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高墩混凝土早期裂缝与实验研究

作　者: 贾冬
导　师: 孙建诚
学　校: 河北工业大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 高墩混凝土 温度裂缝 干缩裂缝 水化热 早期抗裂 外加剂
分类号: U445.57
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着我国交通事业的飞速发展,大量的空心桥墩应用到道路、铁路、桥梁当中。这些高桥墩体积大、导热性能差,浇筑初期在自身混凝土水化热作用和外界环境等影响下,混凝土内外温度、湿度都会产生变化,结构各部分处于不同的状态,从而产生不同程度的变形。这些体积变形在受到约束时,就会产生相当大的应力,导致裂缝的出现。高墩混凝土作为大体积混凝土,它的早期裂缝形式主要是温度裂缝和干缩裂缝。本文针对影响高墩早期开裂的各种因素,进行有限元分析和实验研究,主要内容及结论如下:(1)根据热传导有限单元法,运用ANSYS软件模拟分析了空心高墩承台的水化热温度场,得到关键部位温度变化曲线、温度场分布云图。(2)进行降低水化热的优化配合比实验,分析粉煤灰、减水剂对水泥水化热的影响,对比得出降低水化热效果最佳的方案为双掺20%粉煤灰和1.2%减水剂。(3)设计混凝土砂浆早期抗裂实验,研究不同龄期不同配合比下混凝土的抗裂性能及其他力学性能,分析矿物掺合料和外加剂对高墩混凝土早期开裂的影响。实验得出水泥砂浆中加入20%粉煤灰、10%矿渣和1.2%减水剂可以最大限度减少裂缝的产生。(4)对水泥水化过程进行微观分析,观察水化产物,从微观角度进行早期开裂的分析研究。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-15
  1-1 高墩混凝土及其早期开裂  8-9
    1-1-1 高墩混凝土的定义及其特点  8
    1-1-2 高墩混凝土的早期开裂  8-9
  1-2 控制高墩混凝土早期裂缝的重要性  9-10
    1-2-1 混凝土裂缝存在的危害  9-10
    1-2-2 控制早期裂缝产生的重要性  10
  1-3 国内外研究现状  10-14
    1-3-1 有关大体积混凝土及其温度效应的研究  10-12
    1-3-2 有关混凝土抗裂性能的研究  12-14
  1-4 本文的研究内容  14-15
第二章 高墩混凝土早期裂缝的成因及其影响因素  15-20
  2-1 高墩混凝土的早期裂缝  15-16
  2-2 温度裂缝的成因及影响因素分析  16-17
    2-2-1 温度裂缝的成因  16
    2-2-2 温度应力发展阶段  16-17
    2-2-3 温度裂缝的影响因素  17
  2-3 温度裂缝的类型与特点  17-18
  2-4 干缩裂缝的成因及影响因素分析  18-19
    2-4-1 干缩裂缝的成因  18
    2-4-2 干缩裂缝的影响因素  18-19
  2-5 本章小结  19-20
第三章 高墩混凝土早期水化热温度场分析及配合比优化  20-34
  3-1 高墩混凝土水化热的有限元分析  20-30
    3-1-1 有限元分析理论  21-25
    3-1-2 有限元分析步骤  25-26
    3-1-3 高墩承台水化热的温度场分析  26-30
  3-2 降低水化热的配合比优化设计  30-33
    3-2-1 配合比优化实验  30-31
    3-2-2 实验结果及分析  31-33
    3-2-3 实验结论  33
    3-2-4 优化后的配合比  33
  3-3 本章小结  33-34
第四章 高墩混凝土早期抗裂实验研究  34-67
  4-1 原材料、实验方法及方案  34-38
    4-1-1 实验原材料  34
    4-1-2 试验方法  34-36
    4-1-3 实验方案  36-38
  4-2 早期抗裂实验结果及分析  38-53
    4-2-1 早期抗裂实验实验室配合比  38
    4-2-2 实验结果  38-51
    4-2-3 实验数据处理与分析  51-53
  4-3 力学实验结果及分析  53-59
    4-3-1 实验数据  53-54
    4-3-2 实验数据处理及分析  54-59
  4-4 微观分析  59-66
    4-4-1 实验仪器  59-60
    4-4-2 实验方法  60
    4-4-3 砂浆水化14 天实验结果及分析  60-64
    4-4-4 砂浆水化28 天实验结果及分析  64-66
  4-5 本章小结  66-67
第五章 结论  67-68
  5-1 结论  67
  5-2 建议  67-68
参考文献  68-70
致谢  70-71
攻读学位期间所取得的相关科研成果  71

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 桥梁施工 > 各项工程 > 混凝土和钢筋混凝土工程
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