混凝土的水化動力學(xué)和強(qiáng)度預(yù)測的研究中文摘要

研究課題用電阻率測定儀、壓力儀等測定不同水灰比、不同水泥、外加劑等配制的混凝土的電阻率發(fā)展、強(qiáng)度。TGA、XRD和水化熱等測定混凝土中水泥的水化速度和水化程度。同時掃描電鏡、壓汞儀等測定混凝土的水化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和孔結(jié)構(gòu)的變化。本研究的技術(shù)路線是利用電阻率隨時間發(fā)展曲線能動態(tài)地反映微觀結(jié)構(gòu)的形成過程這一優(yōu)點(diǎn)，來研究混凝土的水化動力學(xué)，用微分、對數(shù)等不同數(shù)值方法分析電阻率發(fā)展曲線；系統(tǒng)分析特征點(diǎn)和導(dǎo)數(shù)等與配合比的關(guān)系，重點(diǎn)分析電阻率曲線和孔結(jié)構(gòu)曲線的轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而得到孔結(jié)構(gòu)的變化和水化速度，來建立水化動力學(xué)模型，建立電阻率和水化程度的關(guān)系。利用導(dǎo)電混合法則理論建立導(dǎo)電模型，分析得到原材料配合比中的水灰比等重要參數(shù)，建立電阻率和強(qiáng)度定量關(guān)系。該研究的成果不僅可以用于優(yōu)化混凝土的配合比，特別是可用于選擇混凝土外加劑，而且可以達(dá)到早期預(yù)測混凝土強(qiáng)度、保證混凝土工程質(zhì)量的目的。 2100433B

混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂及其破壞研究是一個基礎(chǔ)且重要的工程問題，尤其是特高拱壩等大體積水工混凝土在長期復(fù)雜的荷載環(huán)境下工作，選用合適的破壞準(zhǔn)則尤為重要。為此，項目組成員從理論推導(dǎo)、試驗驗證、設(shè)備研發(fā)、工程應(yīng)用驗證等方面入手,展開通力合作。針對復(fù)雜歷時荷載下的混凝土破壞判別準(zhǔn)則這一科學(xué)技術(shù)難題，依據(jù)能量原理推導(dǎo)了具有胡克定律的統(tǒng)一表達(dá)的基于強(qiáng)度和變形的混凝土雙參數(shù)破壞準(zhǔn)則，實現(xiàn)了對徐變、溫度應(yīng)力等復(fù)雜應(yīng)力作用破壞的高精度預(yù)測，為項目整體研究提供了有力的理論支撐；針對混凝土溫度應(yīng)力和變形的量化與控制這一科學(xué)技術(shù)難題，通過人工氣候環(huán)境模擬、溫度變形自補(bǔ)償、直接測變形、可分離振搗、無損搭載等技術(shù)手段，搭建了多機(jī)聯(lián)控和定量化測控的混凝土溫度應(yīng)力試驗系統(tǒng)。實現(xiàn)了徐變松弛耦合作用下的溫度應(yīng)力破壞模擬，為混凝土溫度應(yīng)力開裂分析和破壞研究提供了可靠的試驗支撐；針對復(fù)雜荷載作用下混凝土變形特性及其極限狀態(tài)研究這一科學(xué)技術(shù)難題，實現(xiàn)了約束狀態(tài)下對彈性模量隨齡期變化的無損連續(xù)監(jiān)測，建立了雙閉環(huán)控制模式下徐變求解機(jī)制，指導(dǎo)了WDD大壩工程中的早期溫度應(yīng)力控制，建立了適用于混凝土溫度應(yīng)力破壞的、基于強(qiáng)度和變形的雙參數(shù)破壞判別準(zhǔn)則，為特高混凝土拱壩建設(shè)與運(yùn)行安全提供科學(xué)依據(jù)。這些瓶頸問題的進(jìn)展和解決，推進(jìn)了我國特高拱壩建設(shè)基礎(chǔ)研究的科技創(chuàng)新，促進(jìn)了水利水電科學(xué)研究整體學(xué)術(shù)水平的提高。 2100433B

混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂及其破壞研究是一個基礎(chǔ)且重要的工程問題，尤其是特高拱壩等大體積水工混凝土在長期復(fù)雜的荷載環(huán)境下工作，選用合適的破壞準(zhǔn)則尤其重要。經(jīng)過前期研究發(fā)現(xiàn)，目前單獨(dú)基于最大應(yīng)力（或應(yīng)變、能量）準(zhǔn)則針對徐變、松弛、疲勞等復(fù)雜荷載作用并不完全適用，結(jié)構(gòu)破壞取決于應(yīng)力和變形的共同發(fā)展水平。通過研究徐變、疲勞的破壞條件及規(guī)律，借助聲發(fā)射技術(shù)衡量結(jié)構(gòu)損傷的時空分布，探求結(jié)構(gòu)破壞包絡(luò)曲線與靜力曲線加載之間的聯(lián)系，以徐變和松弛破壞為突破口建立基于強(qiáng)度-變形的雙參數(shù)破壞準(zhǔn)則；該雙參數(shù)準(zhǔn)則針對徐變、松弛、疲勞、斷裂損傷等問題具有普遍適用性，并且具有明確的數(shù)學(xué)表達(dá)和程序可實現(xiàn)性；利用全約束溫度應(yīng)力試驗研究徐變松弛的耦合效應(yīng)；結(jié)合溪洛渡特高拱壩，將雙參數(shù)準(zhǔn)則應(yīng)用于工程實際并用實踐檢驗理論的可行性。本研究將為混凝土的開裂控制及機(jī)理奠定理論基礎(chǔ)，對我國的水電建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的理論意義和實用價值。