船闸混凝土抗裂性能试验研究及开裂风险评估

针对船闸大体积混凝土容易发生开裂的问题,通过室内试验研究不同配合比混凝土的热力学及变形性能,并基于多场耦合模型对廊道结构混凝土进行开裂风险评估计算。研究结果表明：掺入抗裂剂减小混凝土干燥收缩且自生体积变形初期产生较大膨胀,显著提升混凝土体积稳定性和抗裂性能;抗裂剂可降低船闸廊道结构混凝土最大开裂风险系数40%以上,控制廊道混凝土各部位开裂风险在0.7以下,大大降低了结构混凝土开裂风险。     

箱型沉管抗裂混凝土的配合比优化设计

箱型沉管结构复杂、体形庞大,混凝土在硬化过程中受到水化热、收缩、沉降等多重因素的影响导致变形,而变形又受到各种约束的作用产生拉应力.当产生的拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝土就会开裂.箱型沉管混凝土控裂是施工中的难题之一.从影响混凝土开裂的几大因素出发,对混凝土材料本体组分进行优化设计,辅以一定的功能阻裂材料,为工程提供了抗裂性能良好的混凝土配合比.     

SRA与EA对混凝土阻裂复合效应

在新型混凝土抗裂外加剂中,有机类减缩剂及无机膨胀剂的研究与应用受到了广泛的关注。对减缩剂与膨胀剂抗拉强度、干缩、自干燥收缩及平板约束开裂的试验结果表明:SRA的物理减缩作用及膨胀剂的化学膨胀作用,大大提高了混凝土早期的体积稳定性,降低了早期开裂的概率。     

粉煤灰对高性能砼收缩开裂性能影响试验研究

设计收缩、小圆环约束开裂、水化热、极限拉伸率以及抗氯离子渗透性等5种试验方法来考核粉煤灰对高性能混凝土收缩开裂性能的影响。研究结果表明:粉煤灰能够改善高性能混凝土的工作性、降低早期弹性模量和水化热、7 d后强度能够快速增长并逼近基准混凝土,能够有效地提高混凝土的抗裂性能。     

混凝土开裂性能测试方法研究

为了准确评价初龄期混凝土的开裂特性，通过试验研究设计出一套包括检测设备在内的测试方法和测试系统，既可在试验室评价混凝土早期开裂性能，也能在现场作为直接检测混凝土开裂性能之用。     

溪洛渡泄洪洞龙落尾洞口段硅粉和硅粉纤维混凝土温控防裂性能及其浇筑方式影响分析

以溪洛渡泄洪洞龙落尾洞口段为研究对象,采用三维有限单元方法对等强度硅粉和硅粉纤维混凝土分别在常态和泵送情况下的施工过程进行仿真模拟,比较分析边墙中央断面衬砌混凝土的温度、温度应力和抗裂安全系数。结果表明,洞口段衬砌混凝土采用常态混凝土产生的早期和后期最大主拉应力均比泵送混凝土小,抗裂性能较强;纤维聚丙烯能显著降低混凝土弹性模量进而有效降低洞口段衬砌混凝土的温度应力,有助于提高混凝土的抗裂性能,上述四种等强度混凝土以硅粉纤维混凝土以常态方式浇筑抗裂性能最优。     

混凝土抗裂能力评价模型的解析

综述了目前国内外混凝土抗裂能力评价计算模型,通过综合各方面影响因素,首次建立了混凝土抗裂能力分析模型,并考虑混凝土的经时变化,创建混凝土及其结构抗裂能力评价模型,用抗裂因子Kac作为评价混凝土抗裂能力的数学参数。选择具有代表性的混凝土配合比,分别计算了粉煤灰、矿渣、硅灰、膨胀剂、减缩剂、聚丙烯纤维组分的抗裂因子,通过数学计算得出的抗裂因子的大小顺序表明：粉煤灰、矿渣能够提高混凝土的抗裂因子,而硅灰则降低了混凝土的抗裂因子。掺加纤维、减缩剂、以及减缩剂和膨胀剂复合使用能够提高混凝土的抗裂性能,特别是减缩剂和膨胀剂复合使用能够大幅度提高抗裂因子,与大小圆环、平板法等各种约束开裂试验结果具有很好的一致性。而使用膨胀剂在早期养护不充分的前提下,有降低抗裂因子的趋势。     

