桥塔用内养护高强度抗裂混凝土性能研究

对比了页岩陶砂、粉煤灰黏土复合陶粒、浮石粉3种内养护材料对高强度混凝土的工作性能、力学性能和早期抗裂性能的影响,并结合桥塔混凝土结构进行了抗裂性验算。结果表明:随着内养护材料掺量的增加,不同龄期混凝土的抗压强度有所降低,但降幅不大,水胶比0.24时,每种内养护材料体积掺量控制在20%以内可满足C60混凝土强度要求;掺入3种内养护材料均可显著提高混凝土的早期抗裂性能,其中浮石粉的抗裂效果最好。结合沪通长江大桥主塔(高330 m,壁厚大多超过1.5 m)混凝土结构,针对收缩与温度应力引起的开裂问题进行了有限元抗裂性能分析,结果表明,浮石粉掺量20%的低收缩混凝土拉应力在容许范围内,开裂风险小。     

CRTS Ⅱ型轨道板混凝土技术与养护制度

CRTSⅡ型轨道板生产时为提高生产效率,要求16 h左右混凝土强度达到48 MPa以上。本文分析了混凝土材料中超细水泥和特殊掺合料的影响,以满足早期强度和耐久性要求为目标,提出了以采用非缓凝型聚羧酸减水剂为提高早期强度的主要手段,由硅酸盐水泥、普通的粉煤灰和矿粉作为掺合料、普通的集料构成的Ⅱ型轨道板材料体系。研究了该材料体系下混凝土配合比设计,通过控制水胶比和用水量两种措施,提高早期强度,并对配合比提出了指导意见。讨论了覆盖养护对混凝土材料开裂的影响,提出了模板内及毛坯板存放时应采取的的养护办法。     

减水剂对混凝土收缩和裂缝的负影响

由于减水剂显著增大混凝土的早期收缩,根据我国现行外加剂收缩率比试验方法测得的结果,弱化了减水剂对收缩的影响程度。当混凝土配合比不变时,掺入减水刺增大流动性,同时也显著增大早期收缩和总收缩,特别是24h内增幅更大。当用水量减少保持坍落度相同时,掺减水剂将进一步增大早期收缩和总收缩。当水泥用量增加时,掺减水剂混凝土收缩显著增大,而对不掺减水剂的混凝土影响很小。试验用的3种不同减水剂均增大收缩,但品种之间的差异较小。减缩剂能有效降低混凝土的早期收缩和总收缩。减缩剂对掺矿粉和粉煤灰混凝土同样具有显著的减缩效果。混凝土强度等级提高,掺减水剂混凝土的早期收缩显著增大,减缩效果相应增加。减水剂的掺入使混凝土的开裂时间提前,裂缝数量显著增加．而减缩剂能使开裂时间大大延迟,裂缝数量显著减少。因此,对掺减水剂混凝土应特别加强早期施工养护,并尽可能采用纤维、减缩剂和补偿收缩剂等材料措施,才有可能推迟裂缝产生并减少裂缝。     

内养护技术对不同强度等级高性能混凝土性能的影响

使用多孔陶粒作为内养护水的引入媒介,针对铁路桥梁工程中常用的低强C30和高强C60高性能混凝土,对比研究内养护技术对高性能混凝土抗压强度、弹性模量、抗氯离子渗透性、抗早期开裂性能的影响和变化规律。结果表明:随着内养护水用量逐步增加,C30和C60高性能混凝土各龄期的抗压强度和弹性模量略有下降,但降幅不大;当陶粒掺量为20%时,C30混凝土的抗压强度和弹性模量分别下降19.5%和4.4%,而C60混凝土的抗压强度和弹性模量分别仅下降4.9%和3.8%;采用内养护技术后,混凝土的抗氯离子渗透性能明显提高,当陶粒掺量为20%时,C30和C60混凝土电通量的降幅分别达41.0%和58.5%,且C30和C60混凝土均在平板约束早期塑性开裂测试中历经48h未出现开裂,可见选择合理的内养护配合比,可以有效改善不同强度等级高性能混凝土的抗早期开裂性能,陶粒掺量过高或过低均无法达到理想的抗早期开裂效果。     

超高桥塔高强混凝土性能研究及收缩调控

研究目的:为研究沸石砂砾、粉煤灰陶砂与高吸水树脂(SAP)内养护材料对C60高强混凝土性能的影响,分析单掺及复掺内养护材料对混凝土抗压强度、内部相对湿度及自由收缩的影响规律。研究结论:(1)在单掺形式中,内养护引水量为13. 5 kg/m~3时,混凝土减缩效果及力学性能最佳;总引水量为13. 5 kg/m~3时,沸石砂砾与高吸水树脂复掺可进一步降低混凝土自由收缩,二者引水质量比为2∶1时,混凝土28 d收缩值仅为基准组混凝土的36. 1%;(2)通过不同内养护材料引水量与内部相对湿度关系、自由收缩与内部相对湿度关系,回归得到关键参数,建立内养护混凝土收缩预测模型,可实现收缩调控;(3)结合沪通长江大桥主塔大体积混凝土结构,采用MIDAS FEA软件进行混凝土早期抗裂性分析,复掺沸石砂砾和SAP内养护混凝土塔柱在温度与收缩应力共同作用下,其最易开裂部位的拉应力均小于最大容许拉应力,总体开裂风险较低;(4)本研究结果可为大体积高强混凝土应用提供参考。     

桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道早期开裂行为研究

以桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道为研究对象,基于混凝土早期性能发展基本理论,利用Ansys建立三维温度场与应力场分析模型,考虑养护方法、拆模龄期、拆模温度与钢筋直径等参数影响,对双块式无砟轨道早期开裂行为进行数值模拟。结果表明：无砟道床不同位置处混凝土主拉应力整体呈循环上升趋势;拆模前后混凝土应力时程曲线波动程度差异较大,拆模后4 h内道床混凝土主拉应力时程曲线出现明显增长。合理选用养护方式可有效降低道床板早期开裂风险;伴随着拆模龄期的延长与拆模温度的升高,拆模后无砟道床4 h内温度改变量与道床混凝土开裂风险均呈降低趋势;相同配筋率下,减小钢筋直径可降低桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道早期开裂风险。     

长沙磁浮站房饰面清水混凝土功能材料研究与应用

长沙磁浮工程榔梨车站部分外墙设计为清水饰面混凝土,混凝土要求具有整体抗渗、自清洁等性能。但是清水混凝土长期直接与自然环境接触,经受风吹、日晒、雨淋,存在混凝土表面泛碱、实体结构碳化、酸雨侵蚀、收缩开裂等问题。本文通过饰面清水混凝土功能材料应用研究,采取在新拌混凝土中内掺憎水的化学功能材料、成膜性聚合材料和聚合物内养护材料的方法,实现了混凝土的憎水性,提高了韧性,降低了混凝土本体自收缩,工程应用后,取得了理想的经济效益和社会效果。     

无砟轨道混凝土道床板多重防裂措施应用研究

无砟轨道道床板开裂已成为高速铁路建设和运营过程中经常遇到的问题.针对无砟轨道道床板现浇混凝土容易开裂的现状,结合工程实例,采取内掺养护材料、外喷高效养护剂的“内部抗裂、外部防裂”双重裂控技术,并配合新型保湿养护膜的附加防裂措施.实践证明,该方法有效解决了道床板混凝土的开裂问题,提升了无砟轨道道床板施工质量,可供同类工程借鉴.     

早期养护对高强混凝土和泵送混凝土早期裂缝控制

高强混凝土和泵送混凝土由于使用了减水剂、矿物掺合料等来提高混凝土性能,所以其早期性能有泌水量较小、初凝时间提前的特点,只有在初凝之前开始养护,有效控制混凝土表面的水分蒸发速率,才能取得良好的养护效果,因此加强早期养护是控制高强混凝土和泵送混凝土早期开裂的关键。     

严寒地区高速铁路岔区现浇道床混凝土裂缝控制技术

针对严寒地区高速铁路岔区现浇道床混凝土易开裂、冻胀粉化的问题,从混凝土配合比设计、功能材料使用、施工工艺3方面提出降低道床混凝土开裂及粉化风险的综合抗裂技术措施,并开展了室内混凝土塑性收缩试验和早期抗裂试验。结果表明:采用综合抗裂技术能够有效降低混凝土的早期收缩率,显著提升混凝土的抗裂性能。经在京沈客运专线线下双块式轨枕试验段足尺试验验证,采用综合抗裂技术施工试验段的裂缝数量减少90%,总开裂面积仅为采用常规技术施工试验段的4%。     

极旱荒漠地区无砟轨道道床板防裂措施

针对CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板现浇混凝土容易开裂的现状,结合新建兰新铁路极旱荒漠地区无砟轨道道床板的施工,总结出4种常见的道床板混凝土裂缝形式。分析了产生裂缝的主要原因,通过线外试验段选取了适宜于新建兰新铁路极旱荒漠地区无砟轨道道床板施工的最优混凝土配合比。在养护棚中制作道床板,浇筑混凝土时进行二次振捣并多次抹面,采取内掺养护材料、外喷养护剂的"内部抗裂、外部防裂"以及覆盖土工布等防裂措施,从而有效避免了道床板混凝土开裂,提高了无砟轨道道床板施工质量。     

Formtex(透水模板布在墩身施工中的应用

结合杭州湾跨海大桥墩身施工中使用的Form tex(透水模板布这一新材料,不仅改善了墩身外观质量,而且提高了养生质量,抑制裂缝的产生,提高了表层混凝土质量,延长了墩身混凝土的寿命。Form tex(透水模板布具有很好的应用前景,可以广泛地应用于各种混凝土工程中。     

