配筋形式对补偿收缩混凝土膨胀性能的影响

为研究配筋形式对补偿收缩混凝土膨胀性能的影响,开展了两种配筋形式下补偿收缩混凝土限制膨胀试验。通过测量混凝土膨胀变形随时间的变化,研究了补偿收缩混凝土的膨胀变形规律,揭示了配筋形式对混凝土膨胀变形的影响机理;基于试验结果,提出了两种配筋形式下补偿收缩混凝土的限制膨胀率计算方法。研究表明,相比I型配筋试件(大直径中心配筋),II型配筋试件(小直径角部配筋)的膨胀性能发挥更好,但最大限制膨胀率的增幅有限,对残余限制膨胀率的提高作用更明显,建议在抗裂性能和耐久性能要求较高的混凝土板中采用II型配筋形式,而大体积混凝土中可以采用I型配筋形式,以提高施工效率;补偿收缩混凝土的膨胀变形与约束条件有关,合理的约束强度有利于膨胀变形的发展;提出的限制膨胀率计算模型误差较小,可以很好地预测两种配筋形式下补偿收缩混凝土的限制膨胀率。

补偿收缩混凝土在某箱体式污水处理厂中的应用

为提高箱体式污水处理厂主体结构混凝土的抗裂防渗性能,实现箱体式污水处理厂超长超大钢筋混凝土结构的无缝施工,本文采用“氧化镁膨胀剂配制的补偿收缩混凝土+膨胀加强带”组合技术,并在徐州市某箱体式污水处理厂工程箱体中应用。结果表明:在木模板带模养护条件下,外墙大体积混凝土内部到达温峰值后前3 d的平均降温速率超过了5 ℃/24 h,降温速率较快,若拆模过早则会进一步增大降温速率,温降收缩过大会导致竖向墙体结构早期产生有害裂缝;基础筏板和外墙混凝土内部温度修正后微应变最大值范围分别为84~107 με和37~65 με,30 d内缓慢降至8~34 με和-53~-88 με,氧化镁类补偿收缩混凝土能较好补偿早期温降收缩,筏板混凝土在30 d龄期内一直处于微膨胀状态,外墙混凝土收缩量相对较小,各实体结构均具有良好的抗裂防渗性能。

低温环境补偿收缩混凝土在桥面湿接缝的应用研究

为解决钢-混组合桥梁湿接缝混凝土冬季施工时收缩徐变大、热量散失快、温度控制难等问题,设计了高强早强补偿收缩混凝土,采取控制混凝土原材料、混凝土拌制运输、浇筑和养护环节温度等措施,对钢-混组合桥桥面湿接缝混凝土冬季施工技术进行了研究。结果表明:膨胀剂掺量10%、早强剂掺量1.5%时,水中养护7 d限制膨胀率达3.6×10^(-4),14 d后转移至恒温恒湿养护室养护,28 d限制膨胀率达1.5×10^(-4),1 d抗压强度达到28 d的55%,28 d抗压强度为71.9 MPa,早期抗压强度高,能很好补偿混凝土的早期收缩。采取原材料保温加热、混凝土拌制运输和浇筑等过程保温,利用聚苯板和电热膜对翼缘板保温和加热,在混凝土表面覆盖薄膜、电热板加热,用棉被和双层篷布保温等措施能有效地促进混凝土的水化过程。

跳仓法与补偿收缩混凝土组合技术在地下室工程中的应用研究

采用钙镁复合膨胀剂配制补偿收缩混凝土能够弥补跳仓法施工的混凝土存在收缩变形过大的缺陷,跳仓法与补偿收缩混凝土组合技术在工程实体结构应用中具有较好的裂缝控制效果。实体结构监测数据表明,混凝土内部早期温度修正后微应变为31με~104με,60 d龄期内缓慢降低至-153με~-48με,采用钙镁复合膨胀剂配制的补偿收缩混凝土在较长龄期内收缩量较小,开裂风险较低;不同板块收缩变形量与跳仓接壤板块数量和分块结构尺寸2个因素有关;可通过增加保温材料层数或厚度以控制早期降温速率和温降收缩量。

大尺寸补偿收缩混凝土楼板的膨胀率试验研究

为确定现场浇筑补偿收缩混凝土在超长楼板中膨胀剂的掺加量,通过室内自由膨胀率试验和现场实测试验来测量膨胀剂在混凝土中的性能及设计用量,保证超长楼板的连续浇筑,做到“无缝或少缝”施工。试验表明,不同强度等级混凝土对膨胀率的影响并不明显;在现场测试中,无约束构件边缘膨胀率高于中间位置膨胀率;通过室内与室外试验发现,钢筋在补偿收缩混凝土膨胀和收缩过程中都有较强的约束力。

拱桥内压C70高标号自密实补偿收缩混凝土施工技术研究

黄草乌江双线大桥是重庆至黔江铁路重难点工程,主桥采用1孔275m上承式劲性骨架内压外包钢筋混凝土拱桥,该拱桥跨度大、矢高大、内压混凝土标号高、压注施工技术难度大。本文结合该工程主拱圈的结构特点和现场施工条件,首次在设计时速350km/h无砟轨道高速铁路中采用内压C70高标号自密实补偿收缩混凝土,针对该内压混凝土施工进行了工艺性试验,优化了混凝土配合比,获得了相关试验参数及施工经验,最后成功实施于本桥,并总结了施工技术及经验,可为后续同类型桥梁结构施工提供施工经验及技术借鉴。

