厂房管型座和尾水管混凝土自密实技术研究

混凝土结构在工程建设中起着至关重要的作用,然而,由于复杂的施工环境和工艺限制,常常出现厂房管型座、尾水管空鼓等问题,严重影响工程的安全和持久性。文章旨在探讨解决这些问题的混凝土自密实技术。通过对该技术原理、应用方法及实际工程案例的分析,旨在提供一种有效的解决方案,提升混凝土结构的密实性和耐久性。以岷江龙溪口航电枢纽工程为案例,深入研究混凝土自密实技术对工程质量提升、成本节约及环境保护的积极意义,具有一定的理论和实践价值。

超高层泵送对混凝土自密实性能的影响

超高层泵送作为超高层建筑建造过程中一项重要的施工技术,仍然存在着堵管或爆管等问题。通过测试超高层泵送前后C40和C60两种自密实混凝土(SCC)的坍落度、扩展度、J环扩展度和离析率来研究超高层泵送对SCC填充性、间隙通过性和抗离析性的影响,从而评价SCC的自密实性能。研究结果表明,超高层泵送后的SCC抗离析能力有所提升,其提升程度随着泵送高度的增加而增大,而超高层泵送会降低SCC的填充性和间隙通过性,并且降低程度随着泵送高度的增加而增大。

C60自密实混凝土自密实性及流变性研究

高强泵送混凝土技术难度高,要求混凝土具备较高强度、易于泵送、自密实性优良等特征。制备性能优良的混凝土可大幅降低泵送成本,并易于施工。文章采用坍落度筒、J环、抗离析仪、U型箱、流变仪对泵送项目中C60自密实混凝土的自密实性能以及流变性能进行研究。实验结果表明:C60自密实混凝土中掺加超细粉煤灰,混凝土和易性改善明显。流动度方面:扩展度达690mm;自密实性方面:U型箱高度差为0mm;J环扩展度差值为0,施工性能优良。

橡胶颗粒对混凝土自密实及抗裂性能影响研究

为进一步研究橡胶颗粒对混凝土自密实性能以及抗裂性能的影响,通过采用不同橡胶粒径和取代率的两因素、三水平的正交试验研究混凝土的填充性、间隙通过性、收缩以及早期抗裂性。结果表明,橡胶混凝土拌合物的填充性和间隙通过性较基准混凝土均有不同程度的提高,但抗离析性在不同程度上有所下降。橡胶颗粒取代率对混凝土强度以及弹性模量的影响较橡胶颗粒粗细程度显著,并随橡胶颗粒取代率的增多而减小,橡胶混凝土的抗压强度随橡胶颗粒粒径的由小到大呈增长状态,而劈拉强度随橡胶颗粒粒径的由小到大呈降低状态。橡胶混凝土的抗裂和收缩性能有所提高。

骨料级配对混凝土自密实性影响研究

由于工程实际所需,在实验室,对C50级自密实混凝土的早期自密实性能进行研究。通过固定胶凝材料用量与固定水胶比,改变砂率和骨料级配,测试了两个变量对混凝土的流动性、稳定性、钢筋间隙通过性和填充性的影响,根据参数对自密实性能的作用规律确定了用于工程的C50自密实预拌混凝土配合比。

机器学习算法用于自密实混凝土性能设计的研究进展

为了厘清自密实混凝土材料各组分与其工作性能、力学性能、耐久性能间的复杂耦合影响机制,近年来,机器学习方法被越来越多地应用于自密实混凝土配合比设计与优化以及性能分析方面的研究。机器学习方法具有在复杂数据集中学习数据间的内在规律或映射关系的能力,在自密实混凝土设计领域被认为是构建混凝土原材料配合比与性能间映射关系模型的一种具有广阔前景的技术手段。然而,机器学习方法由于其依赖的数据集难以满足以及算法架构的可解释性较差等因素限制,使得基于机器学习在自密实混凝土性能设计领域面临着一系列挑战。本文系统总结梳理当前机器学习在自密实混凝土各项性能设计的应用情况,重点分析数据驱动的机器学习算法应用于自密实混凝土设计领域时面临的主要技术难点:高维度与小样本数据的难题、性能多目标优化难题、模型复杂而缺乏可解释性难题;归纳总结机器学习在自密实混凝土材料性能设计领域应用的发展趋势及未来发展方向。

