强风、干寒、大温差地区混凝土箱梁早期抗裂性分析

为研究强风、干寒、大温差地区混凝土箱梁早期抗裂性能,对施工现场可行的养护方式进行了抗裂性能及强度对比,最终在现场选择蒸汽养护进行混凝土箱梁养护.为进一步明确在蒸汽养护下混凝土箱梁的早期抗裂性,对箱梁水化热温度场和早期混凝土收缩应变进行了测试,最终明确在大温差、强风、干寒地区不稳定的蒸汽养护下条件下混凝土箱梁在早期水化热及收缩作用下不产生裂缝,同时给出了混凝土水化热的分布规律以及收缩应力分布规律.     

甘肃省戈壁地区养护方式对预制混凝土箱梁抗裂性及强度的影响

为研究甘肃省戈壁地区养护方式对预制混凝土箱梁抗裂性及强度的影响,首先勘测了现场气候条件,选择了三种养护方案.然后测试和分析了不同养护方式下试验箱梁强度及裂缝的发展规律,结果表明:按照蒸汽养护、土工布包裹养护、薄膜包裹养护的顺序混凝土强度及拉压比逐渐减小,抗裂性逐渐减弱;蒸汽养护为戈壁地区最佳的养护方式;戈壁地区出现的裂缝宽度主要分布在0.00~0.02 mm及0.03~0.04 mm两个区间;在戈壁地区混凝土箱梁的养护不仅要注重保湿养护,更应该加强保温养护.最后结合试验和现场施工情况,对大温差、干寒、强风地区预制混凝土箱梁裂缝的预防和控制提出一些针对性的建议.     

基于ANSYS的桥梁大体积混凝土水化热分析

混凝土水化热是大体积混凝土产生早期裂缝的重要因素之一。分析水化热进程，对大体积混凝土结构的早期裂缝控制至关重要。以某高速铁路施工项目中的无砟轨道（40m+64m+40m）预应力连续箱梁为研究对象，应用ANSYS软件，采用瞬态热分析方法对箱梁水化热温度场进行仿真模拟，探究箱梁内温度变化规律，提出对箱梁大体积混凝土施工开裂控制的养护建议。     

大温差地区不同养护方式下混凝土桥墩温度场及变形性能分析

我国西北大部分地区多为干燥、大风、大温差的特殊气候环境,这种特殊的气候环境给混凝土早期开裂带来了不利的影响,混凝土桥墩的开裂受到多方面因素的影响,水化热温差过大是引起混凝土桥墩早期开裂的主要原因,因此,研究混凝土桥墩早期温度场对防止桥墩早期裂缝有重要的指导意义,不同的养护方式下混凝土桥墩内外温差分布不同.本次试验采取三种不同的养护方式,结果表明:自然养护会导致大温差地区混凝土桥墩产生较大的早期温度应力应变,可能会引起温度裂缝,土工布包裹养护对混凝土有保温作用,可以改善混凝土内部温差,新材料包裹养护效果最好,早期良好的保温保湿效果使桥墩内部温度分布较为均匀,并能大幅度减小温度应力应变,起到良好的养护作用.     

干燥、昼夜大温差气候下混凝土保温保湿养护效果试验研究

基于干燥、大温差气候环境条件,提出了一种综合利用橡塑板、塑料薄膜和吸水土工布的新型保温保湿养护方式,通过室内模拟和现场验证试验来研究其养护效果.结果表明:与传统保湿养护相比,新型保温保湿养护方式能有效地降低混凝土内外温度受环境温度变化的影响,具有良好的养护效果;且能大幅度地提高干燥、昼夜大温差气候下混凝土的强度和抗氯离子渗透性;此外,新型保温保湿养护方式具有成本低、可重复利用等特点,极具工程应用前景.     

