超高性能混凝土双阶段收缩调控技术研究

开展单掺矿物膨胀剂或塑性膨胀剂对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)工作性、抗压强度和自收缩规律的试验研究，并在此基础上将矿物膨胀剂和塑性膨胀剂进行双掺，研究对UHPC早龄期的收缩补偿效果。试验结果表明，单掺适量的矿物膨胀剂可显著降低UHPC硬化后的自收缩，氧化镁类和CSA复合膨胀剂对抗压强度影响较小，氧化钙类和HCSA复合膨胀剂略微降低了28 d抗压强度；单掺塑性膨胀剂对UHPC扩展度和初凝时间基本无影响，可有效抑制UHPC塑性阶段的收缩，但对28 d抗压强度有不利影响；双掺0.03%CP2塑性膨胀剂与5%的CSA复合膨胀剂时，UHPC塑性收缩降低77%,28 d自收缩为414×10^-6(降低26%),28 d抗压强度为107 MPa(降低13%),强度略低于两者单掺。混凝土早期开裂试验和环约束试验表明调控后的UHPC抗裂性能较好。     

超高性能混凝土的收缩特性试验研究

为了研究超高性能混凝土的收缩特性以及膨胀剂对超高性能混凝土收缩的影响,在实验室制备了未掺膨胀剂和掺膨胀剂2种超高性能混凝土,依据相关规范进行力学性能、自收缩和干燥收缩性能试验,分析2种超高性能混凝土自收缩和干燥收缩的变化规律。试验结果表明:2种混凝土都具有超高的工作性能和力学性能;超高性能混凝土早期自收缩发展迅猛,自初凝时间起的20h内自收缩发展较快,20h后自收缩增长变缓,掺加膨胀剂后自收缩变化趋势相同,但自收缩减小;超高性能混凝土长龄期干燥收缩能较快趋于稳定,且在数值上远小于自收缩,90d的干燥收缩仅为3d自收缩的14.3%,膨胀剂对干燥收缩有不利影响。     

增粘剂对大流动性轻骨料混凝土性能影响研究

增粘剂的采用是保证大流动性轻骨料混凝土具有优良性能的关键。针对不同增粘剂掺量对大流动性轻骨料混凝土性能的不同影响,采用改进L-800混凝土拌和物流变性能测定仪和自行设计的圆筒法研究了不同增粘剂掺量对混凝土工作性能的影响;按照普通混凝土力学和耐久性能试验方法,测定了不同增粘剂掺量对混凝土力学性能和干缩性能的影响。结果表明,掺入0.02%~0.03%的增粘剂,在不减少混凝土拌和物流动性的前提下,增大其塑性粘度,改善混凝土的工作性能,保证拌和物匀质成型;掺量为0.02%~0.03%,所测混凝土力学指标值不同程度增大,掺量大于0.04%,各指标值下降;增粘剂用量为0.03%时,混凝土干缩值最小,相同增粘剂掺量的混凝土初期干缩先变小后变大,后期增大。     

碳纤维对自密实混凝土性能的影响及其微观机理分析

研究了碳纤维体积掺量和水胶比对自密实混凝土工作性能、力学性能和抗氯离子侵蚀性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)对碳纤维自密实混凝土微观性能进行了分析。结果表明:碳纤维掺量增大和水胶比减小会使拌和物的流动性降低,但仍符合GJ/T 283-2012《自密实混凝土应用技术规程》的要求。当其掺量不高于0.6%时,碳纤维在浆体中分散均匀,可有效限制自密实混凝土中微裂纹的扩展,改善断裂韧性,提高劈裂抗拉强度,并增强抗氯离子侵蚀性能,但会在一定程度上降低其抗压强度。当W/B=0.36,碳纤维体积掺量为0.2%时,其劈裂抗拉强度和抗氯离子侵蚀性能比对照组分别提升了10.5%和14.8%,综合性能最佳。     

