极端温度对混凝土结构力学特性影响机制研究

摘  要

本文系统探讨了混凝土结构在不同温度环境下的力学特性变化机制。首先概述了混凝土结构的基本组成与力学行为基础，以及其在常规环境下的表现。随后，重点分析了高温对混凝土结构力学特性的影响，包括水分蒸发导致的孔隙率增大、化学反应加速与相变、热应力引发的开裂现象，以及弹性模量与变形能力的变化。接着，本文研究了低温条件下混凝土结构力学特性的变化，如水泥水化反应速度减缓、水分结冰引起的体积膨胀、低温导致的初凝时间延长，以及混凝土表面泌水等问题。这些研究不仅深化了对混凝土结构在不同温度环境下力学行为的理解，也为优化混凝土结构设计、提高结构耐久性和安全性提供了重要参考，对于推动土木工程学科的发展具有重要意义。

关键词：极端温度;混凝土结构;力学特性


Abstract

This paper systematically discusses the mechanical characteristic change mechanism of concrete structure under different temperature environment. First, the basic composition and mechanical behavior of the concrete structure and its performance in the conventional environment. Subsequently, the influence of high temperature on the mechanical characteristics of concrete structure, including the increase of porosity caused by water evaporation, the acceleration and phase transition, the cracking phenomenon caused by thermal stress, and the change of elastic modulus and deformation ability. Then, this paper studies the changes of mechanical characteristics of concrete structure under low temperature, such as the deceleration of cement hydration reaction, the volume expansion caused by moisture icing, the extension of initial setting time caused by low temperature, and the bleeding of concrete surface. These studies not only deepen the understanding of the mechanical behavior of concrete structure in different temperature environments, but also provide an important reference for optimizing the design of concrete structure and improving the durability and safety of the structure, which is of great significance for promoting the development of civil engineering discipline.

Keywords：Extreme temperature; concrete structure; mechanical properties


目  录
引  言 1
第一章 极端温度环境概述 2
1.1 极端温度环境的定义 2
1.2 极端温度环境的分类 2
1.3 极端温度环境的关键特征 3
第二章 混凝土结构的基本特性 4
2.1 混凝土的组成 4
2.2 混凝土的力学行为基础 4
2.3 混凝土结构在常规环境下的表现 5
第三章 高温对混凝土结构力学特性的影响机制 6
3.1 水分蒸发与孔隙率增大 6
3.2 化学反应加速与相变 6
3.3 热应力与开裂 7
3.4 弹性模量与变形能力变化 8
第四章 低温对混凝土结构力学特性的影响机制 9
4.1 水泥水化反应速度减缓 9
4.2 水分结冰引起的体积膨胀 10
4.3 低温延长混凝土的初凝时间 10
4.4 混凝土表面泌水 11
结  论 12
参考文献 13
致  谢 14