大坝混凝土早龄期温度变化下自收缩变形研究

采用温度匹配(TMC)和绝热两种温度养护模式,对某大坝混凝土(高粉煤灰掺量)开展温度-应力试验(TST)。结合温度匹配(TMC)和绝热养护情况下实际测量的自由试样的应变,得出大坝混凝土的一个系数(热膨胀系数)和一个规律(温度变形规律),结合两者分析温变环境下混凝土的收缩变形规律。研究结果表明,大坝混凝土的自收缩在早龄期会随时间变化而改变,温度变化过程会对其自收缩变形产生影响;对于同一种类别的混凝土,其自收缩在绝热模式和温度匹配模式情况下的发展规律存在差异,绝热模式要大于温度匹配模式;基于试验结果对比发现,现存的“等效龄期”预测法仍存在一些缺点,需要深入研究并改进。     

基于单轴约束试验的早龄期混凝土开裂行为评价

早龄期阶段,大体积混凝土由于自身变形受到相邻构件或地基的约束产生温度应力,一旦拉应力超过混凝土自身强度,混凝土便会开裂。鉴于传统的约束圆环法和平板法无法考察温度历程对大体积混凝土温度开裂行为的影响,基于研制的新型开裂全过程仿真试验机在实验室内实现了对混凝土日降温0.3 ℃的速率控制,重现了大体积混凝土浇筑后的真实温度历程,测量了不同龄期（3、7和14 d）快速温降条件（0.5 ℃/h）下混凝土的温度应力,并基于开裂温差分析了龄期和水泥类型对早龄期混凝土抵抗快速温变性能的影响。试验结果表明,混凝土抵抗快速温变的能力与龄期（强度）正相关,松弛能力随加载龄期的推迟逐渐减弱;低热水泥混凝土较中热水泥混凝土应做好更严格的早龄期阶段表面保温措施。     

基于温度-应力试验的混凝土早龄期应变分离及热膨胀系数计算

针对采用标准试验方法难以测试早龄期混凝土热膨胀系数、难以分离温度应变与自生体积应变问题,本文利用温度-应力试验的特点,引入第一零应力时间作为有效应变测试的起测点;建立了以等效龄期作为时间尺度并考虑温度影响的混凝土自生体积应变的数学模型,实现了自生体积应变与温度应变的分离;提出分两阶段考虑早龄期混凝土的热膨胀系数,在升温阶段和降温阶段混凝土的热膨胀系数均为常数。     

混凝土的半熟龄期——改善混凝土抗裂能力的新途径

文中提出一个新的理念:混凝土的半熟龄期.混凝土由水、水泥、砂、石组成,在拌和以前,本为松散体,在拌和并振捣之后,由于水和水泥的水化作用而逐渐固化,混凝土的强度、弹性模量、极限拉伸及绝热温升等随着龄期的延长而逐渐增长,最终趋于定值.目前,还没有反映这些力学和热学性能增长速度的指标,笔者定义混凝土绝热温升、强度、弹性模量及极限拉伸达到最终值的一半时的龄期为半熟龄期,半熟龄期越小,表示混凝土成熟得越快.对于水坝等大体积混凝土结构,无论是天然散热,还是人工水管冷却,都有一个冷却的过程,如果混凝土绝热温升的半熟龄期太小,內部温度上升太快,天然散热和人工冷却还没有来得及充分发挥作用时,混凝土温度已上升到最高,随后产生较大的温差和温度应力,不利于结构的温控和防裂;反之,如半熟龄期较大,则有利于降温和防裂.因此,半熟龄期是混凝土的重要指标.目前在研究混凝土性能时,人们只重视降低水泥用量和水化热温升,并没有注意到混凝土成熟速度对其抗裂性能的影响,今后研究人体积混凝土时,除了降低水泥用量外,还应设法使混凝土具有合适的半熟龄期.本文探讨了调整混凝土半熟龄期的技术途径.半熟龄期的提出,为改善水工混凝土抗裂能力找到了一个新途径.     

