收藏 分销(赏)

大体积混凝土水化热温度效应的研究.pdf

上传人:fus****123 文档编号:53947 上传时间:2021-06-16 格式:PDF 页数:3 大小:212.48KB
下载 相关 举报
大体积混凝土水化热温度效应的研究.pdf_第1页
第1页 / 共3页
大体积混凝土水化热温度效应的研究.pdf_第2页
第2页 / 共3页
大体积混凝土水化热温度效应的研究.pdf_第3页
第3页 / 共3页
亲,该文档总共3页,全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
资源描述

1、孙全胜等: 大体积混凝土水化热温度效应的研究 5 大体积混凝土水化热温度效应的研究 孙全胜 , 张德平 ( 东北林业大 学。 哈尔滨1 5 0 0 4 0) 【 摘要】 以梅山跨海大桥为背景, 应用 A N S Y S 有限元软件对该桥桥墩的混凝土水化热温度效应进行数值 模拟分析, 并且根据该桥实际工程中监测的温度发展曲线校正 A N S Y S 数值分析的温度场, 得出了大体积混凝土水 化热温度效应发展规律 , 为以后类似结构的温控工程提供参考。 【 关键词】 大体积混凝土; 水化热 ; 温度场 ; 温度裂缝 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1

2、 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 2 ) 0 1 0 0 0 5 0 3 由于施工期间水泥的水化热作用, 大体积混凝土 结构内部会产生较高温度梯度 , 在受到内部或外部的 约束时将产生较大的温度应力, 从而导致混凝土开裂。 由于温度应力引起的裂缝具有裂缝宽、 上下贯通等特 点, 对结构的承载能力、 防水性能、 耐久性等都会产生 很大影响H 。因此只有控制好大体积混凝土内部的 温升速度和温度梯度, 才能更好的控制由其产生的温 度应力 , 从而控制大体积混凝土的裂缝开展问题。 1 工程概况 梅山跨海大桥长 1 4 8 7 m。大桥主桥桥跨为 7 5 m+ 1 3 0 m+ 7 5 m的

3、预应力混凝土连续刚构 , 主桥桥墩采用 分离双薄壁墩 , 断面尺寸 1 5 m 6 O m, 两片墩纵桥向 间距 6 5 m, 主 跨 侧 墩 高 1 5 8 1 6 m, 边 跨 侧 墩 高 1 5 7 3 2 m, 单个桥墩混凝土量高达 1 4 3 m , 属于大体积 混凝土构件。 为了减小混凝土构件内外温度差, 降低温度梯度, 消除温度应力带来的裂缝, 于是在桥墩内部布置了冷 却水管, 利用循环冷却水将水化热产生的大部分热量 带出混凝土内部 , 降低混凝土内部的温度场 , 减小温度 应力 , 抑制温度裂缝的产生。混凝土内部冷却水管的 布置如图 1 、 图2所示。 图1冷却管布置立面图 (

4、 单位: c in ) 2 大体积混凝土水化热温度效应数值分析 2 1 分析方法 文中分析混凝土的温度分布和发展规律时主要 考虑了混凝土浇筑温度、 胶凝材料含量、 水化热、 比热、 导热系数、 密度、 距混凝土表面 1 2 e m处空气的温度 等影响因素。由于实际混凝土构件具有对称性, 故可 取 1 4作为分析对象。 竖向预应力筋 图2 冷却 臂 布 置俯 视 图 ( 单 位 :c m ) 2 2 初始条件和边界条件 在数值分析中, 对边界条件做如下处理: 空气温度 统一取 2 0 ; 3部分都按实际直接接触处理 ; 同时, 由 于只取 1 4模型进行分析, 与足尺模型相比较, 多出 2 个对

5、称面, 在对称面上施加绝热边界条件 。混凝土 薄壁墩的底面和承台混凝土的传热方式是混凝土的 导热 ; 外部的两面及上表面为空气导热或者模板导热, 内部两面为绝热; 将水泥的水化热作为内热源加载。 根据实际情况, 由于辐射对模型影响较小, 对模型 的边界条件进行简化, 不考虑混凝土向外辐射和接受 辐射的能量, 只考虑混凝土表面和空气的对流和混凝 土本身的热传导, 确定了在各接触面上只存在混凝土 与混凝土的热传导, 混凝土与空气的热对流, 混凝土与 水 的热对流 。 2 3 实测温度发展曲线校正理论温度场 在混凝土内部布置了大量的温度传感器和应变 传感器 , 对混凝土的整个浇筑过程和后期进行温度的

