基本信息
- 项目名称：
- 大体积混凝土水化热实验及温度与应力的探讨
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品是以2010年暑期在我校进行的大体积混凝土水化热实验为载体，在本次作品中以先叙述实验的流程，背景，工程概况并附上CAD图纸，实验照片等一些信息，然后进行大体积混凝土的结构特点及温度应力对混凝土结构的影响的讨论，随后进行混凝土温度徐变应力的计算，最后是进一步研究工作的几点建议及结语与展望。
- 详细介绍：
- 在2010年10月15日左右，中建三局将在市府恒隆广场进行塔楼二底板混凝土施工。为确保施工的安全，在我校先进行模拟施工的数据采集和比较。我们按照当时施工的技术，混凝土材料配比，浇筑时间等情况进行大体积混凝土水化热实验。我们也把数据及时反馈给施工方，为施工的顺利进行了提供保障。我们小组与我校地铁研究院王强副院长结成小组，帮助王院长开展实验，同时我们也学到了很多知识。在本论文对其背景实验介绍完成后我们进行大体积混凝土的结构特点及温度应力对混凝土结构的影响的讨论，这些都是我们在实验中通过图书馆查询的一些信息。随后进行混凝土温度徐变应力的计算，最后是进一步研究工作的几点建议及结语与展望。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 在2010年10月15日，中建三局在市府恒隆广场进行塔楼二底板混凝土施工。为确保施工的安全，在我校进行模拟施工的数据采集和比较。我们小组与地铁研究院王强副院长及其研究生在同年8月按照当时施工的技术，浇筑时间等情况进行大体积混凝土水化热实验。由此，我们撰写此文来系统地分析大体积混凝土水化热实验温度与应力的研究及大体积混凝土的结构特点和混凝土温度应力的分析，以及混凝土温度徐变应力的计算
科学性、先进性及独特之处
- 作品以严谨、周密、逻辑良好的科学理论为依托，系统而全面的分析问题。结合实际情况，以所做的大体积混凝土水化热实验为背景，并不是简单地对理论纸上谈兵，而是理论结合实际，在实验的叙述下展开理论，能够让读者简单易懂。
应用价值和现实意义
- 本作品是以2010年8月在我校进行的大体积混凝土水化热实验为依托，通过1/15的比例模型进行模拟实验将实验的数据结果反馈给中建三局技术部，为在市府恒隆广场的顺利施工提供了理论支持。本作品先以实验为铺垫，继而转向理论方面的叙述，可以给读者一个很直观的感觉，能够加深读者对大体积混凝土水化热实验的理解。
学术论文摘要
- 早在十九世纪各国科学家就从结构材料强度理论出发，探索混凝土开裂的基本机理，在匀质、弹性、连续假定的前提下推导出材料强度的各种计算公式，提出了各种强度理论，如塑性理论和极限理论。唯象理论适用于由外荷载引起的开裂问题，对于由材料内部构造所产生的缺陷问题却考虑不多。长期以来，人们曾试图通过限制荷载引起的混凝土拉应力，达到防止裂缝的目的，但是有些结构是由温度应力等其他因素引起的局部应力和约束应力所致，且温度是一主要因素，而这种应力是不能避免的。对于预应力混凝土结构，通过适当降低预应力度，增设普通钢筋等，以控制这种裂缝，并取得了一定的效果。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 【1】朱伯芳著大体积混凝土温度应力与温度控制〔M〕;北京中国电力出版社 【2】张子明，宋智通，黄海燕混凝土绝热温升和热传导方程的新理论〔J〕河海大学学报(自然科学版),2002,30(3):1-6 【3】王铁梦工程结构裂缝控制[M],北京中国建筑工业出版社，2003 【4】范奎大体积混凝土温度场仿真与实测技术研究，浙江浙江大
同类课题研究水平概述
- 混凝土结构施工期裂缝属于早期裂缝，混凝土在硬化期间的物理力学性质具有时变效应。为分析混凝土早期的温度场和应力场，必须首先对早龄期混凝土的热学和力学物理性质有深刻的认识。混凝土的热学物理性质指标包括绝热温升、热传导系数、热膨胀系数、比热和表面放热系数等。其力学物理性质指标则包括弹性模量、抗压强度、抗拉强度和泊松比等。尤其是混凝土的绝热温升模型、弹性模量随时间的变化规律、热膨胀系数、表面放热系数等对混凝土温度场与应力场的计算结果影响较大。对混凝土材料的这些性质，国内外学者进行了大量的实验研究和理论分析工作。 Cervera(1999)建立了一种适于模拟早期混凝土性态的热学一化学一力学模型，可模拟混凝土的水化、养护、破坏和徐变过程。模型建立在多孔介质的理论基础上，可预测混凝土的水化程度及水化热的变化过程，混凝土的力学性态则主要通过粘弹性力学模型来模拟。 Matsmborg和Stig Bernander(1994) 对早期混凝土的热应力和热裂缝做了较多的实验研究。其实验包括徐变实验、自由热体积变化实验、松弛实验等，以实验数据为基础提出了建立在非线性的粘弹性、粘塑性、应变软化基础理论模型。并编制了计算机程序，进行了不同混凝土工况的分析。通过实例分析认为混凝土结构的裂缝控制仅仅考虑温度场分布是远远不够的，还必须考虑早龄期混凝土力学性质的时间效应。
