再生混凝土的研究现状和存在问题_杜婷

再生混凝土的研究现状和存在问题_杜婷
再生混凝土的研究现状和存在问题_杜婷

对混凝土裂缝的研究

专业: 建筑工程技术班级: 08级建工5 学号: 0801010530 姓名: 2011年 06月

摘要 混凝土是一种非均质脆性材料,由骨料、水泥石以及其中的气体和水组成。在温度和湿度变化的条件下,硬化并产生体积变形,由于各种材料变形不一致,互相约束而产生初始应力,造成在混凝土内出现微裂缝。这种微细裂缝的分布不规则且不连贯,在荷载或应力作用下,裂缝开始扩展,并逐渐互相贯通,从而出现较大的肉眼可见的裂缝,称为宏观裂缝,即通常所说的裂缝。 开裂发生的原因可能是原材料的选取与配合比的选择不当、施工方法和措施有误、建筑物所处的条件影响以及结构不合理等。混凝土所产生的温度收缩、干燥收缩、不均匀沉降、结构应力集中等都可能会导致混凝土开裂。在实际工程中, 往往是各种因素多重作用引起混凝土开裂。宽度小于或等于0.05mm的裂缝通常对使用无大的危害, 叫做无害裂缝, 而结构物的有害裂缝不仅会降低力学性能和承载力, 而且直接影响结构耐久性, 缩短使用寿命。施工中应采取措施使结构尽量不出现裂缝, 或减少裂缝的数量和宽度, 特别是避免出现有害裂缝。国内外对裂缝宽度都有相应的规定, 如我国的CCES 01-2004《混凝土结构耐久性设计与施工指南》, 对钢筋混凝土结构的最大允许裂缝宽度就明确规定干湿交替和冻融环境下的一般构件为0.2mm;水中和土中环境下为0.3mm。混凝土由于各种收缩引起的开裂问题一直是混凝土结构物裂缝控制的重点和难点。 关键词:混凝土裂缝;温度裂缝;收缩裂缝;混凝土结构受力裂缝;

目录 摘要......................................................................................................... I 一、混凝土裂缝的类型及成因.. (1) (一)混凝土因自身特性产生裂缝........................... 错误!未定义书签。(二)化学反应引起的裂缝.. (4) (三)混凝土结构受力裂缝 (4) (四)施工工艺及流程造成的裂缝 (5) 二、混凝土裂缝的预防措施 (6) (一)严格控制混凝土施工配合比 (6) (二)严格控制混凝土的温度应力 (6) (三)做好裂缝计算 (6) (四)做好混凝土的浇筑和振捣 (6) (五)做好后浇带的施工 (7) 三、混凝土裂缝的处理措施 (7) (一)表面修补法 (7) (二)灌浆、嵌缝封堵法 (7) (三)结构加固法 (7) (四)混凝土置换法 (7) (五)电化学护法 (7) (六)仿生自愈合法 (8) 四、结束语 (8) 致谢 (9) 参考文献 (10)

混凝土损伤的研究现状

混凝土结构损伤的研究现状 一、混凝土结构的损伤机制及分类 混凝土是由粗骨料、细骨料和水泥浆组成的非均质混合物,其表现出来的力学性能并不仅仅是这几种材料性能的简单叠加,而是与其内部的组成结构紧密相关。这一特点决定了混凝土材料的非均质性和物理性态的复杂性。这使得混凝土在承受外载之前,由于干缩、泌水等原因,已存在大量的微孔隙和界面裂缝,且这些缺陷的分布完全是随机的。当混凝土受到外界作用以后,弥散在材料内部的微裂缝开始逐渐长大,并随着荷载的变化,在部分区域出现贯通,直至形成宏观大裂缝。混凝土的破坏是结合缝的产生、成核、扩展、分叉、和失稳的过程。 混凝土具有微观、细观、宏观等不同的层次结构,以往对于混凝土的研究大多基于宏观层次,把混凝土均匀化为宏观均质连续材料,不考虑混凝土内部的细观结构及其演化。这种均匀化的处理方法对于研究混凝土结构的宏观力学性能无疑是行之有效的,但是要想深入研究混凝土的工作机理还应从混凝土的细观组成结构入手,抓住材料非均质性的特点,揭示混凝土结构宏观表现的内在机制。现在通常先在细观层次建立了混凝土的数值模型,分析混凝土损伤破坏机理,并以此为基础在宏观层次提出了混凝土损伤断裂理论分析模型,通过宏、细观两个层次的相互联系与补充对混凝的破坏行为进行研究。 从细观角度看,混凝土材料的力学特性是由其内部的细观结构及其变化决定的。作为一种典型的非均质材料,混凝土在多种尺度下都表现出了非均质性。根据复合材料的观点,将混凝土结构分为三级。第一级,即混凝土。可将砂浆视为基相,骨料视为分散相。骨料和砂浆的结合面为薄弱面,该处常因各种原因产生结合缝。混凝土的破坏首先从这里开始。第二级,即砂浆」将水泥视为基相,砂视为分散相。砂和水泥的结合面也是薄弱面,也产生结合缝,但其尺寸笔砂浆和骨料之间的结合缝至少小一个量级。第三级,即硬_ 化水泥浆。硬化水泥浆也不是匀质材料,其中包裹着一些未被水化的水泥颗粒及孔隙,他- 们就是缺陷。因此可将硬化水泥浆胶体视为基相,将这些缺陷视为分散相。水泥浆体的破坏可能从这些缺陷开始,裂纹由于克服硬化水泥浆分子间的引力而扩展。未被水化的水泥颗粒尺寸通常比砂和水泥浆的结合缝至少小几个量级。 从损伤力学的观点来看,如果混凝土体受到外界因素的作用,则混凝土体中原有损伤将会有所发展并会导致出现新的损伤,当损伤积累到一定程度时,混凝土体中将会出现宏观裂缝,而宏观裂缝的端部又将会发生新的损伤及产生新的损伤区,再经积累而引起裂缝的扩展,直至混凝土体的破坏,由上可见,混凝土的破坏过程实际上是损伤、损伤积累、宏观裂纹出现、宏观裂纹扩展交织发生的过程。 二、混凝土结构的破坏机理 在上述损伤机制下,混凝土的裂纹扩展存在四个阶段: (1)预存微裂纹阶段。即在混凝土成形过程中,由于水泥浆硬化干缩,水分蒸发留下裂隙等原因,使构件中预存原始微裂纹。它们大都为界面裂纹,极少量为砂浆裂纹,这些裂纹是稳定的。这些裂纹的存在是混凝土具有初始损伤的原因之一。 (2)裂纹的起裂和稳定扩展阶段。在较低的工作应力下,构件内部的某些点会产生拉应力集中,致使相应的预存微裂纹延伸或扩展,应力集中则随之缓解,如果荷载不再增加,

