mgo微膨胀混凝土自生体积变形的计算与原型观测的对比分析(1)

MgOMgO 微膨胀混凝土自生体积变形的计算微膨胀混凝土自生体积变形的计算 与原型观测的对比分析与原型观测的对比分析(1)(1) 摘要：本文应用 MgO 微膨胀混凝土的双曲线模型以及 在变温条件下的当量龄期法，计算了自生体积变形。结果 表明，计算值与原型资料是相吻合的，当量龄期法在数值 计算上是优于常规方法的。 关键词：MgO 混凝土自生体积变形原型观测实测对比 1.前言 MgO 微膨胀具有延迟膨胀特点，可用于抵消砼水化 热由于温降而产生的砼收缩1，达到改善温度应力、控制 温度裂缝的重要目的，国内首座利用外掺 MgO 砼不分横缝 快速建成的广东省长沙拱坝2已投入使用。 本文应用 MgO 微膨胀混凝土的双曲线模型以及在变温 条件下的当量龄期法，实现用恒温的试验结果来模拟变温 条件下的膨胀特性的方法，计算了自生体积变形，并与原 型观测资料作了对比。结果表明，计算值与原型资料是相 吻合的，也表明了变温条件下的当量龄期法是合理可行的。 2.MgO 微膨胀砼自生体积变形分析的计算原理 根据现有的试验成果，MgO 微膨胀砼长期在恒温条件下 以及在变温条件下的变形特性为：在同一 MgO 掺量下，不 同恒温温度下的膨胀量是不同的；在变温场条件下，从低 温到高温，当膨胀未完成时，仍会继续有较大的膨胀变形， 而从高温到低温时，膨胀量不会减少，但增加量很小；变 形的单调递增及其不可逆性；长期膨胀变形是稳定的。计 算模型和方法以此为基础。 双曲线模型34的选用 根据 MgO 微膨胀混凝土在恒温条件下的变形特性，选 用双曲线模型： 其中：任意温度、龄期下混凝土的自生体积变形；：不 同的龄期， ；：不同的温度， ；、 、 、为常系数。 当量龄期法引入5 在同一掺量 MgO 砼恒温条件下，若忽略温度偏量的影 响后，由于温度、龄期变化所产生的膨胀增量为： ：温度；：龄期。：MgO 砼自生体积变形。 为了充分反映 MgO 砼在变温条件下的变形特点，当量 龄期法在常规增量计算式的前提下段的膨胀量为图 1 所示： 图 1 温升过程当量龄期法示意 中点法龄期时刻的方向导数为，采用膨胀量相同的变 温后曲线上相应时刻为的切向导数来代替，其中：定义为 当量龄期。当量龄期由膨胀量相同条件求得： 则膨胀增量为： 自生体积变形量的计算方法 对双曲线模型的自生体积变形进行 Tylor 展开，保留 一阶项，得到 MgO 砼自生体积变形的表达式： 式中， ；分别为时刻的温度；为中点时刻；为当量龄期 所对应的时刻。 3.自生体积的计算与原型观测对比分析 引入当量龄期法的双曲线模型 以某工程在%掺量下不同恒温条件下室内试验的 MgO 砼 自生体积变形结果为例1，根据室内试验资料和经验，确 定不同恒温条件下相应的极限膨胀量为： ， ， ， 图 2 某掺量 MgO 砼自生体积变形拟合 数据拟合后的双曲线模型的方程表示为： 因此： 自生体积的监测及成果整理 现场测定混凝土在恒温绝湿的条件下，仅仅由于胶凝 材料的水化作用引起的体积变形为自生体积变形（它不包 括混凝土受外荷载，温度、湿度和碱-活性骨料影响所引起 的体积变形） 。 ：混凝土自生体积变形；：应变计应变灵敏度； ：测量的电阻比；：电阻比基准值； ：应变计温度补偿系数；：混凝土温度线膨胀系数； ：实测温度；：温度基准值。 监测资料的对比 应用以上所建立的双曲线模型，采用两种方法对该工程现 场原型实测的结果进行计算预测，并与现场原型实测结果 进行比较。 N13、N14 为某高程各相距 50cm 的实测自生体积变形值 的两支仪器，在该处还实测了砼温度的变化过程。根据实 测的时间温度历程，分别用常规法方程式和当量龄期法方 程式对其进行计算预测。 图 3 监测点 N13 自生体积变形过程线 N13、N14 计算与实测的体变过程的比较如图 2 和图 3 所示，1 年后和年的计算值与实测值的结果比较如表 1 所示。 图 4 监测点 N14 自生体积变形过程线 表 1 为实测变形值与计算值的对比，可以得出： 常规法与当量法都能反映了 MgO