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。     

南京长江五桥钢壳混凝土桥塔足尺模型工艺试验

南京长江五桥主桥为主跨600m的中央双索面三塔组合梁斜拉桥,桥塔采用内外钢壳-混凝土组合结构,采用工厂内分节段制造拼装、桥位现场整节段吊装并浇筑混凝土的施工工艺。为验证施工工艺的可行性与适应性,开展桥塔足尺模型工艺试验,重点进行钢壳吊装定位、钢筋现场连接、钢壳节段间环缝焊接和混凝土浇筑工序,并测试混凝土的工作性能及温度、应变变化规律。结果表明:钢壳节段制造及桥位施工所采用的工艺方案总体可行;钢壳节段现场吊装及混凝土浇筑等作业基本反映实际情况;混凝土温度仿真计算结果与实测值相吻合,能够指导实际施工;混凝土内部变形基本均匀。     

C50高性能混凝土耐久性试验研究

滨州黄河大桥引桥是预应力混凝土连续梁桥,采用C50高性能混凝土。对将要选用的C50高性能混凝土进行了混凝土收缩、抗渗、碳化和钢筋锈蚀性能等试验研究。还对混凝土的抗氯盐侵蚀和抗硫酸盐侵蚀性能进行了试验。研究结果表明,掺加10％～18％粉煤灰有助于提高C50混凝土的耐久性。掺加的粉煤灰可以改善混凝土的干燥收缩性能和抗渗性,也可以改善混凝土抗氯盐和抗硫酸盐侵蚀的性能。     

沪通长江大桥主航道桥桥塔温度场与膨胀调控抗裂技术

沪通长江大桥主航道桥为主跨1 092m的双塔钢桁梁斜拉桥,桥塔高330m,塔身采用C60混凝土,单塔混凝土方量超过6万方(不含塔座)。为降低桥塔混凝土开裂风险,采用等温量热和变温变形试验确定水泥水化调控材料掺量以及复合膨胀材料配比,通过缩尺模型试验研究混凝土抗裂性能,基于此制备抗裂混凝土并应用于29号墩桥塔施工中。结果表明:0.2%掺量的水化调控材料可降低水泥水化放热速率峰值约50%;掺入配比为50%CaO+50%MgO的膨胀材料可增加混凝土温升阶段膨胀变形约1倍,减小温降阶段收缩变形约30%;与普通混凝土相比,抗裂混凝土模型中心温度峰值降低了6.4℃,膨胀变形增大了1倍以上,收缩变形减小100με;29号墩桥塔采用抗裂混凝土施工,显著降低了实体结构收缩拉应力与开裂风险。     

箱梁高性能粉煤灰混凝土的变形性能与耐久性研究

针对安徽滁河特大桥C50高性能混凝土的设计要求,测试分析了掺粉煤灰混凝土和引气荆混凝土的变形性能和耐久性.结果表明,掺15%～30%粉煤灰有助于提高混凝土的抗塑性开裂和降低自收缩性能,当掺量达30%时则降低了抗干缩性能;掺粉煤灰会提高混凝土的抗氯离子快速渗透性能,但随掺量增加,混凝土抗水压渗透、抗冻和抗碳化性能有所降低.掺引气剂对混凝土变形性能有一定的不利影响,但却能较显著地改善混凝土的耐久性能.     

南澳大桥引桥现浇箱梁C50海工耐久混凝土配合比设计与应用

C50高性能混凝土是现阶段一种应用型的高技术混凝土,凭借着自身的优点广泛应用于桥梁、高层建筑中。本文针对南澳大桥施工的特殊要求,以及对原材料的选用,对C50高性能混凝土配合比进行了试验研究,以及对不同粉煤灰掺量条件下混凝土收缩、抗氯离子渗透以及强度等性能进行了分析。     

掺锂渣C50高性能混凝土的力学与徐变性能

以12％的湿排锂渣超量取代水泥配制了C50高性能混凝土,测试了混凝土力学与徐变性能并研究了其随养护龄期的变化规律.结果表明:对路用C50混凝土而言,锂渣的掺入未对早期抗压强度产生负面影响,而后期强度还较未掺锂渣的混凝土有一定程度的提高;所配制的路用锂渣混凝土均能达到设计强度等级要求,而且28 d抗压强度还有较大的富余系数;锂渣的掺入未对混凝土的弹性模量产生明显影响.     