水化热调控剂与氧化镁复掺对混凝土抗裂行为的影响

为了研究氧化镁膨胀剂与水化热调控剂复掺对混凝土抗裂性能的影响,探讨水化热调控剂的作用机理,开展了单掺氧化镁及水化热调控剂与氧化镁复掺对混凝土水化热、绝热温升、限制膨胀率、体积变形、自收缩、弹性模量及微观结构的影响研究。结果表明:水化热调控剂可显著改变水泥水化放热历程,净浆抑温率可达31.2%,随入模温度升高,抑温效果增强;水化热调控剂可激发氧化镁的水化,促进膨胀能的释放,随养护温度提升,作用效果更显著;水化热调控剂可改变混凝土温升历程,特别是降低混凝土早期水化热释放速率;水化热调控剂与氧化镁复掺可降低混凝土自收缩,当水化热调控剂掺量为0.2%和0.4%(质量分数)时,混凝土收缩值分别减少了84 με和54 με;水化热调控剂会导致混凝土早龄期弹性模量降低,但对长龄期弹性模量影响不大;水化热调控剂对水泥水化历程、水化产物生成及微观结构密实程度的改变是提高混凝土抗裂性能的根本原因。     

某混凝土筏板基础水化热试验研究

为了解混凝土筏板基础水化热温度分布规律,对其进行了连续不间断的实测。结果表明:筏板基础的水化热温度在混凝土浇筑后20小时内快速上升,中心温度明显高于表面温度,混凝土在入模后约24小时达到最大值。     

养护温度对混凝土早期抗压强度影响的试验研究

通过测试不同的养护温度5 ℃、20 ℃、35 ℃、50 ℃下C30混凝土不同龄期的抗压强度，研究养护温度对混凝土早期抗压强度的影响规律，得到不同养护温度下的混凝土强度增长曲线，分析了不同养护温度对混凝土早期抗压强度影响规律的原因。     

后续养护制度对高强混凝土力学性能的影响

通过对比蒸养15 h后不同养护时间的水中养护、标准养护和自然状态喷淋养护下混凝土的抗压强度和弹性模量,研究夏季后续养护制度对高强混凝土后期性能的影响.结果表明:混凝土蒸养15 h,后续采用水养条件养护对其抗压强度和弹性模量的增长最为有利;水养条件下混凝土水化程度最高,水化产物结构也最为致密;混凝土水养3d后自然喷淋至28d强度与弹性模量均满足轨道板混凝土的放张要求,因此混凝土构件蒸养后水养3d再自然喷淋至28 d对生产最有利.     

不同养护温度下混凝土的强度及抗氯离子渗透性试验研究

本文主要研究了不同养护温度下混凝土的强度及抗氯离子渗透性.通过测定出标准养护、3℃养护、-3℃养护以及变温(5→-3℃)条件下养护混凝土不同龄期的抗压强度,分析了低、负温养护下混凝土强度增长规律并与标准养护下混凝土强度进行比对得出:养护温度是影响混凝土强度的重要因素,前期养护温度越低,28 d的抗压强度越低;低、负温下养护时,混凝土的强度早期增长比标养下慢,后期增长比标养下快;变温养护下,3d前强度增长较快,3d后其强度的增长与-3℃养护的混凝土差不多.同时采用直流电量法对这四种养护情况下56 d时混凝土进行了抗氯离子渗透性研究,试验结果表明:养护温度越低,混凝土的抗氯离子渗透性越差.     

养护措施和湿养护时间对掺与未掺矿渣混凝土性能的影响

研究了采用湿棉絮覆盖、喷养护剂、塑料薄膜密封3种养护措施对混凝土强度、收缩、中心温升、氯离子渗透性的影响,并通过不同龄期强度、氯离子渗透深度(5%NaCl溶液介质,质量分数)、钢筋腐蚀电位、加速腐蚀保护层开裂时间研究湿养护时间(1,7,14d和28d)对未掺和掺矿渣(等量取代水泥40%,质量分数)混凝土强度、抗渗性、护筋性的影响.结果表明:合适的养护措施能有效提高混凝土强度和抗渗性,降低水化温升和早期收缩.对未掺与掺矿渣的混凝土,更长的湿养护有助发展更高强度、耐久性和护筋性;而不充分养护导致混凝土较差的抗渗性和护筋性,该影响对掺矿渣混凝土尤为明显.7d湿养护对掺矿渣混凝土发展更高的潜在抗渗性是不够的.     

