考虑界面的混凝土弹性模量数值模型

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1、朱伟强：考虑界面的混凝土弹性模量数值模型9考虑界面的混凝土弹性模量数值模型朱伟强(浙江海盐县城市投资集团有限公司，浙江海盐314300)【摘要】由于骨料与水泥浆体的界面对混凝土的力学性能有很大影响，故在混凝土的弹性模量计算中需考虑此界面效应。文中考虑骨料与浆体间界面的几何复杂性，克服传统有限元因界面厚度太小而无法准确模拟的缺点，采用扩展有限元方法以及细观力学对混凝土弹性模量的预测建立了数值模型。最后通过试验结果与模型预测值进行比较，验证了数值模型的有效性。【关键词】界面；混凝土；弹性模量；细观力学，数值模型【中图分类号】TU528．0【文献标识

2、码】B【文章编号】1001—6864(2014)06一OOO9—030引言明由于没有考虑骨料与浆体的界面，其预测值与试验值出混凝土的弹性模量计算在混凝土结构的设计与分析当现误差。实际上，混凝土中骨料和砂浆之间存在着物理力中占有重要的地位，并已成为混凝土界的研究热点0J。其学性能截然不同的界面层，且其对混凝土的强度，渗透性的中一种方法是通过大量重复试验，总结出经验公式。但实大小具有重要影响。因此，后来的学者将混凝土假设为际上，经验公式不能区分混凝土各种参数对弹性模量的影骨料，界面，浆体三相模型-10]。在三相模型中，界面假设响，如浆砂比，骨料的组

3、成等，且也不能获得影响有效性能为包裹在骨料外围的壳结构，但由于界面非常薄，在传统的的细观机制J。近年来，有研究学者尝试通过解析以及数数值方法中无法精确模拟。值的方法来预测混凝土的弹性模量J。最简单的模型为1建立数值模型二相模型，认为混凝土由骨料与砂浆浆体组成。有研究表由于有限元法在结构力学分析中的高效与便捷性，使粒)的相对收缩率相比较，28d龄期内彼此相差不大，但是当显出来，4

4、D％取代率的作用尤为明显。龄期达56d时，还是可以看出340比T20收缩变形小，由此(2)当陶粒取代率为60％掺入混凝土中，反而增大了可见，长龄期340收缩效果更好；而

5、T60的相对收缩率相比混凝土的相对收缩率，这是因为陶粒过多放大了陶粒本身TO、T20、340三个都要大，收缩变形严重。尤其到达56d龄收缩较大的缺陷，从而增大了混凝土的整体收缩量，另外陶期时收缩严重，极易引起混凝土的收缩开裂，这在工程上应粒过多也放大了本身连通孑L隙较多的缺陷，加速水分蒸发，予以高度重视，以防后期耐久性下降等一系列不利后果产增大了混凝土的干燥收缩。生。"I"60混凝土自由收缩值较rID急剧增大，这是因为陶粒掺量过大，几乎接近于轻集料混凝土，此时虽然陶粒带进了参考文献大量水分供自养护使用，但陶粒弹性模量小的缺点凸现出来，陶粒本身的

6、收缩量大，在宏观上表现为混凝土整体收缩[1]DPBentz，KASnyder，Protectedpastevolumeinconcrete：exten·siontotnternalcuringusingsaturatedlightweightfineaggregate量大。而且陶粒本身的多孔结构会促成混凝土内部较多连通孔的形成，加速水分蒸发，这也会造成混凝土收缩量大。[J]．Ceme~andConcreteResearch，1999，29(11)：1863—1867．龄期，d[2]MetteGeikereta1．Mitigatingautoge

7、nousshrinkagebyinternalCU—0ring，AmericanConcreteInstituteFallConvention，HighPerform—毛一1aliceStructuralLightweightConcreteandInternalCuringandEn—hancedHydration[Z]．October(2002)．婺_2[3]HoffGC，ElimovR．TheEfectofAir2entrainmentonaPumped，一HighstrengthConcreteUsedinaSevereMarineEn

8、vi2ronment翼一4[J]．ACIMaterialsJournal，1997，(1)：65-92．[4]翟红侠．高强轻集料混凝土的试验研究[J]．安徽建筑工业学图4陶粒不同掺量混凝土自由收缩曲线院学报，1999，(5)：27—3O．4结语(1)当陶粒取代率为20％和40％掺人混凝土中，对[收稿日期】2014一O1一l4减小混凝土相对收缩率的作用相似，在28d之前陶粒的蓄[作者简介]粱雪峰(1979一)，男，哈尔滨人，工程师，从事基水、微泵作用并不明显，达到56d时，减小收缩的作用逐渐突建工程管理工作。10低温建筑技术2014年第6期(总第

9、192期)其在科研与工程应用中得到广泛推广。但传统的有限元法=IF(占)‘lI∑‘一∑』·I仅允许每个单元具有一个材料参数值。这样在复合材料的计算中，