多基复合管在制备中的管芯混凝土收缩性能分析

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1、2016年第9期(总第323期)Number9in2016(TotalNo．323)混凝土Concrete混凝土制品CONCRETEPRODUCTSdoi：10．3969巧．issn．1002．3550．2016．09．030多基复合管在制备中的管芯混凝土收缩性能分析李鹏，吕泳，李卓球，吕林女(武汉理工大学理学院，湖北武汉430070)摘要：对多基复合管成型过程中的管芯混凝土的固化收缩变形与弹性模量变化等开展了相关试验研究，由此建立了管芯混凝土收缩与变弹性模量预测模型。通过迭代算法，对多基复合管成型过程中管芯混凝土的收缩性能进行

2、了研究与分析。结果表明：该分析模型与方法能合理地描述管芯混凝土收缩过程中对内筒体产生的附加外力随时间变化的关系，为多基复合管结构优化设计提供理论指导。关键词：多基复合管；混凝土收缩；变弹性模量预测；收缩性能中图分类号：TU528．73文献标志码：A文章编号：1002—3550(2016)09一叭14一03Analysisforshrinkageofconcreteduringtheprocessofmutil-matrixescompositedpipeproductionLIPeng，Lt3Yong，LIZhuoqiu，LUL

3、irm．(SchoolofScience，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：Toachievethestructureoptimaldesignofmutil—matrixescompositedpipe，thispaperproposedanewcomputingmethodforevaluatingtheshrinkagestressfromthecoreconcretetotheinternalpipe．Andotherthanthetraditi

4、onalcomputingmethod，thismethodbasedonanumberofexperimentsconsideredtheinfluencefromboththechangesoftheshrinkagedistortionandtheelasticmodulusdur-ingthedevelopmentofconcrete．Theresulthadprovedthatthecomputingmethodintroducedcoulddescribetherelationshipbetweentheshrink

5、agestressandtimeduringtheprocessofproductionmoreaccurately．Keywords：mutli—matrixes；concreteshrinkage；predictionmodelofshrinkageandmodulus；shrinkagestress0引言多基复合管基于国家863计划2013AA031306(多基结构材料复合技术及在高压管制造中的应用》所提出的一种新型管道。多基复合管是结合玻璃纤维增强塑料管(简称FRPM管)与预应力钢筒混凝土管(简称PeeP)各自优势而形成

6、的一种新型管材。其结构由内而外可分为：玻璃钢内衬层、细骨料聚合物过渡层(以下简称过渡层)、薄壁钢筒、混凝土层、钢丝预应力层、玻璃钢保护层。这种结构既保留了预应力钢筒混凝土管抗变形能力强的高刚度特性，也保留了玻璃钢管优异的水力特性与耐腐蚀性等优点。在多基复合管道的制备工艺中，由玻璃钢内衬层、过渡层和钢套筒组成的薄壁内筒结构，将充当混凝土制作时的内模。当混凝土在其薄壁内筒结构外进行浇筑后，混凝土在强度发展过程中不断产生的收缩将对内筒结构产生附加的外力作用。因此，研究多基复合管在制备中的管芯混凝土收缩性能，对了解管芯混凝土结构与内筒结

7、构间的相互作用与影响．以指导多基复合管的结构设计是有意义的。笔者基于混凝土在水化过程中收缩试验及其弹性模量测量试验，研究在混凝土凝结和养护过程中的不断收缩特性，计算分析管芯混凝土结构层与薄壁内筒结构层发生相互作用。1多基复合管内筒结构外压分析在多基复合管的管芯混凝土成型过程中，管芯混凝土将产生收缩，其收缩变形率以及弹性模量都在随时间不断变化，这使得对内筒结构的收缩性能的评估变得十分困难。传统的计算方法如有限元模拟很难实现基于弹性模量、变形量二者同时改变的模型分析[1-21；而目前对于变弹性模量结构的理论计算通常是根据弹性模量的发

8、展规律，选取一理想的固定弹性模量值从而对整体计算进行简化，这种方法需要大量的试验数据支撑，并且结果误差较难控制。为获取相对准确的理论计算结果，研究和掌握混凝土收缩和弹性模量的发展规律成为了问题的核心和关键。2混凝土收缩与弹性模量预测模型建立为了建立混凝土收缩与弹