混凝土小箱梁早龄期开裂风险与防控

预制混凝土小箱梁在浇注期间水化热作用下产生显著里表温差,存在早龄期开裂风险,影响其安全性及耐久性。为明晰预制混凝土小箱梁早龄期开裂风险,以陕西省安康地区某混凝土小箱梁桥为依托,研究其早龄期温度作用、温度效应及开裂风险,并通过正交试验分析得到了影响预制混凝土小箱梁早龄期开裂风险的主要因素。结果表明:预制混凝土小箱梁在浇注后水化反应迅速,12~16 h后,混凝土温度达到峰值54.9℃,温度最高位置集中于顶部梗腋处及底板,而底板位置受环境作用影响水化放热时间最长,在浇注后72 h内混凝土小箱梁整体温度基本呈对称分布;水化反应期间小箱梁各位置抗力水平增长基本一致,但翼缘、梗腋及腹板中部应力水平较高,开裂风险较大,最大拉应力达到2.71 MPa,最大开裂因子达到1.2;材料属性、结构参数、环境作用对混凝土小箱梁预制期间水化热温度作用均有影响,其中材料属性影响最为显著,主要包括水泥放热量和水泥掺量,调整材料参属性及入模温度可有效降低预制混凝土小箱梁开裂风险。研究结果可以指导预制混凝土小箱梁设计及施工,降低其早龄期开裂风险,提高其安全性及耐久性。

基于基床温度的水泥路面早龄期应力强度比分析

为探究板基床温度对水泥混凝土路面早龄期开裂的影响,在相同施工环境条件下向温度分别为10,15,20,25,30,35℃的基床上铺筑水泥混凝土面层,基于Hiperpav软件,分别测算铺筑72 h内路面板弯拉强度和最大主应力的发展规律,并比较其开裂风险。结果表明:基床温度越高,路面板弯拉强度形成越快,结构应力出现越早,且强度和应力均大于基床温度较低时,因此应选择基床温度较低时铺筑水泥混凝土面层;面层浇筑后的48 h内,基床温度差异对路面板结构应力的影响远大于弯拉强度,因此应重视该时段的外部养生,以降低基床温度高引起的开裂风险;面层混凝土终凝时,应力强度比达到第一次峰值,之后,环境温度逐渐取代基床温度成为影响强度应力比的主导因素,因此针对基床温度差异引起的开裂,其控制措施应在终凝前施加。

纤维高性能混凝土早龄期抗裂性能研究

在工作度和抗压强度研究的基础上,对比研究了不同纤维类型(玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维和混杂纤维)及掺量对高性能混凝土早龄期塑性开裂的影响。结果表明,单掺纤维或掺入混杂纤维可明显提高高性能混凝土的早龄期(1d)抗压强度;聚丙烯纤维和钢纤维可有效减小高性能混凝土早龄期塑性收缩裂缝的面积及宽度;二元混杂纤维比单一掺入玻璃纤维、聚丙烯纤维或钢纤维具有更好的限裂效果。

大跨高强预应力混凝土箱梁零号块早期温度场及应力分析

连续刚构箱梁桥零号块直接与桥墩浇筑,用以继续其他节段施工和预应力张拉的基础,防止其开裂是重要管控之一。大体积混凝土早龄期开裂的主要原因是水泥水化热及环境温度产生的拉应力大于当时的允许抗拉强度,研究其温度场及温度应力用以防止开裂。通过预埋温度传感器实测实际工程箱梁零号块水化温升,再利用有限元ABAQUS联立子程序模拟温度场,继而分析由温度产生的应力。结果表明:水化温升时程曲线细分为6个阶段,温降速率大致为温升速率的1/6;前一周温升变化大,降低入模温度、延长保温保湿养护、降低水化热、布置冷却水管可有效防止开裂;内表温差时程曲线呈波浪型经历与温升相同的变化趋势;组合指数模型可以很好地拟合非绝热条件下水化温升时程曲线;进一步提高有限元模拟精度还需考虑水化率温度依赖性及各参数的实测时变性;顶板及腹板靠近横隔板处的中部位置在浇筑后一周左右由于温度变幅大形成了最高的拉应力,这两处部位最易开裂。这些结论可为工程施工提供损伤控制和优化理论。

高性能聚羧酸减缩材料的研发(Ⅳ)——高分子聚合物(HP-SRA)对泵送混凝土性能的影响

通过对比研究了高分子聚合物(HP-SRA)对泵送混凝土拌合物的工作性能、力学性能、体积稳定性、早龄期开裂性能和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,HP-SRA在泵送混凝土拌合物中具有良好的减水效果和保坍性能;HP-SRA的添加对泵送混凝土的抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度不会产生不利影响;HP-SRA对泵送混凝土的干燥收缩和早龄期自收缩具有抑制作用,能大幅提高或有效改善泵送混凝土的早龄期抗裂性能和抗氯离子渗透性能。

高性能混凝土胶凝材料体系开裂敏感性试验研究

采用净浆圆环约束试验研究高性能混凝土胶凝材料体系的开裂敏感性,试验考虑的主要参数包括:水泥细度,水灰比,粉煤灰品种、掺量,外加剂的品种、掺量等.试验结果表明,水泥细度、水灰(胶)比对胶凝材料体系的开裂敏感性有显著影响,水泥细度越大,水胶比越低,胶凝材料体系越容易开裂;在同样的水胶比下,以粉煤灰等量替代水泥,总体上可以改善胶凝材料体系的开裂敏感性;不同的粉煤灰的掺量、来源对胶凝材料体系开裂性能的影响程度有很大差异;在不同的水胶比下,粉煤灰掺量的影响也不一致;外加剂有增大胶凝材料体系的开裂敏感性的趋势,其影响随着品种、掺量而不同.提出了减小高性能混凝土开裂敏感性的建议.