膨胀混凝土早期应变现场监测及结果分析

为防止膨胀混凝土结构在温度及混凝土收缩应力作用下产生裂缝,需掌握膨胀混凝土早期内部应变的变化规律。通过对实际工程膨胀混凝土后浇带进行现场监测,研究了不同位置测点的温度及膨胀剂添加对楼板应变的影响。测试结果表明,在超长结构的楼板内中添加一定比例的UEA膨胀剂,能有效减小结构因材料收缩及温度作用等因素引起的变形,防止混凝土结构开裂;对膨胀混凝土结构的早期应变实时监测的方法,可及时调整养护方案,调节混凝土内部应变变化,达到控制混凝土裂缝产生的目的。     

HCSA膨胀剂在大体积混凝土裂缝控制中的应用研究

为了研究HCSA膨胀剂在大体积混凝土裂缝控制中的作用和效果,首先分析了补偿收缩在大体积混凝土裂缝控制中的适用工况,然后分别在实验室和现场通过试验研究了HCSA膨胀剂的作用效果.试验结果表明,HCSA膨胀剂在实验室条件下膨胀效果良好,但在工程现场的大体积混凝土试验块中则完全没有膨胀作用,反而会使混凝土内部温升进一步提高、...     

膨胀剂掺量和含钢率对钢管混凝土徐变性能影响试验研究

为了研究膨胀剂掺量和含钢率对钢管混凝土徐变性能的影响,在(20±1)℃、相对湿度(60±5)%时,测试30%荷载水平下,膨胀剂掺量分别为0%,4%,8%以及含钢率分别为0.038,0.066,0.092时钢管混凝土的徐变应变。试验结果表明:含钢率一定时,徐变应变随着膨胀剂掺量的增加而降低。膨胀剂掺量一定时,徐变应变随着含钢率的增加而降低。将徐变试验后的钢管混凝土进行切割,对其核心混凝土采用孔结构测试仪进行微观结构观测,分别进行了气泡数目、气泡弦长、硬化混凝土空气含量等的观测。观测结果表明:钢管混凝土掺入膨胀剂后,在钢管的限制作用下,核心混凝土更加密实,其构件强度提高,从而使其徐变应变降低。     

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。     

氧化镁膨胀剂在某桥梁主塔工程中的应用研究

研究了不同氧化镁膨胀剂掺量对混凝土力学性能及混凝土限制膨胀率的影响。并通过温度-应力试验对比了氧化镁膨胀剂掺量为6%的混凝土与空白混凝土的开裂温度、开裂应力。掺6%氧化镁膨胀剂的混凝土开裂温度为-18.5℃,明显低于空白混凝土。在约束条件下,掺氧化镁使得混凝土微膨胀,形成混凝土内部预压应力,最大压应力由1.35 MPa提高到3.15 MPa,应力储备从40%增加到69.7%。结合氧化镁膨胀剂在实际工程中的应用表明：氧化镁膨胀剂可提高混凝土的抗裂性能,能有效控制混凝土裂缝且降低大体积混凝土的开裂风险。     

MgO膨胀剂在大体积混凝土结构中的抗裂效果研究

研究了掺加MgO膨胀剂配制的补偿收缩混凝土在具有高抗裂性要求的大体积混凝土侧墙施工过程中的体积变形和温度变化情况。现场试验结果表明:掺加6.2%M型MgO膨胀剂的C35补偿收缩混凝土在满足强度发展要求的前提下,可以在大体积混凝土结构内部温度下降段产生一定的膨胀,并长期保持稳定,补偿混凝土结构的温度收缩,从而使结构内部产生少量的预压应力,降低混凝土结构收缩裂缝的出现几率。     