减缩剂对高性能砼体积稳定性影响试验研究

设计了干燥收缩、自收缩、平板约束、抗氯离子渗透性以及极限拉应变等5种试验方法来检验减缩剂对高性能混凝土收缩开裂性能的影响。研究结果表明：减缩剂能够改善高性能混凝土的工作性，对忍凝土的力学性能无副作用，能够有效地提高混凝土的抗裂性能。     

超缓凝砂浆在船闸大体积混凝土中的应用

大体积混凝土的约束裂缝是由于混凝土早期强度较低,约束应力超过了混凝土的抗拉能力造成的。文章结合长沙湘江船闸大体积混凝土的施工,介绍超缓凝砂浆的性能,由于其突出的缓凝性,可有效防止层间早期约束,达到减小外在约束应力的目的。长沙船闸工程在采用了大体积混凝土配合比的同时,应用了层间超缓凝砂浆,有效降低了大体积混凝土约束裂缝的产生,取得了较好的效果。     

船闸施工期混凝土开裂风险分析*

针对船闸闸首廊道、闸室墙等结构部位大体积、异形结构易开裂的问题,依托九圩港二线船闸工程,对混凝土早龄期热、力学和变形性能进行了系统测试。在此基础上,模拟评估了温度场、应力场和开裂风险,并与实际监测结果进行对比。结果表明,廊道外侧长墙、闸室边墙混凝土开裂风险主要来自于表面与环境的温差、内外温差产生的温度梯度,以及降温过程中底板老混凝土对边墙混凝土的约束。闸室墙早期表面开裂风险超过1.0,内部开裂风险在23.5 d后达到并超过0.7;廊道左侧长墙早期表面开裂风险达到0.79,内部开裂风险在17 d以后达到并超过0.7。温度、开裂时间实测结果与计算结果基本吻合。     

金塘大桥墩座湿接头裂纹施工控制

墩座湿接头由于受内部约束、温度应力等影响,容易出现裂纹。本文分别从支撑短柱及水化热对墩座裂纹产生的影响,不同配合比的混凝土收缩性研究等方面进行了深入分析墩座湿接头裂纹成因。提出只要最大限度的降低混凝土水化热,提高混凝土的抗裂性能,减少墩座混凝土内部应力约束,改善混凝土的养护条件,将可以最大限度的降低裂纹产生的机率。     

孔板洞衬砌混凝土无应力计监测资料分析

无应力计观测是大坝内部观测的重要内容,是计算混凝土应力应变的基础。通过对小浪底大坝孔板洞衬砌混凝土无应力监测资料的分析,计算了衬砌混凝土的热膨胀系数,探讨了衬砌混凝土的无应力变形和混凝土自生体积变形的变化规律,以期为小浪底大坝的应力计算和混凝土抗裂研究提供参考。     

高桩码头混凝土横梁裂缝影响因素分析

根据国内某高桩码头结构横梁混凝土开裂情况,结合现场混凝土温度监测,从内约束应力和外约束应力分析了横梁混凝土开裂的原因。结果表明:码头上横梁混凝土的开裂主要是由外约束应力导致的,各种参数对外约束应力的影响幅度从大到小依次是:基础水平阻力系数、浇筑间隔时间、构件长度、构件高度,研究成果可用于类似工程混凝土裂缝控制。     

钢纤维混凝土Ⅰ型破坏断裂分析

钢纤维混凝土是拉应力敏感材料,在外荷载作用下,裂纹端部会产生微裂纹形成微裂区。这一特征使线弹性断裂力学不能直接分析钢纤维混凝土的断裂。同时钢纤维混凝土开裂后,钢纤维在开裂区通过提供拉应力,限制裂纹的扩展。针对钢纤维混凝土这两个特征,本文用理论和实验的方法,对钢纤维混凝土I型断裂的裂纹产生和裂纹扩展进行了研究,并得到可用有效裂纹长度代替真实裂纹长度和用闭合力等效钢纤维阻裂作用的结论。最后用线弹性断裂力学方法计算钢纤维混凝土I型断裂的临界应力强度因子和钢纤维拉应力。     