膨胀剂和减缩剂对预制箱梁混凝土的防裂效果研究

测试C50箱梁混凝土的力学、抗裂、变形、热学性能,采用B4Cast软件仿真分析构件混凝土的温度、应力发展规律和开裂趋势,并研究膨胀剂、减缩剂对箱梁混凝土的防裂效果。结果表明:C50箱梁混凝土抗裂性较差,早期平板总开裂面积达310 mm²/m²,圆环开裂时间约为52 h;箱梁混凝土与外部环境最大温差为16~18 ℃,在翼板两侧和底板两侧拐角处混凝土表层拉应力达到最大,分别约为0.8 MPa、0.9 MPa。膨胀剂、减缩剂对C50混凝土拌合物工作性、力学性能、热学性能影响不大,仅单掺减缩剂会使混凝土力学性能略有降低。膨胀剂、减缩剂的掺入,可降低C50混凝土平板总开裂面积68%~95%,延后圆环开裂时间105.5~227.5 h;可使自生体积收缩变形减小63%~78%,干缩减小38%。膨胀剂与减缩剂复掺,可削减箱梁混凝土温峰达4 ℃,降低最大拉应力52%,混凝土抗裂安全系数可达3.05,开裂风险明显下降。     

SAP内养生路面混凝土收缩性能及力学性能研究

超吸水性树脂(SAP)作为一种内养生材料,对混凝土力学性能、收缩性能等均具有显著改善作用,在公路混凝土路面中具有十分重要的应用价值。本文通过对混凝土力学性能、收缩变形及内部相对湿度进行研究,并通过SEM对SAP内养生混凝土内部微观形貌、裂缝特征进行分析。结果表明:SAP的加入能显著降低混凝土毛细孔隙间的范德华力,抑制混凝土的收缩应变;并能够在混凝土内部湿度下降时及时对混凝土进行水分补偿,使得其28 d内的相对湿度可保持在90%以上;SAP参数(目数及掺量)对混凝土抗弯拉强度的影响较大,其中100~120目(150~120 μm)SAP对混凝土抗弯拉强度的提升作用最好;SAP的掺入可以提高水泥水化程度,生成更多的水化产物,改善混凝土内部结构,提升其密实性,并降低混凝土内部微裂纹长度及宽度,从而在一定程度上提高混凝土内部相对湿度,进而提升混凝土的力学强度,并减少其收缩变形。     

蒸养制度对预制桥面板混凝土强度与抗渗性的影响

为了获得预制桥面板的最佳蒸养制度,研究了蒸养温度、蒸养时间及蒸养后补充养护方式对复掺粉煤灰和矿粉配制的C55混凝土的强度和氯离子扩散系数的影响,并采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了不同蒸养制度下胶凝材料浆体的物相组成和微结构。结果表明,蒸养温度的提高和蒸养时间的延长,对水泥的水化和浆体微结构形成有促进作用,提高了混凝土的脱模强度,但降低了混凝土的后期强度和抗氯离子渗透性能。混凝土蒸养后的补充湿润养护为未水化水泥和矿物掺合料的持续水化提供水化用水,有利于混凝土的后期强度增进和抗渗性提高。预制桥面板在55 ℃温度下蒸养6 h,蒸养后补充覆盖洒水养护7 d具有较好的综合性能。     

