低温作用下混凝土抗拉性能的试验研究

为了研究低温冷冻作用对混凝土抗拉性能的影响,本文通过试验,测定不同温度作用后混凝土各龄期的抗拉强度、抗拉弹性模量和抗拉峰值应变。试验结果表明,混凝土各龄期的抗拉强度和抗拉弹性模量都随着温度的降低逐渐增大,而抗拉峰值应伴随着温度的降低逐渐减小;相同温度下,随着龄期的延长,抗拉强度、抗拉弹性模量和抗拉峰值应变都逐渐增大,其中14d之前抗拉强度的增长趋势较明显,而14d之后抗拉强度的增长趋势较缓慢。     

水泥混凝土路面断板原因分析及其防治

水泥混凝土浇筑时，温度对混凝土板的收缩有着直接的影响。水泥的水化过程是一个放热过程，在混凝土硬化过程中释放大量热能，导致温度每上升1℃，每延长米混凝土膨胀0．01mm。这种温度变形对大面积板块极为不利，在混凝土内部产生显的体积膨胀，而板面温度随着晚上气温降低、湿水养护而冷却收缩，产生很大的拉应力。由于受到已有基层或已硬化基层混凝土的约束力，当外部混凝土的受拉应力一旦超过混凝土当时的极限抗拉强度时，板块就会在产生裂缝后横向断裂。     

高速铁路简支箱梁的温差控制

针对高速铁路简支箱梁施工过程因混凝土内外温差过大出现温度裂缝的问题,提出了箱梁预应力孔道通水和内腔通风的温差控制措施.确定了混凝土温度应力场仿真参数的取值,并通过温度场仿真结果与试验结果的对比,验证了参数取值的准确性.对自然养护状态下和温度控制措施下简支箱梁温度应力场进行仿真分析的结果表明：通过温差控制措施,简支箱梁混凝土的最大压应力由支点截面段的2.77 MPa降至跨中截面段的2.21 MPa,最大拉应力由支点截面段的1.255 MPa降至跨中截面段的1.00 MPa,从而有效控制温度裂缝的产生.我国规范规定的15℃的温差限值显得过于严格,可放宽至20℃.     

一年龄期内超高泵送SCC力学性能时变研究

为揭示施工龄期内超高层建筑泵送自密实混凝土（SCC）轴心抗压强度、弹性模量以及劈裂抗拉强度等力学性能的时变规律，提供超高层建筑施工阶段力学性能分析的基础依据，依托某一超400 m高层建筑泵送SCC制作了120个试件，包括96个圆柱体件和24个立方体试件，并对其进行了不同时间龄期的力学性能测试，获取了超高层建筑泵送SCC的应力-应变曲线，提出了各力学性能指标时变及关系计算公式. 研究结果表明:超高层建筑泵送SCC在免振条件下具有良好的密实性；随着龄期的增长，超高层建筑泵送SCC的峰值应力增大，且其峰值应变显著大于普通混凝土的；早期14 d内为各项性能增长的关键阶段，弹性模量在90 d后趋于稳定，而轴心抗压强度和劈裂抗拉强度在28 d后仍有大幅增长；龄期T ≤ 60 d时，超高层建筑泵送SCC的轴压刚度随龄期增长呈增大趋势，而相对韧性则呈减小趋势，龄期T > 60 d时，二者均变化较小趋于稳定；超高层建筑泵送SCC强度的提高能增快早期性能的发展，且能增大轴压刚度和相对韧性；提出的各力学性能指标时变计算公式能为超高层建筑泵送SCC的力学性能预测与评估提供可靠依据.      

大体积混凝土浇筑温度裂缝的控制

大体积混凝土施工容易产生温度裂缝,为了保证工程质量,避免温度裂,关键在于使混凝土内部与表面温差小于25℃或降低温度应力,提高混凝土的抗拉强度。本文介绍了阜新市人防工程大体积混凝土底板施工中所进行的温度裂缝预测以及采取的一系列施工技术措施。     

聚乙烯醇掺量对桥面铺装混凝土性能的影响

为研究聚乙烯醇掺量对桥面铺装混凝土性能的影响,对比分析不同聚乙烯醇掺量的桥面铺装混凝土的坍落度、不同养护龄期下的力学性能、收缩性能及28 d龄期的抗渗性能。研究结果表明:适量的聚乙烯醇可提高桥面铺装混凝土的坍落度;随着聚乙烯醇掺量的增加,混凝土的抗压强度和抗弯拉强度先增加后降低,收缩性能先降低,在养护后期趋于稳定,抗渗性能显著提升。综合考虑聚乙烯醇掺量对桥面铺装混凝土性能的影响以及工程造价,推荐聚乙烯醇在桥面铺装混凝土中的最佳掺量为水泥质量的1.0%。     

