大体积补偿收缩混凝土中的延迟钙矾石生成现象 --答游宝坤同志的质疑

针对游宝坤同志对我们的试验结果和观点提出的质疑，基于近期的工作结果，就大体积补偿收缩混凝土内部延迟钙矾石生成及其影响进行讨论。大体积补偿收缩混凝土内部存在延迟钙矾石生成现象，是否引起膨胀，由结构内部条件决定。对于延迟钙矾石生成的潜在危险性应有充分的认识。     

CSA膨胀剂对C80高性能混凝土性能影响及膨胀机理研究

研究表明在水灰比为0.5且掺10％CSA膨胀剂的砂浆中,砂浆膨胀性能在7d时达到最大,其限制膨胀率为0.048 5％.不同CSA膨胀剂掺量的C80混凝土中,膨胀剂掺量越高混凝土早期强度越低,后期强度降幅小.在水化早期,膨胀剂掺量对混凝土限制膨胀率的影响较小,养护龄期14d时达到限制膨胀率的最大值,较水灰比0.5砂浆的有所推迟且最大值受掺量影响大.膨胀剂的掺加对低水胶比水泥浆体水化早期体系的孔结构有改善作用,体系中钙矾石晶体未能充分生长,多以微针状分布于各个界面层间,体系中未反应的水泥颗粒较多.水化后期胶凝体系硬化后的浆体中包裹着竖条状形貌的钙矾石晶体,凝胶相具有良好的密实性.     

大体积补偿收缩混凝土与延迟钙矾石生成

在大体积补偿收缩混凝土内部,由于胶凝材料水化放热,其最高温度可能超过钙矾石的分解温度,使水化初期生成的钙矾石分解;并在温度降低以后,在硬化混凝土内重新生成。本文探讨了这种延迟钙矾石生成现象对混凝土性能的影响。发现延迟钙平等互利 水化初期表面为补偿收缩混凝土的膨胀能损失。不能达到补偿温度收缩的目的;后期表现为混凝土的延迟膨胀。降低水胶比,掺加粉煤灰和矿等矿物和掺和料有利于抑制ＤＥＦ引起的后期膨胀。     

模拟大体积混凝土条件下生成的钙矾石的形态

利用半定量XRD和SEM-EDS分析、观察了补偿收缩水泥砂浆在模拟大体积混凝土内部温湿度条件下的水化产物相组成和微观形貌,延迟钙矾石生成所导致的试件开裂是由于微晶状钙矾石在硬化砂浆中均匀膨胀所致。     

高性能膨胀剂在苏州汾湖理想城工程中的应用

介绍了苏州汾湖理想城地下工程中,底板和侧墙采用了高性能膨胀剂配制的补偿收缩混凝土,提高了结构整体的抗裂、防水效果。经过混凝土原材料选择、配合比和限制膨胀率设计、现场施工控制和混凝土养护等一系列措施可知,使本工程中补偿收缩混凝土产生体积膨胀的膨胀源主要为氢氧化钙和钙矾石;当高性能膨胀剂掺量在35~45kg/m3时,其配制的补偿收缩混凝土的限制膨胀率可达3.0×10-4~4.5×10-4,能够有效补偿混凝土的收缩;为保证其膨胀性能的有效发挥,必须采取相应的施工控制和混凝土养护措施。     

大体积混凝土收缩抑制技术的研究

膨胀剂在补偿大体积混凝土收缩开裂中得到广泛应用,主要研究的是不同品种的膨胀剂对补偿大体积混凝土收缩开裂的不同作用。并通过试验研究了氧化钙和钙矾石类以及氧化镁类膨胀剂在补偿大体积混凝土中的不同影响效果,并对不同种类膨胀剂的混凝土的受限变形曲线进行了分析。得出氧化钙和钙矾石类可补偿大体积混凝土的早期收缩,但分别在30d和60d后将由膨胀变形转变成收缩变形,而氧化镁类则在早期表现为收缩,20d后开始膨胀。处于大体积混凝土内部环境中的膨胀剂可有效补偿其收缩开裂。     

新型膨胀剂对水泥基材料干燥收缩的补偿

研究了掺与不掺膨胀剂HME的水泥净浆、砂浆和混凝土在直接干空养护条件下的收缩变形,分析了膨胀剂HME对水泥净浆、砂浆以及混凝土的干燥收缩影响规律,并探讨了膨胀剂HME在干空养护条件下的减缩作用机理。结果表明,膨胀剂HME在干空养护条件下仍然具有水化反应能力,产生有效膨胀,可以完全消除水泥净浆、砂浆以及混凝土的早期干燥收缩,并对其中后期干燥收缩也有较好的补偿作用。     

