箱梁低收縮抗裂混凝土制備技術與性能研究.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟的快速增長，交通土建也得到了空前的發(fā)展，但橋梁作為交通運輸?shù)难屎?，?jīng)常達不到使用年限，需投入大額的維修費用，尤其橋梁的耐久性備受國內(nèi)外學者的高度關注。目前橋梁多采用預應力混凝土結構，但采用低水膠比制備的HPC裂縫和耐久性問題備受爭議，如何減小箱梁混凝土材料的變形性能及提高抗裂性和耐久性是解決橋梁耐久性的關鍵。本文結合蚌淮、江六等高速公路工程對箱梁HPC進行系統(tǒng)研究，重點研究了水膠比、砂率、單位用水量、流動性及石子級配對H

2、PC限縮、抗裂等關鍵性能的影響。
　　提出了箱梁高性能混凝土原材料的優(yōu)選原則，采用以耐久性為主的配合比設計方法成功配制出工作性、力學性能滿足設計與施工要求，限縮阻裂性能好的C50箱梁高性能混凝土。設計了混凝土工作性測試方法，揭示了水膠比、砂率、單位用水量、減水劑摻量和石子級配的變化對新拌混凝土的流動性、粘聚性、密實性的影響規(guī)律，得出了改善混凝土工作性的關鍵技術措施。
　　研究并揭示了不同配合比參數(shù)、骨料級配和流動性對混凝土收

3、縮開裂性能的影響規(guī)律。對C50箱梁混凝土，水膠比增大，混凝土的自收縮減小，但凝縮和長期干燥收縮增大，對箱梁混凝土的抗塑性收縮開裂和干燥收縮開裂不利;砂率增大，混凝土的凝縮、自收縮、干燥收縮均增大，造成混凝土塑性開裂的單位面積上總開裂面積、裂縫數(shù)目、裂縫寬度增大，并且干燥收縮開裂應變增大，降低了混凝土的抗裂性;單位用水量增大，混凝土的凝縮、自收縮、干燥收縮也增大，并且塑性收縮抗裂性和干燥收縮抗裂性降低，混凝土更容易開裂;隨著減水劑摻量增大

4、，拌合物流動性增大，混凝土的凝縮、長期自收縮、干燥收縮均增大，混凝土塑性開裂的開裂面積和裂縫數(shù)目增多，并且干燥收縮開裂應變也增大，降低了混凝土的抗裂性;而優(yōu)化石子級配不僅降低了混凝土的收縮性能，還提高了混凝土抵抗塑性收縮開裂和干燥收縮開裂能力。
　　進行箱梁混凝土徐變性能研究，混凝土徐變在30d內(nèi)增長較快，90d后趨于穩(wěn)定，且通過減小水膠比、降低砂率、摻加礦物摻合料等措施均可降低混凝土的徐變變形。提出了A-C和Z-S徐變預測模型，

5、可準確的預測高性能混凝土徐變的發(fā)展，為實際工程中橋梁的監(jiān)測提供依據(jù)。此外還研究了C50箱梁混凝土抗氯離子、氣體擴散系數(shù)和碳化性能，表明降低水膠比和單位用水量，優(yōu)化石子級配均可改善混凝土的密實性和孔結構，提高混凝土的抗離子和氣體滲透性能;砂率降低可使混凝土的氯離子滲透性、氣體擴散系數(shù)和碳化深度均減小;而流動性的增加，混凝土的電通量、氣體擴散系數(shù)及碳化深度均增大。
　　為了解釋宏觀性能，通過水化熱測試技術研究了水膠比、單位用水量、流動

6、性、骨料等對混凝土漿體水化的影響。并且通過壓汞技術(MIP)研究了不同材料組成混凝土內(nèi)部水泥石的孔隙率及孔結構分布。同時，對混凝土中界面過度區(qū)及骨料分布采用掃描電鏡(SEM)和X射線斷層掃描儀(CT)進行觀察。從多個角度分析了高性能混凝土微觀結構特征，探討混凝土微觀結構機理。
　　研究了微波快速干燥法測定骨料含水率和混凝土單位用水量，具有準確、快速、安全等優(yōu)點;提出了水洗—微波快速干燥法，更加快速、準確對現(xiàn)場混凝土配合比進行分析和