粗集料對超高性能混凝土徐變影響規律和預測模型研究

《粗集料對超高性能混凝土徐變影響規律和預測模型研究》是依託河海大學，由徐怡擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：粗集料對超高性能混凝土徐變影響規律和預測模型研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：徐怡
• 依託單位：河海大學

項目摘要

超高性能混凝土因具有超高強、高韌、高耐久、高抗爆等優異性能而在建築、交通、國防等領域具有極廣泛的套用前景。為儘早形成相關結構設計規範以推動超高性能混凝土的發展和套用，迫切需要對其徐變特性進行研究。項目以粗集料為切入點，從巨觀、細觀、微觀三個尺度研究粗集料自身特性、粗集料與基體協調性、以及兩相之間差異隨時間變化對超高性能混凝土徐變發展的影響規律，提出細觀界面相材料參數的簡化計算方法，建立考慮粗集料因素的適用於超高性能混凝土的徐變預測模型，為超高性能混凝土的材料設計與結構最佳化提供理論依據和技術指導。

結題摘要

為滿足現代建築結構超重載、超大跨、超高層、薄壁化和輕量化等需求，具有超高強、高韌、高耐久、高抗爆和高抗電磁干擾等優異性能的超高性能混凝土技術日益受到重視，在建築、交通、國防等領域具有極為廣泛的套用前景。而徐變是混凝土材料本身固有的時變特性，對混凝土構件和結構的受力及長期服役性能有著重大影響。因此，開展超高性能混凝土的徐變發展規律及預測模型研究，對控制結構變形、減少混凝土開裂、提高體積穩定性、延長工程使用壽命等具有重要科學意義和工程套用價值。 本文結合國家重點基金項目“生態納米超高性能混凝土的製備與套用基礎”和國家青年基金項目“粗集料對超高性能混凝土徐變影響規律和預測模型研究”，從原材料、混凝土強度、載入齡期、應力水平等方面對超高性能混凝土的徐變發展規律、作用機理和預測模型進行研究，構建考慮混凝土組成、強度和齡期等因素的預測模型，為超高性能混凝土的性能設計與結構最佳化提供理論依據和技術指導。 本文的主要結論是：1、超高性能混凝土徐變隨持荷時間延長而增長，早期徐變度較大，後期增長率降低，大部分徐變可在載入後的2~3個月內完成。載入齡期越早，混凝土徐變度越大，增加混凝土試件載入前的養護齡期可提高混凝土水化程度，有利於抑制混凝土徐變。但即便是早齡期載入，超高性能混凝土徐變度仍低於普通混凝土28d載入徐變度，超高性能混凝土可在早齡期受荷，以加快施工進度。2、摻加超細鋼纖維能夠抑制超高性能混凝土徐變的發展，但纖維摻量過多時，其抑制徐變的能力不增反降，此時混凝土內部缺陷是徐變發展的主要因素。3、降低水膠比能抑制混凝土徐變的發展，在不同水膠比超高性能混凝土中，水的運動是徐變發生的主導因素。但強度相同的超高性能混凝土，其徐變度有可能相差很大。4、摻粗骨料的超高性能混凝土徐變明顯小於不摻粗骨料的混凝土，可有效抑制超高性能混凝土徐變的發展，但粗集料最大粒徑對超高性能混凝土徐變無顯著影響。5、現有的徐變預測模型均高估了超高性能混凝土的早齡期載入徐變值。通過引入強度/彈模協同發展係數和力學性能綜合影響係數，對現有徐變模型進行修正，可建立適用於超高性能混凝土早齡期載入的徐變預測模型。而以彈性模量推導的混凝土抗壓強度理論計算值替代混凝土實測抗壓強度值，建立超高性能混凝土的修正徐變預測模型，對於單摻超細鋼纖維、單摻粗集料、以及復摻鋼纖維和粗集料的超高性能混凝土均有良好的適用性.