大直径盾构管片清水混凝土制备及施工关键技术研究

以江阴靖江长江隧道工程为依托,从混凝土工作性能、力学性能及表观质量等方面开展大直径盾构管片清水混凝土配制技术研究,并在混凝土原材料、浇筑、养护等方面提出了施工关键控制技术。结果表明,研制的管片清水混凝土具有优异的表观性能与抗裂性能,辅以优化的关键施工工艺,显著改善了管片表观质量,可为同类工程的质量控制提供参考。

专注行业 展示实力 面向未来——2024中国混凝土展圆满闭幕

阔别一年,中国混凝土展再次与行业同仁相聚南京。中国混凝土与水泥制品协会连续5年在南京国际博览中心举办中国混凝土展,同期召开中国混凝土与水泥制品行业大会,这是行业一年一度的嘉年华,已成为5月底南京建邺区最热门的活动。由中国混凝土与水泥制品协会主办的中国混凝土展,通过多年的努力和不断地打造,已成为展示涵盖预拌混凝土、水泥混凝土管涵、装配式建筑、超高性能混凝土、3D打印混凝土、生态混凝土、装饰混凝土、混凝土外加剂、绿色高性能特种砂浆、混凝土装备等混凝土与水泥制品行业上下游全产业链的平台,构建起支撑行业.

面向中外学生的混凝土结构教学实践与思考

该文分析“一带一路”倡议背景下留学生混凝土结构教学面临的国际化教学挑战,传统的混凝土教学模式在国外留学生加入教育背景下亟需改进。该文首先分析天津大学土木工程系留学生构成比例及混凝土教学所面临的不同国家混凝土设计规范差异,分析作者所教授的混凝土结构设计和全英文高等混凝土结构等课程特点,并提出加强课程思政、丰富教学方法、重视实习基地、因材施教调整教学内容和多重考核方式的课程教学措施。以期达到提升混凝土教学质量,提升中外学生培养质量,增强中外学生人才培养素质,助力我国“一带一路”发展建设。

U型组合再生混凝土-高强混凝土梁抗火性能

为突破单一混凝土材料在受力和抗火两方面的性能难以协同优化的难题,该文创新性地提出U型组合再生混凝土-高强混凝土梁(简称为RAC-HSC组合梁),系统地开展了火灾试验和常温、火后受弯试验,综合分析了不同工况下组合梁的性能表现。研究表明:火灾下,RAC-HSC组合梁的耐火性能显著优于高强混凝土整浇梁,其梁内温度较低,跨中挠度较小,跨中未出现明显裂缝,且未观察到爆裂现象;常温及高温后的受弯试验中,RAC-HSC组合梁的屈服荷载、极限承载力及初始刚度均显著优于再生混凝土梁,基本达到或超过普通混凝土整浇梁和高强混凝土整浇梁的水平。该文所提出的U型组合再生混凝土-高强混凝土梁是混凝土构件“抗火-受力一体化设计”的有益尝试。

钢筋与铁铝酸盐水泥混凝土的粘结性能研究

铁铝酸盐水泥作为一种新型低碳水泥,其与钢筋的粘结性能尚缺乏系统研究。通过中心拉拔试验,研究了混凝土类型、水胶比和钢筋锈蚀率对粘结性能的影响。结果表明:当水胶比为0.56时,锈蚀钢筋与铁铝酸盐水泥混凝土的极限粘结强度比普通混凝土提高了2.3%。降低水胶比可提高混凝土粘结强度,且未锈蚀钢筋的粘结强度随水胶比减小而明显提高,滑移阶段曲线斜率增大。锈蚀率的增大导致粘结强度先提高后降低,但下降速率低于普通混凝土。当锈蚀率低于0.78%时,锈蚀对粘结强度有正面影响。基于现有粘结强度计算公式,建立了适用于锈蚀钢筋与铁铝酸盐水泥混凝土的粘结强度计算模型。

