年长江科学院院报骨料均为该工程料场生产的人工砂和人工碎石试验配合比本试验基准混凝土采用工程实际施工所用的配合比高掺量粉煤灰混凝土的配制采用等浆体体积法的思路按照上述公式计算可得到种混凝土的等效龄期种混凝土自由试件温度发展和自由应变发展如图所示降低用水量降低水胶比由此方

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竦蝴山
5 years ago
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1 第卷第期年月ＶＮＤ长江科学院院报ＪＹｚｒＳＲＩｋｂ不同掺量粉煤灰混凝土热膨胀系数的确定赵志方陈建平王卫仑浙江工业大学建筑工程学院杭州深圳大学广东省滨海土木工程耐久性重点实验室广东深圳摘要为解决标准试验方法难以测定大坝混凝土早期热膨胀系数的难题采用温度应力试验以等效龄期为桥的种常态大坝混凝土的温度差与应变差曲线并分段进行线性拟合确梁计算得到粉煤灰掺量分别为定粉煤灰混凝土的早龄期热膨胀系数结果表明 ①种粉煤灰混凝土在硬化初期热膨胀系数值在范围内变化而后期则稳定在 ②高掺粉煤灰混凝土的热膨胀系数低于基准混凝土即粉煤灰掺量混凝土更有利于大坝混凝土的抗裂 ③基于已确定的热膨胀系数建立热膨胀系数模型可较好地反映混凝土早期热膨胀系数发展规律并用于计算种混凝土的温度变形关键词高掺量粉煤灰混凝土热膨胀系数温度应力试验等效龄期早龄期中图分类号ＴＵ文献标志码Ａ文章编号定方法的相关研究较少Ｍ将粉煤灰占胶凝材料总质量及以研究背景温度开裂问题一直是大体积混凝土设计和施工中最为关注的问题之一而早期混凝土温度变形是产生温度开裂的主要原因之一要想研究混凝土的早期温度变形发展必须确定混凝土的早期热膨胀系数这对混凝土早期温度变形温度应力的计算及其开裂敏感性评价非常重要目前对混凝土早龄期热膨胀系数研究比较有限国外学者通常认为混凝土的热膨胀系数在初凝前后非常高一般达到左右终等对不同强度的混凝后其数值急剧减小Ｍ凝土进行试验得到其热膨胀系数均为与混凝土龄期无关国内南京水利科学研究院陈波等基于温度应力试验测定自生体积应变再分离提出两阶段法只得到了降温阶段和升温温度应变阶段的热膨胀系数由于在变温养护环境下早龄期混凝土自由变形中总是包含耦合叠加在一起的自生收缩和温度变形而且温度变形通常是看成由即时变ＶＦＡ上的混凝土定义为ＨＶＦＣＨ为了获得生态环保且耐久性良好的Ｃ大坝混凝土而探索进一步提高水工混凝土中的粉煤年葛洲坝集团试验检测有限灰胶凝材料占比公司和浙江工业大学依托我国建设中的某大坝通过多年系统试验研究降低用水量和水胶比研发出粉煤灰掺量达的常态大坝混凝土在评价粉煤灰混凝土早龄期力学性能方面相比平板约束试验环约束试验双环约束试验等温度应力试ＳＴＴＳＴ可同时考虑温度和验Ｔ约束等影响更适合大体积混凝土结构物采用已建某大坝的施工原材料合理配制出粉煤灰掺量为的基准混凝土下文简称ＧＦ和粉煤灰掺量为的高掺量粉煤灰混凝土简称ＧＦ通过ＳＴＭ温度应力试验机ＴＴＳＴＭ分别在种不同温度匹配养护模式下确定种混凝土早期各阶段的热膨胀系数用于常态大坝粉煤灰混凝土的抗裂性研究形和受温度历程与混凝土内部相对湿度影响的不可逆转的延迟变形部分组成混凝土的早期温度变形很难测定这也就增加了早期各阶段混凝土热膨胀系数的测定难度目前混凝土早龄期热膨胀系数确试验原材料与配合比试验原材料本试验使用的材料为某高拱坝实际工程建设中收稿日期修回日期Ｅ广东省滨海土木工程耐久性重点实验室基金项目国家自然科学基金项目浙江省自然科学基金项目ＬＹ开放基金ＧＤＤＣＥｚｚ作者简介赵志方女河南洛阳人教授博士主要从事绿色高性能混凝土材料与结构及耐久性研究Ｅ