粗集料UHPC收缩与力学性能

为降低超高性能混凝土(UHPC)收缩和开裂风险, 进行了5组不同粗集料掺量(质量分数分别为0、12.5%、22.5%、32.5%和42.5%)的UHPC的自收缩、基本材性(抗压强度、抗拉强度和弹性模量)、集料级配和圆环约束收缩等试验, 分析了粗集料掺量和集料级配对UHPC自收缩和基本材性的影响, 并采用提出的收缩开裂应力相对差值评价粗集料的掺入对UHPC收缩开裂的影响; 进行了有、无粗集料UHPC在圆环约束下的开裂性能试验与对比分析, 验证粗集料掺入对减小UHPC收缩开裂的有效性, 并给出UHPC中粗集料掺量和最大粒径限制的建议。研究结果表明: 随着粗集料掺量的增加, UHPC早期自收缩量降低, 最大降幅近20%;粗集料对UHPC的弹性模量、抗压强度和抗拉强度等的影响程度与其掺量和级配有关, 当粗集料掺量为22.5%时, 其级配曲线几乎全部处于富勒氏与泰勃特曲线范围内, 是5组材料中堆积最紧密的一组, 对UHPC弹性模量与抗压强度提高最为显著, 对抗拉强度的降低幅度影响最小; 当粗集料掺量为22.5%时, UHPC收缩开裂应力相对差值最大为1.31 MPa, 为试验中的最合理掺量, 可有效降低收缩开裂风险; 与未掺粗集料的UHPC相比, 圆环约束下掺有22.5%粗集料的UHPC的残余应力与拉应力水平分别降低15.8%和14.7%, 其抗裂性能得到提高; 建议对粗集料UHPC进行紧密堆积设计以获得尽可能优的材性, 对掺有长度为12~20 mm钢纤维的UHPC, 其集料的最大粒径可放宽至9.5 mm。      

公路工程聚合物水泥基材料的耐久性能

为了分析聚合物乳液改性水泥基材料在公路工程中的耐久性能,通过粘结试样的劈裂强度试验研究改性水泥砂浆的粘结性能;通过在道端式硬度仪上进行磨耗试验研究改性水泥砂浆的耐磨性能;通过在不同酸性溶液浸泡后抗压强度试验研究改性水泥砂浆的耐腐蚀性能;通过温度和湿度收缩试验研究改性水泥基材料的收缩系数;通过渗透性试验研究改性水泥混凝土的抗渗性;通过冻融循环试验研究改性水泥混凝土的抗冻性。研究结果表明,与普通水泥砂浆相比,经聚合物改性后水泥砂浆的粘结性能、耐磨性能和耐腐蚀性能得到明显提高,温度收缩系数有所降低;与普通水泥混凝土相比,经聚合物改性后水泥混凝土的抗渗性、抗冻性、抗干缩收缩性能得到明显提高,在温度区间-20．1～0．0℃上的平均温度收缩系数明显降低,在温度区间-20．1～22．8℃上的平均温度收缩系数也有所降低。改性水泥砂浆和水泥混凝土的各项性能除砂浆粘结强度外均有随聚灰比的增加耐久性能改性效果更明显的趋势。     

-3℃养护下灌注桩引气混凝土抗压强度及抗冻性研究

以兰新铁路桥涵冻土层中灌注桩混凝土为背景,在持续-3℃养护下进行了不同引气剂掺量混凝土的抗压强度和冻融循环试验,测试了引气混凝土抗压强度与抗冻性能随时间的变化及孔结构的分布规律,并结合标准养护引气混凝土的抗压强度及冻融循环试验,进行对比分析.结果表明:随着含气量的增加,混凝土抗压强度降低,混凝土抗冻性先增强后减弱,混凝土中气泡间距系数持续减小,龄期28d时,混凝土气泡弦长逐渐增大,龄期84d时,混凝土气泡弦长先减小后增大;在持续负温养护下混凝土的抗压强度要养护更长时间才能达到标养下混凝土的抗压强度;受强度因素的制约,含气量存在一个使得混凝土抗冻性能最优的合理范围.     