混凝土施工技术在路桥施工中的应用研究

随着经济社会的快速发展,人们的生活水平越来越高,各种产业蓬勃发展。混凝土技术是工程施工过程中的一项重要技术,在路桥工程中的应用对提高工程质量具有重要价值。因此,从研究混凝土施工技术的特点入手,分析混凝土施工技术在混凝土中的应用,并结合实际施工分析其控制难点,旨在促进混凝土施工技术的有效应用,切实提高路桥工程质量。

2024中国混凝土博览会五月底在南京举办--七大产业模块集聚绽放 打造行业创新赋能高地

龙腾甲辰年,“材”聚金陵城。2024年5月31日-6月2日,南京将迎来亚太国际混凝土第一会展——2024中国混凝土博览会。在原中国混凝土展的基础上,为更好适应我国混凝土材料与工程各个相关领域创新发展的需要,中国混凝土与水泥制品协会、中国建材机械工业协会、中国模板脚手架协会、中国砖瓦工业协会及中国混凝土与水泥制品协会预拌混凝土分会、超高性能水泥基材料与工程技术分会、预制混凝土构件分会、生态混凝土分会、水泥混凝土管涵分会、预制混凝土桩分会、混凝土电杆分会、硅酸钙水泥板分会、PCCP质量创新工作委员会、混凝土艺术产业创新工作委员会等多家单位决定同期同地联合主办各专业领域的专业展,共同打造中国混凝土材料、制造与工程技术博览会(简称“中国混凝土博览会”),旨在引领和服务各个行业的创新进步与国际化发展。

基于直流阶跃暂态电阻法的混凝土渗透性表征

渗透性是影响混凝土耐久性的最重要指标,当前工程中所用混凝土渗透性试验方法,无论是水渗透性还是氯离子渗透性,其测试过程都存在耗时长、操作不便的缺点。为解决混凝土渗透性实时、原位监测的问题,利用基于直流阶暂态电阻法所测混凝土电阻率表征混凝土渗透性,分析了水胶比、矿物掺合料掺量、混凝土饱水度、环境温度等不同因素对各龄期混凝土暂态电阻率的影响规律,将暂态电阻率与混凝土各龄期的强度、吸水速率、抗水渗透性、抗氯离子渗透性等性能建立联系。结果表明,暂态电阻法测试结果与现有混凝土渗透性方法测试结果具有较高的关联性,提出了暂态电阻法测试结果用于混凝土渗透性评价的推荐值,验证了暂态电阻法可用于评价混凝土抗渗透性。

高海拔地区高拱坝首仓混凝土温度反演分析与温控措施优化

【目的】大坝各个坝段首仓浇筑混凝土常采用大量三级配混凝土浇筑,混凝土绝热温升较高,同时该区域受基础约束大,在温控措施失效的情况下温度峰值容易超过设计允许值,即温度超标而产生较大的应力。为保障大坝的安全,需要采用合理的二期冷却措施控制大坝的温度应力。【方法】在分析了高寒高海拔地区坝体首仓混凝土温度超标和应力形成的原因,以及温度超标后大坝最大应力及安全系数的基础上,对二期冷却进行优化分析。然后以叶巴滩工程为例,设置一、二灌区(拱坝浇筑过程中,在横缝位置,按一定高程埋设止浆片,形成各个灌浆区域,即为横缝灌浆中的灌区)同冷,将16-1仓的温度降低到12.50℃时进行暂时的控温处理,保持首仓的温度高于第一和第二灌区其余仓2.00℃,将首仓混凝土二期冷却目标温度设定为设计可行的上限11.00℃。【结果】计算结果显示,通过温控措施优化,可将坝体的安全系数从优化前可能出现的最不利情况的1.25提高至优化后的1.63。【结论】结果表明,温控优化措施可有效避免大坝首仓混凝土出现裂缝,同时可为同类工程类似情况提供温控措施建议。

中国矿业大学碳凝科技团队研发超临界二氧化碳泡沫混凝土

近日,中国矿业大学碳凝科技团队成功研发出一种新型绿色建筑材料--超临界二氧化碳泡沫混凝土。中国矿业大学碳凝科技团队成功克服了CO_(2)发泡硅酸盐材料时泡沫稳定性差的难题,并实现了多个率先。他们率先提出泡沫混凝土气泡孔内CO_(2)矿化与储存新途径,首次将超临界CO_(2)发泡技术引入轻质混凝土领域,率先发明了具有自主知识产权的超临界CO_(2)发泡混凝土方法和装置,并成功研发出超临界二氧化碳泡沫混凝土。超临界二氧化碳泡沫混凝土不仅具有优良的力学和热学性能,还能够有效封存CO_(2),把混凝土材料的固碳率最高提升至10.36%(540~800℃热失重率),且在生产过程中零副产品产生,符合全球“低碳、零碳、负碳”的发展趋势.