高性能混凝土的设计研究与发展现状

开题报告 高性能混凝土是在现代高强混凝土的基础上发展起来的。使用新型的高效减水剂和矿物掺和料,是使混凝土达到高性能的主要技术措施,前者能降低混凝土的水胶比,增大坍落度,控制坍落度损失,提高混凝土的密实性和工作性;后者能填充胶凝材料的孔隙,参与胶凝材料的水化,除提高混凝土的密实度外,还改善混凝土的界面结构,提高混凝土的强度和耐久性。粉煤灰高性能混凝土将粉煤灰作为矿物掺和料,既改善了混凝土的技术性能,同时又充分利用了工业废料,有效地节约了资源和能源,减少了环境污染,符合绿色高性能混凝土的发展方向,促进了混凝土技术的健康发展。 高性能混凝土的定义最早在美国提出。1990年5月在美国马里,由美国国家标准与工艺研究院(NIST)和美国混凝土学会(ACI)主办的讨论会上,将HPC定义为具有所要求的性能和匀质性的混凝土。这些性能主要包括:易于浇注捣实而不离析,力学性能好,早期强度高,韧性好,体积稳定性好,在恶劣条件下使用寿命长等。 高性能混凝土概念的提出至今只有十多年的时间,但是由于国际上广泛认识到高性能混凝土具有高工作性、高耐久性和高强度等特性,用其替代传统的混凝土以及建造在严酷环境中的特殊结构物,具有显著的经济效益和技术先进性,因此高性能混凝土的开发和应用得到了各国的很大重视,并且取得了巨大成果。美国、日本、法国、加拿大等国已将高性能混凝土作为跨世纪的新材料,投入了大量的人力、物力和财力进行研究和开发,至今已在不少重要工程中使用。高性能混凝土适应了当今科学技术和生产发展的要求,可以提高混凝土结构的使用寿命,大量利用工业废渣,减少资源耗费和环境污染,便于施工,节约能源,己被各国普遍认为是今后混凝土技术的发展方向,是混凝土可持续发展的出路所在。 从1996年开始,我国国家计委、国家科技部先后2次设立科技攻关项目,进行高性能混凝土的创新研究,由中国建筑材料科学研究院、清华大学、同济大学、中国水利水电科学研究院等几十所科研单位、高等院校承担了“高性能混凝土的综合研究和应用”及“新型高性能混凝土及其耐久性的研究”的研究课题,

再生混凝土的研究现状及其基本性能

再生混凝土的研究现状及其基本性能 言 随着科技的进步,社会的发展,中心城市的建筑业也在不断发展。几乎每天都有旧的建筑物要拆除,每天都有新的建筑要兴建。无论是从废旧建筑物上拆下的废弃混凝土,还是新建筑物兴建过程中所产生的废渣,都属于建筑垃圾。这些垃圾影响了城市生活环境,造成了环境污染。把它们运送到郊外进行掩埋,不仅要花费大量的运费,会给城市郊区造成二次污染。其次,堆放掩埋这些建筑垃圾又要占用大量宝贵的土地资源。将建筑垃圾(此处主要包括废弃混凝土块、碎砖块等)进行资源化利用,变的越来越重要了。 另一方面,在人类发展的过程中,随着建筑业的不断发展,建筑材料也发生着很多变化,从最早的木材、石块到现在的各种合成材料。在这些材料中,最重要且使用量最大的当数混凝土了。在现在建筑物中,几乎找不到没有使用混凝土的。目前,全世界混凝土的年产量约28亿立方米,我国的混凝土年产量约占世界总量的45%,约13~14亿立方米。混凝土原材料中其骨料占混凝土总量的75%(1),由此可推断,其骨料的使用量有多大。总有一天地球上的骨料回消耗殆尽。为了能够解决这些问题,各国开始了再生混凝土的研究开发与应用。 二、再生混凝土的研究现状 二次世界大战之后,苏联、日本、德国等国家重建家园,就注意到了废弃混凝土的问题并开始了再生混凝土的研究开发与利用,且已召开

过三次有关废弃混凝土再生利用的专题国际会议(2)。如今,再生混凝土已经成为发达国家共同的研究课题了,有些国家还以立法的形式来保证和促进其研究的进行。随着我国政府对资源环境问题的重视,也已经开始鼓励再生混凝土的研究与开发了。 1、日本 日本是一个面积小资源少的岛国,它在建筑垃圾再生利用研究方面起步早,做的也比好的。日本政府早在1977年就制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》,并相继在各地建立了处理建筑垃圾的再生利用工厂(3)。日本建设省在1992年提出了控制建筑副产品排放和建筑副产品在利用技术开发的5年计划并于1996年10月制订了再生资源法旨在推动建筑副产品的再利用,为建筑垃圾的资源化利用提供法律和制度的保障(4)。日本已经对再生混凝土的吸水性、强度、配合比、干缩性、耐冻性等性质做了系统的研究。目前,日本对建筑垃圾的再生利用率已达到70%左右了。 2、美国 美国政府制定了《超级基金法》,规定:任何生产有工业废弃物的企业,必须自行妥善处理,不得擅自随意倾倒。美国不但鼓励再生混凝土的利用,而且还对再生混凝土的性能做了系统性的研究和试验。比如美国密歇根州的两条公路就是使用的再生混凝土。通过对其的研究,表明再生混凝土的干缩率要比天然骨料的混凝土要大。美国的CYCLEAN 公司采用微波技术可以100%的回收利用路面沥青混凝土,其质量与新拌沥青混凝土路面料相同,而成本降低了1/3,同时节约了垃圾清运和