基于HCSA的膨胀混凝土制备及其在微膨胀自密实钢管柱混凝土的应用研究

钢管柱混凝土与普通混凝土墩柱相比较而言,钢管对混凝土的环向约束作用以及钢管和混凝土材料共同受力,能够显著提高结构力学性能,在大跨度桥梁和超高层结构中得到很好应用。对于钢管柱混凝土,如何提高柱内混凝土密实度,增大有效截面面积是钢管柱混凝土浇筑的关键问题。从自密实钢管混凝土膨胀剂的角度出发,研究了不同HCSA掺量下C50微膨胀自密实钢管混凝土的抗压特性和收缩特性,认为当HCSA掺量为8%时,钢管混凝土抗压性能提高最大,且混凝土收缩也接近最小。在某桥梁工程实际应用中检验了HCSA微膨胀剂的膨胀作用,工程应用达到预期效果。     

清水自密实混凝土工作性能影响因素的研究

将流动性和间隙通过性作为评价新拌清水自密实混凝土工作性能的指标,文中研究了各种掺量对其工作性能的影响。结果表明,当10～20mm和5～10mm的粗集料混合比例为7∶3时最佳;工作性能随着粗集料体积率的上升而下降;随着砂体积率和矿物掺合料的增加,工作性能先增加后下降,当砂体积率、矿粉、粉煤灰掺量分别为0.44,25%和20%时,自密实混凝土工作性能最优。     

新型高性能自密实无收缩混凝土在钢管混凝土拱桥中的应用

混凝土-钢管的界面损失(脱空、脱黏)直接影响钢管混凝土拱桥的工程质量和安全,其中膨胀剂的性能和掺入量以及混凝土后期收缩性是影响混凝土-钢管界面损失的重要因素。为减小混凝土-钢管界面损失,采用新型氧化镁复合膨胀剂配置出了初始工作性能良好、后期无收缩的新型C55高性能自密实无收缩混凝土,并将其应用于六景郁江大桥的实际工程中。实践表明拱肋钢管内的新型高性能自密实无收缩混凝土工作性能良好,超声波检测结果显示,该高性能混凝土密实度高、零脱空率且脱黏率低,能满足实际工程需求。     

水泥基材料抗裂性能对比分析

采用环约束试验，对3类等强度混凝土(标养28 d约50 MPa)——普通混凝土(OC)、传统纤维混凝土(ECC)和低收缩纤维混凝土(HP-ECC)的抗裂性能进行了对比；并通过接触式收缩试验，对三者体积稳定性的差异进行了分析。环约束试验显示，OC和ECC均出现开裂，OC的开裂时间为16 d,有一条明显裂缝；ECC第1条裂缝出现时间为14 d,试验进行至56 d时，ECC共出现9条均布裂缝；而HP-ECC至112 d龄期始终无裂缝。收缩试验显示，HP-ECC的干燥收缩值较OC、ECC分别降低68%和82%。低收缩纤维混凝土的抗裂性能明显高于传统纤维混凝土，与其他方法相比，使用低收缩复合水泥是解决ECC约束收缩开裂的有效手段。     

影响混凝土收缩性能因素的正交实验优化设计

为研究混凝土收缩性能,以单因素水平筛选实验为参考,建立L9（34）正交正交实验模型,运用SPSS 18.0软件对其结果进行差异显著性分析。结果表明,影响混凝土收缩性能的因素主次关系为：水泥用量〉水灰比〉龄期〉含气量〉粉煤灰掺量〉矿渣粉掺量。混凝土收缩最佳条件为：水泥用量为400 kg/m3、水灰比为0.45、龄期为45 d、含气量为6%、粉煤灰掺量为5%、矿渣粉掺量为30%,在此条件下,混凝土的收缩量为281×10-6。通过实验,为混凝土性能的提升和改进提供一定的参考依据。     