拼接成型UHPC免拆模板钢筋混凝土柱的抗震性能

为研究超高性能混凝土(UHPC)免拆模板钢筋混凝土(URC)柱的抗震性能,选取UHPC免拆模板拼接方式和表面处理方式为试验设计参数,制作并完成了9个URC柱和1个钢筋混凝土(RC)柱的拟静力加载试验。模板拼接方式为螺栓加角钢连接、螺栓连接和环氧树脂砂浆连接;表面处理方式为光面处理、气泡膜印花处理和设肋处理,通过拟静力试验研究了模板拼接方式及表面处理方式对该类柱抗震性能的影响。此外,基于平截面假定,提出了URC柱的正截面偏压承载力计算式。结果表明:峰值荷载前,UHPC模板与核心混凝土黏结面无明显破坏,URC柱表现出良好的整体性,尤其是采用螺栓加角钢连接的URC柱,即使加载至极限位移时,也没有发生界面黏结失效破坏;与普通RC柱相比,URC柱的承载力提高了6.4%~43.3%,延性提高了11.4%~48.7%,耗能能力提高了27.7%~85.3%;三种连接方式中,采用螺栓加角钢连接的URC柱承载力最高,连接最可靠。最后,基于平截面假定提出的公式计算值与试验值吻合较好,可为工程应用提供参考。

高强钢管超高性能混凝土短柱轴压承载力性能试验研究

为研究高强钢管内填超高性能混凝土(UHPC)的钢管混凝土短柱轴压性能,该文设计22根高强钢管UHPC短柱进行轴压试验,从破坏模式、荷载-纵向应变关系对试件的轴压性能进行对比分析,旨在通过径厚比、混凝土强度、截面类型等变化来探究高强钢管UHPC短柱的实际承载力性能差异.试验结果表明:高强钢管UHPC短柱的轴压性能受径厚比、混凝土强度影响较大;试件承载力随钢管壁厚增加而增加,但相同钢管直径和不同钢管直径增幅呈现不同规律.该文从延性、核心混凝土强度提高程度两个角度进行分析并提出高强钢管混凝土试件的相关参数设计建议.最后,将高强钢管UHPC短柱的轴压试验承载力结果与国内外规范GB 50936—2014、AIJ计算承载力结果进行对比,并基于极限平衡理论推导出高强圆钢管UHPC试件的轴压承载力计算公式,同时结合该文试验数据对其进行验证,证明了公式的准确性.

RPC外包方钢管混凝土柱轴压受力性能研究

为了研究活性粉末混凝土(Reactive powder concrete,RPC)外包方钢管混凝土柱的轴压受力性能,以RPC厚度和长细比为参数,对6根构件开展轴压试验研究,探讨该类组合柱的破坏模式、受力机理、套箍效应和承载力。试验结果表明:外层RPC可为内部方钢管混凝土柱提供较强的约束力,在受力后期套箍效应凸显。随着RPC厚度的增加,组合柱的承载力逐渐提高;随着组合柱长细比的增大,虽然其弹性刚度和承载力逐渐降低,但延性改善。采用ABAQUS软件建立RPC外包方钢管混凝土柱的有限元模型,分析RPC强度、RPC厚度、钢管强度等级、含钢率、内部混凝土强度和长细比等参数对组合柱承载力的影响规律,可得方钢管混凝土柱发挥系数的变化幅值为0.78~1.01。在试验研究、有限元参数分析和理论探讨的基础上,借鉴钢管混凝土结构技术规范,提出了RPC外包方钢管混凝土轴压短柱和长柱的承载力简化计算方法,公式计算值与已有数据样本吻合良好。

