RESEARCH ON CONCRETE DURABILITY OF MULTI-PILE CAP IN WIND POWER PROJECTS UNDER A FREEZE-THAW ENVIRONMENT IN THE COAST OF NORTH CHINA
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摘要:
针对我国北方浅海地区风电工程多桩承台所耐受环境，通过模拟海洋工况，如冻融循环、氯盐溶液浸泡，并在此模拟环境作用基础上进行抗压强度试验和抗折强度试验，再结合钢筋粘结的拔出试验，探讨不同混凝土强度等级在氯盐侵蚀的情况下，分别进行不同次数的冻融循环，来对比分析各种工况对混凝土物理性能的影响。运用超声波探测技术有效地解释混凝土在冻融循环和氯离子复合作用下强度降低的劣化机理。最后，利用有限元数值模拟多桩承台的作业环境，再一次验证了冻融循环对风机承台混凝土结构的影响规律。此研究可为北方海域冻融环境较为恶劣区域的风电项目建设提供有益参考。
Abstract:The physical and engineering properties of concrete pile cap are known to be affected by the aggressive ocean environment and the freeze-thaw effects, which are commonly encountered in wind power projects in shallow waters in Northern China. In this research, compressive strength tests and flexural strength test have been carried out under simulated ocean conditions with the freeze-thaw cycles and sodium chloride solution immersion. In addition, rebar Pulling tests are performed to enhance the understanding of the impact on the bond strength of different grade of concrete due to the freeze-thaw cycles and chloride exposure. The degradation mechanism subject to the combined effect of freeze-thaw cycles and Chlorine ion are further studied using the ultrasonic testing technique. In the end, the paper presents finite element analyses conducted to model structural behavior of pile cap operating conditions. The study may provide references to wind power projects under similar operating environment in freeze-thaw waters in Northern China.
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Key words:
- frost resistance /
- wind power foundation /
- ultrasonic testing /
- numerical simulation
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表 1 混凝土配合比
Table 1. Concrete mixture design
/kg·m−3 编号 水泥 水 砂子 粗骨料 减水剂 引气剂 C30 355 149 759 1187 3.55 3.55 C40 427 150 712 1161 5.13 4.27 C50 478 153 691 1128 5.74 4.78 
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表 2 计算应力分析
Table 2. Analysis of calculation stress
混凝土强度 冻融循环/次 模拟计算最大压应力/MPa 试验强度值/MPa C30 0 16.8 33.9 150 18.1 29.2 200 18.6 25.8 250 19.7 21.6 300 21.3 18.1 350 23.2 15.6 400 24.9 13.2 C40 0 16.8 44.7 150 17.6 40.1 200 18.6 37.3 250 19.8 33.2 300 21.4 29.6 350 22.1 26.4 400 22.7 24.2 C50 0 16.8 54.6 150 17.5 51.3 200 18.2 48.8 250 18.9 45.7 300 19.7 42.6 350 20.1 40.1 400 20.6 38.3
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图(12)
表(2)
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