Control of cracking and leakage due to shrinkage and temperature effects in structures using ECC and GFRP materials

控制使用 ECC 和 GFRP 材料的结构中因收缩和温度影响而导致的开裂和泄漏

基本信息

  • 批准号:
    538053-2019
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.82万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2019-01-01 至 2020-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Restrained temperature and shrinkage strains are one of the major reasons for cracking in reinforced concrete structures. Such effect can cause serviceability problems which is of particular significance in the structural design of lifeline facilities such as liquid continuing structures and nuclear power plants. The prediction and control of crack widths in reinforced concrete structures made of normal concrete has been the subject of research for many years. However, there is still a lack of consensus on the design of reinforcement in base-restrained walls for crack control. The need for such study is even more for structures made of advanced materials such as ECC and GFRP. This study aims to investigate this matter through several experimental and analytical case studies. Three large-scale reinforced wall specimens with different materials and mix compositions will be casted, properly cured, and tested to determine how different types of material can affect the cracking pattern, the crack opening, and the strain profile produced by shrinkage and thermal effects. There are two main issues to be addressed through this study: 1) the width and pattern of temperature and shrinkage cracking in ECC and FRP-reinforced walls as compared to the customary normal concrete walls typically used in today's practice, 2) cracking due to thermal effects derived from two main factors - seasonal temperature variations and early-age thermal contraction. The goal is to contribute to the improvement of concrete technology and to provide engineers with practical design guidelines. The main objective is to study the potential improvements in cracking behavior of base-restrained walls using newly developed materials such as ECC and GFRP to withstand extreme weather conditions, similar to those encountered in Canada. In this relation, it is proposed that the time-dependent effects due to shrinkage and temperature change be induced in specimens made of different materials and the development of cracking in them be monitored and examined over time.
约束温度和收缩应变是钢筋混凝土结构开裂的主要原因之一。这种效应会引起适用性问题,这在液体连续结构和核电站等生命线设施的结构设计中具有特别重要的意义。普通混凝土钢筋混凝土结构裂缝宽度的预测和控制多年来一直是研究的主题。然而,对于用于控制裂缝的基础约束墙的加固设计仍然缺乏共识。对于ECC和GFRP等先进材料制成的结构更需要这样的研究。本研究旨在通过几个实验和分析案例研究来调查这个问题。将铸造、适当固化和测试三个具有不同材料和混合成分的大型加固墙样本,以确定不同类型的材料如何影响裂缝模式、裂缝张开以及收缩和热效应产生的应变分布。通过这项研究有两个主要问题需要解决:1)与当今实践中通常使用的常规混凝土墙相比,ECC 和 FRP 增强墙的温度和收缩裂缝的宽度和模式,2)由于热引起的裂缝影响源自两个主要因素——季节性温度变化和早期热收缩。目标是为混凝土技术的改进做出贡献,并为工程师提供实用的设计指南。主要目标是研究使用 ECC 和 GFRP 等新开发的材料来改善基础限制墙的开裂行为,以承受类似于加拿大遇到的极端天气条件。在这种关系中,建议在由不同材料制成的样本中引入由于收缩和温度变化而引起的随时间变化的效应,并随着时间的推移监测和检查它们中裂纹的发展。

项目成果

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