高强度大体积混凝土材料特性研究
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高强度大体积混凝土材料特性研究在现代建筑工程中,高强度大体积混凝土的应用越来越广泛。
从大型桥梁的墩台基础到高层建筑的地下室底板,从大型水坝到核电站的反应堆安全壳,都能看到高强度大体积混凝土的身影。
由于其在工程中的重要性,对高强度大体积混凝土材料特性的研究具有十分重要的意义。
高强度大体积混凝土,顾名思义,具有高强度和大体积的特点。
高强度意味着其能够承受更大的荷载,为建筑物提供更可靠的结构支持;而大体积则使其在施工过程中面临着一系列特殊的问题和挑战。
首先,我们来探讨一下高强度大体积混凝土的原材料特性。
水泥是混凝土的重要组成部分,对于高强度大体积混凝土,通常会选用高强度等级的水泥,如硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
这些水泥具有较高的早期强度和后期强度发展潜力,能够满足高强度的要求。
同时,为了控制水泥的水化热,避免混凝土内部温度过高而产生裂缝,还可能会采用低热水泥或在水泥中掺入适量的粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料。
骨料在混凝土中起着骨架的作用。
对于高强度大体积混凝土,骨料的强度、级配和颗粒形状都对混凝土的性能有着重要影响。
一般会选用强度高、级配良好、粒形规则的骨料,如碎石。
同时,为了减少混凝土的收缩,还会控制骨料的含泥量和泥块含量。
外加剂也是不可或缺的组成部分。
高效减水剂能够在保持混凝土坍落度不变的情况下,减少用水量,从而提高混凝土的强度和耐久性。
缓凝剂则可以延长混凝土的凝结时间,便于施工操作,特别是在大体积混凝土施工中,有助于减少水化热的集中释放。
接下来,我们关注高强度大体积混凝土的工作性能。
良好的工作性能是保证混凝土施工质量的关键。
坍落度和扩展度是衡量混凝土工作性能的重要指标。
对于高强度大体积混凝土,由于其水泥用量较大,容易出现坍落度损失过快的问题。
因此,需要通过外加剂的合理调配和施工过程中的控制,确保混凝土在运输、浇筑过程中保持良好的工作性能。
混凝土的和易性也是一个重要方面。
包括流动性、粘聚性和保水性。
流动性好的混凝土能够在模板中顺利填充,粘聚性好能够保证混凝土在运输和浇筑过程中不发生离析,保水性好则可以避免混凝土表面出现泌水现象。
高强度大体积混凝土材料特性研究摘要:针对目前高拱坝建设中普遍存在并反映在大体积混凝土材料特性研究的技术薄弱环节,结合二滩水电站建设,对高强度大体积混凝土配合比、大体积混凝土动态强度特性、全级配混凝土试件强度变形特性和损伤断裂特性进行了研究,在我国首次建立了高拱坝混凝土抗裂优化配合比设计系统,首次对地震作用下坝体混凝土特性参数进行了试验研究,完成了全级配混凝土破坏全过程的仿真性研究,丰富了混凝土损伤断裂理论,发展和提高了混凝土材料的试验技术.研究成果经国家鉴定,总体达到国际先进水平。
部分中间研究成果已经在二滩工程施工中得到应用。
关键词:高强度混凝土大体积混凝土材料特性混凝土是一种由多相介质组成的复合材料,具有不连续性、非均质性的特点,在荷载作用下,其力学性质、变形和破坏机理有很大离散性,并存在试件的尺寸效应,这也正是大体积混凝土材料特性研究的困难所在。
就高拱坝而言,对混凝土材料特性的准确评价和合理利用,将极大地关系到工程的安全性和经济性.全面深入地开展大体积混凝土的力学、变形、抗裂性能等特性研究,对高拱坝坝踵的开裂机制和损伤断裂机理进行探讨,可为高拱坝的设计和施工提供可靠的科学依据,并将对拱坝设计方法的完善和改进、保证工程质量、提高大坝安全度、节约混凝土原材料,节约工程投资都具有重大意义。
1 高强度大体积混凝土研究课题拱坝强度安全的正确评价,必须从材料(混凝土、坝基岩体)的抗力特性与荷载作用效应的仿真性研究着手。
从目前大坝建设发展趋势分析,下述一些问题,还需进一步研究.1。
1 裂缝防治近代高拱坝建设发展趋势表明:坝越来越高,拱圈弧度越来越平,坝体断面越来越薄,混凝土浇筑强度日益加大,浇筑仓面面积也不断增加。
所有这些变化都使坝体和混凝土浇筑块的应力增高,混凝土产生裂缝的可能性及裂缝扩展的危险性亦加大。
为了减少和防止大体积混凝土裂缝产生的可能性,通常从两方面着手,一是提高混凝土材料本身的抗力特性,二是减小外力、温度、约束等作用在结构内部产生的效应。
大体积混凝土的结构性能及抗震性能分析引言大体积混凝土结构广泛应用于高层建筑、大桥、水坝等工程中,其具有高强度、高耐久性和较好的抗震性能等优点。
