隧洞衬砌混凝土工程温控应用研究

本文通过对隧洞衬砌混凝土裂缝产生的原因分析及研究,提出了在高温季节,以降低水化温升及加强养护的施工方案。在混凝土配合比设计、试配、水化热抑制剂HHC-S的掺入、现场数据监测及其他相关技术措施的共同实施下,混凝土最高温升较空白混凝土降低10.4~11.5℃,温峰出现时间延迟了2.4~7.2h,降低了混凝土表里温差、温升速率。此外,混凝土的抗压强度发展、施工性能与空白混凝土近似,现场混凝土施工进度正常,有效地提高了隧洞衬砌混凝土结构的抗裂性能。     

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。     

离子掺杂对钙质膨胀剂熟料性能的影响

研究了MgO、Al2 O3和CuO三种金属离子氧化物对氧化钙类膨胀剂熟料性能的影响,与未外掺金属离子氧化物相比,分别外掺3％金属离子氧化物后,CuO抑制了膨胀剂熟料反应速率,MgO对膨胀剂熟料反应速率基本无影响,Al2O3加速了膨胀剂熟料的反应速率.采用化学分析、XRD、微量热法对膨胀剂熟料的f?CaO含量、矿物组成及水化历程进行了分析,结果表明,外掺CuO会抑制生料中CaCO3分解为f?CaO,导致膨胀剂熟料反应速率较低;外掺MgO、Al2 O3主要在膨胀剂熟料体系中发生离子置换反应,因Al3+与Ca2+价位不同使体系内部产生缺陷,提高了其膨胀反应速率.     

苏州轨道交通工程超长梁板结构裂缝控制关键技术

高性能膨胀剂具有早期膨胀能大、水化反应需水量小的特点,用其配制的补偿收缩混凝土在合理的浇筑施工和养护措施下,能够大幅度提高轨道交通工程超长梁板结构的裂缝控制效果。试验结果表明,在苏州轨道交通工程胥口车辆段上盖二层梁板混凝土内温度修正后微应变在3 d内达到最大值(+50~+100με),在30 d后降至-100~-20με,膨胀组分在早期产生的膨胀量逐步被混凝土的自收缩和干燥收缩所消耗,起到了补偿早期部分收缩量的作用;二层板内温度修正后微应变在30 d后较二层梁内减小约50με,薄板结构在各项约束条件下收缩更大,更易产生收缩裂缝。     

夏热季节地铁车站侧墙混凝土裂缝控制技术

通过对氧化镁膨胀剂、水化热调节剂作用机理的研究，补偿收缩混凝土配合比的设计，现场数据的采集与监测，适宜的施工和养护措施，实现了夏热季节苏州地铁7号线车站混凝土侧墙验证段无有害裂缝的目标。结果表明，采用水化热调节剂复掺氧化镁膨胀剂，兼具延缓混凝土早期水化进程、补偿收缩的双重效果，降低了夏热季节因混凝土水化温升快引起的侧墙上下层扰动裂缝的风险。相较于空白混凝土，验证段中心部温度修正后28 d应变减少了127.5με，温峰降低约7℃，温峰时间延迟约9 h。     

不同季节地铁车站侧墙大体积混凝土抗裂防渗性能研究

温控型氧化镁膨胀剂具有调控混凝土水化放热历程和补偿收缩的双重功能,在不同季节下用其配制的补偿收缩混凝土大幅度提高了苏州明挖地铁车站侧墙大体积混凝土的抗裂防渗效果。实体结构监测数据表明,混凝土入模温度越高则温升越高,在夏季浇筑成型的侧墙大体积混凝土实体结构内部微应变最低,相对应的收缩开裂风险也最高;温控型氧化镁膨胀剂使侧墙大体积混凝土实体结构内部温峰降低了3.4~6.5℃,温峰出现时间延迟了8~10 h,温度修正后微应变最大值增长了30με~58με,30 d内最小值增长了77με~92με。     

水化热抑制剂与管冷对混凝土温控的影响

以尺寸1.6 m的C40混凝土正方体为试验对象，通过单用或联用水化热抑制剂、管冷两种温控措施，对混凝土温度实时监测；根据水化热测试、现场资料收集得到各项计算参数，采用MIDAS软件计算混凝土温度，对比实测值与计算值。结果表明：单用水化热抑制剂降低混凝土中心温度12.9℃，峰时延迟45 h；单用管冷可降低管周边温度，对降低混凝土中心温度不明显；联用水化热抑制剂、管冷降低混凝土中心温度18.3℃，峰时延迟44 h；混凝土中心温度实测值与MIDAS计算值吻合较好。说明混凝土温控关键是调控胶凝材料水化放热速率，管冷在较低放热速率下，进一步降低中心温度，且不影响温峰时间。