十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙轴压性能研究

为研究十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙的轴压受力性能,通过模型试验研究和ABAQUS数值模拟相结合的方法,对不同腔体数十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙的轴压性能进行分析。首先,根据轴压试验结果对剪力墙的破坏形态和轴向荷载-应变曲线等轴压受力性能进行分析,提出轴压承载力计算公式。其次,建立剪力墙轴压有限元计算模型,将试验结果和模型计算结果进行对比以验证有限元模型的准确性。最后,根据有限元参数化分析结果验证并修正剪力墙轴压承载力计算公式。研究发现,剪力墙的轴向荷载-应变曲线在不同腔体数下具有相似的特征,表明其变形能力良好。在破坏过程中,钢管束对核心混凝土的约束作用显著,提高了试件的延性和承载能力,其中钢管束的破坏主要表现为多波鼓曲和焊缝开裂,尤其是在钢管束中部的1/4区域。此外,随着腔体数增加,剪力墙极限承载力提升,但其延性系数有所下降。本研究提出的简化公式与有限元分析结果的误差控制在10%以内,该公式可为工程设计应用提供理论借鉴。

型钢高强自密实混凝土黏结滑移性能试验研究

为研究型钢与高强自密实混凝土界面黏结滑移性能,以混凝土保护层厚度和型钢埋置长度作为变化参数,设计9个型钢高强自密实混凝土试件进行推出试验.观察试件破坏过程、破坏形态和裂缝发展形式,获取了试件加载端的荷载-滑移全过程曲线,研究不同变量对其黏结性能的影响规律.结果表明:型钢高强自密实混凝土组合结构界面极限黏结强度随着混凝土保护层厚度的增加而增大,最大增幅94.9%;随着型钢埋置长度的增加而减小,最大削减为38.1%.界面黏结抗剪刚度随着型钢保护层厚度的增加先增大后减小,最大增幅85.1%;随着型钢埋置长度的增加而增大,最大增幅为30%.界面耗能能力与其变量相关性较弱;随保护层厚度的增加,界面损伤发展越晚;随型钢埋置深度的增加,界面损伤速度减缓.提出了型钢高强自密实混凝土黏结强度的计算公式,能较好地预测型钢高强自密实混凝土黏结强度.

自密实高抗裂混凝土在盾构隧道工作井侧墙中的应用

采用明挖顺作法施工的盾构隧道工作井侧墙位于由维护结构、环框梁、底板及模板组成的密封空间内,其受到的约束作用强,施工难度大,容易因混凝土收缩开裂及浇筑不密实导致渗漏。依托在建的江阴靖江长江隧道工程,在室内研究的基础上,通过现场系列模型试验,比较了采用不同混凝土材料及施工工艺时混凝土结构的密实性。模型试验及工程应用结果表明,采用自密实高抗裂混凝土,结合布料工艺、浇筑速率、分层浇筑静置时间的控制,并辅以必要的振捣,可保证混凝土浇筑密实,进一步结合抗裂温控措施,可消除混凝土收缩裂缝,避免工作井侧墙出现渗漏。

基于砂浆流变性能的自密实混凝土制备方法研究

通过测定机制砂掺量、胶砂比和粉煤灰掺量因素下砂浆剪切应力随着剪切速率的变化规律,根据宾汉姆流体模型线性拟合,结果得到的屈服应力和塑性黏度指导砂浆组分优化,并基于砂浆-粗骨料两相悬浮原理制备自密实混凝土(SCC)。试验结果表明:混合使用超细砂与机制砂、增大胶砂比及掺入粉煤灰都可以有效地改善砂浆流变性,制备强度等级为C50的SCC时,机制砂用量为40%、胶砂比为1.0、粉煤灰掺量为30%的砂浆具有较小的屈服应力和适宜的塑性黏度,其对粗骨料的动力传输能力及包裹性也最佳,制备的SCC表现出优良的工作性能。

