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活性粉末混凝土收缩徐变效应试验研究

李昊阳  
【摘要】:活性粉末混凝土是在上个世纪九十年代发明的一种新型混凝土材料,其各方面性能较既有的高强高性能混凝土有显著提升。目前,业界已经对其机理、制备方法、力学性能方面有了一定的认识。然而由于出现时间尚短,目前活性粉末混凝土的研究和应用技术尚不够成熟。混凝土的收缩徐变是两种在使用阶段对结构应力以及应变状态影响较大的材料特性,对结构使用性能和安全性都存在影响,而目前针对活性粉末混凝土收缩徐变的理论和试验研究尚少,这在未来活性粉末混凝土结构设计工作中对安全的保证和成本的控制都是不利的。出于这种考虑,本文总结了当前的活性粉末混凝土材料特性和混凝土收缩徐变效应的研究成果,同时设计了活性粉末混凝土材料的收缩徐变试验,在完成试验后对试验数据进行了归纳分析,提出了活性粉末混凝土收缩徐变效应的预测模型,并依据收缩徐变计算模型对收缩徐变终极值进行了探讨。进而采用有限元软件ABAQUS针对收缩徐变效应对活性粉末混凝土梁和普通混凝土梁的长期影响进行了对比分析。本文得到的结论和成果如下:(1)参考普通混凝土试验设计的原则以及活性粉末混凝土的材料特性,制定并检验了活性粉末混凝土收缩徐变效应的试验方案。(2)对活性粉末混凝土收缩徐变试验数据进行了数值回归分析,在经典B3模型的基础上引入了修正参数,提出了活性粉末混凝土材料的收缩徐变效应预测模型,同时在此基础上给出了活性粉末混凝土收缩和徐变终极值的计算方法。(3)利用有限元分析软件ABAQUS建立了1片预应力活性粉末混凝土20m的T形梁和1片具有相同几何尺寸的预应力普通混凝土20m的T形梁,考虑自重荷载和预应力荷载的影响,对这两个模型梁进行了加载20年的长期性能分析;(4)对ABAQUS计算得到的活性粉末混凝土梁和普通混凝土梁的挠度进行了对比,发现活性粉末混凝土结构挠度长期增长明显小于普通混凝土结构,并给出了活性粉末混凝土结构挠度长期增长系数的计算建议。(5)对ABAQUS计算得到的普通混凝土和活性粉末混凝土梁由收缩徐变引起的预应力损失进行了对比分析,对比结果表明对于收缩徐变造成的预应力损失,活性粉末混凝土结构远小于普通混凝土结构,并给出了活性粉末混凝土结构由收缩徐变效应导致的预应力损失的建议计算公式。


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