本文将对大体积混凝土的结构性能及抗震性能进行分析。
结构性能分析1. 高强度大体积混凝土通过增大混凝土的体积,使得结构具有较高的强度。
相比于普通混凝土,大体积混凝土的抗压强度更高,能够承受更大的荷载。
2. 高耐久性大体积混凝土结构在恶劣环境条件下具有较好的耐久性。
其微观结构致密,能够阻止外界物质的渗透,同时对氯离子的渗透也有很好的抑制作用。
这使得大体积混凝土结构在海洋工程、化工厂等环境中能够长期保持结构的稳定性。
3. 抗裂性大体积混凝土结构的抗裂性能较好,能够有效抵抗荷载引起的裂缝形成和扩展。
这是因为大体积混凝土中添加了适量的细观纤维材料。
这些纤维能够有效地分散荷载,提高混凝土的韧性和抗裂能力。
抗震性能分析1. 高刚性大体积混凝土结构具有较高的刚性,能够抵抗地震荷载引起的结构变形。
在地震发生时,大体积混凝土结构的刚性能够有效地吸收和分散地震能量,减小结构的振动幅度。
2. 低震害大体积混凝土结构在地震中的震害程度相对较低。
由于混凝土具有较好的韧性和延性,能够在地震作用下产生一定的变形,从而减小地震对结构的破坏程度。
3. 高阻尼大体积混凝土结构的阻尼能力较强。
阻尼是指结构吸收和耗散地震能量的能力,能够减小结构的振幅和加速度响应。
对于大体积混凝土结构来说,其大质量和内部的能量耗散机制使得其具有较高的阻尼特性。
,大体积混凝土通过增大混凝土的体积,使得结构具有高强度、高耐久性和较好的抗震性能。
在高层建筑、大桥和水坝等工程中广泛应用。
这些优点使得大体积混凝土成为现代建筑设计中的重要材料之一。
随着科学技术的进步,大体积混凝土在结构性能和抗震性能上还有进一步的发展空间,将有更广泛的应用前景。
大体积混凝土材料研究报告大体积混凝土材料是指相对于普通混凝土而言,其体积较大的一种材料。
通常来说,大体积混凝土材料的体积是指每方单位体积里所含有的混凝土料的数量。
近年来,随着建筑业的发展和建筑结构的不断创新,大体积混凝土材料的应用得到了广泛的推广和应用。
大体积混凝土材料具有以下几个特点。
首先,大体积混凝土材料通常是由水泥、砂和砂浆混合物组成的。
这种材料的强度通常较高,能够承受较大的荷载。
其次,大体积混凝土材料的体积较大,能够提高建筑结构的整体强度和稳定性。
再次,大体积混凝土材料的制作简单,成本相对较低,能够大大节约工程建设的时间和费用。
最后,大体积混凝土材料具有较好的抗冻性能和耐久性,能够在恶劣的环境条件下使用。
在大体积混凝土材料的研究中,主要关注以下几个方面。
首先,要研究大体积混凝土材料的力学性能。
通过对材料的强度、韧性和稳定性等方面进行研究,可以提高材料的使用效果和安全性。
其次,要研究大体积混凝土材料的制备工艺。
通过优化配比和施工工艺,可以提高材料的制备效率和成品质量。
再次,要研究大体积混凝土材料的耐久性。
通过对材料的抗冻性能、耐酸碱性能和耐久性等方面进行研究,可以提高材料在恶劣环境下的使用寿命。
最后,要研究大体积混凝土材料的施工技术。
通过探索适合大体积混凝土材料施工的技术和方法,可以提高工程速度和质量。
综上所述,大体积混凝土材料是一种具有广泛应用前景的建筑材料。
在未来的建筑工程中,大体积混凝土材料有望取代传统的混凝土材料,成为主流材料。
通过持续的研究和创新,可以进一步提高大体积混凝土材料的工程应用效果和经济效益。
大体积混凝土的新材料与新技术研究引言传统上,在建筑和基础设施领域,混凝土是一种常见的建筑材料。
然而,随着工程规模的不断扩大和高性能要求的提高,大体积混凝土的需求也日益增加。
为了满足这一需求,研究人员不断致力于开发新的材料和技术,以提高大体积混凝土的性能和可持续性。
本文将重点介绍一些新材料和新技术,这些创新有望进一步改进大体积混凝土的性能和可靠性。
新材料研究高性能混凝土高性能混凝土是一种具有较高抗压强度和耐久性的材料。
它的制备通常要求使用高品质的原材料和先进的施工技术。
高性能混凝土可以在大体积混凝土工程中发挥重要作用,因为它能够提供更大的强度和可靠性。
纳米颗粒混凝土纳米颗粒混凝土是一种利用纳米材料来改善混凝土性能的创新材料。
纳米颗粒的引入可以增加混凝土的强度、耐久性和抗裂性。
此外,纳米颗粒混凝土还可以提高混凝土的密实性和抗渗性能。
这些优点使纳米颗粒混凝土成为大体积混凝土的理想替代材料。
内部滞后混凝土内部滞后混凝土是一种针对大体积混凝土特殊需求的创新材料。
这种材料通过混合不同颗粒大小的骨料,可以在混凝土内部形成更均衡的力学特性。
内部滞后混凝土的制备需要较高的技术要求,但它能够提高大体积混凝土的抗裂性和耐久性。
