基于多场耦合作用的索塔混凝土开裂风险研究

结合沪通长江大桥索塔结构裂缝控制研究背景,基于"水化-温度-湿度-约束"多场耦合机制的结构混凝土抗裂性评估模型与方法,对混凝土材料、施工环境及结合尺寸等耦合作用下的桥梁索塔大体积强约束结构混凝土抗裂性进行开裂风险分析。定量评估混凝土材料性能、施工工艺参数、结构约束情况等因素对混凝土温度场、应力分布的影响,并基于应力准则,定量分析各种因素对结构开裂风险系数的影响规律。明晰影响开裂风险的主要因素及其大小,为针对实际工程的混凝土抗裂性能控制指标及施工控制指标的提出指明了方向。     

侧墙结构混凝土早龄期开裂风险影响因素定量研究

采用基于"水化-温度-湿度-约束"多场耦合机制的抗裂性评估理论与方法,结合城市轨道交通工程典型的主体结构形式,考虑材料、结构、施工等因素对城市轨道交通地下车站主体结构混凝土开裂风险的影响,系统研究了混凝土自身材料性能(强度等级、绝热温升、自生体积变形)、结构(长度、厚度)、施工工艺(浇筑季节、入模温度、模板类型、拆模时间)等因素对开裂风险的定量影响,明晰了各参数对侧墙结构混凝土开裂风险的影响规律,为抗裂性能控制指标的确定和类似工程侧墙结构混凝土早期抗裂提供指导。     

浇筑形式对墙体结构混凝土早龄期开裂风险影响研究

文章针对工程现场实体浇筑墙体结构混凝土开裂渗漏普遍严重的现状,采用基于“水化-温度-湿度-约束”多场耦合机制的抗裂性评估理论与方法,结合工程中几种典型的现浇墙体主体结构一次性浇筑形式,系统研究了墙体结构直线型浇筑、“回”型浇筑、“L型”浇筑、圆环型浇筑等浇筑形式对开裂风险的定量影响,明晰了不同浇筑形式对墙体结构混凝土开裂风险的影响规律,为类似工程墙体结构混凝土早期抗裂提供理论指导。     

索塔实心段大体积混凝土裂缝控制技术

索塔实心段大体积混凝土因强度等级高及结构尺寸特点存在较大的开裂风险。文章在抗裂性评估的基础上,研究了材料、施工技术措施等因素对混凝土开裂风险的影响,基于实际工况条件,提出了可实施的大体积混凝土裂缝控制方案。通过综合运用入模温度控制、掺加抗裂功能材料、设置冷却水管及采取保温措施等多项抗裂技术,有效降低了混凝土开裂风险,实现了实体结构裂缝的有效控制。     

超高索塔结构混凝土裂缝控制关键技术研究

建立了基于"水化-温度-湿度-约束"多场耦合机制的超高索塔高强大体积强约束混凝土结构收缩开裂风险评估模型,定量分析了开裂风险影响因素;采用温度场与膨胀历程双重调控关键技术制备了绝热温升50℃、28 d自生体积变形≥50με的抗裂混凝土;提出了针对性的高强大体积混凝土裂缝控制施工方法。最终形成的集设计、材料、施工、监测于一体的成套技术可控制超高索塔高强大体积混凝土开裂风险0.7。     

基于统计分析的侧墙混凝土最大开裂风险回归模型

地下现浇侧墙结构混凝土开裂渗漏问题是工程界普遍公认的一大顽疾。针对多个工程实体侧墙结构,在采用水化-温度-湿度-约束耦合模型对侧墙混凝土在材料、结构、环境、施工等多种因素耦合作用下的早龄期收缩开裂风险进行量化评估的基础上,进行了四百余种工况的统计分析,通过方差分析进行各参数影响程度分析,并得到适用于厚0.3~1.2 m、强度等级C30-C60的侧墙结构混凝土中心温度和最大开裂风险多元回归模型,结果吻合较好,为快速便捷地预测侧墙结构混凝土的中心温升与最大开裂风险提供了较为有效的方法,为初步制定现浇地下侧墙结构混凝土抗裂方案提供依据。     