混凝土裂缝自愈合性能的研究及进展

混凝土裂缝自愈合性能的研究及进展 混凝土在受力或其它因素的作用下,会出现裂缝,影响了混凝土的使用寿命,裂缝自愈合混凝土可以在不影响结构尺寸和美观的情况下,在混凝土出现裂缝后,自动分泌出的粘结液流出深入裂缝,粘结液可使混凝土裂缝重新愈合,恢复并提高混凝土的性能。 1 裂缝的危害以及形成的原因 土木工程结构中,钢筋和混凝土是最常使用的两种材料。但是,由于受到自身材料性能的限制,钢筋混凝土结构中总是存在着程度不同的裂缝,裂缝对结构的使用性能及使用寿命都会产生非常大的影响:一方面,在外荷载的作用下,结构的破坏都是由混凝土中裂缝的逐渐发展所导致;另一方面,裂缝的存在会导致裂缝处钢筋发生锈蚀,从而影响整个建筑物的安全性及耐久性能。裂缝产生的原因可描述如下:钢筋混凝土结构物在使用过程中承受两大类荷载:第一类荷载包括静、动荷载和其他荷载;第二类荷载即变形荷载。结构的裂缝就是由这两大类荷载引起的,概括起来裂缝的主要成因如下:1)由于外荷载(动、静荷载)的直接作用引起的裂缝;2)由外荷载作用引起的结构次内力,由此产生裂缝;3)由变形引起的裂缝,即结构由温度变化引起自身的收缩膨胀从而引起变形,当变形得不到满足,则在结构内部引起应力,

应力超过某一限值后产生裂缝。根据大量的调查资料,工程实际中的裂缝产生的原因,属于变形变化(温度、收缩、不均匀沉降)引起的约占80%以上;属于由荷载引起的约占20%左右。2 混凝土本身的愈合能力 在混凝土裂缝自愈合研究的初期阶段,主要是基于混凝土本身潜在的愈合能力的研究,实际体现在对于其机理和愈合效果的研究。J.Stefan(1995)将混凝土试件冻融破坏后,放置水中2~3个月后混凝土几乎能全部恢复损失的共振频率,并且裂缝中有钙矾石晶体和氢氧化钙晶体。此实验是在有水环境中且产生了水泥水化产物,这说明混凝土自愈合可能的形成原因是混凝土中未水化完全的水泥再次水化。国内也有学者做了这方面的实验和研究,并更进一步得到确切结论。程东辉、潘洪涛对混凝土的这种自愈合现象的机理进行了研究,得出了其愈合的四方面原因,其中水泥浆体水化就是主要原因。且对于3mm左右的裂缝,当其暴露于水环境大于600小时,裂缝可以完全愈合。但是可愈合的裂缝宽度在不同的情况下是否会改变该研究并未进行探索。于是又有学者在这方面展开了研究。姚武、钟慧的研究发现混凝土的自愈合能力存在一个损伤阈值,损伤小于损伤阈值时随损伤的增大,自愈合率也增大;损伤大于损伤阈值则随损伤的增大,自愈合率减小。李厚祥、唐春安等通过试验分析得到了在一定水压梯度下,一周后可能自愈合的混凝土裂缝宽度。结果

混凝土损伤演化的超声波法检测[设计+开题+综述]

开题报告 工程力学 混凝土损伤演化的超声波法检测 1 选题的背景与意义 混凝土是在建筑中广泛使用的工程材料,随着社会、工作环境日益复杂,混凝土结构在承受静态及准静态荷载的同时,也承担着变化剧烈且重复作用的冲击荷载,利用超声波法无损检测技术对混凝土状态进行评价,为工程中结构安全可靠性的状态评价提供一种方法,具有积极的现实意义 2 研究的基本内容与拟解决的主要问题: 1、调研目前课题的国内外研究现状,阅读相关文献,完成开题报告. 2、混凝土试样制作,SHPB设备调试到工作状态. 3、实现不同应变率下的冲击加载试验和相同应变率(或相同气压)下混凝土式样的多次冲击加载实验.用超声波回弹检测法测量冲击加载后试样的首波幅值和波速,结合实验结果分析,给出应变率与打击参数对混凝土损伤及其发展规律的影响. 4、撰写论文并完成毕业设计工作. 3 研究的方法与技术路线: 1、借阅相关资料,增强必备的基本理论知识; 2、通过查阅相关期刊杂志,了解有此项研究实验的相关知识; 3、查阅相关的材料,了解并掌握损伤演化方程; 4、认真练习使用matlab,提高应用软件分析问题的应有能力; 5、实际中必然会遇到其他各种问题,除了自己认真思考之外,积极查询有关信息,还很有必要向老师求教. 4 研究的总体安排与进度: 1、2010年12月阅读文献和完成开题报告 2、2011年1-2月试样制作. 3、2011年3月SHPB装置调试,开始试验. 4、2011年 4月完成实验研究,撰写毕业论文. 5、2011年5月准备答辩.

