一種全級配大骨料混凝土硬化階段熱膨脹係數預測模型的構建方法
2023-06-11 00:07:41 3
專利名稱：一種全級配大骨料混凝土硬化階段熱膨脹係數預測模型的構建方法
技術領域：
本發明涉及一種全級配大骨料混凝土硬化階段熱膨脹係數的構建方法，屬於混凝土建築領域。
背景技術：
混凝土自問世以來，已成為不可替代的建築材料，其開裂也成為影響現代工程結構使用條件和服役壽命的重要因素之一。對於全級配大骨料混凝土，龐大的體積使得水化過程中內部的水化熱無法及時散出，工程中因裂縫引起的結構失效和耐久性問題日益突出，由於溫度變形是混凝土裂縫開展的重要原因，熱膨脹係數作為表徵該性能的重要參數已越來越被業界學者所重視。目前，關於全級配大骨料混凝土硬化階段熱膨脹係數，國內外學者研究的均比較少。混凝土熱膨脹係數的構建方法，現行《水工混凝土土結構設計規範(SL/T 191-2008 ) 僅根據粗骨料熱膨脹係數來估算混凝土的熱膨脹係數，這種模型太過粗糙，也沒有考慮混凝土齡期的影響。目前的混凝土熱膨脹係數構建方法均是針對於普通混凝土。全級配大骨料混凝土，由於骨料和試件體積較大，現有的技術和設備難以測量其熱膨脹係數，對其的研究模型尚未提出。本專利對全級配大骨料混凝土硬化階段熱膨脹係數研究中的難點進行簡化，考慮到全級配混凝土和普通混凝土的共性，從普通混凝土開始研究，由混凝土組成材料入手，首先研究普通混凝土硬化階段熱膨脹係數與其組成材料熱膨脹係數的關係，然後考慮從骨料粒徑的尺寸因素，從而逐步過渡到全級配大骨料混凝土硬化階段熱膨脹係數構建方法。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種對混凝土中不同組成成分的熱膨脹係數進行研究，根據各工況下混凝土熱膨脹係數規律，建立全級配大骨料混凝土硬化階段熱膨脹係數預測模型，為預防和控制混凝土開裂提供可靠的參數。為解決上述技術問題，本發明模型構建方法步驟按照以下過程進行 第一步、建立熱膨脹係數的串聯模型
設有兩層不同材料薄板相互疊在一起，薄板截面積相同，厚度分別為八^和，形變長度分別為AL1和AL2，總形變長度為AL，溫度變化值為ΔΤ，熱膨脹係數分別為、和 α 2，組合板的熱膨脹係數為α，
對於兩層薄板，分別有
權利要求
1. 一種全級配大骨料混凝土硬化階段熱膨脹係數預測模型的構建方法，對混凝土熱膨脹係數試驗中難以測量的難點進行了簡化，考慮到全級配大骨料混凝土和普通混凝土的共性，從普通混凝土開始研究，根據各組成材料的熱膨脹係數及其體積率預測混凝土熱膨脹係數，然後考慮骨料粒徑的尺寸因素，從而逐步過渡到全級配大骨料混凝土硬化階段熱膨脹係數預測模型，其特徵在於具體方法是 第一步、建立熱膨脹係數的串聯模型設有兩層不同材料薄板相互疊在一起，薄板截面積相同，厚度分別為八^和，形變長度分別為AL1和AL2，總形變長度為AL，溫度變化值為ΔΤ，熱膨脹係數分別為、和 α 2，組合板的熱膨脹係數為α， 對於兩層薄板，分別有IiLx = LT■ Oi. LX1(1)AL2 =AT-O2- AX2(2)將式(1)和式(2)相加，得__AL = AL^AL2 = AT-Cal ■ AZ1 + ■ AX2)|⑶設(Δ&+Δ&)為薄板總厚度，設、^^7 =錢分別為第一和第二層薄板的體積率， Δλ · ΔΑ ·則組合板的熱膨脹係數α為_AL a, ■ AX1 + α, ·ΔΧ, (4) α二-= —- ---- = m 『 α, + % 『 α-,LT-(LK^isX2)Μχ + ιΧ2竹，巧 ι推廣到多層板串聯的情況，其熱膨脹係數等於每層板的熱膨脹係數與體積率的乘積的代數和，即 _^= . + +……+^all(5)即串聯時，材料的熱膨脹係數等於各組分熱膨脹係數與其體積率的乘積的代數和； 第二步、建立熱膨脹係數的並聯模型設有兩層不同材料薄板相互疊在一起，薄板截面積相同，厚度分別為八^和，形變長度分別為AL1和AL2，總形變長度為AL，溫度變化值為ΔΤ，熱膨脹係數分別為、和 α 2，組合板的熱膨脹係數為α，對於兩側薄板，分別有Ai1 = AT-^-AX1(6)AL2=AT-O2^AX2(7)由於是並列擺放，兩塊薄板的熱膨脹係數總形變AL取決於兩塊薄板AL1* AL2中的較大值，設 Δ L1 > Δ k，則有__AL = AL1=AT-CX1-AX1|(8)那麼組合板的熱膨脹係數α即為推廣到多層板並聯的情況，其總形變值等於各層薄板形變的最大值，設該最大值所在層數為第i層，則多層板的熱膨脹係數等於第i層薄板的形變值除以該層板厚，即
全文摘要
本發明公開了一種全級配大骨料混凝土硬化階段熱膨脹係數預測模型的構建方法，本發明對全級配大骨料混凝土硬化階段熱膨脹係數與其組成材料進行研究，全級配大骨料混凝土可以看成孔隙、砂漿和粗骨料的集合，根據各組分的熱膨脹係數及其體積率預測全級配大骨料混凝土硬化階段熱膨脹係數，建立全級配大骨料混凝土硬化階段熱膨脹係數的預測模型具體方法是，建立熱膨脹係數的串聯模型，建立熱膨脹係數的並聯模型，在上述串聯模型和並聯模型的基礎上建立熱膨脹係數模型。此預測模型能夠較好地表徵全級配大骨料混凝土熱膨脹係數與其組成材料熱膨脹係數的關係規律。
文檔編號G01N25/16GK102297876SQ20111013113
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月20日 優先權日2011年5月20日
發明者吳勝興, 曹秀麗, 欒澔, 沈德建, 魏珍中 申請人:河海大學