超長混凝土結(jié)構(gòu)收縮裂縫控制研究.pdf

1、目前，混凝土結(jié)構(gòu)因荷載和溫度引起的裂縫可利用較成熟的設(shè)計(jì)理論得到有效控制，而收縮引起的裂縫在工程實(shí)踐中屢見不鮮，威脅到混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，甚至適用性、安全性。尤其是超長混凝土結(jié)構(gòu)壁厚較薄時(shí)，收縮更是混凝土開裂的主要誘因。
　　本文針對(duì)超長混凝土結(jié)構(gòu)收縮裂縫問題，對(duì)雙摻粉煤灰、礦粉混凝土進(jìn)行了收縮試驗(yàn)研究、干縮預(yù)測模型研究、試件及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的收縮有限元模擬。具體研究工作如下：
　　通過自然環(huán)境下不同配合比的混凝土自由收縮試

2、驗(yàn)，分析粉煤灰、礦粉、膨脹劑和纖維對(duì)混凝土收縮性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：粉煤灰對(duì)混凝土收縮的抑制效果顯著，礦粉抑制作用不明顯，存在最佳摻量；單摻或者雙摻膨脹劑和聚丙烯纖維均可有效抑制混凝土收縮，雙摻時(shí)減縮效果最佳，單摻UEA膨脹劑的效果其次，單摻聚丙烯纖維的效果有限。
　　采用既有混凝土干縮預(yù)測模型，計(jì)算不含膨脹劑或纖維的混凝土試件的干縮應(yīng)變，計(jì)算值與實(shí)測值的比較表明，既有模型不能較好地反映粉煤灰和礦粉摻量對(duì)混凝土干縮的影響。在對(duì)

3、既有模型分析、校正的基礎(chǔ)上，根據(jù)早期試驗(yàn)結(jié)果提出了考慮粉煤灰和礦粉摻量影響的混凝土干縮模型，模型預(yù)測精度較高。
　　基于非線性濕擴(kuò)散理論，采用ANSYS軟件，對(duì)不含膨脹劑或纖維的混凝土試件進(jìn)行有限元模擬和計(jì)算參數(shù)反演。模擬結(jié)果表明：混凝土干燥時(shí)，試件表面濕度梯度大于內(nèi)部，試件表面濕度小于內(nèi)部，且各處濕度隨時(shí)間逐漸減小；環(huán)境濕度對(duì)混凝土收縮的影響較顯著，濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間對(duì)短期收縮有影響，對(duì)長期收縮幾乎無影響。參數(shù)反演結(jié)果表明：混凝土收縮對(duì)

4、飽和狀態(tài)下的濕擴(kuò)散系數(shù)不敏感，CEB-FIP(1990)模式規(guī)范建議的濕擴(kuò)散系數(shù)模型合理可行。
　　利用試驗(yàn)有限元模擬反演得出的計(jì)算參數(shù)，對(duì)超長井口槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元模擬，探討優(yōu)化混凝土配合比及設(shè)置混凝土后澆帶對(duì)結(jié)構(gòu)濕度場和收縮裂縫的影響。分析結(jié)果表明，優(yōu)化混凝土配合比可減緩混凝土內(nèi)部濕度擴(kuò)散，明顯推遲裂縫出現(xiàn)時(shí)間及結(jié)構(gòu)大面積開裂的時(shí)間，抗裂效果顯著。后澆帶的設(shè)置僅影響后澆帶處局部區(qū)域的濕度場，略微推遲裂縫出現(xiàn)時(shí)間或開裂面積，抗裂效