6、 全程监控。混凝土浇筑后 3 d内的内部温度变化曲线 如图 3所示 。 从图3可以看 出混凝 土内部 的最高温度 可达 7 8 C, 其温度陡增出现在混凝土浇筑后的 1 2 h之后。 经过 1 d的时间后, 水化热的热量也开始慢慢的减小。 所以控制混凝土温度应该着重在混凝土浇筑后的 1 2 d内做好散热和养护。结合实际环境中大气温度值 , 6 低温建筑技术 2 0 1 2年第 1 期 ( 总第 1 6 3期 ) 可知混凝土桥墩内外温差在 5 5 0 之间, 据此利用 性能。 A n s y s 有限元软件分析桥墩在该温度场作用下的力学 赠 时间 图3 实测的混凝土浇筑后温度与时间的关系曲线图

7、2 4 数值模拟分析 依次分析温差分别为 5 、 1 0 、 1 5 、 2 0 、 2 5 、 3 0 、 3 5 、 4 O 、 4 5及 5 0 时桥墩的应力状态。数值模拟结果表明当 温差是 3 0 时, 其温度应力为 1 8 1 MP a , 小于混凝土 的极限抗拉强度 1 8 9 M P a , 构件不会产生裂缝; 当温差 图4 温度差为3 O 时的第一应力分布 为了确定 3 0 3 5 中究竟哪个是开裂的临界温 差, 对温差 3 1 、 3 2 、 3 3 、 3 4 也进行了仿真模拟 , 温度应 力随温差变化的曲线图如图6 所示。 温差, 图6 温度应力随温差变化而变化的曲线图

8、从图4和图5 , 可以看出不同温差下温度应力的 分布规律基本上是一致的, 也就是说在温度场 的作用 下 , 大体积混凝土构件的内部总是会出现温度应力分 布的不均匀的, 在大体积混凝土构件内, 某些位置的温 度应力总是远远地大于其他位置的温度应力的, 而这 些位置就往往控制着整个大体积混凝土构件的裂缝 开裂情况, 这些位置的应力最大, 所以也往往最先达到 混凝土的极限抗拉强度值, 从而产生温度裂缝。从应 力分布图上我们可以很清楚地找到这些所谓的温度 为 3 5 时, 其温度应力值为 2 4 2 M P a , 大于混凝土继 续抗拉强度 1 8 9 N P a , 构件将会产生温度裂缝。则可 判定

9、温差 3 0 一 3 5 是混凝土开裂 的一个 临界期。 内外温差为3 0和 3 5 时的第一主应力分布图分别如 图 4和图 5所示 。 图 5 温度差 为 3 5 时的第一应力分布 控制位置, 从而为进一步采取措施来降低温度场 , 减小 温度应力, 抑制温度裂缝的开裂提供了实际的指导。 从图 6可以看出, 3 1 的温差是大体积混凝土模 型开裂的临界条件。当温差小于 3 1 时, 混凝土中心 水泥水化产生的温度应力和混凝土外边缘的温度应 力小于混凝土极限抗拉强度值 , 因而不会产生裂缝 ; 而 当温差大于 3 1 o 【 = 时, 混凝土的温度应力将会大于混凝 土极 限抗拉强度 , 从 而产

10、 生裂缝 。 温度, 图7 混凝土温差与应变曲线图 理论分析中没有在模型中加入冷却管, 仅仅分析 的是混凝土构件在 自然状态下的温度分布规律 , 而实 际所测得数据是在经过 冷却水 管处理后 的, 这样 通过 B d W, 赠 程志红: 特细砂粘结砂浆的粘结性能研究 7 特细砂粘结砂浆的粘结性能研究 程志红 ( 山西运城市建筑 工程有 限公司 山西运城O 4 4 O O O 】 【 摘要】 研究了可再分散乳胶粉胶粉、 羟丙基甲基纤维素醚、 聚丙烯腈纤维等因素对特细砂粘结砂浆粘结 强度的影响。结果表明: 三者均可提高砂浆的粘结性能, 以可再分散乳胶粉提高作用最为明显 , 掺量 1 5 时砂浆 的

11、拉伸粘结强度和压剪粘结强度可提高 I 倍左右; 纤维对砂浆粘结性能的影响较小, 仅能提高 3 0 。 【 关键词】 特细砂; 砂浆; 粘结强度 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 4 4 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 2 ) 0 1 0 0 0 7 0 2 0 引言 随着建筑业的发展和人们对环境保护要求的提 高, 干混砂浆迅速发展并得到了国家相关政策的大力 支持。作为干混砂浆主要品种之一 的瓷砖粘结砂 浆 , 是建筑装饰工程中的一种重要粘结材料, 在很多工 业化进程较发达的国家, 传统的厚层砂浆粘结方法已 经逐渐地被薄层砂浆施工技术

