替变化;组合徐变模型给出的结果与试验结果最大相对偏差为6%,与试验结果最为接近的现行徐变模型相比,减小了7%.

钢管混凝土轴心受压构件的徐变预测模型及其徐变性能分析

为研究混凝土徐变对钢管混凝土轴心受压构件长期受力性能的影响,考虑构件截面内力重分布,建立了钢管混凝土轴心受压构件截面应力和应变以徐变系数为参数的随混凝土龄期变化关系的理论模型,结合已有试验数据和国内外常用12种混凝土徐变预测模型对该模型进行验证,并找到了适用于钢管混凝土轴心受压构件的徐变预测模型——Huo模型;在此基础上,计算并分析了钢管混凝土轴心受压构件混凝土龄期为10000 d的截面应力和应变;通过对混凝土强度等级、环境年平均相对湿度、初始加载龄期、含钢率、构件长度、截面应力水平等因素的不同取值,分析了各因素对钢管混凝土轴心受压构件徐变性能的影响程度及规律。结果表明:当钢管混凝土轴心受压构件的轴力不大于其极限承载力的60%时,随着加载龄期的增长,钢管截面应力逐渐增大,最大变化量达61.4%,而混凝土截面应力逐渐减小,最大变化量达26.2%;加载初期构件应变增长迅速,1000 d以后应变增长速度减慢,构件最终应变是初始应变的1.61倍;在轴压比相同的条件下,钢管混凝土轴心受压构件的徐变应变终值随着混凝土强度等级的提高而逐渐增大,随着含钢率的增大显著减小,随着初始加载龄期、环境年平均相对湿度、构件长度的增大而逐渐减小,轴压比不大于0.6时,其徐变应变终值随轴压比增长。研究成果可为钢管混凝土轴心受压构件在正常使用阶段徐变计算以及徐变变形控制提供依据。

废弃纤维再生混凝土受压徐变及预测模型

为研究再生粗骨料替代率、废弃纤维体积掺入量对废弃纤维再生混凝土受压徐变破坏时间、徐变变形和徐变度的影响规律,对普通混凝土、再生混凝土和废弃纤维再生混凝土试件在实验室条件下进行了85%、90%和95%应力水平的徐变试验。试验结果表明:随着再生粗骨料替代率的增加,徐变破坏的时间缩短、徐变变形及徐变度增大;随着废弃纤维体积掺入量的增加,徐变变形及徐变度减小,徐变破坏时间增加。废弃纤维的加入能有效缓解再生混凝土受压徐变的破坏程度。在考虑再生粗骨料替代率及废弃纤维体积掺入量的基础上,对ACI209R徐变预测模型进行修正,模型预测结果与试验值吻合较好。

早龄期加载的PVA纤维超高强混凝土徐变性能研究

以混凝土强度、聚乙烯醇(PVA)纤维体积分数、加载龄期三个因素作为控制变量,共成型18组混凝土试件,开展了坍落度试验、抗压强度试验、徐变试验,分析不同强度等级、PVA纤维体积分数、加载龄期对混凝土徐变规律的影响。同时,基于ACI209徐变预测模型和试验结果拟合结果,提出了适应早龄期PVA纤维超高强混凝土的徐变预测模型。试验实测曲线与预测模型计算曲线的对比表明,该徐变预测模型能够用于PVA纤维混凝土早龄期徐变随加载时间、纤维体积分数、混凝土强度因子变化的预测。

高强钢管高强混凝土徐变特性试验研究

高强钢管高强混凝土的应用越来越广泛,但目前对于其徐变特性的试验研究较少。该文对15根不同含钢率的高强钢管高强混凝土轴压短柱进行了365 d的收缩和徐变测试,并将试验结果与常用的徐变预测模型MC90、ACI209和MC2010等进行了对比。试验结果表明:高强钢管高强混凝土的徐变系数远小于素混凝土,当加载365 d后,素混凝土的徐变系数是高强钢管高强混凝土的2倍以上;含钢率对钢管混凝土试件的徐变有一定影响,徐变系数随着含钢率的增大而减小。在对比的3种常用徐变预测模型中,MC2010模型的徐变预测结果与试验结果吻合最好,可推荐用于高强钢管高强混凝土的收缩和徐变效应计算。此外,还将高强钢管高强混凝土与普通钢管混凝土的徐变试验结果进行了对比,结果表明,钢管混凝土的徐变随着核心混凝抗压强度的增加而减小。研究成果可为高强钢管高强混凝土轴心受压构件在正常使用阶段的徐变预测及徐变变形控制提供依据。

钢管混凝土徐变特性研究

研究了不同含钢率及不同加载龄期下C60自密实钢管混凝土徐变行为的影响,并将徐变测试结果与fib 2010混凝土基本徐变计算模型和JTG/T D65—06钢管约束作用计算式的计算结果进行比较。研究表明,含钢率越高将使外钢管对核心混凝土的变形约束越大,核心混凝土受力比例减小,从而导致钢管混凝土的整体徐变降低。当28 d龄期加载、持荷60 d时,含钢率为13%的钢管混凝土比含钢率为4%的钢管混凝土徐变系数减小了约35%。并且,采用fib MC2010混凝土基本徐变计算模型和JTG/T D65—06钢管约束作用计算式计算得到的钢管混凝土徐变系数与实测结果吻合度较好,可用于预测钢管混凝土的徐变行为。

再生混凝土徐变试验与预测模型研究

通过对再生粗骨料取代率分别为0%、50%、100%的再生混凝土试件进行收缩和徐变试验,研究了再生粗骨料取代率对再生混凝土(RAC)徐变的影响。研究表明:再生混凝土的徐变变化规律与普通混凝土相似,持荷60d时RAC-50%、RAC-100%试件的徐变系数较普通混凝土(NAC)试件分别增加26%、45%,徐变值随再生粗骨料取代率的增加而增加。同时,在普通混凝土、RAC-50%和RAC-100%试件徐变试验结果的基础上,基于ACI209R徐变预测模型,建立了考虑再生粗骨料取代率影响的修正模型,该模型能较好地预测高应力水平下的再生混凝土的徐变,计算精度满足要求。