超长大体积混凝土结构早期开裂的施工控制与管理

混凝土的早期开裂问题会危及混凝土结构的力学性能,容易造成结构受力体系破坏,但目前混凝土浇筑过程中裂缝控制与管理方法的效果各不相同。基于此,对超长大体积混凝土结构采用不同裂缝控制措施进行现场监测,并比较对象结构的温度和应变发展过程。试验结果表明,在超长大体积混凝土结构中部,管道冷却法通过将管道布置在混凝土内部可以将混凝土水化热降低13℃,但超长大体积混凝土仍存在最大拉伸应变。在诱导接缝法中嵌入工字形钢板,会进一步使混凝土结构产生结构刚性突变区,且在诱导接缝处产生最大应变。而通过计算和设置合理的施工长度,交替施工法可以降低混凝土结构的内部拉应变,综合考虑温度和约束因素的影响,交替施工法是最有效控制混凝土结构早期开裂的措施。     

冬施中大体积补偿收缩混凝土配合比设计及工程应用

大体积补偿收缩混凝土是指在大体积混凝土中掺入膨胀剂或膨胀水泥配制的能产生一定体积膨胀形成0.2~1.0 MPa自应力的混凝土。在大体积混凝土中控制温度裂缝和收缩裂缝是一项很重要的工作。在冬施过程中浇筑混凝土时,应使混凝土在正温下凝结硬化提高强度,尽快达到受冻临界强度。冬季施工中浇筑大体积补偿收缩混凝土,考虑天气因素、混凝土的凝结时间、水化热峰值、混凝土的温差裂缝、收缩裂缝等因素的影响,大体积补偿收缩混凝土的配合比设计及质量控制尤为关键。     

氧化镁膨胀剂对混凝土早期裂缝自愈合性能的影响

对比分析了2种型号的氧化镁膨胀剂在5%及10%掺量(质量分数,下同)下对混凝土早期裂缝自愈合性能的影响,对混凝土的限制膨胀率、裂缝形态、裂缝宽度变化及抗压强度恢复率进行了试验分析.结果表明:氧化镁膨胀剂活性越高、掺量越大,混凝土的限制膨胀率越大,在相同龄期条件下,相同初始宽度的混凝土裂缝自愈合效果越好;氧化镁膨胀剂对初始宽度为0.40mm及以下的早期裂缝有较好的愈合效果,对初始宽度超过0.40mm的裂缝愈合效果相对较差;掺氧化镁膨胀剂的混凝土试件7,28d抗压强度恢复率较空白组均得到显著提高,提高幅度约为55%~68%.     

钢管微膨胀轻骨料混凝土膨胀性能试验研究

在钢管核心混凝土中掺加适量膨胀剂,可补偿混凝土的收缩,改善钢管混凝土结构或构件的力学性能。配制不同膨胀剂掺量微膨胀轻骨料混凝土,分别制作了棱柱体试件和钢管混凝土试件,测试其在自由膨胀及限制膨胀两种条件下的变形性能。试验结果表明:在自由膨胀状态下,膨胀剂掺量越大,各阶段混凝土收缩的趋势越缓慢;在钢管限制膨胀状态下,各组试件的应变-时间曲线发展趋势大致相同,钢管外壁的环向应变均先增大后减小,直至最后趋于稳定,膨胀剂掺量越大,养护前期管壁的最大拉应变越小。膨胀剂掺量为12%时可较好地实现钢管混凝土的补偿收缩。     

MgO膨胀剂在沿海地下工程混凝土裂缝控制中的应用研究

沿海地区地下水中含有大量的氯离子、硫酸根离子等,含有这些离子的地下水会通过混凝土裂缝渗入到结构内部,对地下工程耐久性构成严重威胁。通过在混凝土中分别掺入活性为120 s和80 s的MgO膨胀剂配制补偿收缩混凝土,同时采取混凝土配合比优化,施工过程、拆模及养护控制等技术来解决混凝土的收缩开裂。结果表明:2种活性的MgO膨胀剂均能有效控制混凝土裂缝。在环境温度较低时,活性为80 s的MgO膨胀剂补偿效果较好,41 d龄期时混凝土内部仍处于微膨胀状态,应变达78με。     