大体积补偿收缩混凝土中钙矾石的分解与二次生成

在模拟大体积补偿收缩混凝土内部温度变化条件下 ,研究了钙矾石的分解与二次生成 .利用XRD和SEM -EDS观察在不同养护温度下水化产物的物相和结构变化 .大体积补偿收缩混凝土内部温度超过 70℃时 ,会发生钙矾石的部分分解 .混凝土内部温度重新降至室温后 ,在水分供应充分的条件下 ,钙矾石可再次生成 .即大体积补偿收缩混凝土内部存在发生延迟钙矾石生成的可能性 .这可能造成大体积补偿收缩混凝土的膨胀性能损失 ,使之不能产生补偿收缩作用 ;并可能导致硬化混凝土开裂 ;在适当条件下 ,也可补偿混凝土的长期干缩 .

补偿收缩混凝土应用技术研究

介绍了补偿收缩混凝土补偿收缩的原理,并对某大面积补偿收缩混凝土底板施工全过程进行了实时连续监测,给出了补偿收缩混凝土温度、应变的基本变化规律,研究了温度变化对应变的影响,并对底板应力进行了分析。结果表明:现场浇筑两个月后未发现任何裂缝,补偿收缩混凝土能有效降低结构的开裂风险。同时监测结果将为混凝土结构早期裂缝控制和耐久性研究提供有益参考,为补偿收缩混凝土进一步应用提供依据,也可供今后类似工程及研究参考借鉴。

大体积补偿收缩混凝土的结构稳定性问题

本文介绍国内外学者对钙矾石的热稳定性和低硫型水化硫铝酸钙生成条件的的研究成果。通过大量的工程实践证明 ,大体积补偿收缩混凝土中基本不存在延迟钙矾石 。

补偿收缩混凝土性能的影响因素与质量控制

对各种混凝土膨胀剂的作用效果与影响因素进行讨论。分析可得,膨胀剂的水化反应速率与混凝土的强度发展必须匹配才能使膨胀剂发挥最佳效能。这两者都与混凝土的入模温度和混凝土结构温度历程密切相关。硫铝酸盐型膨胀剂的水化产物在长期干燥环境中可能失去结晶水,从而影响膨胀性能的发挥;以氧化钙为主要膨胀组分的膨胀剂水化速率太快,与混凝土强度发展不匹配;氧化镁膨胀剂或者氧化钙-氧化镁复合膨胀剂可能是较理想的选择。在补偿收缩混凝土配合比设计与现场质量控制环节都应进行混凝土试件的限制膨胀率测定,并了解室内试验结果与实体结构表现的差异。

大体积补偿收缩混凝土中延迟钙矾石生成产生危害的条件

研究了大体积补偿收缩混凝土中延迟钙矾石生成可能对混凝土产生危害的条件 .用步进扫描半定量XRD法确定水化产物的物相组成 ,同时测定胶砂试件的限制膨胀率 .遭受过早期高温的补偿收缩混凝土对于长期使用过程中环境的湿度变化情况比较敏感 .只有在适当的湿度条件下养护 ,才能获得适量的膨胀 ,以补救早期膨胀损失所造成的不利影响 .养护环境过于干燥或过于潮湿 ,有可能导致遭受过早期高温的补偿收缩混凝土结构收缩开裂或膨胀破坏 .

养护湿度对补偿收缩混凝土碳化速率的影响

在混凝土中掺入一定量膨胀剂可以减小混凝土收缩趋势、补偿收缩,而养护湿度对膨胀剂的补偿收缩效果具有决定性的影响。研究了养护湿度对补偿收缩混凝土抗碳化能力的影响规律,并运用显微硬度分析和TG-DSC耦合分析等方法对其影响机理进行了探讨,研究四种不同的养护制度(自然养护RH=60%、标准养护RH=90%、浸水养护3 d后自然养护和浸水养护7 d后自然养护)对混凝土的强度和加速碳化深度的影响。结果表明:养护条件对补偿收缩混凝土的碳化速率影响较为明显;自然养护条件下补偿收缩混凝土的碳化速率较快,早期浸水养护3 d对混凝土的抗碳化能力无显著改善作用;浸水养护7 d后自然养护可较大程度提高混凝土抗碳化能力,碳化速率与全龄期标准养护条件下补偿收缩混凝土的碳化速率接近。

