超高性能自密实混凝土的研发与超高泵送技术

介绍了超高性能自密实混凝土(UHP-SCC)的组成与性能特点。自密实性、自收缩开裂及高温爆裂是UHPSCC研发和推广应用的关键技术。超高泵送施工技术的难点是保塑、降黏和自密实性。UHP-SCC具有良好的技术经济效果及发展前景。     

超高性能混凝土与超高性能自密实混凝土的研制与应用

重点介绍超高性能混凝土与超高性能自密实混凝土的研制过程及工程应用,从原材料选用、配合比设计、各项试验过程及工程应用中的解决方案方面进行详细介绍,为在高性混凝土的研制或应用提供参考及借鉴.     

高性能混凝土与超高性能混凝土的发展和应用

随着新型高效减水剂的发明与应用、矿物超细粉的回收与加工、纤维材料的发展以及新型水泥基材料的发明,混凝土技术有了重大突破,尤其是高性能混凝土(HPC)和超高性能混凝土(UHPC).目前,HPC和UHPC已经广泛地应用于世界各地的重特大工程中.在UHPC配制中,要特别注意采用合理的配合比,同时指出混凝土在不同龄期的强度均明显高于设计基准强度.另外,新拌UHPC粘性大,流动慢,测定坍落度、扩展度所需时间长,施工困难,为了解决这一问题,提出控制单方用水量、控制坍落度损失、利用粉体效应等措施.UHPC浇注成型后,容易产生自收缩开裂,通过控制水灰比、水胶比等能有效抑制其发展.     

钨尾矿砂对超高性能混凝土性能的影响

研究了钨尾矿砂对超高性能混凝土(UHPC)工作性能、抗压和抗折强度、干燥收缩性能、抗氯离子渗透性能的影响,并结合压汞法和扫描电子显微镜等微观测试方法分析了钨尾矿砂的作用机理。结果表明:随着UHPC中钨尾矿砂对碳酸钙砂取代率的增加,UHPC的流动性降低,7 d和28 d的抗压和抗折强度提高。UHPC中钨尾矿砂取代率对UHPC前7 d的干燥收缩影响较小,14 d后UHPC的收缩随钨尾矿砂取代率的增加而降低,相比基准组,UHPC的收缩值最高减少了18%。钨尾矿砂能提高UHPC基体的密实度和匀质性,降低孔隙率,细化孔径,提高UHPC的抗氯离子渗透性能。     

超高性能混凝土的收缩性能及收缩预测模型研究

试验研究了钢纤维掺量（0、1%、2%）对超高性能混凝土（UHPC）收缩性能的影响，对比分析了5种常用的混凝土收缩预测模型对UHPC的适用性，并基于试验数据建立了适用于UHPC的收缩预测模型。结果表明：掺钢纤维UHPC的收缩应变低于未掺钢纤维的对比组，且钢纤维掺量越大，对UHPC的减缩效果越显著；5种常用的混凝土收缩预测模型对UHPC的适用性较低，其中，ACI 209(92)模型高估了UHPC的40 d后收缩应变，B3模型、CEBFIP 90模型和中国建科院模型低估了UHPC的收缩应变，GL2000模型对90 d龄期时的收缩应变预测值与试验值相对较为接近；建立的指数函数形式的UHPC收缩应变计算模型的精度较高。     

利用膨胀珍珠岩制备超高性能轻及次轻骨料混凝土

基于颗粒紧密堆积理论,使用超高性能混凝土(UHPC)和广泛易得的低强度轻骨料(筒压强度0.3 MPa)膨胀珍珠岩(EP),制备了干表观密度为1800 kg/m3、强度为121.9 MPa的超高性能轻骨料混凝土(UH-PLWAC)和干表观密度为1989 kg/m3、强度为140.9 MPa的超高性能次轻骨料混凝土(UHP...     

钢纤维与PVA纤维对超高性能混凝土强度及抗冲磨性能影响研究

为了研究不同纤维对超高性能混凝土(UHPC)力学性能和抗冲磨性能的影响,分别在UHPC中掺入不同体积分数的钢纤维和PVA纤维,进行了抗压、抗拉及抗冲磨试验。结果表明,钢纤维对UHPC抗压性能的提升效果优于PVA纤维;钢纤维与PVA纤维均能显著提升UHPC的抗拉性能;PVA纤维对UHPC抗冲磨性能的提升效果优于钢纤维。     