地铁大体积混凝土结构裂缝防控

对地铁施工过程中由于工程施工所导致的结构裂缝问题进行了相关的试验和研究,并从中得到对大面积混凝土梁的裂缝预防和控制方式的研究成果和理论,提出对大体积混凝土梁分段浇筑从而控制裂缝的产生,使用了灰色预测模型进行建模模拟,预测混凝土随着温度的降低从而产生的应变,并通过有限云对混凝土梁的应力分布情况作了分析研究,其结果和实际监测结果相符。随着时间的变化,各测点应变的走势趋向一致性,并且伴随着大体积混凝土混凝土浇筑的前期阶段,水化过程开始释放出大量热量,从而转变成压应变,随着水化进程的进一步进行,在75～100 h后,混凝土温度出现下降趋势,大体积混凝土梁的最大拉应变值为398.5με。在各测点,应变分布不均匀,地铁大体积混凝土会产生裂缝的最主要因素为施工分期阶段进行浇筑时,由于分段进行施工,从而致使混凝土湿度温度不能保持一致性。在本研究中,采用了一定的防护措施,避免大体积混凝土裂缝的产生和抑制裂缝的进一步发展扩散。     

混凝土膨胀剂的研究与应用

1　概述混凝土的裂缝是混凝土工程最为常见的缺陷。混凝土出现裂缝的原因多种多样 ,通常是由于混凝土发生体积变形 (包括不均匀沉降 )时受到约束 ,或者是由于荷载作用下 ,混凝土内部产生过大的拉应力或受拉应变而产生。调查表明工程实践中的结构物中 ,体积变形引起的混凝土裂缝占 80 %左右[1] ,其中收缩引起的裂缝最为常见。目前 ,混凝土中高标号水泥与大掺量矿物掺合料的应用以及混凝土的施工质量等因素 ,造成的混凝土开裂现象非常严重。多数裂缝是混凝土硬化前塑性收缩与自收缩或硬化后的温度收缩和干燥收缩引起的裂缝。混凝土的裂缝由非…     

石蜡相变控温大体积混凝土性能

提出相变控温储能材料机敏控制大体积混凝土温度裂缝这一新的技术途径,即利用相变材料在特定温度范围中的热效应来控制大体积混凝土内部的温度场,从而机敏控制大体积混凝土内部的温度应力,防止混凝土温度裂缝的出现.测试了石蜡相变控温大体积混凝土的中心温度场分布,测试了石蜡相变控温大体积混凝土的抗压强度和抗渗性能,测试了石蜡相变控温砂浆的微观孔结构特征.结果表明:掺入石蜡后,混凝土的抗压强度降低、抗渗性提高;普通砂浆中掺入石蜡后,其总孔隙率变化不大,但是孔径向较大孔隙方向偏移;掺入石蜡后,大体积混凝土内部最高温升值降低,升温速率和降温速率下降,这就从根本上防治了大体积混凝土温度裂缝的出现.     

基于原位试验的超长薄板早期防裂施工措施

通过现场原位试验,直观反映了超长薄板构件早期内部水化温度及混凝土应变的变化,对主要施工工况(拆模、洒水养护)对超长薄板构件内力的影响实现了定量评价.试验结果表明,混凝土水化降温影响集中在混凝土浇筑后的0.5～3d,此时混凝土拉应变增长迅速,薄板早期开裂风险极大;拆模可以降低混凝土拉应变水平约31%;洒水养护可在高温干燥条件下降低混凝土拉应变水平37%,持效时间9～12h,防裂效果显著.工程中成功的早期防裂控制施工措施包括防裂控制意识及措施的提前,适时拆模及动态养护.     

