评价高性能混凝土早期物性温度依存性的等效龄期修正公式.pdf
《评价高性能混凝土早期物性温度依存性的等效龄期修正公式.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《评价高性能混凝土早期物性温度依存性的等效龄期修正公式.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2 0 1 3 年 第 1 2期 (总 第 2 9 0 期 ) Nu mbe r 1 2 in 2 01 3( To t a 1 No 2 9 0) 混 凝 土 Co nc r e t e 理论研究 THEOR ETI CAL RE SE ARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 q i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 3 1 2 0 0 9 评价高性能混凝土早期物性温度依存性的 等效龄期修正公式 江晨晖 1 , 2 a ,杨杨 曲,王晓栋 。 ,马成畅 曲,陈雪亮 ( 1 浙江建设职业技术学院 建筑工程系 ,浙江 杭州 3 1 1 2 3 1 ; 2 浙江工、
2、 Ik 大学 a 化工工程与材料学院;b 建筑T程学院,浙江 杭州 3 1 0 0 1 4 ; 3 杭州建T建材有限公司,浙江 杭州 3 1 1 1 0 7 ;4 杭州余杭基础设施建设有限公司,浙江 杭州 3 1 1 1 0 0 ) 摘要 : 在简析 H a n s e n和 P e d e r s e n 基于 A r r h e n i u s 原理建立的用于评价混凝土物性的温度依存性的等效龄期公式的缺陷和不 足的基础上 , 考虑水化反应特征活化能的龄期和温度相关性, 对文献 中的试验数据加以回归分析获得特征活化能的龄期 、 温度函 数, 进而构建等效龄期修正公式。 以等效龄期修正公式评价
3、 种不同养护温度下高性能混凝土的 白收缩特性 , 结果发现经修正公 式变换后, 各养护温度下的 自收缩应变一等效龄期曲线的吻合程度较修正前更好。 关键词 : 等效龄期 ;高性能混凝土;特征活化能;温度依存性 ;回 分析 ;白收缩 中图分类号 : T U 5 2 8 0 1 文献标志码: A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 1 2 - 0 0 3 0 0 4 M odi f i ed equi val ent age e qua t i on f or e s t i m a t i ng t emper a t ur e depen den c e on
4、pr ope r t i e s of young HPC J I ANG Ch e n h u i , , YANG Ya n g , WANG Xi a o d o n g , MA Ch e n gc h a n g , CHEN Xu e l i a n g ( 1 D e p a r t me n t o f C o n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g , Z h e j i a n g Co l l e g e o f C o n s t ruc t i o n, Ha n g z h o u 3 1 1 2 3 1 , C h i
5、n a ; 2 a Co l l e g e o f Ch e mi c a l En g i n e e r i n g a nd Ma t e r i a l s Sc i e nc e;b Co l l e g e o f Ci v i l E ng i n e e r i ng a nd Ar c h i t e c t ur e, Z h e j i a n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , H a n g z h o u 3 1 0 0 1 4 , C h i n a ; 3 A ffil i a t e d B u i
6、 l d i n g Ma t e r i a l s C o m p a n y o f H a n g z h o u C o n s t ruc t i o n E n g i n e e r i n g , Co , L t d , Ha n g z h o u 3 l 1 1 0 7 , C h in a ; 4 Ha n g z h o u Yu h a n g I n f r a s t ruc t u r e s Co n s t ruc t i o n Co , L t d , Ha n g z h o u 3 1 l 1 0 0 , Ch i n a ) Abs t r a
7、 c t :De f e c t s a n d s ho r t c o mi ng s o f Ha n s e n a n d Pe de r s e n S e q ui v a l e n t a g e e q u a t i o n b a s e d o n Ahe ni u s S pr i n c i p l e f o r e s t i ma t i n g t e mp e r a tur e a g e de p e n d e n c e o f c o nc r e t e p r o p e r t i e s a r e s h o rtl y d i s