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。     

添加剂对纤维混凝土性能影响

为了进一步改善传统修补用纤维混凝土的综合性能,便于更好地应用于混凝土维修工程中,将多种有机与无机外加剂加入传统的纤维混凝土中,采用系统试验的方法,对传统配合比进行了优化设计,拟改进其黏结力低、收缩变形大、易开裂等缺点。具体进行了各种添加剂对纤维混凝土抗压性能测试与分析、黏结力测试与分析、空气中、水中的收缩变形的影响试验与分析,并对微观状态进行了SEM扫描分析。结果表明:通过掺入适量的丙烯酸树脂乳液、丁苯乳液、乳胶粉等材料,一定程度上降低了纤维混凝土抗压强度,但其黏结力提高;微硅粉、纳米二氧化硅等材料加入既提高了纤维混凝土的抗压强度,又提高了黏结力。通过系统论述分析,最终确定有机、无机添加剂最佳掺量为:6%丙烯酸树脂+5%微硅粉+0.04%纳米二氧化硅。优化后的纤维混凝土28 d最高黏结强度可达3.0 MPa以上,抗压强度保持在50 MPa以上。通过测试,纤维混凝土最优配合比在水中、空气中的膨胀与收缩在±0.02%之间,远小于传统纤维混凝土的变形量。SEM微观扫描电镜显示,优化的配纤维混凝土砂浆发生了明显变化,添加剂的加入很好地改善了纤维混凝土的水化产物质量,有机膜的存在大大提高了界面的黏结力。优化后的最优配合比可用于混凝土养护与维修工程中。     

巴东长江大桥主梁C60高性能混凝土的研究与应用

针对巴东长江公路大桥预应力主梁施工,研究了粉煤灰、矿粉对C60高性能混凝土拌和物性能、力学性能、长期变形性能和耐久性的影响。试验结果表明,采用适量粉煤灰或矿粉运用缓凝高效减水剂双掺技术配制的C60高性能混凝土具有良好的工作性能、较高的早期强度和高抗冻性,且降低了混凝土的长期收缩和徐变变形,提高了混凝土的抗氯离子渗透性。C60粉煤灰高性能混凝土在巴东长江公路大桥边主梁上得到了成功应用。     

新旧混凝土组合试件收缩性能的试验研究

为研究新旧混凝土组合结构的约束收缩性能,以构件尺寸和结合面处理方式为试验参数设计制作了9组共27个试件,分别进行了自由收缩和约束收缩变形测试。结果表明:新旧混凝土间的约束作用使组合试件新混凝土自由边处受压、结合面处受拉;与自由收缩试件相比,新旧混凝土组合试件中新混凝土自由边处应变值较自由收缩增大约12%,结合面处降低约48%;试件理论厚度由50mm增大至200mm时,结合面仅凿毛处理组合试件新混凝土自由边处的收缩应变由自由收缩应变的1.05倍增大至1.19倍、结合面处由0.64倍减小至0.48倍,结合面凿毛+植筋试件相应地在自由边处由1.14倍增大至1.22倍、在结合面处由0.53倍减小至0.46倍。     

钢壳沉管自密实混凝土浇筑质量控制

针对钢壳沉管自密实混凝土技术,从混凝土的质量控制指标、配合比设计及施工质量控制要点等进行探讨,以达到自密实混凝土浇筑质量控制的目的,确保深中通道钢壳沉管隧道管节预制质量,同时对钢壳沉管脱空检测及缺陷修补进行了探讨,为国内同类工程建设提供实践经验.     

石灰石粉-煤渣粉掺合料对混凝土性能影响研究

为研究石灰石粉-煤渣粉掺合料对混凝土性能的影响,结合室内试验方法,针对C40和C50两种混凝土,对比分析不同矿物掺合料含量对混凝土工作性能、力学性能及干燥收缩性能影响,研究表明:矿物掺合料含量超过30%会导致C40混凝土工作性能下降,增加矿物掺合料含量可以增强C50工作性能最佳;过大增加矿物掺合料含量会使C40混凝土抗压强度减小,增加矿物掺合料含量C50混凝土可有效增强混凝土抗压强度;随着矿物掺合料的增加,C40和C50混凝土干燥收缩率均呈减小趋势,其中C50混凝土干燥收缩率整体要比C40混凝土干燥收率稍大。研究结果可为石灰石粉-煤渣粉混凝土设计提供理论借鉴。     

五河口斜拉桥高性能混凝土长期变形试验研究

五河口斜拉桥主桥和索塔高性能混凝土徐变试验研究,给出了三个配比混凝土的瞬时弹性模量、徐变度、收缩变形和线膨胀系数,依据测试结果提出混凝土的弹性模量、徐变度和徐变系数计算公式。分析认为,混凝土的早期强度和弹性模量相对较高,徐变系数较低,对减少预应力损失和构造物后期变形、加快工程进程都是有利的;测试结果合理可信,计算公式拟合精度高,报告提供的测值及公式可作应用参考。     