气温骤降时早龄期混凝土表面保温措施研究

针对溪洛渡坝区可能出现的气温骤降模式,运用正交设计试验理论,以坝体混凝土不同部位保温材料为影响因素,抗裂安全系数为指标,进行有限元数值试验,提出了推荐的保温方案。坝体表层混凝土温度及应力分布、典型点应力历程、表层混凝土的成熟度等的分析结果表明:推荐的保温措施能明显减小表层混凝土温度梯度及拉应力;保温引起的蓄热温升能增加表层混凝土的成熟度,增强其早期抗裂能力。由此说明,推荐的保温方案是合理的。     

小溪口混凝土面板施工与抗裂措施

小溪口电站大坝面板采用无轨滑模施工技术，单块面板一次性浇筑成型，采用新的混凝土外加剂（WHDF减水剂）和保温材料，至今混凝土面板未发现裂缝，文章从设计结构和施工工艺两方面对混凝土面板未产生裂缝的原因进行了分析，认为除坝体沉陷的因素，防止面板裂缝的主要措施是控制温度应力和基础垫层及周边混凝土的约束应力。     

玄武岩人工骨料混凝土抗裂性能试验研究

结合工程实际对玄武岩人工骨科料混凝土的基本性能进行了试验研究，对玄武岩人工骨料混凝土的抗裂性能进行了评价，并对提高玄武岩人工骨料混凝土的抗裂性能进行了探讨。     

碾压混凝土抗裂性能的研究

碾压混凝土的抗裂性能是坝工设计人员关心的问题之一。根据现有的资料，对影响碾压混凝土抗裂性能的抗拉强度、变形特性、热学特性等进行分析，在此基础上，研究碾压混凝土的抗裂特性，获得碾压混凝土具有优良抗裂性能的结论，同时提出了衡量碾压混凝土抗裂性能的指标，指出碾压混凝土抗裂能力存在时间效应问题。     

提高碾压混凝土抗裂性能的试验研究

通过抗裂试验研究、抗裂机理及多方面资料的综合分析，提出碾压混凝土的抗裂参数Φ作为评价碾压混凝土抗裂性能的指标。在此基础上，我们对混凝土抗裂性能的时间效应进行了深入研究，并得出碾压混凝土的抗裂性能随时间的变化规律。最后为了提高碾压混凝土的抗裂性能，提出碾压混凝土的抗裂机理．这对工程实践具有指导意义。     

冬季早龄期混凝土表面保护时刻分析

通过仿真分析软件FZFX3D,以一个冬季开始混凝土浇筑的模型坝为例,计算了混凝土浇筑后表面一直裸露和浇筑后立即覆盖保温材料两种工况,分析了特定高程上混凝土的温度分布、热流量以及坝体整体温升,建议了冬季混凝土表面保护的最佳时刻。     

新老混凝土缝面应力仿真及早龄期原型试验验证

关于新老混凝土缝面应力的研究成果主要集中在实验室,缺乏对实际工程新老混凝土缝面早龄期力学发展规律的原型试验研究,且现有仿真计算程序虽然考虑了新老混凝土缝面的早龄期应力发展情况,但不能确定所计算得到应力的合理性。以浙江省澥浦泵站为例,设计了该工程新老混凝土缝面早龄期原型试验,获取了该工程新老混凝土缝面应变和温度历时曲线,利用已有的弹模公式计算得到缝面应力历时曲线。同时,根据实际浇筑计划,对混凝土泵站的施工期温度场和应力场进行了仿真计算,再利用原型试验数据验证仿真计算结果的正确性。计算结果表明：原型试验获取的温度和应力历时曲线与仿真计算结果比较吻合,证明现有仿真计算程序对大体积混凝土的新老混凝土缝面计算较为准确,计算得到的应力值比较符合实际现象。     

预吸水多孔钢渣对混凝土早期抗裂性能影响

混凝土的早期抗裂问题是当前国内外研究的热点之一。为了探究多孔钢渣对混凝土抗压强度和早期抗裂性能的影响,采用预吸水多孔钢渣等量部分替代混凝土中粗集料配制钢渣混凝土,并用刀口法研究不同水灰比和不同钢渣掺量对混凝土早期抗裂性能的影响规律。研究发现:掺加预吸水多孔钢渣混凝土7 d和28 d的抗压强度明显优于对照组,并且仅从抗压强度角度判断,钢渣在混凝土中存在最优掺量;掺加预吸水多孔钢渣后,混凝土裂缝初裂时间后移,裂缝最大宽度、单位面积上总开裂面积明显缩小,早期抗裂性能增强。从内养护角度分析,多孔钢渣能够改善混凝土内部相对湿度,从而抑制了混凝土早期收缩,有助于提高混凝土早期抗裂性能。     