预应力UHPC槽形节段与整体式混凝土板组合梁受剪性能

将预制的UHPC槽形节段通过干缝连接和预应力张拉形成槽形梁,再与整体现浇的混凝土板组合成的组合梁,称为预应力UHPC槽形节段与整体式混凝土板组合梁(PUCS-MCS组合梁)。它是一种能充分发挥不同材料的性能、施工方便且整体性能好的新型桥梁结构。为探究其抗剪性能,开展了9根模型梁的试验。分析了接缝数、接缝处剪力键数、剪跨比、UHPC钢纤维体积率、配箍率和纵筋率等参数对试件变形、破坏模式、抗剪承载力的影响;基于试验研究结果,提出了PUCS-MCS组合梁抗剪承载力计算方法。结果表明:PUCS-MCS组合梁均为剪压破坏,所有梁在开裂前的荷载-挠度曲线差异不大,在开裂后刚度不断下降;PUCS-MCS组合梁的抗剪承载力随接缝处剪力键数、UHPC钢纤维掺量、配箍率和纵筋率的增大而增大,随干接缝数量增加和剪跨比的增大而减小,其中影响最显著的是干接缝和剪力键,影响最小的是钢纤维掺量和配箍率,因此PUCS-MCS组合梁可不配箍筋,并可采用较低钢纤维掺量的UHPC。

装配式桥梁板玻璃纤维混凝土-U形钢筋湿接缝受力与变形分析

为解决装配式桥梁板体系湿接缝处力学性能不稳定、易变形的问题,提出采用玻璃纤维混凝土-U形钢筋加强方案优化湿接缝性能,以雄安新区荣乌高速荣乌主线桥为背景进行研究。选取主线桥2个试验段(试验段A湿接缝采用普通混凝土-U形钢筋方案,钢筋点焊;试验段B湿接缝采用玻璃纤维混凝土-U形钢筋加强方案,钢筋满焊)进行梁板体系湿接缝性能试验,监测湿接缝处搭接钢筋力学响应及混凝土接触面变形特征,同时对长期运载及强降雨影响下的钢筋受力与混凝土变形进行监测。结果表明:长期运载下,试验段B横筋受力约为试验段A的一半,其中部纵筋承受外力远大于试验段A,边缘纵筋承受外力较少,试验段B稳定性更优;试验段B较试验段A在湿接缝部位变形量小,其稳定性及耐久性更优;强降雨阶段,试验段B较试验段A变形及力学响应波动程度更低,其抗渗能力、耐久性更优。由此可知基于玻璃纤维混凝土-U形钢筋加强方案的湿接缝构造在外力传导、抵抗变形方面具有较强稳定性,不易受恶劣环境影响。

混凝土施工技术在农田水利工程中的应用探析

农业生产离不开水资源的支持,面对新时期农业发展需要,各地区纷纷加大了农田水利工程的投资和建设力度,旨在对水资源合理开发和利用,在满足农业生产需求的同时,还可以起到防洪抗旱的作用。但由于农田水利工程建设环节复杂,施工周期长、质量要求高,如果施工技术选择不合理,施工过程缺乏有效管理,可能导致工程出现质量问题,影响工程质量与安全。基于此,文章主要围绕农田水利工程中混凝土施工技术应用情况进行论述,把握技术要点优化实践。