5 主要参考文献 1、胡时胜.霍普金森压杆技术.兵器材料科学与工程.1991,11:40-47 2、陈德兴,胡时胜,张守保,巫绪涛,徐泽清.大尺寸Hopkinson压杆及其应用.实验力学.2005,20(3):398-402. 3、Bischoff P H ,perry S https://www.360docs.net/doc/1613887314.html,pressive behavior of concrete at high strain rates.Mater Struct,1991,144(24):425-450. 4、Taylor L M,Chen E P,Kuszmaul J S.Microcrack-induced damage accumulation in brittle rock under dynamic loading.Journal of Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering,1986,55(3):301-320. 5、Parviz Soroushian,Mohamed Elzafraney.Damage effects on concrete performance and microstructure,Cement &Concrete Composites 26 (2004) 853-859 6、宁建国,刘海峰,商霖.强冲击载荷作用下混凝土材料动态力学特性及本构模型.中国科学(G辑):2008,38(6):759-772.

高性能混凝土发展的历史背景及目前国内外的研究现状 土木工程毕业论文

高性能混凝土发展的历史背景及目前国内外的研究现状土 木工程毕业论文 摘要 随着我国改革开放和现代化进程的加快,我国的建设规模正日益增大,如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的安全使用下去,日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在众多的土木工程建设中,混凝土的应用面之广,使用次数之多是很少见的。尤其中近年来,一种较新的混凝土技术正在快速发展并且运用到许多实际工程项目中,那就是高性能混凝土。 高性能混凝土(High Performance Concrete,HPC) 由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性,被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土,至今已在不少重要工程中被采用,特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。 本文主要介绍了高性能混凝土发展的历史背景及目前国内外的研究现状,阐明了高性能混凝土的特性,列举了高性能混凝土在国内外研究应用中的重要成果,并对其发展趋势作出展望。随着我国建筑向高层化、大型化、现代化的发展,HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。 关键词:高性能混凝土;耐久性;体积稳定性 ~ I ~ 目录 摘要………………………………………………………………………………………... I 目录……………………………………………………………………………………….?

第一章引 言 ..................................................................... ................................................. 1 1 高性能混凝土产生的背景和研究现 状 ..................................................................... .. (1) 1.1 背 景 ..................................................................... (1) 1.2 研究现状及发展方 向 ..................................................................... ........................ 2 2 高性能混凝土的性能研究和应用分 析 ..................................................................... .. (2) 2.1 高性能混凝土的概 念 ..................................................................... (2) 2.2 高性能混凝土的性 能 ..................................................................... (3) 2.3 高性能混凝土发展和应用中所面临的问 题 .......................................................... 3 3 高性能混凝土质量与施工控

再生混凝土的研究现状及其基本性能论文

目录 摘要 (2) 第1章研究的目的、方法、现状 (3) 1.1 研究的目的及意义 (3) 1.2 研究的方法 (3) 1.3 研究的现状 (4) 1.3.1 国外研究现状 (4) 1.3.2 国内研究现状 (4) 第2章再生混凝土在粗、细骨料及再生墙体领域研究现状 (5) 2.1 再生混凝土及再生墙体的基本性能 (5) 2.1.1 再生混凝土的基本性能 (6) 2.1.2 再生墙体的基本性能 (7) 2.2 再生混凝土粗、细骨料研究现状 (7) 2.3 再生墙体研究现状 (8) 第3章促进废旧材料再利用健康发展的对策探索 (9) 3.1 废旧材料再利用的基本方法 (9) 3.1.1 回填掩埋法 (9) 3.1.2 加工骨料法 (10) 3.1.3 还原再利用 (10) 3.1.4 堆山造景的处理方式 (10) 3.2 废旧材料再利用在旧城改造中存在的问题 (11) 3.3 废旧材料再利用建议 (11) 3.3.1 创新废旧材料再利用管理模式 (12) 3.3.2 产学研政联动、提升废旧材料再利用技术水平 (12) 3.3.3、增强宣传教育、提高废旧材料再利用产品的社会认可度 (12) 3.3.4 推进废旧材料再利用产业化 (12) 第4章结论及展望 (13) 4.1 结论 (13) 4.2 展望 (13) 参考文献 (14) 附录A (15) 致谢 (17)

摘要 二十世纪以来,建筑业的快速增长消耗大量环境资源,与此同时爷产生大量的建筑废弃物。相比发达国家,我国建筑废弃物再利用尚处于初级阶段,目前多数建筑废弃物用于基础回填,属于低等级循环利用,其经济效益和社会效益并不令人满意。在我国践行可持续发展为主题、环境友好型社会为建设目标的现在,建筑垃圾回收利用,已变成不可逃避的课题。 本文在废旧材料回收方面的研究,首先对废旧材料再生利用的目的、再生利用发展现状进行分析,重点总结了国内外废旧材料再利用的发展趋势;其次对再生混凝土在粗骨料、细骨料以及再生墙体领域的研究现状做了详细的介绍,并对再生混凝土和再生墙体的基本性能展开阐述;最后本文总结了废旧材料再生利用的一般处理方法,通过分析废旧材料再利用在发展中存在的问题,提出了我国未来废旧材料发展的建议,希望能为我国的新型城镇化建设提供理论参考。 关键词:建筑废弃物,低级循环,可持续发展,再生利用

泡沫混凝土发展现状和市场前景

泡沫混凝土发展现状与市场前景的 可行性分析报告 1.研究背景 由于建筑能耗占到全国总能耗的30%左右,住宅节能已是一项基本国策,但是国内绝大多数采暖地区围护结构的热工性能都比气候相近的发达国家差许多。我国从2005年开始推行建筑保温节能工程,要求新建建筑必须实行50%的节能目标(部分重要城市的目标为节能65%),该项工程加快了保温隔热材料的发展,但也暴露了许多问题,北京央视大火和上海2010年“11.15”重大火灾等事件,让人们对保温隔热材料的防火性能的重要性有了重新认识。 图1 我国社会总耗能分布 在国家建筑节能与墙体改革政策的推动下,泡沫混凝土作为一种阻燃、利废、环保、节能、价格低、性能好的新型保温隔热建筑材料,得到了全社会越来越广泛的认知、重视和大量应用,泡沫混凝土产业也因此得到了快速发展,泡沫混凝土凭借其轻质、保温、隔热、耐火及隔音的优良险能在各个领域得到了大量应用。 资料统计显示,2009年我国泡沫混凝土的年产量由2008年的500万m3增加到600万m3,2010年我国应用泡沫混凝土浇筑的建筑保温层面积超过1亿m2。 2.泡沫混凝土的性能特点