砂状钢渣对混凝土抗压强度及早期抗裂性能的影响

通过试验研究了以砂状钢渣作为拌合料对混凝土抗压强度、早期抗裂性能的影响,并分析其影响机理。结果表明：水灰比为0.35时,随着砂状钢渣掺量的增加,混凝土的早期抗裂性能增强;从抗压强度角度考虑,砂状钢渣在混凝土中存在的最优掺量是30%。     

大体积混凝土抗裂性指标试验研究

本文对影响大体积混凝土抗裂性的极限拉伸值、抗拉弹性模量、温度变形等几个主要因素进行了分析，得出大体积混凝土抗裂性指标，并将其应用于评价大体积混凝土抗裂性，结果与实际工程相符，可靠有效。为大体积混凝土的阶段性养护提供可靠的实验依据。     

大体积混凝土防裂探讨

大体积混凝土开裂后，其性能与原状混凝土性能相差很大，尤其是对耐久性（渗透性）的影响更大，而混凝土渗透反过来又会加速和促使混凝土的进一步恶化，严重影响结构的长期安全和耐久运行，而裂缝大多又是在早期产生的，因此，探讨裂缝产生的原因和防止裂缝的出现就显得格外重要，通过对大体积混凝土裂缝产生的原因和类型的论述，从各个环节提出了预防裂缝的综合措施。     

基于等强度设计的高性能混凝土抗裂性研究

为避免强度不同对高性能混凝土抗裂性评价结果带来的影响,介绍了高性能混凝土配合比的等强度设计方法。以掺合料分别为40%粉煤灰、5%硅灰与35%粉煤灰复掺的两组50 MPa配制强度的高性能混凝土为例,进行了配合比的等强度设计,并在此基础上开展了等强度混凝土的抗裂性对比分析。结果表明：采用胶凝材料影响系数来进行高性能混凝土配合比的等强度设计是可行的;掺5%硅灰的胶凝材料影响系数取值为1.04是合适的;等强度条件下,不同混凝土的抗裂性存在明显差异,与40%粉煤灰混凝土相比,5%硅灰与35%粉煤灰复掺等强度高性能混凝土的干缩值增大,极限拉伸值降低,开裂敏感性增加。     

基于等效时间的早期混凝土温度裂缝分析

基于等效时间的混凝土绝热温升、热传导方程，考虑温度对早期混凝土水化热化学反应速率和徐变特性的影响，计算了大体积混凝土墙中心的温升。采用裂缝带模型计算温度裂缝，用半解析迭代法进行了混凝土墙的温度应力和开裂计算。     

新老混凝土缝面切向刚度早龄期发展规律

由于缺乏新老混凝土缝面早龄期力学性能发展规律的研究,一般认为大体积混凝土浇筑块间歇面强度与浇筑块相同,由此导致间歇面上下层新老混凝土相互约束偏大,从而使浇筑块内部的应力计算值偏大。设计了新老混凝土缝面早龄期剪切试验, 获取了需要的参数历时曲线,然后将该成果应用到实际混凝土坝工程的施工期温度场和应力场仿真计算。计算结果表明,在间歇面上设置缝面单元,并考虑其早龄期强度发展,可以相对合理地模拟约束情况,计算得到的浇筑块拉应力值相对较小,更符合实际情况。     

基于冲击回波理论的混凝土裂缝深度测试试验研究

裂缝是混凝土结构常见的缺陷之一,对裂缝深度的评估是确定工程服役状况的关键。本文基于冲击回波理论对混凝土裂缝深度进行测试研究。研究成果表明:激震装置极为关键,钢球的直径越小,冲击接触时间就越短,而且有效振幅的频带越宽,但振幅的最大值就越小,反之亦然。混凝土的龄期和混凝土中的钢筋均对测试结果无显著影响。