新技术研究爆炸冲击波技术爆炸冲击波技术是近年来兴起的一种新技术,其主要应用于超高性能混凝土的制备。
这种技术利用爆炸能量产生的冲击波来提高混凝土的致密性和强度。
爆炸冲击波技术可以有效地提高大体积混凝土的力学性能,并且具有较高的可持续性。
土工织物增强技术土工织物增强技术是一种利用土工织物来增强混凝土结构的创新技术。
这种技术可以有效地提高大体积混凝土的抗拉强度和耐久性。
在施工过程中,土工织物可以作为增强层放置在混凝土结构中,从而提高整体性能和可靠性。
光纤测温技术光纤测温技术是一种新兴的监测技术,可以用于监测大体积混凝土的温度变化。
这项技术利用光纤传感器来测量混凝土内部的温度分布,并通过数据分析来评估混凝土的性能。
高强混凝土抗压性能与力学特性的研究一、引言高强混凝土是一种具有优异抗压性能和良好耐久性的新型建筑材料,近年来得到了广泛的应用。
如何提高高强混凝土的强度和耐久性,是当前研究的热点问题。
本文旨在探讨高强混凝土的抗压性能和力学特性,为高强混凝土的研究和应用提供参考。
二、高强混凝土的定义和特点1. 定义高强混凝土是指抗压强度大于55 MPa的混凝土。
其中,强度等级为C60-C100的混凝土称为普通高强混凝土,强度等级大于C100的混凝土称为特种高强混凝土。
2. 特点(1)高强度:高强混凝土的抗压强度大于普通混凝土,可以承受更大的荷载,适用于高层建筑和大型桥梁等重要结构。
(2)优异的耐久性:高强混凝土具有较好的耐久性,能够承受长期的荷载和环境侵蚀。
(3)较低的渗透性:高强混凝土的渗透性较低,能够有效地防止水汽、盐分等物质的渗透,保证结构的稳定性和耐久性。
三、高强混凝土的制备方法1. 原材料高强混凝土的制备需要选择优质的水泥、骨料、细集料和添加剂。
其中,水泥应选择强度等级高、含量适宜的硅酸盐水泥;骨料和细集料应选用硬度高、强度大的天然石料或人工碎石;添加剂可以选择高效减水剂、增强剂等。
2. 配合比高强混凝土的配合比应根据混凝土的用途和强度要求进行设计。
一般来说,高强混凝土的水灰比应小于0.35,骨料和细集料的比例应根据实际情况进行调整。
3. 制备过程高强混凝土的制备过程包括混合、浇注、养护等环节。
其中,混合环节应注意控制混凝土的水灰比和搅拌时间,保证混凝土的均匀性和稳定性;浇注环节应注意控制浇注速度和压实度,避免出现空鼓和裂缝;养护环节应注意保持适宜的湿度和温度,加强混凝土的强度和耐久性。
四、高强混凝土的抗压性能高强混凝土的抗压性能是评价其质量的重要指标之一。
高强混凝土的抗压强度受到多种因素的影响,包括水灰比、骨料种类和大小、养护条件等。
一般来说,高强混凝土的抗压强度可以通过实验测定来获得。
1. 实验方法高强混凝土的抗压强度可以采用标准试件(长方体或圆柱体)进行测定。
大体积混凝土课题研究随着城市化进程的不断加速, 大体积混凝土的应用日益广泛,已成为现代建筑中不可或缺的建材之一。
大体积混凝土的特点在于其高强度、高耐久性以及抗震性能优良,可以满足严苛的工程要求。
本文将探讨大体积混凝土的制备方法、应用领域以及未来的发展趋势。
大体积混凝土的制备方法主要包括试验材料的选择、混凝土配合比的确定以及施工工艺的优化等几个关键因素。
首先,试验材料的选择是制备大体积混凝土的基础。
普通混凝土中的骨料需要细选,确保骨料的质量符合要求。
其次,通过科学合理地确定混凝土的配合比,包括水灰比、胶凝材料掺量以及添加剂的选用等,可以提高混凝土的强度和耐久性。
最后,通过对施工工艺的优化,如搅拌时间、浇筑温度以及养护措施的严格执行,可以确保混凝土具有均匀的质量和良好的工程性能。
大体积混凝土的应用领域非常广泛,主要包括高层建筑、桥梁、水坝等基础工程。
在高层建筑领域,大体积混凝土可以有效地减少结构的体积和自重,提高整体的受力性能,并且满足大跨度梁的需求。
在桥梁领域,大体积混凝土可以用于制作桥墩和桥面,提高桥梁的承载能力和抗震性能。
在水坝领域,大体积混凝土可以用于制作坝基和坝体,确保水坝的强度和稳定性。
通过合理的设计和制备,大体积混凝土可以在各个领域发挥重要的作用。
未来,大体积混凝土的研究将继续深入进行。
首先,还需研究更加精确和科学的试验方法,以确保混凝土的质量和性能。
其次,需要进一步探索新的混凝土材料和配合比,以满足不同工程对大体积混凝土的要求。
此外,通过研究混凝土的施工工艺和养护方法,进一步提高混凝土的性能和耐久性。
此外,随着智能化技术的不断发展,还可以研究大体积混凝土与智能化建筑的结合,实现更加高效、节能的建筑模式。
总之,大体积混凝土是现代建筑领域不可或缺的建材,具有高强度、高耐久性和良好的抗震性能等优点。