低周反复荷载作用下圆钢管约束钢筋自应力钢渣混凝土柱弯矩-曲率全过程分析

开展10根圆钢管约束钢筋自应力钢渣混凝土柱和4根圆钢管约束钢筋钢渣混凝土柱低周反复加载试验,分析轴压比、剪跨比、径厚比和钢渣混凝土膨胀率对试件弯矩-曲率骨架曲线的影响规律,结果表明:试件发生弯曲破坏,且随着轴压比和径厚比增大或剪跨比减小,试件抗弯承载力增大但截面曲率减小,试件弯矩-曲率骨架曲线上升段斜率增大;随着钢渣混凝土膨胀率增加,试件抗弯承载力截面曲率均增大,试件弯矩-曲率骨架曲线上升段斜率增大。在试验研究的基础上,选择核心自应力混凝土和钢材本构关系,利用MATLAB软件,编制非线性有限元程序。通过参数分析,进一步探讨了核心混凝土强度、轴压比、剪跨比、径厚比、核心混凝土初始自应力和预留缝宽度等参数,对试件弯矩-曲率骨架曲线的影响规律,结果表明:圆钢管约束钢筋自应力钢渣混凝土柱弯矩-曲率骨架曲线计算值与试验值吻合较好,轴压比、剪跨比和径厚比对试件弯矩-曲率骨架曲线影响规律与试验结果基本一致,且随着核心混凝土强度和初始自应力逐渐增大,试件抗弯承载力逐渐增大,随着核心混凝土强度增大,试件截面曲率均逐渐减小。

圆中空夹层钢管混凝土叠合长柱偏压性能分析

目的研究圆中空夹层钢管混凝土叠合长柱的偏压性能,提出其偏压承载力计算方法。方法以长细比、偏心率、混凝土强度、纵筋配筋率及外钢管直径为参数,利用ABAQUS有限元分析软件建立相应的有限元模型,考察不同参数对荷载-挠度曲线和荷载-弯矩曲线的影响,并进行工作机理分析;最后基于叠加理论给出偏压承载力计算方法。结果圆中空夹层钢管混凝土叠合长柱在偏压状态下的受力全过程可分为弹性、弹塑性和塑性3个阶段;长细比和偏心率是影响偏压承载力的主要因素,其中长细比由40增加到50和60时,承载力分别降低9.4%和18.9%;偏心率由0.2增加到0.4和0.6时,承载力分别降低31.0%和50.3%;由偏压承载力计算方法所得的结果与有限元模拟结果吻合较好。结论圆中空夹层钢管混凝土叠合长柱在减轻自重的情况下具有一定的承载能力和延性,偏压性能良好。

水下自护混凝土与钢筋握裹力试验研究

随着水下自护混凝土技术的推广和应用,其关键工艺参数水下保护剂浓度对水下自护钢筋混凝土结构性能的影响成为关注的热点。基于水下自护技术,在常用工作浓度范围内,对水下自护混凝土的素混凝土力学性能、混凝土与钢筋握裹力、微观孔隙结构开展了试验研究。试验结果表明:在不同水下保护剂浓度下,水下自护素混凝土抗压强度水陆强度比均超过80%;混凝土与钢筋握裹力水陆强度比约在40%~65%,水下保护剂浓度越高,混凝土与钢筋握裹力水陆强度比越低;混凝土基质区域孔隙率和混凝土与钢筋握裹力存在负相关关系;水下保护剂能够有效提升水下自护混凝土的力学性能,但水下保护剂浓度的提升会对混凝土与钢筋握裹力强度造成不利影响。因此,合理选择水下保护剂浓度并增加钢筋用量是提升水下自护钢筋混凝土工程的可靠性的重要举措。

中空夹层钢管钢渣混凝土T形节点抗震性能研究

将钢渣混凝土灌入中空夹层钢管混凝土结构,充分利用钢渣混凝土的微膨胀性和中空夹层内外钢管对混凝土的约束作用,有效解决了钢渣混凝土工程应用中的安定性问题。以混凝土类型、空心率、支主管直径比和轴压比为参数变量,共进行了5个中空夹层钢管混凝土T形节点试件(1个普通混凝土试件、4个钢渣混凝土试件)拟静力试验研究。试验结果表明:与灌注普通混凝土相比,灌注钢渣混凝土对试件节点承载力影响不大,但位移延性和耗能能力明显增加,提高幅度分别达69.46%和48.20%;当空心率从0.3增大到0.5时,试件位移延性系数提高9.69%;当支主管直径比从0.40增大到0.68时,位移延性系数提高82.44%;当轴压比从0.1增大到0.2时,试件位移延性系数降低17.98%。建立有限元模型对试件的滞回性能进行了模拟,模拟结果与试验结果基本符合,验证了所建有限元模型的有效性。进而开展了节点承载力影响参数分析,得到最佳空心率为70%左右。钢渣在钢管混凝土结构中应用,可大幅提高其抗震性能。