2.1 泡沫混凝土的概念 所谓泡沫混凝土是指用物理方法将发泡剂溶液制成泡沫,再将泡沫添加到水泥、掺合料、骨料、水和外加剂等制成的浆体中,混合搅拌均匀并浇筑成型,经自然或蒸汽养护而制成的内部含有大量密闭气孔的多孔混凝土。 泡沫混凝土中的气泡具有独立、封闭的特点,直径在0.05mm~1.25mm 范围内;泡沫混凝土的密度很小,一般在200kg/ m3~1600kg m3,最近美国亦出现密度低至50kg/ m3的超低密度泡沫混凝土;泡沫混凝土强度范围在0.6MPa~12MPa, 图2 泡沫混凝土的微观结构图3泡沫混凝土墙体的阻燃性图4泡沫混凝土自重轻经研究1600kg/ m3容重的陶粒泡沫混凝土强度可达到40MPa 左右;导热系数为0.08W/(m·K)~0.214W/(m·K),干缩值0.6mm/m 以内,吸水率可低至20%。 2.2 泡沫混凝土的发展历程 5000 年前,泡沫混凝土即初现雏形,古埃及人通过混合某些天然物质而产生了气泡,从而制成了多孔材料。2000 多年前,古罗马人通过混合石灰、砂子、砾石等材料创造了最原始的混凝土。后来人们发现将动物血液加入混凝土,经过搅拌混合后,就会产生持久的气泡,并可固化为一种稳定的多孔混凝土。至今,动物血液等动物蛋白水解物发泡剂仍是泡沫混凝土发泡剂的一种重要类型。 十九世纪初期,由于天气寒冷,人们对高效保温材料需求迫切,欧洲人在前人的研究基础上对泡沫混凝土进行了基础性研究,并首次提出了将预制气泡和水泥砂浆混合搅拌从而生产多孔混凝土的方法。真正意义上的泡沫混凝土在1923年被瑞典人研制成功。 现在,在工业发达国家,泡沫混凝土被广泛使用。泡沫混凝土不需蒸汽养护,可现场浇注,施工简便,操作简单安全,且投资少、成本低,因而被广泛使用在各种工程项目中,并取得了良好的效果。 我国泡沫混凝土发展并不晚,在上世纪五十年代发展迅速,研制出性能优越的蒸压加气泡沫混凝土制品,并被使用在建筑保温等实际工程中,但由于历史原因其发展受到阻碍。 近年来,泡沫混凝土在我国重新获得兴盛发展,再加上欧洲泡沫混凝土现浇技术的传入,泡沫混凝土被广泛使用在保温现浇两大应用领域,在建筑节能、建筑工程回填及岩土工程等各个方面运用广泛,成效显著。 目前,我国泡沫混凝土年生产总量已突破600万m3,其中,现浇类约占生产总量的80%以上,其他约20%。然而,相较于西方发达国家,我国泡沫混凝土发展还比较落后,仍有很大的发展空间。 2.3 泡沫混凝土与加气混凝土的区别 泡沫混凝土与普通混凝土对比而言,由于其内部为固相与气相相互交织的多

混凝土裂缝的研究

常州市职工大学毕业设计(论文) 题目混凝土裂缝的研究专业建筑工程 姓名 学号 指导老师 起讫日期 2012年 10 月 16 日

摘要 混凝土是一种非均质脆性材料,由骨料、水泥石以及其中的气体和水组成。在温度和湿度变化的条件下,硬化并产生体积变形,由于各种材料变形不一致,互相约束而产生初始应力,造成在混凝土内出现微裂缝。这种微细裂缝的分布不规则且不连贯,在荷载或应力作用下,裂缝开始扩展,并逐渐互相贯通,从而出现较大的肉眼可见的裂缝,称为宏观裂缝,即通常所说的裂缝。 开裂发生的原因可能是原材料的选取与配合比的选择不当、施工方法和措施有误、建筑物所处的条件影响以及结构不合理等。混凝土所产生的温度收缩、干燥收缩、不均匀沉降、结构应力集中等都可能会导致混凝土开裂。在实际工程中, 往往是各种因素多重作用引起混凝土开裂。宽度小于或等于0.05mm的裂缝通常对使用无大的危害, 叫做无害裂缝, 而结构物的有害裂缝不仅会降低力学性能和承载力, 而且直接影响结构耐久性, 缩短使用寿命。施工中应采取措施使结构尽量不出现裂缝, 或减少裂缝的数量和宽度, 特别是避免出现有害裂缝。国内外对裂缝宽度都有相应的规定, 如我国的CCES 01-2004《混凝土结构耐久性设计与施工指南》, 对钢筋混凝土结构的最大允许裂缝宽度就明确规定干湿交替和冻融环境下的一般构件为0.2mm;水中和土中环境下为0.3mm。混凝土由于各种收缩引起的开裂问题一直是混凝土结构物裂缝控制的重点和难点。 关键词:混凝土裂缝;温度裂缝;收缩裂缝;混凝土结构受力裂缝