通过合理的制备方法和优化工艺,可以确保混凝土的质量和性能达到设计要求。
未来,大体积混凝土的研究将继续深入,开展更加科学和精准的试验方法,研究新的材料和工艺,推动建筑工程的发展和进步。
大体积混凝土的性能与耐久性分析引言大体积混凝土是指在建筑工程中使用的具有高强度、高耐久性和大体积的混凝土结构。
它在大型建筑项目中起到了至关重要的作用。
本文将对大体积混凝土的性能与耐久性进行分析,并探讨其在建筑工程中的应用。
性能分析强度大体积混凝土具有较高的抗压强度和抗张强度,这使得它能够承受较大的荷载和外部压力。
它的强度来源于混凝土中的水泥石和骨料之间的结合力和内部的骨料骨架。
丰满性大体积混凝土的丰满性使得它能够填充各种复杂的结构,包括大型地下室、高层建筑和桥梁等。
其流动性可以通过控制混凝土的水灰比和添加适量的流动剂来实现。
稳定性大体积混凝土具有较好的稳定性,能够抵抗较大的震动和地震力。
通过设计合理的混凝土配合比和加固结构设计,可以增强混凝土的稳定性,并提高其抗震性能。
耐久性分析抗冻性大体积混凝土的抗冻性能较好,能够在低温下保持较高的强度和稳定性。
在寒冷地区,可以通过控制混凝土的配合比和添加防冻剂来提高混凝土的抗冻性,减少冻融损伤。
耐久性大体积混凝土具有较好的耐久性,能够抵抗气候变化、化学侵蚀和时间的侵蚀。
通过控制混凝土的质量和加固结构的设计,可以延长混凝土的使用寿命,并减少维修和保养成本。
防水性大体积混凝土的防水性能较好,能够有效地防止水分渗透和渗漏。
通过添加防水剂和采用合适的施工方法,可以进一步提高混凝土的防水性能,确保结构的安全和稳定。
应用领域地下室大体积混凝土在地下室的应用非常广泛。
它能够提供较好的承重能力和稳定性,能够有效地抵抗地下水的渗透和地震力的影响。
高层建筑大体积混凝土在高层建筑中的应用也非常常见。
它能够提供高强度和稳定性,能够承受较大的荷载和外部压力,确保建筑结构的安全。
桥梁大体积混凝土在桥梁工程中起到了重要的作用。
它能够满足长桥的施工要求,提供较好的耐久性和抗震性能,保证桥梁的使用寿命和安全性。
大体积混凝土具有较高的强度、丰满性和稳定性,能够满足建筑工程中对于大型建筑结构的要求。
高强度大体积混凝土材料特性商品混凝土是一种由多相介质组成的复合材料,具有不连续性、非均质性的特点,在荷载作用下,其力学性质、变形和破坏机理有很大离散性,并存在试件的尺寸效应,这也正是大体积商品混凝土材料特性研究的困难所在。
就高拱坝而言,对商品混凝土材料特性的准确评价和合理利用,将极大地关系到工程的安全性和经济性。
全面深入地开展大体积商品混凝土的力学、变形、抗裂性能等特性研究,对高拱坝坝踵的开裂机制和损伤断裂机理进行探讨,可为高拱坝的设计和施工提供可靠的科学依据,并将对拱坝设计方法的完善和改进、保证工程质量、提高大坝安全度、节约商品混凝土原材料,节约工程投资都具有重大意义。
1 高强度大体积商品混凝土研究课题拱坝强度安全的正确评价,必须从材料(商品混凝土、坝基岩体)的抗力特性与荷载作用效应的仿真性研究着手。
从目前大坝建设发展趋势分析,下述一些问题,还需进一步研究。
1.1 裂缝防治近代高拱坝建设发展趋势表明:坝越来越高,拱圈弧度越来越平,坝体断面越来越薄,商品混凝土浇筑强度日益加大,浇筑仓面面积也不断增加。
所有这些变化都使坝体和商品混凝土浇筑块的应力增高,商品混凝土产生裂缝的可能性及裂缝扩展的危险性亦加大。
为了减少和防止大体积商品混凝土裂缝产生的可能性,通常从两方面着手,一是提高商品混凝土材料本身的抗力特性,二是减小外力、温度、约束等作用在结构内部产生的效应。
改善商品混凝土材料本身抗力特性首先应研究商品混凝土各组分对抗力特性的影响,通过商品混凝土各组分的品种与质量选择、最佳掺量、最佳组合、最佳配合比等项目的确定,达到提高商品混凝土材料自身抗裂能力和变形性能的目的。
即改变目前商品混凝土配合比主要以强度、抗渗及耐久性为目标的设计方法,提出以抗裂为核心,全面改善商品混凝土各种物理力学性能的配合比优化设计方法,以适应高拱坝建设的各种特殊要求。
1.2 在地震作用下的力学与变形特性参数的确定现代计算技术的发展,已完全有可能对地震作用下的坝-地基-库水共同作用的地震响应作出精确求解,但精度与仿真性却受到两方面的制约:一是当远场地基深部产生地震后,震波通过介质的传播,受到反射、折射及不均匀介质与不规则地形的影响,坝址河谷地区地震地面运动呈非均匀分布,因此应选用正确的计算模型来合理地反映地震地面运动的非均匀变化;另一个制约因素是对大体积商品混凝土在地震作用下的强度和应力应变关系还不十分了解,以往设计只能沿用国外依据少量试验所确定的资料(如动强度可提高30%,动弹性模量可提高50%等),并基于经验安全系数设计法来评价大坝抗震安全度。
