基于耦合水化模型的超高掺粉煤灰混凝土性能研究

为通过数值手段模拟高粉煤灰掺量的水工混凝土的性能演化过程,探讨超高掺粉煤灰混凝土的应用价值,以相关试验成果为基准,采用热-化-力耦合方法模拟粉煤灰掺量为35%,80%的水工混凝土的水化放热过程,建立热力学参数与水化度的关系。在此基础上,引入流固共轭传热方程模拟大坝浇筑及通水冷却过程,并比较了两种混凝土在大岗山高拱坝施工中的温控特性。结果表明:耦合模型可准确模拟混凝土在不同外部环境下的性能演化过程;采用超高掺粉煤灰混凝土可有效降低温控费用和人力成本。

超高掺粉煤灰混凝土早龄期自生收缩研究

在绝热模式和温度匹配模式两种温度历程养护模式下,采用温度-应力试验机对粉煤灰掺量为35%的基准混凝土和粉煤灰掺量为80%的超高掺量粉煤灰混凝土进行温度应力试验。基于成熟度理论,将实际龄期转化为等效龄期,并由试验测得的两种温度历程下的自由试件的应变值,获得混凝土早龄期热膨胀系数,进而分离出自生收缩应变。提出两种混凝土的自生收缩发展模型,为预测超高掺粉煤灰混凝土的早龄期自生收缩变形提供依据。研究表明,超高掺粉煤灰混凝土的自生收缩发展比基准混凝土的小。

超高掺粉煤灰在马马崖一级碾压混凝土坝中的应用

采用ANSYS软件热模块,采用有限元法对马马崖一级超高掺粉煤灰碾压混凝土施工期和运行期的温度场、温度徐变应力场进行了温控仿真计算和分析。仿真计算中考虑了超高掺粉煤灰碾压混凝土外界气温和水温、热学和力学参数、坝体分层浇筑过程及自重力、水压力等。仿真计算成果给出了温度场、应力场的分布及其随时间变化的规律,通过仿真计算结论制定了超高掺粉煤灰碾压混凝土重力坝的温控防裂标准和主要温控措施。

超高掺量粉煤灰大坝混凝土早龄期抗裂性研究

为解决传统的大坝混凝土早龄期热裂性能评价方法的不足,综合考虑混凝土的温度历程、约束、变形和应力的发展,采用温度–应力试验技术,从整体论出发研究粉煤灰掺量分别为35%(基准)和80%(超高掺)两种非碾压型常态大坝混凝土的早龄期抗裂性能。结果表明:超高掺混凝土水化温升低,比基准混凝土的开裂温度低、开裂温降大,水化硬化过程中热膨胀系数较小,而受拉徐变度较大,早龄期抗开裂能力强。超高掺混凝土是具有发展前景的绿色高性能大坝混凝土。

超高掺量粉煤灰大体积混凝土早龄期热膨胀系数

作为大体积混凝土的超高掺量粉煤灰常态大坝混凝土(UHVFA)是发展前景看好的生态节能大体积混凝土。鉴于采用标准试验方法难以测试其早龄期的热膨胀系数,本文采用绝热模式和温度匹配模式(TMC)两种温度历程养护模式,完成参照混凝土(FA)和超高掺量粉煤灰混凝土(UHVFA)的温度–应力试验(TSTM试验),分离温度变形与自生体积变形。由两种温度历程下的不同龄期时间段的应变差和温度差,确定混凝土早龄期的热膨胀系数,并提出大体积混凝土的时变热膨胀系数模型。研究表明:两种大体积混凝土的热膨胀系数在早龄期具有时变性,在初凝时最大,随后迅速下降至最小值,后又增大并趋于稳定。在升温阶段,UHVFA混凝土的热膨胀系数均值大于FA;而在降温阶段,UHVFA的均值小于FA。但UHVFA在升温阶段的初、终凝时刻特征点的热膨胀系数值都小于FA。从总体看,随粉煤灰掺量的增加,混凝土的热膨胀系数有减小的趋势。