海洋环境下大体积混凝土裂缝控制施工技术

为防止海洋环境下大体积混凝土出现开裂导致腐蚀加剧的现象,对大体积混凝土试验段的施工采用了掺加氧化镁抗裂剂、使用海工水泥、分层浇筑几种施工技术。通过对4个试验段的温度、应力监测及表面裂缝观测,确定内掺氧化镁抗裂剂的施工技术效果较好。氧化镁抗裂剂的微膨胀效应对混凝土后期收缩的补偿作用,避免了大体积混凝土的开裂,简化了施工操作及温控措施,节约了工期。     

沉管混凝土抗裂性能温度应力试验评价及配合比优选

通过温度应力试验,研究不同配合比的温度变化规律、体积变形性能以及应力发展规律,分析胶凝材料用量、水泥所占比例、浆体比率等因素对混凝土抗裂性能的影响。分别采用断裂温差、温度收缩系数以及抗裂安全系数3种不同的抗裂性能指标对混凝土抗裂性能进行评价,优选出具有最优抗裂性能的配合比用于港珠澳大桥沉管预制施工。     

低热硅酸盐水泥在犍为船闸大体积混凝土中的应用

温度裂缝控制是大体积混凝土应用中需要解决的一个关键问题,结构开裂将会对混凝土的耐久性产生不利影响。为控制大体积混凝土开裂,犍为船闸主要水工建筑物采用低热水泥混凝土进行浇筑,并对实物试样的检验结果、现场采集温度数据及现场混凝土实际效果进行分析。结果表明,各龄期的水化热和混凝土的绝热温升均低于普通水泥,可有效降低混凝土温度应力,减少混凝土开裂风险。低热硅酸盐水泥可较好地应用于船闸工程中的大体积混凝土以解决开裂难题。     

蒸汽养护及矿粉对混凝土力学性能、抗氯离子渗透性和抗冻性能影响

通过开展蒸汽养护与标准养护的对比试验,系统研究了混凝土的力学性能、抗氯离子渗透性能和抗冻性能,同时研究矿粉对混凝土性能的影响,并通过扫描电子显微镜的微观测试手段分析冻融前后混凝土的微观形貌。研究结果表明：蒸养对混凝土的抗氯离子渗透性和抗冻性产生不利影响,在混凝土中掺矿粉可以减小蒸养对混凝土微观结构和耐久性的负作用。     

大体积混凝土早龄期抗裂指标综述

文中评述了用于评价大体积混凝土早龄期抗裂性能的一些指标,包括混凝土的抗拉强度RL、极限拉伸值εp、抗裂参数φ、抗裂指标λ、抗裂安全系数K1和开裂风险系数η。并认为基于温度一应力试验利用混凝土内外的实际温差和内外部的第二零应力温度差两者的差值△△T（t）来评价混凝土的抗裂性值得借鉴和进一步研究。     

船闸廊道混凝土分层施工工艺优化及防裂分析

针对船闸廊道混凝土采用分层工艺易开裂问题，在给定的混凝土热学参数和边界条件基础上，采用仿真软件Midas FEA模拟廊道混凝土在不同分层工艺以及通水冷却工况下内部温度场分布。结合廊道尺寸和外部约束，评估不同分层工艺以及不同冷却水管间距下混凝土开裂风险。结果表明：廊道底板、侧墙以及顶板单独浇筑开裂风险较大，而将底板和上部侧墙、顶板和下部侧墙整体浇筑，可以大幅降低混凝土开裂风险。通冷却水没有显著降低混凝土外约束应力作用下的开裂风险，在混凝土温度场满足温控要求前提下，建议取消通水冷却措施。