低區高溫結構混凝土的徐變性能研究

《低區高溫結構混凝土的徐變性能研究》是依託同濟大學，由姜偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：低區高溫結構混凝土的徐變性能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：姜偉
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

混凝土結構性能與混凝土材料的徐變性能密切相關。大部分基於常溫研究混凝土徐變，少部分研究火災等混凝土爆裂的高溫區間內的瞬態徐變。研究發現溫度對混凝土的徐變有著明顯的影響，核容器等混凝土結構長期處於80~240℃的低區高溫，研究該條件下混凝土的徐變行為發展特徵有著重要的學術意義和工程套用價值。 本項目以混凝土徐變固體理論為基礎，結合溫度場作用下混凝土中的濕度分布特徵，通過受壓及受拉混凝土徐變試驗：引入濕度分析的微觀信息，建立低區高溫條件下混凝土徐變理論；確定徐變發展的關鍵參數，建立結構混凝土在低區高溫條件的徐變預測模型；發展混凝土結構長期徐變的數值計算方法。項目研究旨在準確得研究低區高溫條件下的混凝土熱-力徐變特徵，為描述結構混凝土徐變演化規律，確保核容器等工程的長期耐久性設計提供依據和基礎。

結題摘要

混凝土的徐變特性與混凝土結構的力學形成、結構施工期開裂、預應力損失，乃至耐久性性能等的演化密切相關。低區高溫，指結構混凝土處於的80~240℃的環境，這是一個高於常溫，又與混凝土高溫爆裂溫度相比的相對較低的高溫環境，簡稱為低區高溫環境。一些特殊混凝土結構，如核容器結構、地熱資源附近的地下結構在此環境下長期服役。本研究進行了低區高溫條件下的結構混凝土徐變性能的試驗研究、熱-力損傷徐變模型理論研究，以及徐變預測模型套用，並且將研究對象從混凝土擴展到了在低區高溫環境下有較少強度損失與較好熱工性能的輕骨料混凝土，為其在低區高溫環境下的套用打下基礎。獲得了常溫、140℃、180℃，以及20%、40%兩種應力水平條件下，普通混凝土、輕骨料混凝土的恆溫載入、恆載升溫、恆溫恆載三種溫度應力路徑的徐變數據；獲得了低區高溫環境下的熱-力損傷參數，並將徐變行為納入早齡期混凝土本構關係，通過編制子程式在數值計算得以實現，以用於重要混凝土結構的性能預測。本項目套用前景有兩個方面：一個是在核容器、地下結構等可能處於低區高溫環境下的結構混凝土進行徐變預測；另一方面是在混凝土熱-力損傷方面，在混凝土多場耦合領域，本研究建立的低區高溫熱-力損傷模型可作為溫度場-應力場-徐變場-損傷場的多場耦合分析的低區高溫徐變條件的組成部分。