不同剪跨比高强钢筋超高性能混凝土梁抗剪性能研究

为了探究超高性能混凝土(UHPC)简支梁的抗剪性能,对3根有腹筋UHPC简支梁和3根无腹筋UHPC简支梁开展抗剪试验。根据梁的实测抗剪承载力,并基于桁架-拱模型修正高强钢筋UHPC梁的抗剪承载力计算式。结果表明:主拉应变在开裂荷载以前呈线性增长,达到开裂荷载后主拉应变激增,应变方向发生突变;在传统桁架-拱模型的基础上,考虑UHPC的软化效应、抗拉贡献及纵筋销栓作用,构建高强钢筋UHPC梁受剪承载力修正式,其计算值与试验值吻合较好。     

预应力超高性能钢纤维混凝土梁受弯性能试验研究

为了研究后张法预应力超高性能钢纤维混凝土梁的受弯性能,对6根梁试件进行了3分点对称加载试验研究。试件变化参数包括非预应力纵筋强度等级、配筋率、张拉控制应力及预应力度,获得了试件的开裂弯矩、极限弯矩、破坏形态以及裂缝开展情况。试验结果表明：HRB500级钢筋与UHPSFC适配良好,可以充分发挥二者的高强性能;张拉控制应力及预应力度增加,开裂弯矩增大;高性能钢纤维混凝土梁弯曲裂缝细而密,正常使用极限状态下最大裂缝宽度不大于0.15mm。通过引入抗裂影响系数对受拉区塑性影响系数进行修正后,开裂弯矩计算值与试验值吻合较好。根据简化的高性能钢纤维混凝土本构模型建立了高性能钢纤维混凝土梁的受弯承载力计算公式,其计算值与试验值吻合良好,可为高性能钢纤维混凝土梁理论分析和设计提供参考。     

钢棉对超高性能混凝土(UHPC)性能的影响研究

研究了不同规格及掺量的钢棉对超高性能混凝土(UHPC)工作性和力学性能的影响。结果表明:钢棉的掺入降低了UHPC的流动性和抗拉性能,但合适规格及掺量的钢棉可显著提升UHPC的抗压强度和抗折强度。     

稻壳灰与混杂纤维对超高性能混凝土的影响作用研究

超高性能混凝土(UHPC)具有优异的力学性能、耐久性且能减轻结构自重、降低材料使用量,具有广阔的应用前景。但UHPC中大量采用超细硅灰与钢纤维等材料,成本较高。对此,拟采用稻壳灰取代一定量硅灰,选用聚丙烯纤维、玄武岩纤维与钢纤维混杂,通过测试UHPC的流动度、静动态力学性能、收缩变形与氯离子扩散系数,研究稻壳灰与混杂纤维对UHPC的影响规律。结果表明:稻壳灰用于UHPC是一种性能优良的廉价矿物掺合料,用量适当时能明显改善UHPC流动度、力学性能与体积稳定性;混杂纤维未能使UHPC取得较理想的力学性能和耐久性,但对UHPC抗裂性能有所改善。     

钢纤维掺量及石英砂级配对超高性能混凝土性能的影响

为优化超高性能混凝土的制备工艺,依据最紧密堆积原理,试验采用常规养护制度研究了钢纤维掺量、石英砂的细度及其级配等因素对所制超高性能混凝土性能的影响.结果表明:钢纤维的掺入可以明显提高超高性能混凝土的力学性能,当钢纤维体积掺量为2％时,所制试样28 d抗折抗压强度可达38.0 MPa、170.1 MPa.石英砂的级配可提...     

超高性能混凝土的制备、性能研究与工程应用

为使超高性能混凝土能够更广泛地应用于建筑工程中,通过优选水泥品种、矿物掺合料、钢纤维掺量等,制备出符合工程应用要求的超高性能混凝土。从工作性能、流变性能、力学性能和体积稳定性方面对制备出的超高性能混凝土进行了测试,结果符合相关要求,研究成果可为超高性能混凝土的常规工艺制备提供参考。     

广州珠江新城西塔超高性能混凝土超高泵送及洗管技术

广州珠江新城西塔核心筒、外框钢管柱混凝土均使用超高性能混凝土,C90混凝土最高泵送高度167m,C80混凝土最高泵送高度410m,通过多次泵送施工试验和对现场混凝土泵送的分析,根据管道清洗阻力大,弯管多,清洗过程中管道冲击力和噪声大等难点,总结了一套超高性能混凝土超高泵送和洗管技术.重点介绍了泵送和洗管施工工艺.     