高性能补偿收缩混凝土的变形性能和耐久性研究

采用复掺矿物掺合料和膨胀剂制备高性能补偿收缩混凝土,对其进行变形性能和耐久性试验,并探讨了矿物掺合料、膨胀剂、养护条件等因素改善补偿收缩混凝土性能的本质,并总结了各因素对补偿收缩混凝土干燥收缩率和抗氯离子渗透能力影响的规律。     

膨胀剂对某地下室侧墙C50混凝土抗裂性能的影响

研究了氧化钙-硫铝酸钙类膨胀剂对地下室侧墙C50混凝土抗裂性能的影响。结果表明:随着膨胀剂掺量增加,C50混凝土的限制膨胀率和自生体积变形增大;内掺8%膨胀剂的C50混凝土的限制膨胀率符合JGJ/T 178—2009《补偿收缩混凝土应用技术规程》规定的抗裂性要求;约束条件下,膨胀剂内掺0～12%范围内,随着膨胀剂掺量增加,C50混凝土的抗渗性能提高;在50 cm厚地下室侧墙C50混凝土温度历程下,掺8%膨胀剂可有效补偿侧墙混凝土的温度收缩和早期自收缩,降低了地下室侧墙C50混凝土的开裂风险。     

高效减水剂与膨胀剂复合使用对大体积混凝土性能的影响

通过模拟大体积混凝土内部温度变化情况,采用胶砂法,研究了相同水胶比条件下萘系、氨基磺酸盐系及聚羧酸系3种高效减水剂与铝酸盐膨胀剂复合使用对胶砂限制膨胀率和强度的影响。探讨了在模拟大体积混凝土内部温度变化情况和有减水剂存在的情况下,胶砂膨胀与强度发展协调性。结果表明,在模拟大体积混凝土内部温度变化的情况下,高效减水剂种类及掺量对胶砂的强度有较大的影响;高效减水剂与膨胀剂复合使用会降低早期限制膨胀率,这与常温下所得结果一致;与常温下相比,模拟温度下,掺入高效减水剂会进一步降低膨胀剂砂浆的膨胀和强度发展协调性。     

Entwurf und Ausführungsplanung der Stöbnitztalbrücke

Auf der Neubaustrecke Erfurt – Leipzig/Halle werden zurzeit einige Talbrücken realisiert, die einen neuen, ganzheitlich orientierten Entwurfsansatz verfolgen. Bei diesen integralen bzw. semi‐integralen Bauwerken sind die Überbauten monolithisch mit den Pfeilern und teilweise mit den Widerlagern verbunden. Sie können deshalb schlanker und mit stetigen Übergängen zwischen den Bauteilen ausgeführt werden. Durch den weitgehenden Verzicht auf Lager und Fugen und durch die robuste Bauweise besitzen integrale Bauwerke eine wesentlich längere Lebenserwartung als herkömmliche Talbrücken. Die Scherkondetalbrücke und die Gänsebachtalbrücke wurden bereits in vorherigen Ausgaben beschrieben. In diesem Beitrag wird über den Bau der Stöbnitztalbrücke berichtet, die als Sondervorschlag der ausführenden Baufirma realisiert wird. The Bridge over Stoebnitz Valley – a Bridge without Bearings on High‐Speed Railway Route Erfurt – Leipzig/Halle Currently some large valley bridges are under construction on high‐speed railway route Erfurt‐Leipzig/Halle. These bridges follow a new holistic design philosophy. The superstructures of those integral or semi‐integral bridges are rigidly connected to the abutments and the columns. Therefore, they are more slender than conventional bridges and the bridges are very robust and durable because of the omitting of bearings and dilatation joints. The bridges over Scherkonde valley and over Gaensebach valley were already described in previous issues. In this paper the construction of the bridge crossing Stoebnitz valley is reported. This bridge is being built as an alternate design of the contractor.     