机制砂对高强度混凝土性能影响研究

为了研究机制砂和天然砂对高强混凝土性能的影响,在级配不变的条件下,利用机制砂和天然砂分别制备了C50、C55高强混凝土,并对混凝土的工作性、力学性能、耐久性、变形性等进行了试验研究,分析了弹性模量与立方体抗压强度之间关系。结果表明:天然砂混凝土的工作性能和抗水渗透能力均优于机制砂混凝土;机制砂混凝土的力学性能和后期体积变形性优于天然砂;立方体抗压强度与弹性模量之间的数学模型不适用于高强机制砂混凝土。     

英国迪河港湾桥高性能混凝土徐变和收缩的试验与分析

主要介绍了英国迪河港湾桥(主跨194 m的预应力混凝土斜拉桥)主梁混凝土试件的收缩徐变测定及分析,并对试件混凝土配合比及加载龄期进行了为期一年的试验.根据1年结果推算了50年的变形并估计了徐变和收缩半终值的时间.     

快速修补混凝土的收缩性能及其评价方法研究

主要研究了快速修补混凝土的干缩、早期收缩、自收缩性能以及初长测试时间对混凝土收缩性能评价的影响。研究结果表明,快速修补混凝土的收缩比普通混凝土大,且快速修补混凝土的收缩是以自收缩为主;快速修补混凝土的收缩在3 d龄期内的发展非常迅速,3 d龄期以后快速修补混凝土的收缩与普通混凝土相当;初长测试时间对快速修补混凝土收缩性能的评价有重要影响,如果按照普通混凝土收缩试验方法,在混凝土成型后的2~3 d龄期后开始测初长,将会严重低估快速修补混凝土的收缩性能,低估程度达20%~40%。因此,本文建议当进行快速修补混凝土的收缩试验时,在快速修补混凝土的抗压强度达到5~7 M Pa时进行拆模,并立即送入恒温恒湿室放置1 h后即可测初长。     

深中通道沉管隧道钢壳设计及制造关键技术

深中通道沉管隧道具有高水压、大回淤、结构超大跨和建设要求高等特点,为保证沉管隧道结构在建设与运营期内的安全和耐久性,深中通道沉管隧道在世界上首次大规模采用钢壳混凝土组合结构。为推动钢壳混凝土组合结构沉管隧道在我国的发展,介绍深中通道钢壳混凝土沉管隧道结构选型、横断面设计、纵向管节划分、特殊结构构造和钢壳详细构造等技术,管节钢壳制造、拼装和运输的创新工艺,自密实混凝土浇筑技术和钢壳混凝土脱空检测方法,总结深中通道钢壳混凝土组合结构沉管隧道设计、智能制造以及施工关键技术。另外,结合深中通道沉管隧道钢壳混凝土组合结构的特点,对钢壳混凝土抗剪连接件设计、钢板件连接构造和混凝土脱空检测方法提出优化建议。     

英国迪河港湾桥高性混凝土徐变和收缩的试验与分析

主要介绍了英国迪河港湾桥（主跨194m的预应力混凝土斜拉桥）主梁混凝土试件的收缩徐变测定及分析，并对试件混凝土配合比及加载龄期进行了为期一年的试验，根据1年结果推算了50年的变形并估计了徐变和收缩半终值的时间。     

等强条件下机制砂混凝土收缩徐变试验研究

以4种不同岩性的机制砂、水泥、粉煤灰等为原料,在不同养护龄期下,制备强度等级为C30、配筋及砂率不同的机制砂混凝土试件,通过钢制加载架对试件提供稳定荷载,利用机械千分表对试件变形进行双面测量,研究等强条件下机制砂混凝土收缩徐变性能,找出干扰机制砂混凝土收缩徐变性能的指标。试验结果显示：4种机制砂混凝土干燥收缩值比较类似,4种岩性的机制砂混凝土在测试前30 d干燥收缩值增加的速度较快,30 d后增长较慢;4种机制砂混凝土徐变应变和徐变系数从小到大的顺序依次是：凝灰岩<砂岩<花岗岩<石灰岩,收缩徐变性能最好的是石灰石机制砂;普通砂混凝土的收缩值低于石灰岩机制砂混凝土的收缩值,且养护龄期影响混凝土的收缩性能,收缩性能与养护龄期成正相关;机制砂混凝土的徐变系数和徐变挠度随配筋增大而降低,配筋为4?14时试件的徐变性能最好;荷载为6 kN时徐变性能最好,荷载为2 kN时徐变性能最差;徐变挠度随着温度的增加而增加,随着湿度的增加而降低;石粉含量同机制砂混凝土的收缩性能成正相关,且当石粉含量低于12%时,收缩值变化不大。