超高性能混凝土在桥梁工程预制防撞墙中的应用

结合上海市龙东大道(罗山路-G 1503)改建工程的特点,选取P 141-142跨处的钢混凝土组合梁为研究对象,介绍了防撞墙的施工工艺及超高性能混凝土(UHPC)材料在防撞墙处的应用。结果表明,采用UHPC浇筑的防撞墙,其抗压强度、抗折强度、承载能力、安全性及抗腐蚀性等指标均符合设计要求,应用效果良好,可为类似项目提供参考。     

TBM压注式超高性能混凝土试验研究

针对天山胜利隧道TBM压注式超高性能混凝土(UHPC)的性能要求,基于紧密堆积理论,优化了混凝土中胶凝材料各组分的比例。通过掺入钢渣粉、纳米早强剂和塑性膨胀剂配制出了大流动度、超长保坍、超早强、低收缩的UHPC,并研究了胶凝材料体系紧密堆积孔隙率、钢纤维掺量、混凝土流动性三者之间的关系。结果表明:采用复合掺合料、钢渣粉优化胶凝体系、骨料体系可制备出工作性良好、各项性能指标均能满足要求的UHPC,初始流动度大于700 mm,4 h流动度经时损失小于5%,1 d拆模且抗压强度大于设计要求51.6 MPa,28 d干燥收缩仅为200×10^-6。纳米早强剂的掺入不但保证了混凝土早期强度的增长,而且不影响混凝土流动性的长时间保持和后期强度的增长。     

超高性能混杂钢纤维混凝土力学性能试验

采用工程上常用的2种不同长径比、不同强度的端弯型钢纤维和超细型钢纤维,通过立方体抗压试验和小梁抗弯试验,研究纤维体积率(体积分数)为2.0％时,端弯纤维和超细纤维混合比例对超高性能混凝土抗压强度、抗弯强度、延性的影响.结果表明:端弯纤维和超细纤维分别主导了超高性能混凝土强度和延性性能;随着超细纤维体积率增加,超高性能混凝土抗压强度、抗弯强度和弯曲韧性提高;随着端弯纤维体积率提高,小梁的延性增强;2种纤维混合,可以均衡地改善基体混凝土的相应性能;综合考虑各力学性能指标和经济性,端弯纤维与超细纤维体积率分别为0.5％和1.5％时为最佳配比.     

箍筋约束超高性能混凝土柱受压性能研究进展

为研究箍筋约束超高性能混凝土(UHPC)柱的受压性能和结构设计方法,对约束混凝土柱的研究与发展进行总结分析,讨论了6种简化的约束混凝土本构模型; 重点介绍了国内外关于箍筋约束UHPC短柱、长柱的轴心受压、偏心受压力学特性最新研究成果,并对影响柱受压特性的主要因素等进行分析总结; 对目前研究中存在的问题进行了探讨,并对箍筋约束UHPC柱的未来研究方向进行展望。结果表明:目前研究主要集中于普通箍筋约束UHPC短柱的轴压性能; 箍筋约束UHPC柱需要较高的约束应力才能充分利用UHPC的高性能,并能显著改善构件延性; 钢纤维能延缓保护层开裂,抑制保护层脱落,提高构件的抗损稳定性,与箍筋具有协同组合效应并能共同发挥约束效果; 建议在UHPC构件设计时考虑纤维特性而适当减少配筋,箍筋约束UHPC短柱的轴压承载力计算可偏保守地参考普通混凝土轴压短柱承载力计算模型; 箍筋约束普通、高强混凝土本构模型不能准确评估箍筋约束UHPC柱的轴压特性,建议开发预测精度较高的箍筋约束UHPC柱的本构模型。     

索塔锚固区泵送高性能钢纤维混凝土的研制

普通纤维混凝土因可泵送性差很少用于索塔锚固区。采用多重复合技术,优选纤维混凝土配合比,并研究了各配合比的泵送性能;模拟干热环境,对优选的高性能混凝土(HPC)和钢锚箱锚固区专用高性能钢纤维混凝土(HPSFRC)进行了塑性收缩试验;研究了纤维掺量和减缩剂对塑性收缩和干燥收缩性能的影响,并对其机理进行了探讨。研究表明,经优化的高性能钢纤维混凝土2h内泵送性能优良。随着纤维掺量的增加,塑性收缩的开裂总面积下降,混凝土的抗裂等级提高。当钢纤维的体积掺量为0.8%时,高性能钢纤维混凝土自由干燥90d的收缩值同高性能混凝土相比下降了50%;有约束的干燥收缩66d试验环未见开裂,从而减少混凝土开裂的风湿,提高混凝土结构的耐久性。与同强度等级的高性能混凝土相比,钢纤维的加入也改善了混凝土的力学性能,高性能钢纤维混凝土的抗弯强度和劈拉强度提高了近30%。试验结果还表明,纤维体积率为0.6%的钢纤维与减缩剂复合后,对抑制塑性收缩和干燥收缩效果显著。