文摘

在这个研究的时代概念,为了模拟热处理强度发展砂混凝土与普通混凝土在不同温度相比,35岁,55岁和70°C,验证仿真结果与我们的实验结果。砂混凝土是混凝土较低或没有粗骨料用量;它是用来实现瘦元素作为小型预制预应力梁,在注入混凝土或地区砂在额外的数量和贫穷的粗骨料。这个混凝土主要由砂、填料、强塑剂、水和水泥。结果表明,普通混凝土的模拟是可以接受的误差低于20%。但砂混凝土的错误是相当大的。这个错误是由于大强塑剂用量,修改砂混凝土的硬化;阿伦尼乌斯最入渗参数法是明显的激活能量,寻找活化能的值使最好的模拟;两条曲线的叠加使用不同的温度和强塑剂用量4%,几个活化能的值,15、20、25、30×10千卡。仿真成为改善与足够的活化能值。

1。介绍

众所周知,有一个温度和混凝土的特性之间的关系,这就是为什么许多研究人员研究了基于温度的混凝土强度发展历史,然后是成熟的术语(1在混凝土工业领域。它已经表明,水泥水化反应的发展作为时间的函数,表示在产生热量和等温固化温度(20、60和80°C),有精致的曲线2),确认放热阶段独立变量系统行为(温度和时间)2]。

在这些结果的基础上,从短期来看,假设等温条件下,抗压强度发展曲线()也优雅的曲线。然后,从一个曲线转移到另一个只是时间乘以一个常数;因此 在哪里和等温固化温度,是相对恒定的,然后呢和是时间。

如果混凝土的强度发展可以被认为是独立变量系统(时间/温度),成熟的混凝土在实际年龄()暴露于温度历史可以表达的一个等价的年龄()确定固定的参考温度(): 提出了几个函数表达混凝土成熟度;最常用的功能是阿伦尼乌斯法律,反映水泥水化热激活的化学反应如下: 在哪里为每个状态的反应是恒定的,是一样的年龄,完美的气体,是恒定的绝对温度,是激活的能量。

和反应进度的状态有两个不同的温度和, 如果在等温条件下水化程度发展的曲线在20°C (293 K),水化程度发展的曲线可以计算出任何使用温度比例(4)。根据先前的研究[2),链接的关系相对强度(:抗压强度天/在28天抗压强度)和水化程度是相同的任何温度,在那里你可以获得任何温度下强度发展曲线。

接下来,问题是计算等效的年龄,这是治疗所需的时间在20°C到产生相同的强度(关系(5));在这种情况下,强度发展曲线函数等价的年龄是独立于温度;然后 在哪里是温度(°C)。

因此,相同年龄的概念使得任何温度的估算混凝土强度发展的历史,如果力量发展20°C。在这个研究中,相同年龄的概念应用于计算砂的强度发展混凝土与普通混凝土相比,不同固化温度,35岁,55岁和70°C。

砂混凝土被认为是细石混凝土,微混凝土,或特殊的混凝土,颗粒分布不同于普通混凝土(3),他们往往包含大量的沙子(河流、海洋、压碎或沙丘砂),添加,外加剂(强塑剂)和水泥,如果必要的少量的砾石。砂混凝土用于贫穷的粗骨料或,当砂在额外的数量。

2。材料和方法

2.1。材料和混凝土混合物

摘要砂混凝土是由碎石灰岩砂(通常不用于钢筋混凝土,由于高比例的微粒),少量的粗骨料(粗骨料砂比小于0.7),和强塑剂(SFR®GRANITEX)。普通混凝土是由海砂和粗骨料。在这两种类型的混凝土,使用水泥CEM-II 42.5。

分级使用砂和粗骨料的总结表1。

混合砂混凝土和普通混凝土在表中做了总结2。适合混合配方的方法被用于每种类型的混凝土(2,3),具体的准备,倒,治愈,守恒及其特征测量根据nfp18 - 403(具体属性确定科学研究)4]。混凝土的混合给塑性混凝土,与流测试的值在50 - 90%之间,与水/水泥比率约为0.5和25 MPa最低28天抗压强度。

立方金属模具7×7×7厘米³被用来研究两种混凝土强度发展。一天的测试,24标本(7×7×7厘米³)准备/混合(据表2烤箱(图)和热处理1);汲取力量发展曲线至少三个标本测试每点,三个或四个点在早期的年龄一天(这取决于温度的治疗),和两个点7点28天的年龄。标本被塑料薄膜覆盖(为了防止过多的水蒸发)。在热处理之前,混凝土必须经过环境温度在一个半小时(避免热冲击),烤箱和热电偶用于热处理和监控混凝土的温度,如图1。最终热处理,关掉烤箱,和里面的标本住,为了缓慢冷却,以避免热冲击,从而降低混凝土的力学性能从长远来看,最后标本保存在一个水池在25°C热处理结束后。

