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。     

北方高铁隧道无砟轨道道床板混凝土裂缝成因分析及处理

通过对张呼铁路隧道无砟轨道道床板混凝土出现的裂缝调查,分析了裂缝分布规律,结合现场施工与工程所在地气候情况,分析了裂缝形成原因,提出了处理措施,对今后北方高铁道床板混凝土的施工具有指导、借鉴意义。     

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.     

浅谈大体积混凝土施工方案

大体积混凝土墩台,由于结构截面大,混凝土所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,所以要严格控制大体积混凝土芯部与表面、表面与外部温差,保证混凝土不因温差效应开裂。文章对墩台大体积混凝土施工方案做了具体的阐述。     

大体积超高性能混凝土温控措施及施工监测

针对襄阳庞公大桥索塔钢混结合段大体积超高性能混凝土（UHPC）的性能要求,采用低水化热低收缩UHPC开展了室内绝热温升试验和大体积模型试验,研究了低水化热低收缩UHPC的水化放热规律。施工过程中采用加碎冰降温和覆盖保温泡沫板的措施,明显降低了UHPC拌和物的入模温度和结构内外温差,大大降低了大体积UHPC的开裂风险,拆模后外观良好无任何裂纹。     

浅谈隧道无砟道床施工技术

无砟轨道施工实行多工序流水作业。特别是无砟轨道道床板浇筑属于连续流水作业、多工序密切制约的集成,任何一个环节出现问题,必然造成整个系统停工或轨道质量问题。其它各工序的效率必须高于混凝土浇筑效率,是施工工艺设计的基本出发点,也是选择施工设备的决定性因素。即以精良工装设备保证施工工艺,以先进工艺保证工程质量和精度。     

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.     

不同环境温度下混凝土箱梁的温度分布及演化规律

通过考虑不同地域、季节、温度时段大体积混凝土内外温差、表面与环境温差,探讨了32 m单箱单室预应力混凝土箱梁的温度场分布的变化以及两类温差的变化规律,采用midas软件模拟了环境温度变化在混凝土箱梁中产生的效应,初步探明了当环境发生较大变化时两类温差的演变特性.研究结果表明,当昼夜温差大于10℃时,混凝土内外温差、表面与环境温差可发生较显著的变化.根据模拟结果,设计了基于环境条件变化特征的温度测点设置方案,揭示了不同环境下混凝土箱梁的温度场分布及演化规律.     

高原地区大体积混凝土施工裂缝控制措施

随着我国国民经济的高速增长,带动了建筑行业快速、持续的发展,随之而来的就是大体积混凝土的广泛应用。但是大体积混凝土结构的温度裂缝也日益成为建筑工程技术人员所面临的难题。众所周知,混凝土内部水化热与周边环境温度的综合作用,是导致大体积混凝土开裂的主要原因,再加上高原地区昼夜温差较大,裂缝更加难以避免,因此依托毕节机场高速快速化改造工程项目,从混凝土自身的水化热、高原地区的各种外部环境对混凝土表面温度的影响、跳仓分块后的水化热这三点入手,对项目中的下穿隧道大体积混凝土展开研究,并总结出一套适合高原地区大体积混凝土防裂施工的一系列措施。     

高温大温差环境对混凝土性能影响研究

我国广大西北地区,气候特点为昼夜温差大,干燥,上述因素会对混凝土早期强度造成一定影响。本研究的目的在于探索高温大温差环境对混凝土性能的影响,并为混凝土在高温大温差强度损失的防治提供研究依据。全年部分时间该地区混凝土结构一天之内温度变化幅度均可超过20℃,考虑到新疆历史最高日温差曾达到35.5℃,因此试验将温差定位40℃。本研究模拟了西部地区夏季温差特点(20℃-60℃),将高温循环试样,高温基准,常温基准标养至28d测抗压强度和动弹性模量。通过与基准试样的对比,研究温差环境对混凝土性能的影响,建立温差环境对混凝土性能损伤规律。并通过超声无损检测28d、60d、90d、120d、180d龄期超声声速在混凝土内部传播速度,研究高温温差环境下混凝土内部损伤变化规律。根据高温温差环境下混凝土内部损伤变化规律,探讨高温温差环境对混凝土性能影响。研究表明;高温温差环境下,高温、温差作用相互制约,混凝土内部损伤具有"非自愈性"。     