养护温度对UHPC水化及力学性能影响研究

热养护能够提高超高性能混凝土(UHPC)的早期力学性能,促使UHPC水化,但对UHPC长期性能的发展尚未有系统深入的研究。通过力学性能测试、SEM和XRD研究了五种养护温度(20 ℃标养、90 ℃蒸汽养护、120 ℃干热养护、200 ℃干热养护和250 ℃干热养护)对UHPC长期力学性能发展以及水化的影响。结果表明,热养护能够促进UHPC早期水化,显著提升UHPC的早期抗压强度,特别是养护温度超过200 ℃时,能够生成明显的硬硅钙石提高UHPC的早期抗压强度。不同养护温度对于UHPC后期抗压强度的影响则不尽相同,90 ℃蒸养和120 ℃干热养护后UHPC试件的后期抗压强度仍然能持续增长,而200 ℃和250 ℃干热养护后试件的后期抗压强度则出现显著降低的趋势,后期抗压强度的变化主要取决于UHPC早期水化后内部剩余的未水化颗粒的含量。     

水泥-硅灰/粉煤灰体系强度、收缩性能与微观结构研究

为研究硅灰及粉煤灰对不同养护龄期的水泥浆体强度及收缩性能的影响,以水胶比为0.29的水泥浆体为基体,设计制备了五种硅灰及粉煤灰掺量的复合水泥浆体,借助量热仪和压汞仪测试表征了不同复合水泥浆体的水化放热特性以及孔结构组成,分析了水化放热量、孔隙率等参数随硅灰和粉煤灰掺量增加的变化规律,建立了复合浆体抗压强度与孔结构以及水化特性与收缩应变之间的量化关系。结果表明,掺入粉煤灰会大幅降低水泥净浆早期抗压强度,但对减小自收缩应变和干缩应变极为有利。掺入硅灰能明显提高净浆3 d抗压强度,但当硅灰掺量超过10%(质量分数)后,净浆3 d自收缩应变及28 d干缩应变增加极为明显。掺入硅灰会使水泥水化诱导期开始和结束的时间提前,还会增加水化反应级数和各阶段的反应速率常数值,导致水泥-硅灰复合浆体的水化放热总量和放热速率相较于水泥-粉煤灰体系大幅增加。粉煤灰和硅灰的掺入均能有效细化水泥浆体内部孔结构,提高凝胶孔比例,大幅降低大孔比例。复合浆体的72 h水化放热总量和3 d自收缩应变呈现正相关关系,而孔隙率和抗压强度呈现明显的负相关关系。     

蒸养条件下两性聚羧酸减水剂对胶砂及混凝土强度的影响

合成了阴离子型和两性型聚羧酸减水剂,研究了两类聚羧酸减水剂对水泥水化热、蒸养胶砂和蒸养混凝土强度的影响.结果表明:在蒸养条件下,与阴离子型聚羧酸减水剂相比,掺两性型聚羧酸减水剂的水泥水化温峰更高;在相同水灰比时,掺两性聚羧酸减水剂的蒸养胶砂和蒸养混凝土的强度也更高.XRD分析可知,掺入两性聚羧酸减水剂在蒸养条件下生成更多的AFm和氢氧化钙,促进了C3S和C2S的水化.     

养护温度和矿物掺合料对蒸养混凝土脆性的影响

为了掌握蒸养混凝土的脆性特性,以脆性系数和冲击韧性为评价指标,研究了养护温度(20、45、55、65、75℃)及矿物掺合料对混凝土脆性的影响,并通过扫描电子显微镜和压汞仪分析了养护温度和矿物掺合料对混凝土水化产物微结构和孔结构的影响。结果表明,随着养护温度的升高或养护龄期的延长,混凝土的脆性系数增大,且蒸养降低了混凝土的冲击韧性,复掺粉煤灰和矿渣粉掺合料可以改善蒸养混凝土的脆性和抗冲击性能。较高养护温度导致水化产物结晶粗大,界面过渡区形成微裂缝和基体孔隙率增大,从而使蒸养混凝土脆性增大,复掺粉煤灰和矿渣粉掺合料改善了蒸养混凝土的孔结构和界面过渡区微结构。