聚羧酸减水剂对超高性能混凝土性能的影响研究

为研究不同聚羧酸减水剂掺量对超高性能混凝土性能的影响,制备含有不同减水剂掺量的超高性能混凝土,并对其流动度、抗压强度、收缩性能及抗氯离子渗透性能进行对比分析。结果表明,减水剂掺量对超高性能混凝土早期抗压强度与流动度影响存在临界点,超过临界点后,增加减水剂掺量,UHPC流动度保持稳定,但早期和后期抗压强度有不同程度下降。增加减水剂掺量,超高性能混凝土早期自收缩降低,而长期干燥收缩和电通量值显著增加;减水剂掺量越大,继续增加减水剂掺量时超高性能混凝土电通量值增长越快,抗氯离子渗透性能降低明显。     

现浇桥面湿接缝C65膨胀混凝土配合比试验研究

江津观音岩长江大桥为结合梁桥,为防止桥面板湿接缝在约束条件下产生裂缝,该桥面板湿接缝要求采用微膨胀混凝土,以补偿混凝土的收缩、徐变。试验通过测试膨胀混凝土掺不同的膨胀剂及同种膨胀剂在不同掺量条件下的限制膨胀率,比选出桥面湿接缝混凝土所要采用的配合比、膨胀剂类型及其掺量。     

橡胶微膨胀混凝土抗压和抗折强度试验研究

为研究膨胀剂与橡胶颗粒对混凝土抗压强度与抗折强度的影响,研究了在混凝土中掺入不同种类及不同掺量的膨胀剂和不同比例的橡胶颗粒的力学性能。试验结果表明,在混凝土中加入膨胀剂能提高混凝土的抗压强度,抗折强度,弥补了橡胶加入后混凝土强度的部分减少量,其中膨胀剂掺量为10%,橡胶掺量为6%时,两者复掺的性能优于其他掺量的混凝土试件,CSA膨胀剂的掺加对混凝土试件强度的提高要优于CHA膨胀剂。     

膨胀剂对水泥稳定碎石温缩性能及干缩性能的影响研究

半刚性基层材料为我国最主要的基层类型，具有强度高、造价低廉等众多优点，然而只有保证期结构完整性的条件下，才能发挥其承载及传力作用。为此，选取钙矾石类膨胀剂，拟定5%，10%，15%，20%共4个膨胀剂掺量，采用干缩试验、温缩试验以及抗折强度试验，研究膨胀剂对水泥稳定碎石抗裂性能的影响。结果表明:添加膨胀剂后，水泥稳定碎石的温缩应变及温缩系数显著降低；随着膨胀剂掺量的增大，膨胀剂掺量对水泥稳定碎石温缩性能影响的敏感性降低；随其养生龄期的延长，水泥稳定碎石的干缩应变逐步增大，添加膨胀剂后，干缩应变和干缩系数显著降低。稳定剂掺量与抗折强度回归分析表明，当稳定剂掺量为7.0%时，抗折强度最大，为最佳掺量。     

后张法有粘结预应力混凝土灌浆用膨胀剂的试验研究

通过对后张法有粘结预应力混凝土灌浆料中掺入不同外加剂和同种外加剂不同掺量的比较,分析JL-5号复合膨胀荆不同掺量对灌浆料的马氏流动时间、凝结时间、泌水率、抗压强度、钢筋握裹力、体积变化的影响,提出在预应力混凝土灌浆料中掺入适量的JL-5号复合膨胀剂,对提高灌浆料的力学性能及灌浆料与预应力混凝土的粘结性具有重要意义。     

用于湿接缝连接的UHPC收缩控制研究

污水处理厂生物反应池预制拼装施工复杂,超高性能混凝土(UHPC)湿接缝连接部位施工不当可能产生裂缝。结合工程实例,分析了UHPC收缩机理,通过研究不同分组对UHPC收缩的影响,提出采用粉煤灰和膨胀剂双掺的方法,有效控制UHPC的收缩变形,为现场UHPC施工的裂缝控制提供有力保障。     