3所示。数值模拟

模拟热处理混凝土抗压强度发展的程序使用MS Excel软件,使用CERIB模型(5),这就需要以下步骤。

3.1。相同年龄的计算

计算等效年龄以下步骤是必要的。

(1)分工具体的真实年龄。混凝土的真实年龄的时间间隔一个小时(h)如图2。

(2)分工 值。使用CERIB模型(5),取决于所使用的温度和强度水泥如下: 在哪里混凝土强度(MPa)在2天。混凝土温度(°C)。

(3)计算等效的年龄。同等年龄的计算使用以下:

3.2。参考曲线

构造基于实验室测试,参考曲线描述了混凝土的强度发展20°C。

3.3。强度计算

投影的相对强度计算的等效年龄参考曲线。为此,使用跟踪功能(关联数据的曲线3和4)。

(1)普通混凝土。考虑

(2)砂混凝土。考虑 最后,混凝土强度等于乘法相对强度的混凝土强度在28天。

4所示。讨论

4.1。普通混凝土

一些研究人员已经证实的适用性的阿伦尼乌斯法模拟混凝土强度发展,与可接受的结果对不同温度和平均误差小于20%6),7% (7),27% (8),在这项研究中(表确认3,数据6,8,10)普通混凝土,尤其是在短期和长期的;有个微小的区别,在中期内,这可能是由于等同时代的投影曲线上的参考,通过使用一个负指数函数(超出了仿真的范围)。

4.2。砂混凝土

与普通混凝土仿真结果相反,如图5,7,9和表3,砂混凝土的结果并不相同的精度;仿真和实验结果之间的误差超过100%(表3)。这个重大的错误可能是由于高剂量的强塑剂(作为缓凝剂)和/或石灰石添加(9];这两个组件影响水化热;因此开发强度(10],先前的研究[11,12),由等效的概念和建模的年龄,在特殊的情况下混凝土(HPC)强塑剂和scm,修改了modelisation通过改变的价值明显的能量激活为了最小化误差的仿真。在这项研究中,有必要调整模拟砂混凝土。

4.3。调整模拟砂混凝土强度发展

如上所述,这个错误是重要的模拟砂混凝土的强度发展使用等价的年龄概念;这是由于强塑剂和矿物质之外,改变混凝土硬化,这并不反映在系数计算公式(5),仅基于水泥强度两天()。表观活化能的值在这个模型是在普通混凝土的基础上,没有化学和矿物掺合料。

在模拟计算函数值的水泥强度和温度历史(方程(2天7阿伦尼乌斯的),这是一个修改法律不使用表观活化能的值;这是适用于普通混凝土。的调整模拟砂的情况下,的价值重新计算使用初始阿伦尼乌斯法(方程(3))。

4.4。等效计算年龄

考虑以下:(我)真正的分工的具体年龄间隔一小时(图1),(2)计算系数,这取决于温度和表观活化能的历史,根据阿伦尼乌斯法律,如下: 在哪里是表观活化能(J·摩尔⁻¹)。 理想气体常数,等于8.314 (J·摩尔⁻¹·K⁻¹)。 混凝土温度(°C)。

使用了不同的表观活化能值(12×10⁴16×10⁴25×10⁴,30×10⁴,35×10⁴卡尔)。为下一个步骤,它们是不变。

数据11,12,13和表4显示模拟抗压强度发展是改善与第一个模拟相比,亲戚的调整模拟错误降低到接近20%,当激活的明显的能量等于16·10⁴卡尔和30·10⁴卡尔在热处理温度下,分别35 - 55°C。

一篇论文(13)使用成熟的方法来估计混凝土强度包括外加剂(特别强塑剂)和scm(粉煤灰、高炉、火山灰、…)提出了常量值的能量激活调整模型。其他作者(14)发现表观活化能测定根据ASTM C1074,发现近似线性变化。其他作者(15)提出了一个模型,表观活化能作为温度的非线性函数和年龄。进一步的研究是必要的冲突。

5。结论

同等年龄的概念使用普通混凝土的阿伦尼乌斯法给出了可接受的结果,误差约为20%,但是需要模型修改的砂混凝土的误差是非常可观的,特别是造成使用高剂量的强塑剂和酸橙,修改的具体特征。仿真是重复与几个活化能的值;活化能的值,给最好的结果在16和25·10之间⁴卡尔。活化能的值的估计使用掺合料的混凝土和/或scm,作者在冲突,一些常数,而其他人觉得改变线性和其他非线性的。进一步调查研究必须明确这一点。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。