基于温度-应力试验机的水工混凝土抗裂性试验方法

目前水工混凝土采用极限拉伸值和绝热温升来评判抗裂性的方法未能客观反映混凝土实际的抗裂表现。重大水利工程对混凝土的抗裂性提出了更高的要求,迫切需要一种科学、综合的试验方法来客观评价混凝土的抗裂性。作为一种先进的设备,温度-应力试验机能够克服目前混凝土抗裂性试验方法的缺陷,可以实现以下功能:测量半绝热及模拟实际坝体温度历程下混凝土力学及变形性能的发展规律、监测不同约束状态下的应力应变发展、测量混凝土的真实开裂温度以及早期拉徐变性能。因此,该试验方法能够为重大工程的混凝土配合比设计及优化提供试验依据,客观地评价不同配合比混凝土的开裂风险。     

徐州轨道交通地下车站侧墙结构高性能混凝土早期抗裂性能研究

在试验研究高性能混凝土关键热力学参数的基础上,采用基于"水化-温度-湿度-约束"多场耦合机制的抗裂性评估理论与方法,结合城市轨道交通工程主体结构形式,计算分析了徐州轨道交通地下车站侧墙结构早期混凝土的温度及开裂风险的变化过程,据此提出了混凝土抗裂方案,并在徐州市城市轨道交通工程2号线市政府站主体结构进行了示范应用,取得了良好的效果。     

不同温度履历与约束程度下混凝土抗裂性的研究

以水灰比0.4、坍落扩展度520 mm的混凝土为研究对象,采用温度应力试验机(TSTM)对不同温度履历(绝热温升养护、恒温养护)及不同的约束程度(100%、60%)条件下的混凝土早龄期的抗裂性进行试验研究。结果表明,同一温度履历下约束度越高的混凝土其抗裂性越差;相同约束度下绝热温升条件的混凝土比恒温养护条件的混凝土更易开裂。     

核电站反应堆厂房筏基整体浇筑裂缝控制

以红沿河核电站反应堆厂房筏基整浇为工程实例,对CPR1000堆型核岛反应堆厂房筏基整体一次性浇筑实施进行了介绍,从混凝土原材料、入模温度、应变及温度监测、增设钢筋网等方面对大体积混凝土结构的裂缝控制与预防进行了分析。实践证明,这些措施保证了核岛筏基混凝土整体浇筑的工程质量,为类似工程提供了借鉴。     

金鸡湖隧道主体结构混凝土收缩裂缝预防技术与应用

采用多场耦合机制的裂缝评估新理论进行开裂风险定量预测,提出金鸡湖隧道主体结构材料与施工防裂技术指标和解决方法,通过采用温控膨胀混凝土技术定向降低收缩应力,控制浇筑长度、入模温度及养护等技术实现开裂风险系数不超0.7的设计目标,将其应用于提升侧墙结构抗裂性施工,监测周期内无开裂跳跃点,进一步降温收缩仍未出现贯穿性开裂现象。     

城市轨道交通地下车站抗裂防渗新技术

混凝土开裂是导致城市轨道交通地下车站结构渗漏的最主要原因。在分析地下车站主体结构混凝土开裂原因的基础上,介绍了非荷载作用下结构混凝土抗裂性评估及设计方法、塑性阶段水分蒸发抑制技术、硬化阶段水化速率与膨胀历程双重调控新技术,以及典型的工程应用,结果表明,科学设计混凝土抗裂性能,合理选择关键技术,有效控制施工工艺,可以避免地下车站结构混凝土贯穿性收缩裂缝的出现,解决混凝土结构渗漏难题。     

大体积混凝土早期温度开裂成因及其防治措施

高层结构、核电设施及大规模基础设施建设中大体积混凝土早期温度开裂屡见不鲜，早期温度开裂降低的混凝土结构的承载能力，劣化了混凝土结构耐久性。本文探讨了大体积混凝土温度开裂的成因以及开裂特征，提出了优化配合比设计、调整施工工艺及合理养护等控制大体积混凝土温度开裂的措施。     

虚拟仪器技术在检测混凝土早期开裂敏感度试验中的应用

混凝土的开裂敏感度受很多因素影响 ,而传统的试验方法只能进行单因素检测 ,不能很好地评价混凝土早期的开裂敏感度。温度 -应力试验适用于评价多种因素 ,如温度、应力、变形、约束和弹性模量的综合影响 ,通过对开裂温度和室温应力的检测评价混凝土的开裂敏感度。介绍计算机虚拟仪器技术在混凝土早期温度 -应力试验中的应用 ,包括各组成部分的设计原理和设备主要部件 ,介绍了虚拟仪器检测混凝土温度应力的一个实例。     

