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。     

添加膨胀剂的公路隧道二次衬砌混凝土干缩试验

文章通过添加膨胀剂混凝土的干缩试验,评价隧道衬砌混凝土的收缩性能,提出综合考虑混凝土强度和干缩性能,提出膨胀剂最佳添加量以8%为宜,为预防隧道二次衬砌裂缝提供技术借鉴。     

减缩抗裂型水泥基材料及其工程应用

设计了干燥收缩、自生收缩、椭圆环约束等试验手段,研究了矿物质微膨胀剂、硅灰和减缩剂对水泥基材料体积稳定性的影响及其作用机理。试验结果表明:(1)矿物质微膨胀剂具有较强的收缩补偿作用,随其掺量的增加,干燥收缩与自生收缩降低,当掺量为25%时,可使初始开裂时间延长至82 h。(2)随硅灰掺量的增加,干燥收缩和自生收缩增大,当掺量为10%时,初始开裂时间降低至22 h,此时开裂敏感性最大,因此硅灰掺量应合理控制。(3)减缩剂可以大幅度降低砂浆的开裂敏感性,且与其他外加剂相容性良好,对养护温度变化不敏感。由此,设计制备出一种用于重大工程结构混凝土保护层的体积稳定性优良的减缩抗裂型水泥基材料。此外还介绍了"矿物质微膨胀剂-减缩剂-混杂纤维"裂缝控制技术在武汉长江隧道工程中的应用情况。     

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。     

关于猫狸岭隧道衬砌收缩裂缝理论计算的探讨

利用收缩应力计算公式对猫狸岭隧道衬砌进行收缩应力计算,通过收缩应力与混凝土允许抗拉强度的比较来判断衬砌是否开裂。     

合成纤维与膨胀剂对桥梁流态高性能混凝土初期开裂的控制作用

分析了合成纤维对混凝土的阻裂机理及膨胀剂的补偿收缩机理,并用收缩试验和温度—应力试验加以验证,通过工程应用实例进一步说明合成纤维及膨胀剂对大跨径桥梁流态高性能混凝土初期开裂的控制作用。     

膨胀剂在隧道衬砌混凝土中的应用研究

膨胀水泥混凝土不仅能起到良好的防水作用而且能防止由于混凝土各种收缩产生的裂缝,其在隧道衬砌工程中的使用已逐步显示出不可替代的作用。文章以浙江省台缙高速公路苍岭隧道Ⅳ类围岩衬砌为例,阐述了膨胀剂在隧道衬砌混凝土中的作用机理以及对混凝土的影响及施工中的质量控制等。     

九江长江公路大桥索塔高性能粉煤灰混凝土的早期抗裂与长期变形性能

结合九江长江公路大桥索塔工程,对掺粉煤灰的高性能混凝土配合比的早期开裂敏感性与长期变形性能进行了试验。结果显示,与同强度等级未掺粉煤灰的混凝土相比,掺入质量分数22.5%的Ⅰ级粉煤灰等量取代硅酸盐水泥配制的C50混凝土,其不仅具有良好的工作性能和力学性能,且水化热温升和早期自收缩下降、温度应力储备增加、抗塑性收缩开裂能力提高;同时,长期干燥收缩和徐变降低。掺入0.75kg/m3聚丙烯纤维可进一步提高其早期抗裂性能。     

连续刚构桥高墩实心段混凝土裂缝成因分析及处理措施

某连续刚构桥高墩单肢截面尺寸为4m×9m,首节实心段C50混凝土一次浇筑层高4m,浇筑后带模养护7d,拆模后墩身出现有规律的裂缝。为研究该高墩混凝土开裂原因,以及在混凝土中掺加10%膨胀剂作为处理措施的可行性,在实验室制备标准试件,测试了C50混凝土和掺膨胀剂的C50-P混凝土在恒温绝湿条件下的变形、干缩以及力学性能指标,采用有限元软件建立实心墩柱模型,分析混凝土温度历程和应力发展。结果表明:C50混凝土养护7d后撤掉养护措施,约1d后表面开裂;裂缝原因主要是约束作用下混凝土中心迅速降温与自生体积变形(收缩)相叠加,导致拉应力超过抗拉强度;C50-P混凝土在升温阶段产生的较大预压应力抵消了温度下降、体积收缩等因素产生的拉应力,在经历较长时间的降温和收缩后才出现拉应力,显著提高了抗裂性。该桥梁后续墩柱施工采用C50-P混凝土,桥墩未再开裂。     

公路隧道复合衬砌温度应力数值模拟

隧道混凝土衬砌开裂是工程中普遍存在的问题,根据浙江省某隧道各项监控量测数据和隧道实际地质情况,建立了基于弹簧-接触的隧道复合衬砌有限元模型,对隧道衬砌内部的环向应力进行分析,讨论了围岩均布荷载,变温,围岩偏载等条件对衬砌内部环向应力的影响,结果表明,偏压荷载和变温均对衬砌结构受力影响较大。     

防治水泥混凝土路面早期开裂的研究

文章研究了外掺料对路面混凝土早期的塑性收缩、早期干缩等性能的影响。研究结果表明,聚丙烯纤维和粉煤灰能够大幅度减少混凝土的早期开裂。最后建议为全面评价不同混凝土的长期开裂性能,应增加开裂后的疲劳和冲击试验研究。     