目录 摘要......................................................................................................... I 一、混凝土裂缝的类型及成因.. (1) (一)混凝土因自身特性产生裂缝 (1) (二)化学反应引起的裂缝 (4) (三)混凝土结构受力裂缝 (4) (四)施工工艺及流程造成的裂缝 (5) 二、混凝土裂缝的预防措施 (6) (一)严格控制混凝土施工配合比 (6) (二)严格控制混凝土的温度应力 (6) (三)做好裂缝计算 (6) (四)做好混凝土的浇筑和振捣 (6) (五)做好后浇带的施工 (7) 三、混凝土裂缝的处理措施 (7) (一)表面修补法 (7) (二)灌浆、嵌缝封堵法 (7) (三)结构加固法 (7) (四)混凝土置换法 (7) (五)电化学护法 (7) (六)仿生自愈合法 (8) 四、结束语 (8) 致谢 (9) 参考文献 (10)

钢筋混凝土界面损伤研究

学号: 0330503003分类号:TU3 密级:无. UDC(DDC): 624 . 硕 士 学 位 论 文 钢筋混凝土界面损伤研究 黄 闽 莉 指导教师姓名:王向东 教授 河海大学土木工程学院 . 南京市西康路1号.申请学位级别:工学硕士 专 业 名 称: 结构工程 .论文提交日期:2006年4月 论文答辩日期:2006年5月 29日.学位授予单位和日期:河 海 大 学 2006年月日.答辩委员会主席:徐道远 论文评阅人:朱召泉、 张子明 . 2006年5月 中 国 南 京

分类号(中图法)TU3 UDC(DDC) 624 密级无. 论文作者姓名黄闽莉学号 0330503003 单位河海大学 论文中文题名钢筋混凝土界面损伤研究. 论文中文副题名 无. 论文英文题名Study on Interface Damage of Reinforced Concrete . 论文英文副题名无. 论文语种汉语论文摘要语种汉、英论文页数 73 论文字数 4.9 (万)论文关键词钢筋混凝土、粘结、滑移、界面粘结损伤、损伤模型. 申请学位级别工学硕士专业名称结构工程. 研究方向工程结构断裂损伤. 指导教师姓名王向东教授导师单位河海大学土木工程学院. 论文答辩日期 2006年 5 月 29 日.

Study on Interface Damage of Reinforced Concrete Dissertation Submitted to HoHai University In fulfillment of the Requirement For the Degree of Master of Engineering by Minli Huang (College of Civil Engineering) Dissertation Supervisor : Professor Xiangdong Wang May, 2006 Nanjing, P.R.China

高性能混凝土产生的背景和研究现状

摘要 随着我国改革开放和现代化进程的加快,我国的建设规模正日益增大,如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的安全使用下去,日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在众多的土木工程建设中,混凝土的应用面之广,使用次数之多是很少见的。尤其中近年来,一种较新的混凝土技术正在快速发展并且运用到许多实际工程项目中,那就是高性能混凝土。 高性能混凝土(High Performance Concrete,HPC) 由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性,被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土,至今已在不少重要工程中被采用,特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。 本文主要介绍了高性能混凝土发展的历史背景及目前国外的研究现状,阐明了高性能混凝土的特性,列举了高性能混凝土在国外研究应用中的重要成果,并对其发展趋势作出展望。随着我国建筑向高层化、大型化、现代化的发展,HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。 关键词:高性能混凝土;耐久性;体积稳定性

目录 引言 (1) 1 高性能混凝土产生的背景和研究现状 (1) 1.1 背景 (1) 1.2 研究现状及发展方向 (2) 2 高性能混凝土的性能研究和应用分析 (2) 2.1 高性能混凝土的概念 (2) 2.2 高性能混凝土的性能 (3) 2.3 高性能混凝土发展和应用中所面临的问题 (3) 3 高性能混凝土质量与施工控制 (4) 3.1 高性能混凝土原材料及其选用 (4) 3.2 配合比设计控制要点 (6) 3.3 高性能混凝土的施工控制 (7) 4 高性能混凝土的特点 (8) 4.1 高耐久性能 (8) 4.2 高工作性能 (8) 4.3 其它 (8) 5 绿色高性能混凝土 (9) 5.1 研发绿色高性能混凝土的必要性 (9) 5.2 绿色高性能混凝土的可行性 (9) 5.3 绿色高性能混凝土的发展 (10) 6 高性能混凝土的发展前景 (10) 结论 (11) 致词 (12) 参考文献 (13)

混凝土损伤理论的分析研究

SHANGHAI UNIVERSITY 结构非线性分析课程论文 UNDERGRADUATE PROJECT (THESIS) 题 目:钢筋混凝土结构有限元分析及其断裂损伤理 论应用 学 院 土木工程系 专 业 建筑与土木工程 学 号 xxxxxxxx 学生姓名 xxx 指导教师 xx 日 期 2017.12.24

上海大学2017~2018学年冬季学期研究生课程考试 小论文 课程名称:结构非线性分析课程编号:18Z147004 论文题目:钢筋混凝土结构有限元分析及其断裂损伤理论应用 研究生姓名: xxx 学号: xxxxxxxx 论文评语: 成绩: 任课教师: xx 评阅日期:

目录 一混凝土损伤理论的研究背景 (1) 二国内外对混凝土损伤理论的研究现状 (2) 1)国外混凝土损伤理论研究现状 (2) 2)国内混凝土研究现状 (2) 三混凝土损伤理论研究中的问题和研究方法 (3) 1)试验条件相差较大时混凝土的本构关系将发生变化 (3) 2)复杂的多轴应力状态下的损伤理论 (3) 3)试验难度大 (3) 4)研究方法 (3) 四钢筋混凝土非线性损伤理论及有限元法 (4) 1)混凝土非线性本构模型 (4) 2)规范中的混凝土损伤理论 (5) ①混凝土单轴受压时的本构模型及dc的选取 (5) ②混凝土单轴受拉时的损伤理论 (6) 2)ABAQUS算例 (6) ①混凝土塑形损伤模型 (6) ②数值分析 (7) 五研究成果与创新 (8) 1)当今国际的研究成果 (8) 2)理论研究的新进展 (8) 3)在有限元中的应用 (8) 六研究混凝土损伤理论的意义和结论 (9) 1)社会意义 (9) 2)经济效益 (9) 3)结论 (9) 七展望 (9) 八建议 (10)