大体积混凝土材料研究报告
本研究报告对大体积混凝土材料进行了深入研究。
大体积混凝土是指体积大于1m³的混凝土结构,这种材料在大型工程项目
中得到广泛应用。
首先,我们对大体积混凝土的物理性质进行了研究。
通过对不同配合比的混凝土样品进行实验室测试,我们得出了大体积混凝土的密度、抗压强度、抗拉强度等重要参数。
实验结果表明,随着配合比的改变,大体积混凝土的性能也发生了相应的变化。
其次,我们对大体积混凝土的耐久性进行了研究。
通过浸泡试验和冻融试验,我们评估了大体积混凝土在不同环境条件下的耐久性能。
实验结果表明,大体积混凝土在湿度较高和温度较低的条件下容易出现开裂和脱落现象,需要采取适当的措施来增强其耐久性。
接着,我们对大体积混凝土的施工工艺进行了研究。
我们通过模拟实际工程中的施工过程,探究了大体积混凝土的浇筑、振捣和养护等环节对最终性能的影响。
研究结果表明,适当的施工工艺可以有效提高大体积混凝土的强度和耐久性。
最后,我们对大体积混凝土的经济性进行了评估。
通过对比大体积混凝土和普通混凝土的成本和工期,我们得出了采用大体积混凝土的经济效益。
研究结果表明,在适当的情况下,采用大体积混凝土可以显著降低工程造价和缩短工期。
总结起来,本研究报告对大体积混凝土材料的物理性质、耐久
性、施工工艺和经济性进行了全面研究,并给出了相应的结论和建议。
这些研究成果对于大型工程项目的设计和施工具有重要指导作用,也对混凝土材料的研究和应用提供了新的思路和方法。
高强度大体积混凝土材料特性摘要:从粗骨料、细骨料、水泥、外加剂、混合材、钢筋及配合比的选择上提高混凝土密实性及和易性,减少水化热。
关键词:高强大体积混凝土,材料特性高强大体积混凝土不仅要保证实现强度,尤其要预防开裂,尽可能提高密实性,降低水化热。
必须从材料这个源头上严格控制、筛选。
1.粗骨料1).最大粒径选择。
虽然高强混凝土,强度及相对均匀性要求高,以及泵送混凝土要求粒径不大于输送管直径的三分之一。
但较粗大的骨料可以节省水泥用量及增加体积稳定性,在低强度等级如基础垫层,埋石混凝土等使用有优势。
高强大体积混凝土综合考虑优缺点后,最大粒径通常不超过31.5mm。
2).级配选择。
单粒级的石子空隙率大不宜使用,应该采用连续级配或二级配,尽量减少孔隙率,最终可以增加石子用量并降低细骨料及胶凝材料用量,对保持混凝土的体积稳定及减少温升都是有利的。
3).种类选择。
由于配制相同强度混凝土,根据鲍罗米公式计算结果,使用卵石需要的用水量比使用碎石更大,所以优先选用碎石。
其压碎指标<10、含泥量≤0.5、针片状≤5。
即要求指标达到GB/T1485-2011《建设用碎石卵石》I类标准。
4).石子有害指标。
重点预防碱集料反应及SO3超标。
碱集料反应是混凝土的癌症,其破坏力是难以想象和弥补的。
避免含镁质碳酸岩及含一定量活性二氧化硅岩石加工的石子。
使用前须作砂浆棒试验确定无碱集料反应危害。
硫化物及硫酸盐含量以SO3计≤0.5。
2.细骨料1).级配选择。
细砂需水量大,粗砂保水性及润滑性不好。
最理想的是选用II区中砂,或中粗砂,这类砂通常级配好,在填充空隙,保水性及润滑性等综合性能上是最好选择。
2).种类选择。
天然砂及机制砂。
天然砂特别是经过长距离河流搬运的如长江中下游地区产的砂,单晶石英含量高,颗粒坚韧性好,软弱颗粒含量低,压碎指标低,是理想的高强混凝土用砂。
但现实情况下,机制砂应用较多,其压碎指标等参数必须达到I类,特别强调碱集料反应及有害物指标必须合格。
高强度混凝土的性能研究高强度混凝土,是工程技术领域中的一种非常重要的材料。
它的强度、硬度和耐久性不仅远远超过了传统的混凝土,而且其使用寿命也大大延长。
目前,随着科技的不断进步,高强度混凝土在各种工程领域都得到了广泛的应用。
因此,研究高强度混凝土的性能对于提高工程技术水平和推动工程建设具有重要的现实意义。
一、高强度混凝土的定义和特点高强度混凝土是指混凝土的抗压强度超过了60MPa,其主要成分由水泥、水、骨料和外加剂等组成。
与普通混凝土相比,高强度混凝土具有以下特点:1. 抗压强度高:高强度混凝土的抗压强度一般在60MPa以上,与普通混凝土相比增加一倍以上。
2. 单位体积重量大:由于混凝土中含有更多的骨料,因此其单位体积重量也随之增加。
3. 抗渗性能强:由于外加剂能够增加混凝土的密实度,从而提高抗渗性能。