8、c u s s e dI n o r d e r t o i mpr o ve a c c ur a c y o f e s t i ma t i o n, a mo d i fie d e q ui v a l e n t a g e e q ua t i o n i s p r o p os e d Th e e q u a t i o n i n c l u d e s a r e g r e s s i o n f un c t i o n c o ns i d e r i n g a g e a nd t e mp e r a t ur e c o r r e l a t i o n
9、 o f a p p a r e nt a c t i v a t i o n e n e r g y o f h y d r a t i o n r e a c t i o n Fu r t h e r mo r e, t h e v a l i d i t y o f t he m o d i fie d e qu a t i o n i s t e s t i fie d by a s e r i e s o f e x p e r i m e n t d a t a o n a u t og e n o us s h r i n k a g e o f h i g h p e r f
10、o r ma nc e c o n c r e t e un d e r 3 di f f e r e n t c u r i n g t e mp e r a t ur e s Th e r e s ul t s h o we d t ha t s h r i n ka g e e qu i v a l e n t a g e c u r v e s t r a ns f o r me d b y t h e mod i fie d e q ua t i o n c o i nc i d e wit h e a c h o t h e r we l 1 Ke ywo r d s : e q
11、u i v a l e n t a g e ; h i g hp e r f o rm a n c e c o n c r e t e ( HP C) ; a p p a r e n t a c t i v a t i o n e n e r gy; t e mp e r a t u r e d e p e n d e n c e ; r e gre s s i o n a n a l y s i s ; a u t o g e n o u s s h r i n k a g e ( AS) 0 引 言 胶凝材料水化反应导致 的热量释放 、 浇筑过程 中经历 的环境温度变化及养护过程中与外界的
12、热交换等都将使 混凝土经历非稳态的温度履历 , 因此混凝土的物理力学性 质( 如强度 、 体积变化特性 ) 的发展必然经受温度 的影响 。 这将导致配合 比完全相 同的混凝土即使经历相 同的养护 时 间, 如果所经历的温度履历不 同, 它们的物性指标可能 大相径庭 。 混凝土材料的这一特性对于时下应用较多的大 体积高性能混凝土尤为重要, 由于材料 自身的导热性较差 , 构件 内部 的混凝 土早龄期将经历准绝热温升或绝热温升 过程 , 其温峰值可能远远超过常温范围。 在这样的温度履历 下 , 大体积高性能混凝土的物性演变特征可能与试验室试 配时基于小尺寸试件的测定结果迥然不同。 因此 , 依据混
13、凝 土 的实际温度履历合理评价和准确预测其物性之演变规 律具有重要工程意义。 为了把握温度对混凝土物性 的影响 , 对不 同温度履历 下混凝土性质演化规律加以统一评价 , 众多研究者 付 出 了卓有成效 的努力并取 得了丰富的成果。 S a u l J 首次建立 为后人所熟知 的成熟度概念 , 并将其描述为 : “ 对于同一混 凝土而言 , 无论养护温度和龄期如何变化 , 只要二者所构成 的成熟度相同, 其强度就大致相 同” 。 之后 B e r g s t r o m 2 J证实 了成熟度在常温养护范 围内具有较好的适用性 ; Mc l n t o s h L3 、 A l e x a n
14、d e r 和 T a p l i n 4 等人则通过试验研究对成熟度的适用 收稿 日期 :2 0 1 3 - 0 6 1 8 基金项目:国家 自然科学基金项目( 5 0 9 7 9 0 9 8 ) ; 2 0 1 3 年浙江省教育厅科研项 目( Y 2 0 1 3 3 0 1 8 2 ) 3 0 性提出了质疑。 为了弥补 S a u l 的成熟度计算公式的缺陷 和不 足 , F H a n s e n和 P e d e r s e n t 依据 A r r h e n i u s 原 理同 对其 中的温度 函数加 以修正 , 得到如式 ( 1 ) 所示的等效龄期计 算公式。 由于多数研究者认
