低温升高抗裂机制砂隧道衬砌混凝土的研究与应用

隧道衬砌混凝土易在温度应力和体积收缩下产生开裂,进而影响工程结构外观质量和耐久性.项目依托保神高速茅山隧道工程,系统研究了不同胶凝材料体系对机制砂衬砌混凝土水化放热特性的影响,及膨胀剂用量对衬砌混凝土早期抗裂性能及耐久性能的影响.结果表明,双掺粉煤灰及石灰石粉可显著降低混凝土的水化温升,但对其力学性能产生不利影响,掺加...     

聚羧酸系减水剂对脱水相制备UHPC性能的影响

脱水相具有很强的吸附作用,聚羧酸系减水剂与脱水相的相容性直接影响超高性能混凝土（UHPC）的性能。试验采用3种不同种类的聚羧酸减水剂,研究减水剂对脱水相制备的UHPC工作性能、流变性能、力学性能的影响及其相容性。结果表明：SPT型和A97BS型聚羧酸减水剂可增大掺加脱水相制备超高性能混凝土浆体的塑性黏度,可以优化脱水相制备UHPC的工作性能;3种减水剂对UHPC抗压强度的影响大小为：PC-100型>SPT型>A97BS型;Zeta电位绝对值大小为：A97BS型>SPT型>PC-100型;总体而言,SPT型和A97BS型减水剂与脱水相的相容性较好。     

含粗骨料超高性能混凝土的制备及其性能研究

针对超高性能混凝土(UHPC)胶凝材料用量大、非绿色化、成本高、自收缩大等问题,通过引入5～10 mm粒径的粗骨料,采用普通河砂代替石英砂,并优化钢纤维体积掺量,成功制备出了经济环境效益良好、性能优良的含粗骨料超高性能混凝土(UHPC-CA)。研究了粗骨料掺量对UHPC-CA工作性和力学性能的影响,并与UHPC性能进行了对比分析。结果表明:UHPC-CA的流动性能相比UHPC有所降低,粗骨料掺量为675 kg/m3的UHPC-CA能保持良好流动性能,但随着粗骨料掺量的增加,流动性降低的十分明显;UHPC-CA抗压强度、抗折强度低于UHPC,弹性模量则高于UHPC,不同粗骨料掺量UHPC-CA力学性能变化并不明显;UHPC-CA抗氯离子渗透性能和抗冻性能表现良好,但是不如UHPC优异;掺入粗骨料能够改善UHPC-CA的自收缩性能,相比UHPC,其早期自收缩率明显降低。     

大跨度桥梁超高性能混凝土-钢组合桥面铺装应用技术研究

以武汉军山长江大桥、沪苏通长江大桥主航道桥、遵余高速飞龙湖乌江大桥等大跨度桥梁为例,对超高性能混凝土(UHPC)组合桥面体系特征、材料性能以及铺装应用技术进行研究。结果表明,配有钢筋网的高强高韧UHPC薄层通过栓钉与钢桥面板结合形成组合桥面结构,根据大跨度桥梁的坡度设置,新拌UHPC扩展度宜控制在500~600 mm,钢纤维与硬化基体粘结形成受力共同体,具有致密的内部微结构,高温蒸汽养护与自然保湿养护环境下的UHPC性能均可稳定增长;与冷拌环氧树脂(ERE)铺装体系相比,UHPC组合桥面板顶板底部、U肋底部、横隔板开口处最大应力幅分别降低58.9%、41.3%、24.9%。将UHPC的固体组分提前预混,采用专业的机械化设备可实现UHPC在大跨度桥梁中的快速化大规模生产应用。     

掺石灰石粉的清水混凝土性能与工艺研究

研究了不同粒径、掺量的石灰石粉对水泥胶砂工作性和力学性能的影响以及石灰石粉掺量对清水混凝土力学性能和耐久性能的影响,对比优选了清水混凝土施工脱模剂和模板。结果表明：水泥胶砂早期强度受石灰石粉细度和掺量的影响较大,在相同掺量时,粒径小的石灰石粉制备的胶砂流动性小、抗压、抗折强度大;清水混凝土的抗压强度随着石灰石粉掺量的增加而增大,电通量和氯离子扩散系数则随着石灰石粉掺量的增加而减小;当石灰石粉掺量为15%时,清水混凝土的力学性能和耐久性能最优;水性脱模剂的脱模效果优于油性脱模剂和模板漆,不锈钢模板的脱模效果优于普通钢模板。     

