自應力混凝土的自應力值的定量控制機理研究

《自應力混凝土的自應力值的定量控制機理研究》是依託吉林大學，由王伯昕擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：自應力混凝土的自應力值的定量控制機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王伯昕
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

自應力混凝土硬化過程中受到外界約束可產生8～12MPa自應力，能極大提高混凝土基體的抗裂和抗拉性能，但如何定量控制其產生的自應力值一直沒有解決，以往用鋼筋或鋼纖維作為外界約束對其控制效果不佳，使這種自應力不能作為一種結構抗力參與設計，既是資源浪費，又嚴重製約了自應力混凝土在加固工程領域的套用。利用纖維編織網約束自應力混凝土，通過調整基體中的纖維編織網改變對自應力混凝土的約束狀態，使自應力混凝土的自應力值可以定量控制，將使自應力混凝土所產生的自應力值作為一種結構抗力參與結構設計成為可能。本項目在材料試驗的基礎上，建立纖維編織網增強自應力混凝土的粘結本構模型，運用微觀材料學和複合材料學理論分析纖維編織網對自應力混凝土的微觀限制膨脹機理，研究通過纖維編織網對自應力混凝土產生的自應力的定量控制機理，提出纖維編織網定量控制自應力混凝土的自應力值的設計方法，為自應力混凝土的工程加固套用提供參考依據。

結題摘要

自應力混凝土硬化過程中受到外界約束可產生8～12MPa自應力，能夠極大提高混凝土基體的抗裂和抗拉性能，但如何定量計算其產生的自應力值一直沒有解決，使這種自應力不能作為一種結構抗力參與設計，既是資源浪費，又嚴重製約了自應力混凝土在土木工程領域的推廣套用。利用纖維編織網約束自應力混凝土，使自應力混凝土的自應力值可以定量控制，使其作為一種結構抗力參與結構設計成為可能。 本項目在材料試驗的基礎上進行了八個方面的研究工作，分別是TRSSC基體最佳化試驗研究、自應力混凝土自由膨脹性能研究、基於人工神經網路和模糊推理系統的自應力混凝土膨脹性能預測、纖維編織網限制作用下自應力混凝土膨脹性能分析、纖維編織網增強自應力混凝土抗裂性能研究、纖維編織網與SSC基體的拉拔試驗與黏結機理分析、TRSSC微觀限制膨脹機理研究和TRSSC薄板彎曲性能試驗研究。項目組取得的重要理論成果如下： ① 項目組研究了自應力混凝土各組分對膨脹性能的影響，建立了自應力混凝土膨脹性能的人工神經網路預測模型和模糊推理系統預測模型，提出了基於膨脹性能的自應力混凝土配合比設計方法，給出了滿足試驗要求的自應力混凝土配合比範圍。 ② 自應力混凝土在纖維編織網的約束限制條件下，能夠建立有效的自壓應力，其限制膨脹率的大小同TRSSC時間中的纖維編織網配網形式有關。運用複合材料學理論研究了自應力混凝土與纖維編織網之間的協同工作性能，並對TRSSC的自應力值進行了計算分析； ③ 運用微觀材料學研究了SSC基體、纖維束、纖維束與SSC基體粘結界面的微觀形貌，分析了纖維編制網對自應力混凝土的微觀限制膨脹機理，從微觀層面解釋了纖維編織網與自應力混凝土的黏結性能明顯優於其與普通混凝土的黏結性能的原因； ④ 進行了TRSSC受彎構件開裂荷載和抗彎極限荷載計算分析，建立了TRSSC的黏結本構模型，提出了纖維編織網定量控制自應力混凝土的自應力值的設計方法，為自應力混凝土的工程實際套用提供參考依據。 綜上所述，本課題將纖維編織網與自應力混凝土結合，利用纖維編織網提供對自應力混凝土基體的約束作用從而產生自應力，使纖維編織網增強自應力混凝土能夠充分發揮纖維編織網和自應力混凝土的各自優勢，更為重要的是可以實現設計對自應力混凝土的自應力值的定量控制，將能夠極大地拓展自應力混凝土的套用。