基于模糊集重心理论的膨胀土胀缩等级评判

膨胀土及其对实际工程稳定性的影响问题有基础工程界的“癌症”之称。而准确评定膨胀土的等级进而有针对性的采取工程措施是治理膨胀土的关键,然而传统的膨胀土胀缩等级评判是采用模糊综合评判理论进行的,该方法易丢失评判信息,从而影响评判结果的科学性和可信度,基于此,首先通过引入模糊集重心理论来弥补传统模糊综合评判方法的不足,然后在此基础上选取五个对膨胀土胀缩等级评判影响较大的因素,并以正态分布作为其隶属函数,采用加权平均值法确定各因素权重值,建立起基于模糊集重心理论的膨胀土胀缩等级评判方法。最后以某市政道路一处膨胀土为例,阐述了基于模糊集重心理论的膨胀土胀缩等级评判的计算程序,并证明了此方法的合理性与有效性。     

混凝土圆环约束收缩性能试验研究

以不同配合比和养护方式作为参数,开展了混凝土圆环约束收缩性能试验.混凝土约束收缩引起的钢环应变受到养护方式的影响,相比涂刷养护剂或干燥养护,塑料薄膜包裹养护的方式更优,能有效降低混凝土的约束收缩;无论采取哪种养护方式,配合比优化组混凝土的钢环应变和收缩应力低于同龄期的基准组,说明优化混凝土的配合比能有效减少混凝土约束收...     

南充下中坝嘉陵江大桥机制砂钢管混凝土设计试验与研究

以南充市下中坝嘉陵江大桥为依托工程,对利用机制砂配制C60微膨胀混凝土并用于钢管拱肋进行研究。探讨膨胀剂掺量、砂率对混凝土工作性能、力学性能和体积变形性能的影响,研制符合C60机制砂钢管混凝土指标要求的专用减水剂,并对设计混凝土配合比进行优化,以制备满足工程技术要求的拱肋钢管核心混凝土。     

钢管微膨胀混凝土轴压短柱长期变形研究

针对钢管混凝土拱桥中普遍采用的钢管微膨胀高性能混凝土,考虑轴压比、加载龄期等因素的影响,进行了圆钢管微膨胀混凝土轴心受压短柱的长期变形试验研究。采用逐步积分法,将5种不同混凝土收缩、徐变模型进行适当修正,应用于钢管微膨胀混凝土轴心受压短柱的长期变形分析,并将分析结果与试验结果进行对比。分析了含钢率、加载龄期、持荷时间、混凝土强度等因素对钢管微膨胀混凝土构件长期静力性能的影响。研究结果表明:修正后的EC2,MC90及AFREM模型在分析加载龄期不超过28d的钢管微膨胀混凝土构件在轴向荷载作用下的长期变形性能时具有较高的精度;核心混凝土时效作用对钢管微膨胀混凝土构件长期静力响应的影响显著。     

江阴靖江长江隧道工作井侧墙抗裂防渗研究与应用

为解决工作井侧墙混凝土收缩开裂及侧墙顶部与环框梁结合部位不密实而引起的渗漏问题，首先，采用考虑材料、结构、环境、施工等多因素耦合机制模型，[JP2]量化评估混凝土开裂风险，提出抗裂性控制指标； 然后，通过综合运用黏度调控、水化历程与膨胀历程双重调控技术，实现了工作井侧墙中低胶材混凝土自密实性能与抗裂性能协同； 最后，结合入模温度控制、冷却水管、控制布料间距与浇筑速率以及保温保湿养护等工艺措施，提出了超长大体积、分步浇筑的工作井侧墙抗裂防渗成套技术方案。工程应用结果表明，工作井侧墙与环框梁结合密实，单边最大长度为53.6 m、一次性浇筑累计长度达120 m、厚1.5 m的工作井侧墙未出现裂缝及渗漏。