磨细矿渣粉、膨胀剂、纤维对水泥混凝土抗裂性的影响研究

通过室内试验和微观试验分别研究磨细矿渣粉、膨胀剂和纤维对水泥混凝土力学性能、收缩性能以及混凝土内部结构产生的影响。研究结果表明,磨细矿渣粉与膨胀剂能够提高混凝土的致密性,防止混凝土早期开裂;纤维分散在混凝土中形成三维网络支撑体系,可增加混凝土的韧性,提高其抗裂性;此3种材料的共同使用对混凝土性能有互补作用。     

碳纳米管混凝土抗开裂性能试验研究

在水灰比为0.28的水泥混凝土中掺入掺量为水泥质量0%、0.2%和0.4%的多壁碳纳米管,开展抗折强度试验、收缩试验和环形约束试验,研究碳纳米管掺量对混凝土抗开裂性能的影响。结果表明:在0～0.4%掺量范围内,混凝土的抗折强度随着碳纳米管掺量的增加而增大,当碳纳米管掺量为0.4%时,抗折强度可提高21.3%;混凝土的收缩应变随着碳纳米管掺量的增加而减小,收缩应变可减小约18.4%;碳纳米管的掺入有助于提高混凝土的抗开裂性能,其掺量越大,混凝土的抗开裂性能越好,其原因与碳纳米管的桥联作用有关。     

下庆沟隧道衬砌收缩裂缝分析与控制

通过衬砌混凝土收缩应力计算,对下庆沟隧道衬砌收缩裂缝作分析,采取相应措施减少和避免衬砌混凝土表面的裂缝。     

超宽箱梁抗裂混凝土配合比试验研究

为防止九江长江公路大桥主桥超宽箱梁混凝土的早期开裂,进行专门的抗裂混凝土配合比优化设计试验。通过水化热、绝热温升、平板法塑性收缩开裂、温度～应力试验机开裂等试验方法,研究了胶凝材料组成对混凝土早期抗裂性的影响,配制出抗裂性能良好的C55混凝土。该混凝土采用42.5级P.Ⅱ水泥掺入25%的Ⅰ级粉煤灰、缓凝型聚羧酸盐高性能减水剂配制,绝热温升55.8℃,塑性收缩抗裂等级Ⅱ级,开裂温度8.7℃,应力储备37.3%,实际应用效果良好。     

膨胀剂、纤维对磨细矿渣混凝土抗裂性的影响研究

混凝土的固有弱点是由于其脆性而容易产生裂缝,如何提高混凝土的抗裂性已成为目前最为关注的问题,通过室内试验和微观试验分别研究了膨胀剂和纤维对磨细矿渣粉水泥混凝土力学性能、收缩性能以及混凝土内部结构产生的影响.研究结果表明,膨胀剂能够补偿混凝土的自收缩,同时,磨细矿渣与膨胀剂提高了混凝土的致密性,可以防止混凝土的早期开裂;纤维分散在混凝土中形成三维网络支撑体系,可以增加混凝土的韧性,提高其抗裂性;此3种材料的共同使用可以更有效地提高混凝土的抗裂性.     

膨胀剂掺量对钢管混凝土徐变性能的影响

为研究膨胀剂掺量对钢管混凝土徐变性能的影响,对所有原材料进行了性能测试,分别进行了膨胀剂掺量为4％,8％,12％条件下的钢管混凝土徐变试验研究.试验结果表明:膨胀剂掺量4％时徐变度最大、8％次之、12％最小,即徐变度随着膨胀剂掺量的增加而减小;但当膨胀剂掺量为12％时,其补偿收缩和微膨胀相比膨胀剂掺量8％提高并不明显,同时为了阐明其内在机理,应用扫描电镜二次电子成像观测及能谱成分分析,得出膨胀剂反应生成钙矾石,一方面可以补偿收缩,另一方面填充在C-S-H胶凝孔中具有微膨胀的能力.     

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。     

某悬索桥锚锭大体积混凝土后期裂纹成因分析

与以往的养护期间发生开裂不同,某悬索桥锚锭大体积混凝土结构发生后期裂纹现象。文中在对开裂现象调查的基础上,结合工程经验对其后期裂纹形成原因进行分析,认为其主要原因是:(1)分层龄期差造成上层混凝土的收缩受到下层混凝土的约束,从而使上层混凝土的底部承受较大的拉应力;(2)外部温度在短时间内降低时导致混凝土表面产生附加拉应力;(3)混凝土自身的收缩,归结为混凝土膨胀剂掺量不足;(4)结构自身抗温构造钢筋不足,导致结构自身抵抗开裂的能力偏弱。     

粉煤灰、膨胀剂双掺技术提高连续配筋混凝土性能的试验研究

该文研究了粉煤灰、膨胀剂双掺技术对连续配筋混凝土性能的影响。粉煤灰、膨胀剂的掺入使混凝土干缩应变减小,抗弯弹性模量下降,从而可以适当增大连续配筋混凝土路面的裂缝间距并减小缝宽。在缝宽基本不变时,可以减少配筋量。并分析了双掺技术对改善混凝土脆性和预防混凝土出现早期收缩裂缝所起的作用。