基于抗高温的纤维混凝土强度特性研究

为了研究纤维混凝土经高温作用后的力学性能,通过试验研究了温度对聚丙烯纤维混凝土和钢纤维混凝土抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响,并与素混凝土作对比。试验结果表明,随温度的升高,混凝土强度逐渐降低,强度损失率逐渐增大,其中当温度超过600℃时强度损失率大幅增加;各温度下,钢纤维混凝土的强度远大于聚丙烯纤维混凝土,其对混凝土强度的改善作用显著,而聚丙烯纤维混凝土的强度虽然大于素混凝土,但当温度超过600℃后两者相差不大,此时聚丙烯纤维对混凝土强度的改善作用很小。     

膨胀剂对CA砂浆依时变形特性的影响

为保持板式轨道关键弹性垫层CA（cement asphalt）砂浆的体积稳定性,研究了膨胀剂种类、掺量和养护湿度对CA砂浆依时变形特性的影响．结果表明,铝粉作膨胀剂时,CA砂浆在0—12h内膨胀,16h后收缩,铝粉掺量对其硬化后变形基本无影响．U型膨胀剂对CA砂浆12h内的收缩补偿作用较小,20h后体积产生明显膨胀,7d时膨胀率最大,后收缩,且其收缩率随膨胀剂掺量增加而降低．复掺铝粉和U型膨胀剂的CA砂浆7d时膨胀率达到最大,后收缩,收缩率随养护湿度增大而减小,介于0．035％0～0．100％o之间．M型膨胀剂能明显地降低CA砂浆的后期收缩,180d龄期收缩率降低0．16％o以上．     

高模量PVA纤维混凝土早期收缩及抗拉试验研究

为减少或消除混凝土早期塑性收缩开裂,在常用的控制混凝土裂缝方法的基础上,探讨了添加PVA纤维控制混凝土裂纹的可行性。采用平板法塑性收缩试验和劈裂抗拉试验,对比研究了直径为14μm的,不同掺量的高模量PVA纤维混凝土抗收缩性能。研究结果表明:当PVA纤维体积掺量为0.6%时,可消除早期塑性收缩裂纹,提高混凝土的抗拉强度。     

预应力混凝土箱形渡槽日照温度应力分析

阐述了箱形渡槽温度应力产生的原因,根据箱形渡槽的温度边界特点,给出了箱形渡槽日照温差分布形式;并将箱身温度应力分成非线性温差自约束应力和约束应力两部分.通过对某渡槽的计算表明:日照作用下混凝土箱形渡槽槽身外表面将产生可观的温度应力,会导致槽身混凝土出现裂缝,在设计中应配置适当的温度钢筋.     

极端大温差、干旱戈壁地区桥墩养护方法研究

针对兰新铁路第二双线沿线大温差、戈壁地区恶劣的气候环境,论证了桥墩采取特殊保温养护措施的必要性,并对常用保温材料及提出的橡塑板保温材料进行机理分析、数值计算、应用实例论证,最终选择保温性能良好的柔性保温绝热橡塑板,并辅以土工布保湿进行养护.根据理论及模拟计算确定的保温材料,对比两种具有代表性的养护方式(土工布+橡塑板包裹、塑料布+棉布+彩条布包裹)对桥墩温差及温度应力的影响,结合室内和现场试验,结果表明:常规的养护方式难以满足要求,通过橡塑板保温材料的应用,可以把桥墩水化热里表温差控制在20℃规范要求内,保证混凝土不因里表温差过大,而导致混凝土桥墩开裂.根据研究成果,提出了现场桥墩养护的指导性意见.大温差、干旱戈壁地区桥墩保温养护试验研究为兰新铁路第二双线桥墩养护提供了理论支持和实践经验,也提出了一种橡塑板包裹养护桥墩的新方法.     

立式预制混凝土拱肋施工期温度及收缩裂缝问题研究

以某系杆拱桥施工过程中立式预制混凝土拱肋开裂的工程实例为背景,采用理论计算分析,推导了混凝土拱肋温度及收缩应力计算公式,分析了混凝土拱肋在施工期应力变化情况,同时也采用有限元软件建立混凝土拱肋的有限元模型,并将有限元计算结果与理论计算结果进行了对比。研究表明,拱肋受到胎膜的连续约束,在季节性温差及混凝土自身收缩作用下的温度及收缩应力是导致拱肋开裂的主要原因。研究结论对混凝土桥梁预制构件的裂缝防治有一定的意义,同时本文的计算方法可以适用于其他类似结构施工期的开裂分析。     