4. 耐久性好:在加入一定的外加剂后,高强度混凝土的耐久性能可以得到进一步提升。
二、高强度混凝土的研究进展目前,针对高强度混凝土的研究主要集中在以下几个方面:1. 外加剂的研究:外加剂在高强度混凝土中发挥着重要的作用。
目前研究表明,钢纤维、微材料、高性能氢氧化铝等外加剂能够提高混凝土的性能。
2. 混凝土配合比的优化:在保证高强度条件下,混凝土配合比的优化是非常重要的。
目前研究表明,采用适当的水泥种类和骨料粒径能够增加混凝土的性能。
3. 组合材料的研究:组合材料是指高强度混凝土与其他材料的结合。
目前,钢筋混凝土、玻璃纤维增强塑料等组合材料已经得到了一定的应用。
三、高强度混凝土的应用高强度混凝土在各种工程领域中都有着广泛的应用。
其中,最主要的应用领域包括:1. 桥梁和隧道:高强度混凝土在桥梁和隧道等大型工程中作为地基和结构支撑材料得到了广泛应用。
2. 高层建筑:钢筋混凝土结构已经成为高层建筑的主要结构。
而高强度混凝土的应用能够大大提高结构的抗震和承重能力。
3. 水处理设备:高强度混凝土作为水处理设备的主要材料,能够提高水质的净化效率和设备的耐腐蚀性。
2015届毕业生毕业总结报告高强度大体积混凝土材料的特性研究系别:专业:班级:道桥 12-3学号:201201123035姓名:指导教师:完成日期:河北交通职业技术学院土木工程系毕业总结报告开题报告河北交通职业技术学院土木工程系毕业总结报告成绩评议表摘要针对目前建设中普遍存在并反映在大体积混凝土材料特性研究的技术薄弱环节, 对高强度大体积混凝土配合比、大体积混凝土动态强度特性、混凝土有限元分析、全级配混凝土试件强度变形和损伤断裂特性进行了试验研究, 在我国首次建立了高拱坝混凝土抗裂优化配合比设计系数, 首次对混凝土特性参数进行了试验研究, 完成了全级配混凝土全过程的仿真性研究, 丰富了混凝土损伤断裂理论, 发展和提高了混凝土材料的试验技术。
研究成果经国家鉴定, 总体达到国际先进水平,部分研究成果得到应用。
关键词 :高强度混凝土大体积混凝土材料特性AbstractAiming at the present construction and reflecting the technology weakness of the research on the properties of large volume concrete materials,the mix proportion of high strength and mass concrete,dynamic strength of mass concrete,finite element analysis of concrete,fully graded concrete test strength and deformation and fracture characteristics of experimental research, in our country was established for the first time of high arch dam concrete cracking optimizing the mix ratio design coefficient, for the first time on characteristic parameters of concrete were test research, completed the whole process of fully graded concrete imitation genuine research, enrich the theory of concrete damage and fracture, development and improve the test technology of concrete material. The research results were identified by the state, and the overall reached the international.Key words:High strength concrete Mass concrete Material properties目录 1.