新建铁路隧道二衬开裂与渗漏成因和防治措施

通过对新建铁路隧道二衬开裂和渗漏成因的分析,从合理选用外加剂和掺合料、优化混凝土配合比、采用整体式模板台车、混凝土浇筑和振捣、施工缝与变形缝的设置和处理、混凝土保护层设置、混凝土塌落度控制、混凝土拆模及养护等方面进行论述,并提出防治二衬开裂和渗漏的方法与措施。     

兰新铁路CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板混凝土抗裂技术

针对兰新铁路CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板在恶劣环境下易开裂的问题,在分析技术难点的基础上,从混凝土材料和施工两个方面提出了兰新铁路CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板混凝土抗裂技术措施。在低收缩混凝土制备方面,确定了"低胶材用量、低用水量、低坍落度和高含气量"(三低一高)的混凝土配制原则,提出了基于内养护的高抗裂混凝土制备技术,并对内养护材料的作用机制进行了详细阐述。在混凝土施工方面,提出了与结构和环境特征相适应的混凝土施工工艺、节水养护技术和温度应力释放措施。实践证明,所采取的混凝土抗裂技术效果良好。     

时速600km常导高速磁浮轨道梁预制技术研究

世界上已有的常导高速磁浮轨道梁制造过程中均采用了大型机床加工来保证其制造精度，造成了轨道梁制造成本极高，不利于磁浮技术大规模商业化应用。结合时速600 km常导高速磁浮关键技术研究课题，研究了非机加工方式预制高速磁浮轨道梁的新技术。实践表明：外模板采用了两段式脱膜，内模板顶端设置铰链，底端设置铰接连杆，解决轨道梁脱膜难的问题；将翼缘板下模板作为定子套筒的定位基准面，并通过在其侧边增设耳板，解决了磁浮功能件高精度预埋定位的难题；通过采用自密实混凝土和模板布消泡技术的应用，减少了混凝土徐变，确保了其外观质量。试制结果表明，该技术能满足轨道梁的工业化生产。     

蒸汽养护对高速铁路轨道板混凝土渗透性的影响

为探明蒸汽养护对采用水泥-矿渣粉复合胶凝材料的轨道板混凝土渗透性的影响规律,研究了不同养护条件下(蒸汽养护和标准养护)轨道板混凝土表面吸水率和抗氯离子渗透性能(6 h电通量和氯离子扩散系数),并分析了不同蒸汽养护最高恒温温度对复合胶凝材料水化程度的影响。试验结果表明:蒸汽养护能有效提高轨道板混凝土材料早期(28 d)和后期(56 d)抗水渗透能力,而对其抗氯离子渗透能力的改善作用则主要表现在早期,对混凝土后期抗氯离子渗透能力影响不明显;在对复合胶凝材料水化程度的影响方面,蒸汽养护会显著加快水泥-矿渣粉复合胶凝材料体系的水化进程,有利于提高水化产物密实度,蒸汽养护最高恒温不超过60℃对提高水泥基胶凝材料抗渗性更加有利。     

戈壁地区双块式无砟轨道混凝土应力与裂纹研究

通过混凝土裂纹观测和温度、应变监测等手段,分析戈壁极端环境下混凝土应力变化情况,研究混凝土材料、养护方式和道床板结构对道床板开裂的影响。经试验得到戈壁极端恶劣环境下,无砟轨道道床板混凝土技术可行、经济合理的防裂措施。     

李子沟特大桥超百米高墩冬期快速施工技术

在冬期寒冷地区 ,利用液压提升工作平台的外吊架设置移动暖棚 ,提高超百米空心高墩新浇筑墩身混凝土的养护温度 ,并采取“内降外保”措施减少混凝土内外温差防开裂等综合技术 ,实现连续、快速施工 ,取得良好的经济效益和社会效益。     

保湿养护膜法养护对混凝土收缩及强度影响的研究

主要研究了节水保湿养护膜在试验室和现场应用的养护效果,并对采用节水保湿养护膜及其他不同养护方法对C50混凝土收缩和强度的影响进行测试对比。试验结果表明:无需后续补水,节水保湿养护膜即可较长时间内对混凝土形成良好保湿养护效果,养护期内养护湿度大于90%。节水养护膜养护有效降低了混凝土的收缩,养护效果略优于标准养护,并且可使混凝土总收缩量有效降低。节水保湿养护膜对混凝土强度的发展历程有一定的影响,可提高早期和最终混凝土强度,其同龄期混凝土强度均高于标准养护的强度。现场应用结果显示,在没有后续补水的情况下,节水保湿养护膜与混凝土密贴良好,可使在28 d内维持混凝土表面处于湿润状态,相较于传统养护方式节省大量养护水、劳力及设备投入。     

碳素纤维布修补混凝土裂缝施工技术

混凝土档土墙出现裂缝，采用外贴碳素纤维布进行修理，加固了墙体，保证了结构的长期稳定性。