2 年长江科学院院报骨料均为该工程料场生产的人工砂和人工碎石试验配合比本试验基准混凝土采用工程实际施工所用的配合比高掺量粉煤灰混凝土的配制采用等浆体体积法的思路按照上述公式计算可得到种混凝土的等效龄期种混凝土自由试件温度发展和自由应变发展如图所示降低用水量降低水胶比由此方温度法得到的基准混凝土与高掺量粉煤灰混凝土配合比如表所示 - 本课题组计算的模拟温度历程温度匹配模式通过试验机的温控系统对混凝土试件内部温度实时控制监测使混凝土试件内部温度与输入的模拟温度历的混凝土直接浇筑在试件模板中浇筑过程中在模板两端头位置处各放根短钢筋使用小型电动振动棒辅助振捣并连续浇筑待浇捣完成后将试件表面抹平并用塑料薄膜包裹密封以避免混凝土与外界发生水分交换并防止发生干燥收缩从而使混凝土的体积变化只包括温度变形和自生收缩变形试验过程防止对试验造成干扰环境温度保持在恒定室温 a )GF 组温度组温度 b )GF d )GF 组自由应变组自由应变 c )GF 匹配模式二匹配模式一图种混凝土在不同养护模式下实测的温度和自由应变发展曲线程曲线温度保持一致种大坝混凝土的模拟温度历程曲线由大坝三维有限元仿真模拟得到温度应力试验本次温度温度应力试验原理详见文献应力试验共制作根约束试件和根自由试件试件有效尺寸均为将拌制好历程曲线不同其中匹配模式一依据的是合作方武汉大学计算的模拟温度历程匹配模式二依据的是温度历程设计及温度应力试验式和温度匹配模式本文主要采用种不同的温度匹配模式匹配模式一和匹配模式二其输入温度 )] 式中Ｅ为水化反应特征活化能Ｔ τ 为混凝土温ＪＫ度Ｒ为普适气体常数Ｒ温度历程的确定ＴＳＴＭ主要有种养护模式绝热模式恒温模 [ 温度量粉煤灰混凝土采用马贝聚羧酸高效减水剂引气剂均使用山东银凯ＮＯＦＡＥ型引气剂试验所用效龄期其表达式为反映混凝土的成熟度ＥＴ τ ) τ Ｔ τ Ｒ - Ｏ普通硅酸盐水泥荆采用的材料华新水泥Ｐ门Ⅲ级粉煤灰基准混凝土采用萘系减水剂高掺ＦＭｗｋ约束试件与自由试件入模之后都先强制降温到大坝施工时浇筑初温后再按输入的养护温度历程曲线逐渐升温由图ｂ和图可见对于不同的养护温度历程匹配模式一和匹配模式二的高掺混凝土分和的强制降温达到大坝的浇筑温别经过后上升度匹配模式二ＧＦ混凝土在浇筑匹配模式一ＧＦ混凝土于浇筑到温峰后达到温峰维持温峰一段时间后再前者以相同的升温速率降温至浇筑初温降温直至拉断后者以的降温速以率开始降温匹配模式二混凝土由于初期有一段强制降温过程故图中显示前期有一段明显的收缩变试验结果分析早期温度和应变的发展混凝土的成熟度为养护温度与龄期的函数等形随后水泥水化放热逐渐变为膨胀变形于达到最大变形在降温阶段由表种混凝土配合比ＴｂＭｗｋ组别粉煤灰掺量水胶比ＧＦＧＦ水水泥粉煤灰ｋ材料用量砂小石中石减水剂引气剂

3 期第赵志方等不同掺量粉煤灰混凝土热膨胀系数的确定于温度下降混凝土开始收缩自由变形也逐渐表现而为收缩混凝土开裂时自由变形为对式式左右两边在某时刻取微增量则此时间微段内的热膨胀系数可被看作常量从而匹配一高掺混凝土最大膨胀变形值仅为在随后的降温阶段降至试验机最低温度时高掺混凝土收缩变形为有 Δε ΔＴ εａ α Ｔ Δ Δε ΔＴ εａ α Ｔ Δ 和图可见基准混凝土试件入由图和的强制降温后达到预设模后分别经过由此可推得热膨胀系数的表达式为 αｔ ] Δε ε Δ Δ[ ε ε Ｔ ] ΔＴ Δ Δ[ ＴＴ的温度匹配模式一下基准混凝土在浇筑匹配模式二在到达温后上升到温峰时拉断种模式在水化初期由于温度升高都表现出膨胀变形匹配模式一膨胀应变在较长时间趋于平稳状态最大变形为匹配模式二也有段时间平稳由于维温阶段比较短有最所以自由变形稳定阶段也相对较短在大膨胀变形在降温收缩阶段匹配模由式可知混凝土热膨胀系数的计算最终可转化为对种不同温度历程下变形差温度差的处理即若把温度差变形差对应的点在坐标图上标出来则对这些点进行线性拟合就可近似地估算热膨胀系数本文选取一些有代表性的时间区段以等效龄期为计时变量对ＧＦ基准混凝土和ＧＦ高掺混凝土的热膨胀系数进行线性拟合部分如图所示匹式一混凝土最后开裂时收缩变形为配模式二基准混凝土收缩变形为热膨胀系数的确定上述中所测得的自由变形为混凝土早期自生收缩和温度变形的总和混凝土的自生收缩与温度变 - - 之后二者皆维持温峰一段时间后开始峰降温匹配模式一ＧＦ混凝土于时冷缩拉断匹配模式二ＧＦ混凝土在 y = x + R= 形一般同时发生且满足式式的等式关系 εεｔ εａ ΔＴ εｔ αｔ式中 ε为自由变形 εｔ为温度应变 εａ为自生收 ) 为热膨胀系数缩 αｔ ΔＴ为温度发展增量在种不同养护温度历程下对给定的种混凝土由式式及等效龄期的概念可得Ｔ εａ ε α Ｔ ) Δ Ｔ εａ ε α Ｔ ) Δ εａ αｔ式中 ε 和 ε 和 εａ和 αｔ分别是混凝土在种温度养护模式下的自由变形自生收缩变形与热膨胀系数 ΔＴ为温度发展微增量的研究发现在一定养护温度范围内文献早期混凝土的热膨胀系数和自生收缩变形发展仅与也认为混凝土的热膨胀其成熟度有关文献系数和自生收缩变形像混凝土强度一样仅与其成熟度有关故均可以将其看作成混凝土的固有属性基于上述的研究成果有以下等式成立即 εａ ε Ａ ε Ａ αｔ α Ｔ α Ｔ y = x + R= 图种混凝土在不同时间段的热膨胀系数确定ＦＤｗｋ由此得到种混凝土的热膨胀系数如表表ＧＦ基准混凝土和ＧＦ高掺混凝土在等效龄期下的热膨胀系数 α值ＴｂＶ α ＧＦｑＧＦＧＦ等效龄期ＧＦ的 α值ＧＦ等效龄期ＧＦ的 α值从表可以看出无论是高掺混凝土还是基准内都混凝土热膨胀系数值在混凝土硬化初期但是随着混凝土比较高可达

4 年长江科学院院报龄期的发展热膨胀系数值显著减小逐渐趋于稳定其主要原因是在混凝土初在期水占主导地位而水的膨胀能力非常强热膨胀系超过砂石等固相材料一数更可高达个数量级前期随着温度升高混凝土空隙内水开始受热膨胀毛细管张力逐渐降低从而使混凝土膨胀当混凝土在后期硬化后水量被水化反应消耗减少混凝土热膨胀系数也随之降低同时也能得基准混凝土热膨胀系数要比ＧＦ高掺混出ＧＦ凝土的热膨胀系数偏大这主要与混凝土内部水泥胶凝材料比重有关基准混凝土的内部水泥成分多水化放出的热量更多温度发展更高更快最高温峰可达而ＧＦ高掺混凝土因粉煤灰多水泥含量低放热少温度曲线发展平缓温升很小温可以较好地描述早龄期热膨胀系数的发展规律鉴于当前混凝土早期热膨胀系数发展的相关数据很少还需更多的试验来证明式的适用性采用模型式再结合式前面各应变关系式可以较容易地计算出种混凝土的温度变形从而分离出自生收缩变形与温度变形以进一步研究混凝土的自生收缩发展结论ＴＳＴ可作为测定粉煤灰混凝土温度应变及应力的有效方法通过高掺粉煤灰混凝土与基准混凝土在种温度历程下以等效龄期为时间尺度分段是采用降低用峰也只达到左右且由于ＧＦ水量降低水胶比配制而成的于是就具有较低的热线性拟合热膨胀系数得出以下结论粉煤灰混凝土在硬化初期热膨胀系数可达随着龄期的发展热膨胀系数逐膨胀系数上述结果也符合粉煤灰混凝土的热膨胀系数值随着粉煤灰掺量的增大而变小的规律渐减小后期主要稳定在随着粉煤灰掺量增加粉煤灰混凝土热膨热膨胀系数模型胀系数逐渐减小体积安定性也越好有利于混凝土的抗裂说明高掺粉煤灰混凝土是具有发展前景的等在研究热膨胀系数的发展规律时在康秋波以及李飞提出的发展模型基础上考虑等成熟度对热膨胀系数发展的影响再依据本研究试验数据的特征本文确定了早期热膨胀系数的发展模型公式ｋ αｔ α 式中 α 为热膨胀系数发展至最终的稳定值ｋ均为待定的拟合系数ＧＦ基准混凝土和ＧＦ高掺混凝土的热膨计胀系数在若干龄期时刻的实测值及采用式算出的发展曲线如图所示 - GF GF GF GF 图ＧＦ和ＧＦ两种混凝土早龄期热膨胀系数的拟合曲线ＦＦＧＦＧＦ基准混凝土的 α 图的拟合结果表明ＧＦｋＧＦ高掺混凝土的 α取取ｋ可以看出本文建立的模型绿色高性能大坝混凝土建立的热膨胀系数模型可用于预测不同温度历程下混凝土温度变形和自收缩变形参考文献ＥＭＢＯＲＧＭＤＭＢＥＡＣＳＰＲＩＮＧＥＮＳＣＨＭＩＤＲＴＣｋＰＯＮＣＥＡＭＥＦＮＳＭＩＡＯＢＣＨＡＡＬＬＡＬＯＰＥＲＲＡＴＯＮＤＯＥＡＭＨＰＣＣＪＡＣＩＭＪＭＩＴＣＨＥＬＬＤＫＨＡＮＡＡＣＯＯＫＷＤＥＡＰＴＳＡＨＭＳＫＡＬＮＹＪＭＩＮＤＥＳＳＳＭＳＣＵＳＡＪＷＳ陈波丁建彤蔡跃波等基于温度应力试验的混水利学凝土早龄期应变分离及热膨胀系数计算Ｊ报ＷＩＴＴＭＡＮＮＦＬＵＫＡＳＪＥＳＴＥＨＣＰＪＭＳＡＣＩＣＡＣＩＲＲＨＦＡＣＳＲＵＳＡＡＣＩＡ赵志方李超张振宇等超高掺量粉煤灰大坝混水力发电学报凝土早龄期抗裂性研究Ｊ赵志方余申江张振宇等高掺量粉煤灰水工大坝中国水运混凝土配合比设计方法评述Ｊ

5 第期赵志方等不同掺量粉煤灰混凝土热膨胀系数的确定 [] ZHAOZF,MAOKK,JISW,etalAdiabaticTemper aturerisemodelofultra ig volumeflyasconven tionaldamconcreteandfemsimulationoftetempera turehistorycurve[c] ProceedingsoftetInterna tionalconferenceonmecanicsandpysicsofcreep, Srinkage,andDurabilityofConcreteandConcreteStruc turesasce,vienna,austria,september-,: - [] 蔡跃波, 丁建彤, 陈波, 等基于温度 - 应力试验机的大坝混凝土抗裂性综合评价 [J] 东南大学学报自然科学版 ),,):- [] TURCRYP,LOUKILIA,BARCELOL,etalCante MaturityConceptbeUsedtoSeparateteAutogenous SrinkageandTermalDeformationofaCementPasteat EarlyAge[J]CementandConcreteResearc,, ):- []VIVIANIM,GLISICB,SMITHIFCSeparationofTer malandautogenousdeformationatvaryingtemperatures usingopticalfibersensors[j]cementandconcrete Composites,,):- [] NEVILLEAMPropertiesofConcrete[M]NewYork: JonWiley&SonsInc, [] 高桂波, 钱春香, 朱晨峰, 等粉煤灰对混凝土热膨胀系数的影响 [J] 东南大学学报自然科学版 ),, 增 ):- [] 钱春香, 朱晨峰掺和料及引气剂对水泥混凝土热膨胀系数的影响 [J] 建筑材料学报,,):- [] 康秋波, 白银, 陈波, 等基于温度 - 应力试验的混凝土抗裂性仿真分析方法 [J] 混凝土,,):- [] 李飞混凝土早期约束应力发展与松弛过程研究 [D] 北京 : 清华大学, 编辑 : 黄玲 ) DeterminationofTermalExpansionCoeficientof ConcreteDosedwitDiferentVolumesofFlyAs ZHAOZi fang,chenjian ping,wangwei lun ColegeofCivilEngineeringandArcitecture,ZejiangUniversityofTecnology,Hangzou,Cina; GuangdongProvincialKeyLaboratoryofDurabilityforMarineCivilEngineering,SenzenUniversity, Senzen,Cina) Abstract:Inanatempttoovercometedificultyofdeterminingtetermalexpansioncoeficientofdamconcrete atearlyagebystandardtestmetod,temperature strestesttst)wasconductedteearly agetermalexpan sioncoeficientsofflyasconcreteweredeterminedbysegmentedlinearfitingoftetemperaturediferenceand straindiferencecurvesofconventionaldamconcretedosedwit% and% flyasvolumesresultsdemonstra tedtat)tetermalexpansioncoeficientsoftetwokindsofconcretevariedinterangeof~) - attestageofinitialardening,andtendedtobestableinterangeof~) - atlatestage )Tetermalexpansioncoeficientofig volumeflyasconcrete% flyasconcrete)islowertantatof referenceconcrete% flyasconcrete),wicisconducivetocrackresistanceofdam concrete)onte basisoftedeterminedtermalexpansioncoeficients,amodeloftermalexpansioncoeficientisproposedtobet terreflecttedevelopmentlawoftermalexpansioncoeficientatearlyageandtocalculatetetemperaturedeform ationsoftetwokindsofconcrete Keywords:ig volumeflyasconcrete;termalexpansioncoeficient;temperature strestesttst);equiva lentage;earlyage 櫥櫥櫥本刊投稿网址 :tp:ckyybcrsricn 櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥

中国投资率波动的度量与变化的分解年经济发展水平

中国投资率波动的度量与变化的分解年经济发展水平数量经济技术经济研究年第期中国投资率波动的度量与变化的分解年方红生楼琳琳郭林浙江大学金融研究院浙江财经学院经贸学院本文从产业角度对中国投资率的波动和变化进行了度量和分解表明年产业内效应解释了中国投资率波