绪论 ------------------------------------------------------------ 1 1.1 混凝土研究的意义 ----------------------------------------------- 1 1.2 混凝土发展简况-------------------------------------------------- 1 1.3 混凝土有限元分析的发展展望-------------------------------------1 1.3.1 试验技术------------------------------------------------- 1 1.3.2 混凝土的本构关系------------------------------------------- 2 1.3.3 理论框架---------------------------------------------------2 1.3.4 数值方法的计算精度-----------------------------------------2 1.3.5 有关分析软件的开发与研究 ---------------------------------2 2.应力与应变分析----------------------------------------------------3 2.1 向量与张量------------------------------------------------------3 2.2 应力分析------------------------------------------------------- 3 2.3 应变分析------------------------------------------------------- 3 3.混凝土破坏原则-------------------------------------------------4 3.1 概述------------------------------------------------------------ 4 3.2 单轴双轴受力下应力应变关系--------------------------------------4 3.3 三轴受力下混凝土强度准则-多参数强度准则-------------------------5 4.混凝土材料的本构关系-------------------------------------------- 6 4.1 概述------------------------------------------------------------ 6 4.2 微平面模型 ------------------------------------------------- 6 5.混凝土的断裂与损伤 --------------------------------------------- 7 5.1 线弹性断裂力学基础-------------------------------------------- 7 5.1.1 概述 -----------------------------------------------------7 5.1.2 裂缝扩展的三种基本形式------------------------------------- 75.2 非线性断裂力学基础 --------------------------------------------- 7 5.2.1 概述-----------------------------------------------------7 5.2.2 裂缝张开位移---------------------------------------------7 5.2.3 混凝土微裂缝模型假定 ------------------------------------7 5.3 损伤力学在混凝土中的应用----------------------------------------8 5.3.1 概述------------------------------------------------------ 8 5.3.2 损伤力学的基本概念----------------------------------------8 参考文献------------------------------------------------------------9 致谢---------------------------------------------------------------10。
混凝土是一种由多相介质组成的复合材料,具有不连续性、非均质性的特点,在荷载作用下,其力学性质、变形和破坏机理有很大离散性,并存在试件的尺寸效应,这也正是大体积混凝土材料特性研究的困难所在。