混凝土箱形渡槽日照温度场及纵向温度应力研究

根据混凝土箱形渡槽的温度边界特点,给出了箱形渡槽日照温差二次曲线分布形式;针对该日照温度梯度模式,按照温度自约束应力的平衡特点和等效线性化的原则,导出了混凝土箱形渡槽的温度应力的计算公式．对某渡槽的计算表明：日照作用下混凝土连续梁葙形渡槽沿槽身高度方向会产生较大的温差,在非线性温度梯度作用下中跨截面下缘和腹板区域将产生较大的拉应力,会降低截面抗裂性,应加强纵向预应力钢筋,提高其抗裂能力．     

寒区沥青混合料弯拉特性研究

结合寒冷地区年平均气温低、大温差等气候特点,采用室内弯曲试验,研究温度、公称最大粒径、沥青种类、油石比对沥青混合料弯拉性能的影响及其作用规律。研究结果表明,在五种试验温度下,抗弯拉强度曲线存在两个关键点温度,-10℃和15℃;在低温情况下,两种公称最大粒径相比,AC-13的劈裂强度较AC-16大;在6.0%～7.0%之间存在对应于抗弯拉强度达到最大值时的油石比;SBR改性沥青混合料低温性能优势明显。     

钢纤维增强再生混凝土力学及收缩性能试验研究

以钢纤维掺量(0%、0.5%、1%、1.5%、2%)和再生粗骨料替代率(0、30%、40%、50%)为控制变量,以立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及干燥收缩变形为指标,研究了钢纤维掺量对不同再生粗骨料取代率混凝土的力学及收缩性能影响规律。研究结果表明:①再生混凝土的力学强度整体上随着再生粗骨料的增加逐渐降低,而干燥收缩则随之逐渐增大;②适量的钢纤维可提升再生混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度,还能抑制再生混凝土的干燥收缩;③钢纤维过量会导致再生混凝土的强度及收缩性能下降;④钢纤维的合理掺量为1.5%左右,在再生粗骨料取代率低于40%的混凝土中掺入钢纤维,能够得到大致与普通混凝土相似的强度及收缩水平。     

粉煤灰-矿渣双掺对混凝土绝热温升、干缩及徐变影响研究

以佛山市富龙西江特大桥超大体积承台项目为依托,通过绝热温升试验和干缩试验,对比分析不同水胶比、不同粉煤灰-矿渣双掺量对混凝土绝热温升及干缩性能影响.结果表明:粉煤灰-矿渣双掺对混凝土绝热温升与干缩性能影响显著,随双掺量提高,混凝土28 d最大温升降低,且随水胶比增大其影响略微减弱;随双掺量提高,混凝土各龄期的干燥收缩减少,且随龄期增长,各掺量对干燥收缩抑制效果减弱;粉煤灰-矿渣双掺可以抑制混凝土徐变,双掺量达30％的混凝土徐变抑制效果最佳.     

钢-混凝土组合梁温度效应的解析解

针对考虑和不考虑界面滑移2种情况,在任意温度分布作用下,推导了钢-混凝土组合梁界面剪力、相对滑移和温度应力理论计算公式,采用有限元模拟对考虑界面滑移的公式进行了验证,并在钢-混凝土温差模式(模式1)、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)温差模式(模式2)和英国规范BS5400温差模式(模式3)下,对比了温度效应的计算结果。分析结果表明:采用考虑界面滑移的剪力理论公式计算出的组合梁界面剪力分布与有限元计算结果规律一致,3种模式下剪力最大偏差分别为1.15%、2.65%和3.41%;组合梁界面剪力服从双曲余弦函数分布,界面滑移服从双曲正弦函数分布;不考虑滑移与考虑滑移计算得到的界面最大剪力基本相等,最大偏差仅为1.22%;组合梁跨中温度应力计算值的最大偏差小于1%,但组合梁端部温度应力计算值偏差较大,模式3温差为20℃时,考虑滑移时的混凝土底部温度拉应力为不考虑滑移时的1.9倍;组合梁的界面温度效应与温差成线性关系,斜率与温度分布模式有关,模式1的界面剪力、界面剪应力和界面滑移的变化速率最大,分别为9.138kN·℃-1、0.067MPa·℃-1和5.263×10-3 mm·℃-1;温差为30℃时,模式1的界面剪力、界面剪应力和界面滑移变化速率均为模式3的3倍以上,因此,不考虑钢梁温度梯度会使组合梁界面剪力、相对滑移与温度应力计算结果产生偏差,且偏差会随温差的增大而增大。