高性能混凝土的研究与发展现状78166

高性能混凝土地研究与发展现状 摘要:阐述了高性能混凝土产生地背景和国内外学者对高性能混凝土地认识与定义,并详细介绍了高性能混凝土地国内外地研究与发展现状,同时,还针对高性能混凝土研究与发展中地一些问题进行了探讨.关键词:高性能混凝土;定义;耐久性;存在问题高性能混凝土(,)是世纪年代末年代初,一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出地一种全新概念地混凝土,它以耐久性为首要设计指标,这种混凝土有可能为基础设施工程提供年以上地使用寿命.区别于传统混凝土,高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性,被认为是目前全世界性能最为全面地混凝土,至今已在不少重要工程中被采用,特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特地优越性,在工程安全使用期、经济合理性、环境条件地适应性等方面产生了明显地效益,因此被各国学者所接受,被认为是今后混凝土技术地发展方向.高性能混凝土产生地背景传统地混凝土虽然已有近年地历史,也经历了几次大地飞跃,但今天却面临着前所未有地严峻挑战:()随着现代科学技术和生产地发展,各种超长、超高、超大型混凝土构筑物,以及在严酷环境下使用地重大混凝土结构,如高层建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等地建造需要在不断增加.这些混凝土工程施工难度大,使用环境恶劣、维修困难,因此要求混凝土不但施工性能要好,尽量在浇筑时不产生缺陷,更要耐久性好,使用寿命长.()进入世纪年代以来,不少工业发达国家正面临一些钢筋混凝土结构,特别是早年修建地桥梁等基础设施老化问题,需要投入巨资进行维修或更新.年美国国家材料咨询局地一份政府报告指出:在美国当时地.万座桥梁中,大约有.万座处于不同程度地破坏状态,有地使用期不到年,而且受损地桥梁每年还增加.万座.年在提交美国国会地报告“国家公路和桥梁现状”中指出,为修复或更换现存有缺陷桥梁地费用需投资亿美元;如拖延修复进程,费用将增至亿美元.美国现存地全部混凝土工程地价值约万亿美元,每年用于维修地费用高达亿美元.在加拿大,为修复劣化损坏地全部基础设施工程估计要耗费亿美元.在英国,调查统计了个工程劣化破坏实例,其中碳化锈蚀占%,环境氯盐锈蚀占%,内部氯盐锈蚀占%,混凝土冻蚀%,混凝土磨蚀%,混凝土碱—骨料反应破坏%,硫酸盐化学腐蚀%,其他各种不常发生地腐蚀破坏%.我国结构工程中混凝土耐久性问题也非常严重.建设部于世纪年代组织了对国内混凝土结构地调查,发现大多数工业建筑及露天构筑物在使用~年后即需大修,处于有害介质中地建筑物使用寿命仅~年,民用建筑及公共建筑使用及维护条件较好,一般可维持年.相对于房屋建筑来说,处于露天环境下地桥梁耐久性与病害状况更为严重.据年全国公路普查,到年底我国已有各式公路桥梁座,公路危桥座,每年实际需要维修费用亿元,而实际到位仅亿元.港口、码头、闸门等工程因处于海洋环境,氯离子侵蚀引发钢筋锈蚀,导致构件开裂、腐蚀情况最为严重.年交通部四航局等单位对华南地区座码头调查地结果,有%以上均发生严重或较严重地钢筋锈蚀破坏,出现破坏地时间有地距建成仅—年.()混凝土作为用量最大地人造材料,不能不考虑它地使用对生态环境地影响.传统混凝土地原材料都来自天然资源.每用水泥,大概需要.以上地洁净水,砂、以上地石子;每生产硅酸盐水泥约需.石灰石和大量燃煤与电能,并排放,而大气中浓度增加是造成地球温室效应地原因之一.尽管与钢材、铝材、塑料等其它建筑材料相比,生产?昆凝土所消耗地能源和造成地污染相对较小或小得多,混凝土本身也是一种洁净材料,但由于它地用量庞大,过度开采矿石和砂、石骨料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观.有些大城市现已难以获得质量合格地砂石.另一方面,由于混凝土过早劣化,如何处置费旧工程拆除后地混凝土垃圾也给环境带来威胁.因此,未来地混凝土必须从根本上减少水泥用量,必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料;必须充分考虑废弃混凝土地再生利用,未来地混凝土必须是高性能地,尤其是耐久地.耐久和高强都意味着节约资源.“高性能混凝土”正是在这种背景下产生地.高性能混凝土地定义与性能对高性能混凝土地定义或含义,国际上迄今为止尚没有一个统一地理解,各个国家不同人群有不同

再生混凝土的研究现状与展望

再生混凝土的研究现状与展望 1 引言近年来,随着我国经济的快速发展,建筑行业也得到了迅猛发展。由于建筑物更新速度不断加快,使得大批废旧混凝土建筑物被拆除,产生了数量巨大的废弃混凝土,同时在新的建筑施工中,也产生大量的废弃混凝土。据综合统计[1],每生产100 m3的混凝土,将产生1~1.5 m3的废混凝土。随着我国经济建设步伐的进一步加快, 废混凝土的数量还将逐年增多。目前,我国每年产生的废弃混凝土可达1亿吨。如此大量的废混凝土不仅占用宝贵的土地,而且每年的占地和处理费用数额庞大,已经引起人们的高度重视。从环境保护和建筑业可持续发展的角度出发,对这些废弃混凝土加以高效回收利用十分必要。这也促使了世界各国加强对再生骨料和再生混凝土技术的研究,以期获得更好的经济效益和社会效益。 再生集料混凝土(Recycled Aggregate Concrete, RAC)是指将废弃混凝土破碎、加工、分级成再生集料,部分代替或全部代替天然集料配制而成的新混凝土,简称再生混凝土[2]。再生混凝土技术的开发和应用,一方面可以解决大量废弃混凝土处理困难以及由此造成的生态环境日益恶化等问题,另一方面,用建筑废物循环再生集料代替天然集料,可以减少建筑业对天然集料的消耗,从而缓解天然集料日趋匮乏的压力并降低大量开采砂石对生态环境的破坏,保护人类赖以生存的环境[3]。因此,再生混凝土是一种可持续发展的绿色混凝土,是今后混凝土的一个发展方向。