Berücksichtigung von Viskoelastizität bei der Beurteilung von Zwangbeanspruchungen erhärtender Massenbetonbauteile

Der nachfolgende Aufsatz behandelt die Berechnung und Messung von hydratationsbedingten Zwangspannungen in massigen Betonbauteilen. Dabei wird auf das zeitveränderliche und viskoelastische Materialverhalten des Betons und dessen Berücksichtigung innerhalb eines numerischen Berechnungsverfahrens besonders eingegangen. Die vorgestellten Zusammenhänge werden anhand eines Dehnstabmodells mathematisch beschrieben und innerhalb eines FE‐Modells numerisch implementiert. Im Zuge des Betonierens einer Sohlplatte eines Schleusenbauwerks werden die Berechnungsergebnisse mit Messdaten für die Spannungsentwicklung verglichen und bewertet. Consideration of Viscoelasticity in Computation of Hydration induced Stresses in Massive Concrete Members The present document reports about the computation and measurement of hydration induced stresses in massive concrete structures. It focuses on the time dependent and viscoelastic material properties of concrete and their consideration within a numerical computation procedure. The presented relationships will be described mathematically by using a strain‐rod‐model and be implemented in a FEM‐Model. The computed results will be compared and evaluated by using measured stress data obtained during the casting of a lock's base slab.     

Computertomografische Untersuchung von Stahlfaserspritzbeton mit mehrdimensionalen Transferfunktionen

Der Verbundwerkstoff Stahlfaserbeton bzw. Stahlfaserspritzbeton (SFRSpC) findet in der Geotechnik eine breite Anwendung. Für die Modellierung des mechanischen Verhaltens ist das Wissen über die Verteilung und Ausrichtung der Fasern im Beton von entscheidender Bedeutung. In einer Bachelorarbeit wurden die Stahlfasern in Bohrkernproben mit Hilfe der Computertomografie (CT) am Österreichischen Gießerei‐Institut (ÖGI) sichtbar gemacht und die Orientierung jeder einzelnen Faser anhand der STL‐Schnittstelle und weiterer Software berechnet, statistisch ausgewertet und grafisch, ähnlich dem Schmidt'schen Netz, dargestellt. Dieses zeitaufwändige Verfahren wurde von VRVis durch ein Postprocessing automatisiert. Die Stahlfasern können bezüglich ihrer zwei Hauptwinkel in Echtzeit exploriert, klassifiziert und dabei visuell überwacht werden. Es bieten sich verschiedene Möglichkeiten der statistischen Auswertung an. Ein Richtungs‐Kugelhistogramm, ebenfalls dem Schmidt'schen Netz ähnlich, ermöglicht dem Anwender, die Richtungsverteilung der selektierten Stahlfasern auf einen Blick zu erkennen. Die Farbkodierung der Richtungen wird auch für die 3D‐Visualisierung der Stahlfasern übernommen, um die räumliche Erfassung der Richtungsverteilung im SFRSpC selbst zu erleichtern. Computertomographic Investigation of Steel Fibre Reinforced Sprayed Concrete using Multi‐Dimensional Transfer Functions The composite material steel fibre reinforced concrete or steel fibre reinforced sprayed concrete (SFRS) is widely used in geotechnics. For the modelling of the mechanical behaviour the knowledge of the distribution and orientation of the fibres in the concrete is of particular importance. For a bachelor thesis the steel fibres in drill cores were investigated by computed tomography (CT) at the Austrian Foundry Research Institute (ÖGI). The orientation of each fibre was calculated using a STL‐interface and further software tools. The results were statistically evaluated and graphically represented using Schmidt's net. This time consuming (expensive) method was automated by a post‐processing of VRVis. With that tool the steel fibres in the sample can be explored, classified and visually examined in real‐time regarding their orientation in two angles. Different possibilities of statistical evaluation can be implemented. A real‐time direction sphere histogram (DSH), comparable to Schmidt's net in 3D allows the user to recognise the distribution of orientations of the selected fibres at a glance. The colour‐coding of the different orientations is also used for the 3D‐volume‐view of the fibres, to easily identify the spatial distribution of orientations in the SFRS sample.     

Rheinbrücke Breisach – Umbau und Instandsetzung einer 45 Jahre alten Stahlkonstruktion

The Rhine Bridge at Breisach – Alteration and maintenance work at a 45‐years‐old steel structure across the river Rhine. The Breisach Rhine Bridge between Breisach in Baden‐Württemberg, Germany, and Neuf‐Brisach in Alsace, France, is next to the Europe Bridge Kehl–Strasbourg the most important road connection between the two countries. The three‐pillar road bridge was built in 1962 using the foundation of an old railway bridge. The box girder of the bridge is welded as well as riveted and bolted. Both the design of the curb with its underseepage – a feature that was often used at that time but is now out of favour – and damages at the drain pipes in the girder box led to significant corrosion damage. In the future a bicycle lane will run over the bridge. For this an enlargement of the southern footpath is required. Bridge repair and maintenance work began in the spring of 2008. In this paper not only the details of the projects will be considered, but also the solutions to the problems discovered during repair work. An additional special feature of the bridge is the fact that two road construction agencies, one French, one German, are in charge of maintenance.