現代混凝土結構施工期性能的基礎研究

《現代混凝土結構施工期性能的基礎研究》是依託浙江大學，由金賢玉擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：現代混凝土結構施工期性能的基礎研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：金賢玉
• 項目類別：重點項目

項目摘要

混凝土結構施工期經歷從水泥水化到強度形成、早期收縮與徐變變形等的一系列物理、化學反應過程，其性能隨著時間的推移而發展、變化，具有強烈的時變效應與時變規律，對施工期性能安全起決定性作用。本項目重點研究現代混凝土結構施工期性能時變規律；現代混凝土結構施工期時變性能對服役性能的影響，揭示混凝土結構施工期損傷及劣化規律和特點，從材料、構件、結構不同層次探明施工期性能演化特性對早期開裂的影響及對巨觀力學性能表現；根據施工期混凝土結構各臨界狀態和環境參數，建立現代混凝土結構施工期時變性能理論體系。本項目研究將為我國混凝土結構施工期性能安全、可靠、經濟提供科學依據，同時還將有效地促進材料科學、結構工程、物理化學領域的交叉，進一步完善和發展混凝土結構施工期性能研究這一科學前沿理論，加深人們對施工期性能安全意識與認識，緊密聯繫工程實際，在國際前沿領域取得創新成果。

結題摘要

混凝土施工期經歷從水泥水化到強度形成的一系列物理、化學反應過程，其性能隨著時間的推移而發展，具有強烈的時變效應與時變規律，對施工期性能安全起決定性作用。研究了混凝土微觀結構的形成與演化過程，建立施工期水泥水化三維數值模型，推導出納觀、微觀到巨觀的水泥石彈性模量的計算公式，提出了簡單、實用、精度高的水泥石中氯離子擴散係數預測方法；提出了多級骨料方法，並對水泥的水化和ITZ的演變進行了模擬；量化了水灰比和水化度對水泥石氯離子擴散係數的影響；在考慮界面水灰比和水化度梯度情況下，首次獲得了混凝土氯離子擴散係數的數值解，全面地評價了界面各因素對氯離子擴散係數的影響，為複雜施工環境中侵蝕介質對混凝土水化進程的研究提供了新的研究思路； 提出了施工環境作用的多尺度模型與環境區劃；揭示了混凝土結構施工期損傷及劣化規律和特點，從材料、構件、結構不同層次探明施工期性能演化特性對早期開裂影響及對巨觀力學性能表現，提出了混凝土結構施工期不同階段性能特徵及不同齡期性能關鍵指標，將溫度、濕度、Cl-、CO2與應力對混凝土水化反應中的影響及其在混凝土中擴散傳輸過程相結合，考慮各場之間的相互作用，建立了多場耦合作用下混凝土施工期時變性能模型，分析施工期混凝土結構臨界狀態和環境參數並進行了暴露站現場試驗，驗證理論模型；研究了現代混凝土結構施工期時變效應對服役性能的影響；研究了施工期混凝土性能變化與服役性能之間的關係及施工期混凝土裂縫產生髮展規律與服役性能退化之間的關係；提出了“環境與荷載因素-微細觀結構-服役性能”理論分析框架模型；建立了混凝土損傷、開裂和失效全過程的數值分析模型；利用內置式水泥基壓電感測元件作為產生和接收超音波信號的發生與接收器，發明了一種新型的施工期混凝土性能監測方法。該方法可測得波速與模量隨時間的變化直接反映了施工期混凝土性能的發展狀況、波速變化曲線，可將施工期混凝土水化階段明確區分出來；研究了智慧型化監測理論和技術，探討了提高其識別效率和靈敏度技術與方法。利用非接觸式電阻抗測定儀測試與分析了孔隙分形及多孔介質孔結構特徵，給出了不同比例因數的電分形網路的拓撲結構。本項目研究將為我國混凝土結構工程施工期性能安全、可靠、經濟提供科學依據，完善和發展混凝土結構施工期性能研究這一科學前沿理論，加深人們對施工期性能安全意識與認識，大幅度減少目前施工期混凝土工程安全隱患。