就高拱坝而言,对混凝土材料特性的准确评价和合理利用,将极大地关系到工程的安全性和经济性。
全面深入地开展大体积混凝土的力学、变形、抗裂性能等特性研究,对高拱坝坝踵的开裂机制和损伤断裂机理进行探讨,可为高拱坝的设计和施工提供可靠的科学依据,并将对拱坝设计方法的完善和改进、保证工程质量、提高大坝安全度、节约混凝土原材料,节约工程投资都具有重大意义。
1、高强度大体积混凝土研究课题
拱坝强度安全的正确评价,必须从材料(混凝土、坝基岩体)的抗力特性与荷载作用效应的仿真性研究着手。
从目前大坝建设发展趋势分析,下述一些问题,还需进一步研究。
1.1裂缝防治
近代高拱坝建设发展趋势表明:坝越来越高,拱圈弧度越来越平,坝体断面越来越薄,混凝土浇筑强度日益加大,浇筑仓面面积也不断增加。
所有这些变化都使坝体和混凝土浇筑块的应力增高,混凝土产生裂缝的可能性及裂缝扩展的危险性亦加大。
为了减少和防止大体积混凝土裂缝产生的可能性,通常从两方面着手,一是提高混凝土材料本身的抗力特性,二是减小外力、温度、约束等作用在结构内部产生的效应。
改善混凝土材料本身抗力特性首先应研究混凝土各组分对抗力特性的影响,通过混凝土各组分的品种与质量选择、最佳掺量、最佳组合、最佳配合比等项目的确定,达到提高混凝土材料自身抗裂能力和变形性能的目的。
即改变目前混凝土配合比主要以强度、抗渗及耐久性为目标的设计方法,提出以抗裂为核心,全面改善混凝土各种物理力学性能的配合比优化设计方法,以适应高拱坝建设的各种特殊要求。
1.2在地震作用下的力学与变形特性参数的确定
现代计算技术的发展,已完全有可能对地震作用下的坝-地基-库水共同作用的地震响应作出精确求解,但精度与仿真性却受到两方面的制约:一是当远场地基深部产生地震后,震波通过介质的传播,受到反射、折射及不均匀介质与不规则地形的影响,坝址河谷地区地震地面运动呈非均匀分布,因此应选用正确的计算模型来合理地反映地震地面运动的非均匀变化;另一个制约因素是对大体积混凝土在地震作用下的强度和应力应变关系还不十分了解,以往设计只能沿用国外依据少量试验所确定的资料(如动强度可提高30%,动弹性模量可提高50%等),并基于经验安全系数设计法来评价大坝抗震安全度。
国内对混凝土材料强度与变形的动参数研究不多,且处于起始阶段,动载作用下混凝土材料的本构关系与断裂特性研究尚属空白,通常用于高拱坝的一些材料动参数的合理性也难以通过工程实践来验证。
我国高拱坝大多拟建于西南、西北地区,而这两个地区均属我国强震多发区,因此开展对混凝土材料在地震作用下的应力应变特性研究,制定切合实际的高拱坝抗震安全度评价准则,是高拱坝建设所急待解决的一项关键技术。
1.3力学与变形的仿真
目前,拱坝结构设计采用的经验安全系数设计法,要求坝体最大应力小于某一容许应力值,容许应力等于某一标准混凝土试件在预定龄期的极限强度(拉、压)除以一个经验安全系数。
经验安全系数K是随标准试件的尺寸和形状不同而异,亦随科技水平及施工水平的变化而变化。
因此,采用容许应力法进行拱坝设计,用经验安全系数评价大坝的强度安全,并不需要开展对全级配混凝土大试件的强度特性研究,因为安全系数中已包含了试件尺寸效应和粒径效应的影响。
这种单一的、粗略的经验安全系数,并不能反映大坝混凝土真实的抗力安全度,只能是一种数值上的安全感,它束缚了拱坝设计水平的提高。
当前,对大坝安全度的评价的趋势是向半经验、半理论的设计方法过渡,用正常使用极限状态的平稳条件来评价大坝的安全。
大坝强度破坏准则是控制在使大坝产生大变形或坝体裂缝开始扩展时,即大坝失效定义于材料(混凝土、岩基)产生塑性开裂、裂缝扩展,或是材料处于累积损伤状态。
材料的极限容许使用强度,只能是其极限强度(峰值强度)的某一分数限值。
因此,仿真的破坏全过程研究,材料的本构关系以及定义于大体积混凝土正常工作状态失效的极限容许使用强度的确定,就成为大坝安全评价必不可少的基本参数。
高拱坝设计的另一个趋势是,既然高拱坝开裂较难避免,关键是要严格控制坝体裂缝的扩展。
拱坝局部拉应力超过控制标准并不会导致大坝立即失效,只要裂缝是稳定的,大坝仍能安全运行。
三维非线性有限单元法提供了开裂分析的手段,但分析成果的可靠性又依赖于对材料所假定的本构模型,以往用通过湿筛处理后的混凝土小试件试验资料推出的混凝土材料的本构关系,难以仿真大体积混凝土受载的性态。
因此,开展对全级配混凝土试件强度和变形特性的宏观研究,建立大小试件之间在破坏过程中各种特征点,如线弹性点、屈服点、峰值点的函数对比关系也就显得特别重要。