2 国内外研究状况 自“二战”后,废弃混凝土再生骨料的应用已引起许多国家的重视,前苏联、德国、日本等国就开始对废混凝土进行了处理和再生利用的研究。到目前为止,已召开了5次有关废混凝土再利用的专题国际会议,提出混凝土必须绿色化。有些国家还采用立法形式来保证废弃混凝土循环再利用技术研究和应用的发展。在1976年,RILEM设立了“混凝土的拆除与再利用技术委员会”,针对废弃混凝土的处理与循环再利用技术进行研究。再生混凝土的技术研究也得到了联合国的高度重视,1994年,联合国又增设了“可持续产品开发”工作组,作为其专门的机构。再生混凝土技术已成为世界各国共同关心的课题。我国国土面积大,资源丰富,在一定时期内混凝土原材料危机还不会十分突出,因而对再生混凝土的开发研究与国外相比起步较晚。但随着建筑行业的迅猛发展和人们环保意识的增强,建筑废物引起的生态环境问题日益受到人们的高度重视。许多专家、学者开始研究如何能够变废为宝,将大量的废混凝土制作成再生混凝土应用到实际工程中去,并对再生混凝土的开发利用进行了立项研究。 目前我国的再生混凝土研究工作基本上处于实验室阶段,没有大范围的应用,只有一些局部的试验性应用,缺乏较系统的应用研究,技术上也缺乏较完善的再生混凝土技术规程、技术标准。研究表明[5]:再生混凝土在原材料、配合比以及施工工艺等方面与普通混凝土存在较大差异,因而现行普通混凝土标准、规范已不能够适合再生混凝土。所以,在我国开展再生混凝土的系统研究具有重要的实际意义。

我国混凝土损伤本构关系的研究现状

我国混凝土损伤本构关系的研究现状 摘要:从弹性与塑性损伤、各向同性与各向异性损伤、静力与动力损伤、宏观唯象以及细观和微观损伤、局部化与非局部化损伤这5个不同侧重点考虑,归纳介绍了近几年来我国学者在混凝土损伤类本构关系领域研究的进展,并提出了自己的意见,对其发展方向进行了展望。 关键词:混凝土;损伤;本构关系;研究现状 引言 混凝土是现代建筑结构中运用最广泛的材料,它的破坏是由于材料内分布的微孔洞、微裂纹在荷载的作用下不断成核、扩展、贯通形成宏观裂纹,造成承载力下降导致的。要分析混凝土结构的受力特性,确保结构的可靠性,需要研究其微损伤的演化规律。 自1976年Dougill最早将损伤力学用于研究混凝土的受力性能以来,各种混凝土本构关系应运而生,不断发展。从最初的单轴受拉各向同性弹性损伤模型,到现在针对具体情况有侧重点的建立起得的各种不同的损伤模型。 本文从弹性与塑性损伤、各向同性与各向异性损伤、静力与动力损伤、宏观唯象以及细观和微观损伤、局部化与非局部化损伤这5个不同侧重点考虑,介绍了近几年来我国学者在混凝土损伤类本构关系领域研究的进展,并对其发展进行了展望。 1弹性与弹塑性损伤模型 混凝土是一种多相复杂的准脆性材料,在单轴或多轴压缩荷载作用下,混凝土表现出一定的塑性。混凝土损伤模型按照是否与塑性理论结合,可分为弹性损伤模型与弹塑性损伤模型。两者的区别主要在于,弹性损伤模型只考虑损伤对刚度的影响,弹塑性损伤模型考虑卸载时不可恢复的变形,卸载弹模不同,见图1。 图1循环加卸载实验的混凝土应力-应变曲线 相比而言,弹塑性模型能够更为准确的描述混凝土的损伤演化特性,因而更加受到学者们的关注,近年来有很大的发展。但由于弹塑性模型需要求解损伤与塑性耦合的复杂过程,计算复杂,参数众多,弹性损伤模型便于实际工程应用。 1.1弹性损伤模型 在损伤力学理论早期的发展过程中建立了一些经典的混凝土损伤模型,这些模型是在对金属损伤研究的基础上考虑混凝土类材料的特性发展而来的。Loland和Mazars的损伤模型都是参照实验得出的拉伸应力应变曲线,将曲线以应力峰值划为两端,分别用函数模拟。假设材料为各向同性弹性体,损伤也是各向同性,Loland假定应力峰值以前有效应力与应变关系,而峰值后有效应力为一常数。Mazars根据Terrien的混凝土单轴拉伸试验曲线,假定峰值应力前,应力应变曲线为直线,峰值应力后为下降段曲线。Sidoroff等人提出能量等价原理,并提出了损伤面的概念,损伤是在损伤阈值面上发生。Krajcinovic以Helmholtz自由能理论为基础,参照塑性力学方法引入了损伤面的概念,假设损伤演变速度的方向垂直于损伤面,导出了损伤本构方程及损伤演化方程[1]。 以上经典的弹性损伤模型均是在单调加载的情况下建立的,也未考虑混凝土的非线性。 李正在文献[2]中指出混凝土作为一种准脆性材料,混凝土的塑性变形主要发生在受压损伤较大情况下,而受拉损伤情况下,卸载后塑性应变很小,接近脆性。在地震作用下,混凝土结构主要发生受拉损伤,受压损伤程度较小。因此,弹性损伤模型对于一般精度要求的地震损伤分析也是具有适用性的。并对Faria和Oliver 等人所提出的混凝土损

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