低热硅酸盐水泥水化及性能研究现状

低热硅酸盐水泥因水化热低而被大量应用于高等级大体积混凝土工程以降低温度应力给结构带来的开裂风险。此外,高温下强度增长稳定的特点决定其能在高热施工环境发挥作用,优良的体积稳定性有利于解决混凝土结构开裂问题,较高的后期强度和优良的抗侵蚀性能适合用于高性能混凝土的制备。本文从水化、性能等角度出发,分析了低热硅酸盐水泥在水化调控、水化产物及微观结构、性能优化等方面存在的部分问题,总结了低热硅酸盐水泥高温耐受、抗侵蚀、体积稳定等性能特点,提出了低热硅酸盐水泥在严酷环境、高热环境中的应用展望。     

水泥混凝土水化热的研究与进展

水泥的水化反应是一个放热反应。水泥水化放热的周期很长,但大部分热量是在3天内放出的,尤其是在水泥浆发生凝结、硬化的初期放出。大多数情况下,硬化水泥浆体和混凝土的早期体积变形,主要源于水泥的水化热温升,因此,降低水泥混凝土的水化热是防止其早期开裂的有效途径。本文综合分析了水泥混凝土水化热对其性能的影响,总结了前人在水泥混凝土水化热研究方面提出的一些理论计算公式,介绍了国内外关于水泥混凝土水化热的最新研究进展和水泥生产中降低水化热的技术措施。     

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。     

戈壁地区不同养护方式下混凝土箱梁养护效果试验研究

为研究戈壁地区混凝土箱梁在不同养护方式下的各项性能及在这种特殊环境下的实用性,对实验原材料在现场进行验证试验研究其养护效果.结果表明:与塑料薄膜和土工布养护相比,橡塑板养护早期强度增长更快;不同养护方式下混凝土水化热均在20 h后达到峰值,并呈现正弦规律的周期性变化,给出了箱梁的水化热温度分布规律;箱梁应变的产生是由混凝土自收缩和温度共同作用的结果,通过曲线规律分析出了收缩应变和温度应变的作用阶段;通过微观结构测试,分析出了不同养护方式下混凝土孔结构的分布特征,具有较小孔间距系数的橡塑板养护力学性能优于其他两种养护方式.     

碳纳米管增强堆石坝面板混凝土早龄期热膨胀系数研究

热应力是引起堆石坝混凝土面板非结构性开裂的主要原因之一,热膨胀系数(CTE)与混凝土的热变形和热应力直接相关。碳纳米管(CNTs)具有良好的力学性能和一维纳米材料独有的纳米效应,有望改善面板混凝土的CTE。制备施工配合比基准混凝土(JC)和掺质量分数为0.1%的CNTs的面板混凝土(NC),采用温度-应力试验机(TSTM)测量早龄期混凝土在温度匹配(TMC)模式和恒温模式下的自由应变,计算早龄期混凝土的CTE值,提出面板混凝土时变CTE模型。结果表明,两种面板混凝土的CTE在终凝后快速降低至最小值,最后缓慢增至一个稳定值。CNTs的掺入提高了面板混凝土在终凝附近的CTE值,但能降低混凝土CTE的稳定值。     

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。     

高铁CRTSⅡ型板式无砟轨道滑动层聚氨酯胶粘剂的研制

通过不同官能度、分子质量的多元醇的组合、分子链刚性单元的调整,以及A组分体系疏水性的设计,开发出专用于高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道滑动层的双组分聚氨酯胶粘剂。该胶粘剂常温固化拉伸强度达10MPa,伸长率100%左右,高温高湿条件下固化不发泡,对水泥、高强度挤塑板、聚脲防水层等的粘接性能优异。     

Prediction of cracking within early-age concrete due to thermal, drying and creep behavior

To predict potential early-age cracking after concrete placing, a numerical simulation procedure has been completed based on a micromechanical model and empirical formulas on the property development of young concrete. The numerical model could account for the effects of hydration, moisture transport and creep. Environmental influences, such as removal of formworks, curing conditions and variations of surrounding temperature and relative humidity, have been investigated. In calculating stress field with age caused by these synthetic physical-mechanical processes, three-dimensional finite element and finite difference (3D-FE-FD) methods are combined together.