基于紧密堆积理论优化超高性能混凝土钢纤维参数

基于改良的Andreasen & Andersen 颗粒堆积模型优化设计了超高性能混凝土(UHPC)的基础配合比,研究了钢纤维的形状、含量及混杂钢纤维对UHPC湿堆积密实度的影响。然后采用D-最优设计(DOD)方法,预测和评估混杂钢纤维对UHPC湿堆积密实度的影响,并基于DOD模型优化设计了UHPC的最佳钢纤维掺量。结果表明,长直纤维、短直纤维、端钩纤维的掺入会对UHPC堆积体系、密实度带来不同程度的影响,其中端钩纤维对UHPC密实度的降低程度最大。此外,钢纤维掺量与UHPC堆积体系也有一定关系,当纤维掺量超过2.0%(体积分数,下同)时,UHPC的密实度急剧下降,造成UHPC堆积体系的显著破坏;基于建立的DOD优化模型分析得出,0.9%的长直纤维与1.1%端钩纤维为最佳纤维混杂方式,可使得钢纤维对UHPC堆积体系的扰乱作用最小化。     

低温环境下UHPC的性能研究及工程应用

研究了超高性能混凝土(UHPC)在凝结硬化和强度发展的关键时期,在低温环境下的性能发展规律;介绍了UHPC实际工程应用中的低温防护措施及应用效果。结果表明:经短时间(7 d内)标养后再进行低温养护,UHPC各龄期强度发展均受到一定的影响,且温度越低影响越大;经短时间(7 d内)低温养护后再进行标养,UHPC强度仍能持续发展,甚至能逐步赶上标养试件的强度;UHPC经1000次冻融循环后,相对动弹性模量仍大于100%,质量无损失,强度耐蚀系数大于85%。工程应用表明:通过对原材料储存与拌合、运输与浇筑、早期养护等多方面采取加热或保温措施,可保证UHPC在低温环境中的施工质量。     

掺合料复掺对清水混凝土性能的影响

研究了一种黏度改性材料或石灰石粉与矿粉复掺对清水混凝土力学性能、抗渗性能和外观质量的影响.结果表明:用8％的黏度改性材料或15％的石灰石粉与矿粉复掺对提高清水混凝土的抗压强度、降低其电通量和氯离子扩散系数的效果相对较好;复掺黏度改性材料或石灰石粉制备的清水混凝土外观颜色偏亮,表面平整光滑,气泡较少.     

石灰石粉掺量对混凝土性能的影响及作用机理研究

研究了石灰石粉掺量的变化对混凝土工作性能、力学性能、抗氯离子渗透性能及干燥收缩性能的影响,并分析了石灰石粉在混凝土中的作用机理。经相关试验检测,结果表明：石灰石粉在适宜掺量范围内能使混凝土的工作性能得到改善;混凝土中掺入10%以内的石灰石粉,强度和抗氯离子渗透性能并未降低,超过此掺量,混凝土强度和抗氯离子渗透性能变差;石灰石粉会导致混凝土干缩率变大,且石灰石掺量与混凝土干缩率呈正比例关系。在混凝土中,石灰石粉的掺量不宜超过10%。     

桥梁湿接缝用含粗骨料超高性能混凝土的性能研究

针对当前桥梁湿接缝混凝土存在的问题,研制出了桥梁湿接缝用含粗骨料超高性能混凝土UCA100,并与UC120超高性能混凝土、C60高性能混凝土进行了对比研究,结果表明:UCA100含粗骨料超高性能混凝土的工作性能良好,出机坍落度为265 mm,扩展度为500 mm,易于泵送,便于施工;力学性能优异,28 d抗压、抗折强度分别高达118.1、14.9 MPa,约为桥梁湿接缝常用C60高性能混凝土的2倍,且其早期强度发展也较快,能缩短张拉龄期;耐久性能优异,抗冻等级及抗氯离子渗透性能远优于C60高性能混凝土,其56 d抗氯离子渗透系数仅为0.1×10^-12 m²/s;体积稳定性能良好,长龄期干燥收缩小于300με,120 d徐变系数仅为0.66,均优于UC120超高性能混凝土与C60高性能混凝土。