【摘要】：目前,混凝土結構橋梁在公路系統(tǒng)中的占了很大比重,由于混凝土材料的干燥收縮以及與外荷載的共同作用,在養(yǎng)護初期極易形成表面干縮裂紋,這種裂紋的進一步擴展不僅影響橋梁結構的美觀,還會降低其耐久性和安全性,危及公路系統(tǒng)的安全,因此研究混凝土結構表面干縮裂紋的防治技術尤為重要。本文基于混凝土濕度場理論,采用試驗研究和有限元數(shù)值模擬相結合的方式,實測了混凝土結構早期內部溫濕度變化和干縮變形,探討了混凝土濕度場微分方程中相關參數(shù)的確定,進一步探究了表面封閉處理對鋼筋混凝土結構開裂荷載和混凝土橋梁結構變形及受力的影響,具體研究內容如下:(1)通過進行室外環(huán)境、封閉環(huán)境和干燥環(huán)境三種條件下混凝土試件的收縮試驗,分析環(huán)境濕度對混凝土結構內部濕度場、收縮變形和早期基本力學性能的影響。試驗結果表明:試件早期收縮變形隨環(huán)境濕度降低而增大,環(huán)境濕度越低,內部濕擴散速率越快,內部相對濕度下降也越多;混凝土結構的濕擴散呈現(xiàn)從表面向試件中心逐漸降低的趨勢,表面濕擴散最明顯,內部濕度變化較緩慢;采取包裹鋁箔的表面封閉方式有助于提高試件的抗拉強度和彈性模量,但對抗壓強度的提升不明顯,同時能有效減小試件的早期收縮變形。(2)采用ADINA有限元軟件模擬干燥組試件的干縮變形,利用實測數(shù)據(jù)確定濕度場方程中濕度對流系數(shù)和收縮系數(shù)的取值,分析成果如下:混凝土試件的濕度梯度呈現(xiàn)由表面向內部逐漸減小的變化規(guī)律,內部濕度降低緩慢;試件的干縮變形隨環(huán)境濕度的增大而降低,與試驗所得結論相同;環(huán)境濕度越高,早期收縮占收縮終值的比例越大,當濕度達到一定范圍后,100d后試件的收縮變形基本不再增長。(3)通過鋼筋混凝土拉伸試驗,對比了封閉和干燥兩種養(yǎng)護條件下試件軸心受拉時的開裂情況,結論如下:封閉養(yǎng)護的試件抗拉強度較高,開裂荷載較干燥養(yǎng)護組提升了16.2%。卸載后的裂縫寬度也小于干燥養(yǎng)護組試件,說明表面封閉能有效提高結構的抗裂性能。(4)通過有限元模擬鋼筋混凝土試件的拉伸過程,得到了荷載-伸長量曲線,與實測值進行對比,結果表明:有限元模型能夠模擬試件的受拉開裂情況,與試驗情況吻合較好,計算開裂荷載略高于實測值。
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U445.57
【圖文】：

不同機理起主導作用。通常，在相對濕度 20%時，水化由能的影響最大，而在相對濕度高于 50%時，水化物自由能的變化影響甚微。但就一般工程環(huán)境而言，環(huán)境燥收縮的主要作用機理為失水導致的毛細管張力和劈自收縮機理水泥膠凝體在初凝之后恒溫恒重下產生的宏觀體積降變化、遭受外力等原因所造成的體積變化。而化學收縮于未水化之前水的體積和未水化水泥的體積之和，它但是化學收縮和自收縮又并不相同，前者只有在供水足，而后者是與供水充足與否無關，是純粹的宏觀體積變產生的主要原因，但兩者之間沒有直接關系[46]。當把、氣三相物質的組合時，化學收縮被認為是反應物絕對為是固相體積形成后外觀體積的降低，因此自收縮遠發(fā)和外部水源的條件下，自收縮和化學收縮的關系如圖

(a) 微機控制全自動壓力試驗機 (b) YE2539 高速靜態(tài)應變儀圖 3-2 基本力學測試試驗設備圖3.2.2 試驗過程混凝土采用機械攪拌，分三批澆筑，澆筑后常溫養(yǎng)護，由于澆筑時氣溫較低，混凝土強度增長較慢，為保證試件的完整性，選擇澆筑 48h 后拆模。拆模后對試件進行編號，并立即對第二組試件進行封閉處理。本試驗借鑒日本學者 Tazawa[62]測量自收縮的試驗方法，試件拆模后立即用薄鋁膠帶進行封閉，隨即置入塑料袋內養(yǎng)護，見圖 3-4。第一組試件置于室外通風處自然養(yǎng)護，見圖 3-3，第三組試件在干縮徐變室內恒濕養(yǎng)護，見圖 3-5。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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相關博士學位論文 前2條

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本文編號：2722673