不同外加剂对混凝土抗裂性能的影响

采用改进的平板试验法研究了减水剂、减缩剂、膨胀剂对混凝抗裂性能的影响。试验结果表明掺入萘系减水剂,混凝土的初始裂缝推迟,但单位开裂面积和最大裂缝宽度都要大于未添加减水剂的混凝土;减缩剂能推迟裂缝出现时间,减小混凝开裂面积及最大裂缝宽度;在早期养护不充分的情况下,膨胀剂使初始开裂时间有所提前,单位开裂面积增大,但是适量的膨胀剂能减小最大裂缝宽度;同时掺入膨胀剂和减缩剂,其抗裂效果较单掺入膨胀剂并没有大幅的提升,较单掺入减缩剂的混凝土反而有所降低。     

低掺量聚丙烯纤维混凝土塑性收缩性能试验及其工程应用

通过聚丙烯纤维混凝土早期塑性收缩性能试验,阐述了不同掺量(体积比为0%,0.05%,0.10%和0.15%)、不同长度(3 mm,5 mm,8 mm和15 mm)的聚丙烯纤维对混凝土早期塑性收缩性能的影响。试验结果表明,低掺量的聚丙烯纤维掺入混凝土后,可控制混凝土早期塑性收缩裂缝的产生、扩展,并能降低裂缝宽度和长度。并对实际工程采用聚丙烯纤维控制混凝土塑性收缩裂缝进行了观测,结果表明,低掺量的聚丙烯纤维可以有效地控制混凝土塑性收缩裂缝。     

膨胀剂和含水率对预拌补偿收缩混凝土微观结构的影响

为研究膨胀剂和干拌混合料含水率对预拌补偿收缩混凝土微观结构的影响,进行了贮存期为7d,5种膨胀剂掺量(0%、4%、6%、8%和10%),3种含水率(0.5%、1.0%和1.5%)情况下的预拌料混凝土微观结构试验。结果表明:当膨胀剂掺量为0%到6%时,随着膨胀剂掺量的增加,针棒状钙矾石AFt晶体在混凝土内部的孔洞和微裂缝中不断生长,且和C-S-H凝胶逐渐搭接在一起形成相互交错的网状结构,C-S-H凝胶和Ca(OH)2晶体间构成的微界面及内部大量空隙被填实,混凝土孔隙率减小,形成了较为均匀密实的连续体;当膨胀剂掺量为8%和10%时,在混凝土内部除致密的胶凝连续体和原有的裂缝外,会产生由于膨胀性能过大引起的新微裂缝,且随膨胀剂掺量的增加,新微裂缝的尺寸也有所增大,导致混凝土的孔隙率增加。随着干拌混合料含水率的增加,混凝土中凝胶数量相对减少,且和Ca(OH)2晶体的黏结性逐渐下降,孔洞的数量和尺寸增加,导致孔隙率增大,密实度下降。     

基于温度-应力试验的掺膨胀剂混凝土抗裂性能研究

通过温度-应力试验研究了钙质和镁质膨胀剂(Type-CaO, Type-MgO)对混凝土早期抗开裂性能的影响。结果表明,掺10%Type-MgO和Type-CaO膨胀剂混凝土的绝热温升较基准混凝土分别提高了3.6%和14.0%,断裂温度相对基准混凝土分别降低了9.7℃和1.7℃;约束条件下,掺10%Type-MgO膨胀剂混凝土的极限拉伸值和断裂应力相对基准混凝土均提高约27%,而掺10%Type-CaO膨胀剂混凝土的极限拉伸值和断裂应力与基准混凝土无明显区别;数据表明,镁质膨胀剂相比钙质膨胀剂可以明显提高混凝土的早期抗开裂性能,钙质膨胀剂不宜用于大体积混凝土的裂缝控制。     

复杂拱形大体积混凝土施工技术和质量控制

对于大体积混凝土结构,浇筑质量与工期成本的矛盾普遍存在,调节这一矛盾的关键在于控制其裂缝的开展.通过对混凝土收缩应变机制和掺合物材料特性的理论研究,并针对某一实际工程进行计算和样板段试验验证,提出通过添加镁质新型膨胀剂控制混凝土早期收缩应变的方案.基于试验结果,对混凝土的配合比进行了优化,从而实际施工中实现递推流水施工...