混凝土徐变系数的研究及应用在防裂方法中

应用上述两种分析方法,考虑徐变不仅要考虑温度对于早期徐变的影响效应,而且还要考虑温度对于弹性模量的影响,分别求出坝体3个不同高程(分别位于坝体高程的下、中、上)的表面中心点、内部中心点的早期温度历时变化,以及坝体3种标号混凝土的弹性模量的早期变化趋势。

关于坝体的温度水平,本书采用特征点在短期历程内的温度来衡量。在强约束区3264.30m高程处选取3个特征点作为研究对象,分别为特征点6(C15混凝土仓面中心点)、特征点9(C25混凝土上游表面点)、特征点10(C20混凝土下游表面点)。该高程仓面混凝土位于坝体总施工层数的第19层,于开工后第68.25d开始浇筑,浇筑温度为15.17℃。特征点的温度短期历时变化曲线如图6.15所示,特征点的弹性模量短期历时变化曲线如图6.16～图6.18所示。

图6.15　坝高26.3m(高程3264.30m)水平截面特征点短期温度历时曲线

图6.16　混凝土内部特征点6弹性模量历时变化曲线

图6.17　表面特征点9弹性模量历时变化曲线(www.xing528.com)

图6.18　表面特征点10弹性模量历时变化曲线

从图6.15可以看出,上游表面点(特征点9)、下游表面点(特征点10)受气温影响,温度几乎没有上升,受昼夜温差影响,波动幅度约5.0℃,平均温度约16.58℃。仓面中心点(特征点6)在间歇期4d内受气温影响,规律同上、下游表面点,在上层混凝土浇筑后,受上层混凝土水化热温升影响,下层的仓面点变为内部点,在随后的3d内温度骤升至28.15℃,然后较为缓慢地升至31.18℃,参考温度为20℃,高出参考温度11.18℃。

图6.16表示了特征点6弹性模量的历时变化规律。在间歇期4d内受气温影响,温度几乎没有上升,所以弹性模量基本没有发生变化。随着上层混凝土水化热温升影响,该点的温度升高加速了水泥的水化反应速率,从而加快了混凝土强度的发展,因此弹性模量也加速发展。在龄期3～7.5d,由于该点温度变化越大,同一时段的等效龄期和实际龄期之差越大,混凝土的弹性模量的计算值差异就较大。考虑成熟度影响效应后的平均弹性模量为13.79GPa,比不考虑成熟度影响效应的平均弹性模量(12.55GPa)高出1.24GPa,提高的幅度为9.89%。

图6.17和图6.18表示了上、下游表面点弹性模量的历时变化规律。由于上、下游特征点的温度变幅很小并且相似,且低于参考温度,因此,该两点的温度变化对于弹性模量的提高起到了减缓的作用。对于上游表面点(特征点9),考虑成熟度影响效应后的加权平均弹性模量为17.96GPa,比不考虑成熟度影响效应的加权平均弹性模量(18.83GPa)低出0.87GPa,降低的幅度仅为4.6%。对于下游表面点(特征点10),考虑成熟度影响效应后的加权平均弹性模量为14.90GPa,比不考虑成熟度影响效应的加权平均弹性模量(15.69GPa)低0.79GPa,降低的幅度仅为5%。

根据上述分析,可以得出以下结论。

(1)在温度变化剧烈的地方两种理论计算的结果相差较大,因为用等效龄期考虑温度对徐变的影响时,温度变化越大,同一时段的等效龄期和实际龄期之差越大,混凝土的弹性模量的计算值差异就较大。

(2)浇筑初期混凝土的温度低于参考温度20℃,因此等效龄期域所计算的瞬时弹性模量小于实际龄期域所计算的瞬时弹性模量。反之亦然。