12、所取代 。加入外加 剂改性后的薄层砂浆具有 良好的保水能力, 采用特细 砂瓷砖粘结砂浆薄层技术施工, 瓷砖和基底材料可以 不必预先浸泡润湿, 不仅可以降低原材料消耗量和工 时, 还可以有效解决传统砂浆粘贴瓷砖时粘结力较低 , 瓷砖易于从墙体表面脱离等安全隐患。 1 原材料及试验方法 试验采用 P 0 4 2 5普通硅酸盐水泥; 特细砂, 细 度模数 1 2 ; 瓦克公司生产的可在分散乳胶粉; 羟丙基 甲基纤维素醚, 粘度 4 0 0 0 0 m P a s ; 聚丙烯腈纤维 , 直 径4 5 1 m, 长度 6 m m。灰砂比 1 : 2 , 水灰比0 5 。 砂浆拉伸粘结强度试验参照 J C

13、 T 5 4 7 2 0 0 5 陶 瓷墙地砖胶粘剂中规定的试验方法进行 , 压剪粘结 强度试验参照 J G 1 5 82 0 0 4 ( 胶粉聚苯颗粒外墙外保 温系统 中规定的试验方法进行。 2 试验结果与分析 特细砂的比表面积较大, 且易混入粉尘, 含泥量较 大, 因此, 采用特细砂配制的砂浆需水量较大, 新拌砂 浆的保水性较差 , 硬化砂浆的强度低、 干缩大, 如不进 行改性 , 砂浆的收缩率必然较高, 而粘结强度较低 , 在 配制特细砂千混砂浆时, 必须加入外加剂对砂浆进行 改性。但是, 不同外加剂的最佳掺量范围亦不相同, 本 数据的对 比, 我们可以很清楚的得到冷却水管对减小 混凝土

14、构件内外温度差, 降低温度梯度的效果。理论 与实际温差与应变图如图 7所示( 该图仅示出实际测 得 最大的应 变数值) 。 从图 7可以看到实际的应变, 即经过冷却水处理 后的混凝土应变已经比理论上的小了很多 , 也就是说 冷却水管的温度控制措施非常的有效 , 经过该温度控 制措施后, 我们达到了降低混凝土内部温度场、 减小温 度梯度, 抑制了温度裂缝的产生的目的。 3结语 大体积混凝土构件开裂总是有一个温差II 缶 界期 的, 通过 A N S Y S软件可以很准确找出这个温差, 对于 梅山大桥我们看出这个温差是 3 l 。这样在后期温 度监控的时候就可以控制温差小于这个值 , 从而防止 温

15、度裂缝。混凝土浇筑初期的内外温度梯度就很陡, 从而温度应力很大 , 所以必须在混凝土大构件浇筑之 前设计好温度控制方案, 对整个混凝土构件的施工做 好监控 。 参考文献 【 1 朱伯芳 大体积混凝土温度应力与温度控制研究 M 北京: 中国电力出版社, 1 9 9 9 2 栾尧, 阎堵渝 大体积混凝士水化热温度场的数值计算 J 工业建筑, 2 0 0 8 。 ( 2 ) 3 朱伯芳 有限单元法原理与应用 M 北京: 中国水利水电出 版社, 1 9 9 8 4 朱伯芳 大体积混凝土表面保温能力计算 j 水力学报, 1 9 8 7 , ( 2 ) 5 罗国强 混凝土与砌体结构裂缝控制技术 M 北京: 中国建 材工业出版社。 2 0 0 6 6 李潘武, 李慧明 大体积混凝土温度构造钢筋的配置 J 四川 建筑科学研究, 2 0 0 5 , ( 2 ) 【 7 蔡才勤, 唐玲 高性能混凝土在大体积混凝土工程中的应用 J 混凝土, 2 0 0 1 , ( 9 ) 【 收稿日期】 2 0 1 1 1 O 一 0 8 作者简介】 孙全胜( 1 9 6 8 一) , 男, 山东龙口人, 博士, 教授 , 研 究方向: 桥梁与隧道工程。

展开阅读全文
收益排行: 01、路***(¥15400+),
02、曲****(¥15300+),
03、wei****016(¥13200+),
04、大***流(¥12600+),
05、Fis****915(¥4200+),
06、h****i(¥4100+),
07、Q**(¥3400+),
08、自******点(¥2400+),
09、h*****x(¥1400+),
10、c****e(¥1100+),
11、be*****ha(¥800+),
12、13********8(¥800+)。
相似文档                                   自信AI助手自信AI助手
百度文库年卡

猜你喜欢                                   自信AI导航自信AI导航
搜索标签

当前位置:首页 > 环境建筑 > 房建工程

移动网页_全站_页脚广告1

关于我们      便捷服务       自信AI       AI导航        获赠5币

©2010-2024 宁波自信网络信息技术有限公司  版权所有

客服电话:4008-655-100  投诉/维权电话:4009-655-100

gongan.png浙公网安备33021202000488号   

icp.png浙ICP备2021020529号-1  |  浙B2-20240490  

关注我们 :gzh.png    weibo.png    LOFTER.png 

客服