混凝土徐变系数研究与防裂方法应用

在建立基于水化度的混凝土绝热温升模型之前,需要了解水化度与成熟度这两个概念之间的关系。根据水化度的定义和混凝土的热力学特性,对于同种混凝土而言,无论其养护温度和龄期如何变化,只要具有相同的水化度,则其热力学性能也应该相同,这和成熟度的概念正好一致。因此,水化度和成熟度之间存在一定的函数关系。基于上述思想,国外研究者在试验基础上提出了一些水化度与等效龄期成熟度的关系式,常用的包括以下4种。

(1)复合指数式一[192]:

式中:te为相对于参考温度的混凝土等效龄期成熟度,见式(4.26);α(te)为基于等效龄期成熟度te的水化度;m为水化时间参数,常数;n为水化度曲线坡度参数,常数。

(2)复合指数式二[193]:

式中:λ1为水化度曲线形状参数,常数;n为水化度曲线坡度参数,常数;m水化时间参数,常数。

(3)双曲线式[194]:

式中:C为水化度曲线形状参数,常数。

(4)指数式[195]:

式中:γ为水化度曲线形状参数,常数。

从以上模型可以看出,等效龄期成熟度和水化度之间存在对应关系,对于同种混凝土而言,成熟度相同,则水化度也相同,混凝土的热力学特性必然也相同。因此,水化度概念建立了混凝土等效龄期成熟度与热力学特性的桥梁,能更直观地表述混凝土温度、龄期及水化反应对其热力学特性的影响。(www.xing528.com)

由式(4.44)可知,θ(τ)=θuα(τ),同理,有

式中:θ[α(te)]为基于水化度的混凝土绝热温升,℃。

将式(4.49)代入式(4.45)～式(4.48),可得4种基于水化度的混凝土绝热温升计算模型,此处不再赘述。采用上述4种基于水化度的绝热温升计算模型,对某绝热温升试验结果进行拟合,双曲线式和指数式模型只有两个控制参数,因此适应能力较差,拟合结果不理想,而两种复合指数式模型的适应能力较强,拟合结果比较理想,推荐在研究中采用。

在上述分析比较的基础上,文献[186]又提出以下3种基于水化度的绝热温升模型。

(1)指数双曲线式:

(2)复合指数式三:

(3)复合指数式四:

总之,采用前述几种基于水化度的混凝土绝热温升计算模型,能够同时考虑温度和龄期对混凝土水化放热的影响,将不同浇筑温度和温度历程的绝热温升过程用相同的函数来描述从而能更全面、真实地反映混凝土的水化放热过程,提高混凝土温度场分析研究的水平和数值模拟的可靠性。模型形式简单,物理意义明确,便于编程实现,具有很好的推广应用价值。