HCSA补偿收缩混凝土收缩裂缝自愈合性研究

对掺加高性能混凝土膨胀剂HCSA的水泥净浆水化产物进行X射线衍射、扫描电镜与差热分析,同时研究了由其制备的补偿收缩混凝土裂缝自愈性能。结果表明,与空白样相比,掺HCSA膨胀剂水泥净浆水化产物中具有更多的Ca(OH)_2。即使早期未进行水养护,遇水后掺HCSA膨胀剂的补偿混凝土也会产生较大的膨胀应力,从而具有比普通混凝土更强的裂缝自愈合能力。HCSA混凝土裂缝愈合的主要驱动力是膨胀应力,其次是结晶沉淀修复。掺HCSA膨胀剂的补偿收缩混凝土裂缝处析出物质主要是碳酸钙。此外,工程实践证明,地下工程采用掺加HCSA膨胀剂的补偿收缩混凝土具有良好的自愈合性。

约束条件对补偿收缩混凝土碳化速率的影响

在混凝土材料受约束的条件下,掺入一定量的膨胀剂对其密实度有较大影响,从而改变其碳化性能。对比研究了无约束条件下和单向约束条件下补偿收缩混凝土的抗碳化性能,并对其影响机理进行了探讨。研究结果表明:单向约束条件下补偿收缩混凝土的结构更为密实,抗碳化能力得到增强,膨胀剂掺量对混凝土的抗碳化性能影响并不明显。

聚丙烯纤维对补偿收缩混凝土力学性能的影响

为了探究聚丙烯纤维对补偿收缩混凝土的强度和限制膨胀率的影响规律,通过对不同聚丙烯纤维掺量的补偿收缩混凝土与基准混凝土的对比试验,测出了不同聚丙烯纤维掺量下的补偿收缩混凝土的强度和限制膨胀率值。与基准混凝土测得的强度和限制膨胀收缩率值对比,得出了能使补偿收缩混凝土达到最大膨胀率和最大劈裂抗拉强度的聚丙烯的最优掺量为1.575 kg/m3,同时随聚丙烯掺量增加,补偿收缩混凝土的强度和限制膨胀率先增大后减小。

等强度条件下粉煤灰对补偿收缩混凝土变形性能的影响

通过测定水中限制膨胀率和水养7 d转干空后的限制膨胀率,计算干燥收缩落差,讨论粉煤灰在等强度条件下对补偿收缩混凝土变形性能的影响。结果表明:等强度条件下掺加适量粉煤灰可以明显地促进限制膨胀率的增长;掺量过大容易导致早期约束不足,降低对限制膨胀的促进作用。粉煤灰可以明显降低混凝土转干空后早期的干燥收缩落差。随着粉煤灰掺量增加,干燥收缩落差进一步降低,空气中放置28 d后均表现为膨胀。对于硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂和粉煤灰复掺的补偿收缩混凝土,膨胀剂最小用量的要求可以适当降低。

喷射补偿收缩混凝土中胶凝材料微观结构分析

为了研究喷射补偿收缩混凝土中胶凝材料的相容性,采用X射线、电镜扫描等测试手段,对HCSA、UEA、HEA和CSA四种膨胀剂与D型速凝剂和硅酸盐水泥配制的水泥浆进行微观结构试验,对其水化产物微观晶体的形貌、矿物成分及显微结构进行分析。试验结果表明:硅酸盐水泥、膨胀剂和速凝剂三者之间有较好的适应性。水中养护3 d时水化产物中产生大量的钙矾石,28d时基本形成密实的水泥石结构。通过试验对比分析,得出掺CSA膨胀剂配制的水泥浆水化3 d时生成多而大的柱状钙矾石(AFt),水化28 d的钙矾石相比其他膨胀剂明显增多和长大,XRD图谱中钙矾石衍射峰明显增强,从表观特性上分析得出CSA膨胀剂与水泥和速凝剂相容性最好,适宜配制喷射补偿收缩混凝土。

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。

C35～C40补偿收缩混凝土制备及其在工程中应用

采用硫铝酸钙-氧化钙双膨胀源膨胀剂HCSA制备C35~C40高性能补偿收缩混凝土。结果表明,C35~C40补偿收缩混凝土工作性能良好,混凝土28 d抗压强度分别为50.1、58.2 MPa,水中14 d限制膨胀率分别为0.022%、0.028%。此外,C35~C40补偿收缩混凝土成功应用于天津荣欢园地下工程,有效加快施工进度,并取得较好的抗裂防渗效果。

采用响应曲面法的补偿收缩混凝土力学性能优化研究

采用响应曲面设计(Box-Behnken设计)优化补偿收缩混凝土力学性能。以膨胀剂掺量为8%~12%、粉煤灰掺量10%~20%、聚丙烯纤维掺量0.55~1.05 kg/m^3、减水剂掺量1.0%~1.4%为考虑因素,采用响应曲面法,以混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度为响应值,建立二次回归拟合模型,获得综合性能最佳的混凝土配合比。试验结果表明:膨胀剂9.82%、粉煤灰10%、聚丙烯纤维0.82 kg/m^3、减水剂1.13%时,补偿收缩混凝土抗压性能最佳,实测强度61.4 MPa;膨胀剂8%、粉煤灰19.98%、聚丙烯纤维0.55 kg/m^3、减水剂1.22%,补偿收缩混凝土劈裂抗拉强度最佳,实测值5.16 MPa。响应曲面法能较好的预测试验结果,抗压强度与预测值偏差6.8%,劈裂抗拉强度与预测值偏差5.6%,具有一定的工程应用价值。