周期性温湿度作用下混凝土材料湿热耦合变形试验研究

发布时间：2017-04-11 06:08

  本文关键词：周期性温湿度作用下混凝土材料湿热耦合变形试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：混凝土以其优越的可塑性、良好的抗渗性、优异的耐火性以及最具竞争力的经济性而成为目前世界上用量最大和使用范围最广的建筑材料,但随着发展中国家的大规模建设,混凝土及混凝土结构的使用量逐年增加,涉及混凝土收缩开裂引起的工程事故也不断增多。实际使用中的混凝土结构在昼夜或季节性温湿度变化环境下会产生开裂,使得混凝土渗透性进一步增加,最终导致混凝土结构耐久性下降及使用寿命降低。昼夜或季节性温湿度变化可以用周期性温湿度变化来描述,本文将开展周期性温湿度作用下混凝土体积变形规律研究,并同时考虑混凝土湿热耦合作用及其“类疲劳效应”的影响。首先对恒温恒湿、自然环境及周期性温湿度条件下混凝土内部温湿度分布及体积变形进行试验研究,结果表明：恒温恒湿条件下,早龄期不同水灰比混凝土1d至10d的收缩率变化趋势相同,且0.4水灰比混凝土收缩变形最大。自然环境条件下,早龄期混凝土(W/C=0.5)收缩变形受环境影响较大,且随龄期的增长呈现波动性变化；相同深度,混凝土边界位置温度比中间位置温度低,不同深度处,混凝土底部温度比表层温度低。周期性温湿度条件下,不同水灰比混凝土体积变形均随着周期性温湿度变化而呈现周期性变化,且变化幅度随着龄期的增长而逐渐缩小,并逐渐趋于稳定；低水灰比混凝土在周期性温湿度作用下,总体上表现为膨胀变形,而其他各组混凝土均存在收缩变形的趋势；高温低湿环境对低水灰比混凝土收缩变形影响较大,低水灰比混凝土在高温作用下其膨胀变形更大。根据混凝土多孔介质特点、湿热传输机理以及疲劳损伤机理,并结合试验研究结果,研究分析周期性温湿度作用下混凝土材料体积变形规律及类疲劳效应。结果表明：混凝土内部温度和湿度是相互作用、互相影响的,体现为混凝土的湿热耦合作用,它将决定着混凝土体积变形的发展；通过应力水平的大小可以间接反映混凝土在周期性温湿度作用下的损伤程度；周期性温湿度作用可以等效为疲劳荷载作用,而混凝土结构在周期性温湿度作用下其内部会产生损伤应变,随着损伤应变的不断累积,最终达到混凝土极限应变,导致混凝土开裂破坏。
【关键词】：混凝土 周期性温湿度 体积变形 湿热耦合 类疲劳效应
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 本文研究背景、目的及意义10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究目的及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 周期性温湿度作用下混凝土材料湿热特性研究12
• 1.2.2 混凝土材料内部温湿度分布规律试验研究12-13
• 1.2.3 混凝土材料湿热耦合变形规律研究13-14
• 1.2.4 温湿度作用下混凝土材料体积变形规律研究14-15
• 1.2.5 温湿度作用下混凝土材料类疲劳效应研究15-16
• 1.3 本文研究内容16-18
• 1.3.1 研究内容16
• 1.3.2 本文章节分布16-18
• 第二章 混凝土原材料及基本力学性能18-26
• 2.1 原材料18-20
• 2.1.1 水泥18
• 2.1.2 细骨料18-19
• 2.1.3 粗骨料19-20
• 2.1.4 水20
• 2.2 试验配合比设计及设备20-21
• 2.2.1 混凝土试件配合比20
• 2.2.2 试验设备20-21
• 2.3 试验方法21-22
• 2.3.1 和易性21-22
• 2.3.2 混凝土立方体抗压强度试验22
• 2.3.3 混凝土立方体饱和抗压强度试验22
• 2.3.4 耐水性22
• 2.4 试验结果分析22-25
• 2.4.1 和易性22-23
• 2.4.2 混凝土抗压强度及饱和抗压强度23-24
• 2.4.3 耐水性24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 混凝土材料湿热耦合变形试验研究26-46
• 3.1 试验装置及试验方法26-29
• 3.1.1 试验装置26-28
• 3.1.2 试验方法28-29
• 3.2 恒温恒湿条件下混凝土收缩变形试验29-31
• 3.2.1 试验步骤29-30
• 3.2.2 试验结果与分析30-31
• 3.3 自然环境下混凝土收缩变形试验31-34
• 3.3.1 试验步骤31
• 3.3.2 温湿度分布测试结果与分析31-32
• 3.3.3 收缩变形试验结果与分析32-34
• 3.4 周期性温湿度条件下混凝土收缩变形试验34-44
• 3.4.1 试验步骤34-35
• 3.4.2 温湿度分布测试结果与分析35-41
• 3.4.3 收缩变形试验结果与分析41-44
• 3.5 本章小结44-46
• 第四章 基于多孔介质湿热传输的混凝土变形分析46-60
• 4.1 混凝土多孔介质的特点及孔隙水分布46-48
• 4.1.1 混凝上多孔介质的特点46-47
• 4.1.2 混凝土孔结构分布47
• 4.1.3 混凝土孔隙水分布47-48
• 4.2 混凝土多孔介质湿、热传输基本原理48-53
• 4.2.1 混凝土材料湿传输基本原理48-49
• 4.2.2 混凝土材料热传输基本原理49-50
• 4.2.3 混凝土湿热耦合研究理论50-53
• 4.3 周期性温湿度作用下混凝土体积变形规律研究53-58
• 4.3.1 混凝土干燥收缩变形原因及机理分析53-56
• 4.3.2 温度作用下混凝土膨胀变形机理分析56-57
• 4.3.3 周期性温湿度作用下混凝土体积变形规律研究57-58
• 4.4 本章小结58-60
• 第五章 周期性温湿度作用下混凝土类疲劳效应研究60-70
• 5.1 收缩变形作用下混凝土损伤应变60-61
• 5.1.1 湿度变化与干燥收缩应变的关系60
• 5.1.2 混凝土收缩损伤应变计算方法60-61
• 5.2 梯度温度下混凝土疲劳损伤应变61-63
• 5.2.1 温度变化与应变的关系62
• 5.2.2 局部温差下混凝土损伤应变计算62-63
• 5.3 周期性温湿度作用下混凝土损伤应变与应力63-67
• 5.3.1 周期性温湿度作用下混凝土损伤应变63-64
• 5.3.2 周期性温湿度作用下混凝土损伤应力64-67
• 5.4 周期性温湿度作用下混凝土疲劳损伤研究67-69
• 5.4.1 混凝土疲劳损伤概念67
• 5.4.2 混凝土疲劳损伤过程67-68
• 5.4.3 混凝土结构疲劳损伤机理分析68-69
• 5.5 本章小结69-70
• 第六章 结论与展望70-71
• 6.1 结论70
• 6.2 不足与展望70-71
• 参考文献71-78
• 攻读硕士期间学术成果78-79
• 致谢79

【参考文献】

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1 陈德鹏;钱春香;王辉;刘加华;;水泥基材料比热容测定及计算方法的研究[J];建筑材料学报;2007年02期

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本文编号：298465