15、为该公式更具普适性 , 欧洲混凝 土委员会 国际预应力学会 ( C E B F I P ) 将其列入模 式规 范( Mc 9 0 ) 。 其应用范围也从强度评价扩展到其他物性指标 , 较为典型的代 表是 T a z a wa 、 Mi y a z a w a t 和 Y Y a n g 8 等人将 等效龄期公式用于评价养护温度对混凝土 自收缩特性 的影 响。 尽管这一公式并非尽善尽美, 但因其物理意义明确 、 简单 实用的优点 , 还是被较普遍地应用于科学领域和工程领域。 基于 A r r h e n i u s 原理的等效龄期公式的主要缺陷在 于 将水化反应 的特征活化能 ( 即式 ( 1
16、) 中的 E ) 视为常量 , 这 显然与实际工况不符。 正因为如此 , 导致采用该公式统一评 价不 同温度履历下混凝 土的物性 时往往存在较 大的偏差 和非系统性。 事实上 , 特征活化能 与温度和龄期密切相关 。 为了改善该公式的适用性和准确性 , 本研究充分考虑特征 活化能 的温度( ) 、 龄期 ( f ) 相关 性 , 引入特 征活化能 函数 E = E ( , ) 取代原公式中的常量 E, 从而修正等效龄期公式。 然后运用这一修正公式和原公式 , 分别评价高性能混凝土 自收缩特性的温度依存性 , 根据评价结果验证修正公式优 于原公式 。 1 等效龄期修正公式的构建 1 1 基于 A
17、 r r h e n i u s 原理的等效龄期公式 瑞 典化学家 S v a n t e A r r h e n i u s 6 于 1 8 8 4年提 出描述化 学反应 的温度依 存性 的 A r r h e n i u s 公 式( 原理 ) , 该公式具 有形式简单但 准确实用的特点 。 混凝土中胶凝材料的水化 过程作 为一类化学反应 , A r r h e n i u s 公式理应 同样适用 。 正 是基于此 , F H a n s e n 和 P e d e r s e n t 提出了等效龄期公式 , 具 体表述为式( 1 ) 或其离散化处理后的变式( 2 ) : c = 剖出 e
18、 = 等 ( 一 ) ( 2 ) 式中: 。 对应时间龄期为 f 时的等效龄期 , d ; E 水化反应 的特征活化能 , J m o l ; R普适气体常数 , 其值取为 8 - 3 1 4 J ( mo l K) ; 参考基准温度 , K, 通常确定为 2 0; 随龄期变化的养护温度 , K; 对应养护温度为 T ( A t ) 的时间微段 , d ; T =I 。 考虑到特征活化能受温度的影响 , 对其取值规定为 : 当 ( ) 2 0时 , E = 3 3 5 0 0 J ( mo l K) ; 当 ( A t ) 2 0时 : 庐 3 3 5 0 0 + 1 4 7 0 ( 2 0
19、一 T ( A t ) ) ( 3 ) 当混凝土处于恒温条件下养护时( 养护温度为 ) , 即 T ( A t ) = , 式( 1 ) 可简化 为式 ( 4 ) , 并将 式 中的 。 ( 无量 纲 ) 定义为等效龄期转换系数。 E 1 】 _ , 、 c = p l l 一 2 7 3 + T c T o J t= k o t ( 4 ) 1 2 特征 活化能的龄期和 温度相 关性 C h a n v i l l a r d 和 D A l o i a N 曾指出除水 化初期之外 , 特征 活化能不能视为与龄期( 或水化程度 ) 不相关的常数 , 并认 为只有在水化程度低于 4 0 的情况
20、下 , 才能将特征活化能 视为常数 。 K a d a B e n a m e u r 等人 也发表过相似 的观点 , 他 们通过试 验研究 发现当水化程度介于 5 和 5 0 之 间时, 可将特征活化能近似以常数替代之 ; 当水化程度在这一范 围之外时 , 特征活化能将产生较大的变化 。 为此 , 考虑特征 活化能与龄期 ( 水化程度 ) 的相关性是非常必要 的。 先前 的 研究者认 为水化反应 的特征活化能( E) 随龄期发生变化 , 且早龄期变化不如后期快 。 考虑特征活化能随龄期递减这 一 特点将减小对后期物性 的过高评价 _9 _ lq 。 由于水化反应 最终将结束 , 即可以认为当
21、 一+ 时, E 一0 。 因此可建立如 式( 5 ) 所示的特征活化能函数 。 庐 ( 5 ) 式中 : 初始特征活化能 , J mo l ; 与温度有关 的系数。 根据文献 9 1 2 中给出的不同温度下 的初始特征活化 能( ) 值不难发现 , 该值与养护温度有较为 明显的 比例关 系。 大致表现为养护温度越高 , 值越小 。 这与水化反应速 率与养护温度密切相关 的规律是 吻合的 。 对既有 数据 加 以回归分析( 如 图 1 所示 ) , 可得 出如式 ( 6 ) 所示 的拟合 公式以反映初始特征活化能随养护温度之变化规律 。 c 图 1 E 0 与 丁 C 关系的回归分析 E o
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 评价 性能 混凝土 早期 物性 温度 依存性 等效 修正 公式
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【xiaol****an189】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【xiaol****an189】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。