基于多场耦合机制的混凝土墙板结构裂缝控制

实际浇筑成型的混凝土结构早期变形开裂是水化-温度-湿度-约束多场耦合作用的结果。以常见民用混凝土墙板实体结构为例,分析了裂缝特点及产生的原因。基于多场耦合收缩开裂机制,计算了不同工况下侧墙结构混凝土的开裂风险,针对实际工程中对保温和混凝土入模温度难以控制的情况下,提出了不同工况下的最大浇筑长度,用于指导实际工程裂缝控制。     

多种作用下超长地下混凝土结构开裂概率分析

为了充分利用地下空间,超长地下混凝土结构在许多城市中得到应用。该类结构建造和运营过程中受到多种因素作用,其中温度和收缩徐变效应明显,存在较大开裂风险,其适用性和耐久性受到很大影响。超长地下混凝土结构温度及收缩徐变效应具有明显随机性,目前常用的确定性分析方法无法合理评估结构开裂可能性。本文考虑超长地下结构建造过程、材料特性及环境等多种因素,结合有限元仿真分析、响应面拟合技术和蒙特卡罗法,获得超长地下结构最大主拉应力的统计矩,并从概率的角度对超长地下结构的开裂问题开展评估,所获得的结果可以用于指导相关设计工作。     

混凝土早期约束应力与开裂敏感性研究

混凝土开裂不仅影响到结构的外观和使用性能,还可能对混凝土结构的耐久性产生严重影响。准确地评价混凝土开裂敏感性,是采取有效措施减少或避免开裂的前提。采用单轴约束试验方法,研究了不同温度历程和不同约束程度下混凝土早期约束应力的发展规律,探讨了温度历程对混凝土早期开裂敏感性的影响;研究表明混凝土的临界开裂应力与约束应力的发展历程有关。     

苏州滨湖新城地下空间早龄期侧墙结构混凝土变形开裂研究

地下工程结构中超长连续墙体的体积变形和开裂是化学、水化、热学以及力学等多因素变化共同耦合作用的结果。基于"水化-温度-湿度-约束"多场耦合模型,采用三维有限元方法,结合混凝土热、力学参数试验测试结果,计算研究了苏州滨湖新城地下空间超长侧墙实体结构混凝土温度、应变与应力发展过程,评估了其开裂风险随龄期变化情况及补偿收缩混凝土应用效果,为后续实际工程的开展奠定了基础。     

厂房施工期混凝土开裂机理和防裂方法研究

厂房施工期可能会出现混凝土结构开裂现象,这必然影响厂房混凝土结构的稳定性和质量,应在考虑厂房建筑施工情况的条件下采取适当的防裂方法,对厂房施工期混凝土结构开裂现象加以预防。针对厂房施工期混凝土结构开裂加以分析,首先概述厂房混凝土施工要求,随后阐述厂房施工期混凝土开裂的机理。按照混凝土开裂机理制定采取相应的防裂方法,使得混凝土结构防裂满足厂房建筑整体施工要求。     

自密实混凝土早期收缩开裂影响因素分析与评价

研究了矿物掺合料、水胶比和胶凝材料用量对自密实混凝土早期收缩开裂性能的影响,采用椭圆环约束收缩试验方法直接评价自密实混凝土砂浆的早期收缩开裂趋势,并结合自由收缩试验综合评价自密实混凝土的收缩开裂性能.试验表明:粉煤灰的掺入显著降低了自密实混凝土砂浆早期干燥条件下的约束开裂敏感性和混凝土自由收缩速率及收缩值;与单掺20%粉煤灰试样相比,复掺样中5%硅粉的掺入增加了粉煤灰砂浆早期干燥条件下开裂敏感性,但在复掺体系中加强早期养护有利于掺硅粉自密实混凝土抗裂性的提高;在0.3、0.35、0.4三个不同水胶比体系中,水胶比较大自密实混凝土砂浆在早期干燥条件下表现出易开裂的特征,应结合体系中实际水灰比、矿物掺合料组分以及养护条件等因素来综合评价混凝土收缩开裂性能;在本试验三组不同用量多元胶凝材料体系中,随着胶凝材料用量的降低,开裂敏感性和自由收缩量均降低,当胶凝材料总量降到450 kg/m3时,砂浆初始开裂时间显著延长.