基于纤维-骨料细观分布的自密实钢纤维混凝土单调和循环压缩性能研究

自密实钢纤维混凝土(SFRSCC)压缩性能表现和内部组分含量及分散状态均具有显著关联。为探究这种关联特性,定制不同组分配比的SFRSCC拌合物来浇筑制备棱柱体试块,并分别开展单调及循环压缩实验探索其压缩性能特性研究;随后截取每组试块的数个特征截面,采用粗骨料面积占比来描述粗骨料含量,将钢纤维含量及分散情况量化为Voronoi增韧面积统计值,并结合实测数据建立压缩力学特性和内部组分含量及分布特性之间的关联。参考上述关联特性,建立SFRSCC单调和循环压缩弹塑性损伤本构性能曲线方程。研究结果表明:粗骨料含量的增长提高了基体弹性模量和峰值强度,但骨料胶结难以抑制宏观裂缝的非稳定扩展;纤维数量的增加可减小钢纤维的增韧区域面积,从而能够延缓峰后塑性变形的累积,控制宏观裂缝生成,这种增韧效应和Voronoi增韧面积呈负相关,与增韧效率系数呈正相关;在自密实工艺下,钢纤维数量增加会抑制粗骨料含量的增长,需平衡Voronoi面积和粗骨料面积占比以满足增韧与增强需求。建立的SFRSCC单调和循环压缩弹塑性损伤本构性能曲线方程可实现不同组分分布下SFRSCC结构局部压缩性能的可靠分析。

高掺量粉煤灰自密实混凝土四点弯曲试验离散元模拟分析

为了研究不同粉煤灰掺量下自密实混凝土四点弯曲试验的力学性能变化及破坏过程,在PFC2D中建立高掺量粉煤灰自密实混凝土离散元模型,并进行模拟加载,对比离散元模拟结果与试验结果,分析其破坏形态与接触力变化。研究表明:使用离散元可以很好地模拟高掺量粉煤灰自密实混凝土四点弯曲试验,所得结果与实际试验具有较好的一致性,模拟试件破坏裂缝为一条由底部产生向上扩展的竖直裂缝,与试验室所得具有相似性,相较于试验室试验仅能肉眼观测的不足,离散元可以清晰地反映裂纹产生过程及内部应力变化。

钢纤维对自密实混凝土工作性能和抗压韧性影响的试验研究

纤维掺量是影响钢纤维增强自密实混凝土(SFRSCC)性能的重要因素之一.为研究钢纤维掺量对SFRSCC性能的影响,设计制作6组不同纤维掺量的试块,进行工作性能和轴心受压力学性能试验.结果表明,钢纤维能够有效延缓裂缝发展,提高混凝土峰值应变,等效抗压韧性指数随纤维掺量的增加而增大.钢纤维的掺加使得新拌合混凝土流动性降低,与流变特性相关的SFRSCC形状因子λ值低于普通自密实混凝土(SCC).钢纤维的掺加对SFRSCC抗压强度的影响不大,且随着纤维掺量增加,抗压强度呈现先减小后增大的特征.

火灾下自密实钢纤维混凝土损伤机理及力学性能研究

自密实钢纤维混凝土在满足结构可靠度的同时还能有效提高混凝土材料性能,是理想的耐高温建筑材料之一。为研究自密实钢纤维混凝土火灾高温下的损伤机理和力学性能变化规律,配制不同钢纤维掺入比的自密实钢纤维混凝土试件,并在火灾高温至800℃的条件下对混凝土试件分别开展超声波试验、SEM电镜扫描、轴心抗压强度试验,测试相应条件下损伤程度、微观变化特征和相对弹性模量,研究相应条件下试件的高温损伤情况和应力−应变规律。结果表明:自密实钢纤维混凝土高温损伤机理体现为水分子蒸发、水化产物分解和材料高温劣化引起的材料热损伤,以及不同材料差异热膨胀率引起的界面热损伤;高温作用下,自密实钢纤维混凝土,轴心抗压强度、弹性模量随温度升高而快速降低,温度达到800℃时,3种试件轴心抗压强度最大降幅分别达到11.3%、66.68%、69.05%,弹性模量分别降低至2.43、2.39和2.99 GPa;端钩型钢纤维对提高混凝土抗裂能力作用更为显著,端钩型与直线型钢纤维掺入比为1∶1时混凝土力学性能提升更为显著;基于过镇海本构方程,引入温度变量,建立了考虑温度效应的自密实钢纤维混凝土压缩本构方程,该本构可较好预测自密实钢纤维混凝土高温下的应力−应变关系,可为自密实钢纤维混凝土抗火设计提供参考。

PVA-钢纤维自密实混凝土早期干燥收缩研究

研究了钢纤维、PVA纤维、PVA-钢混杂纤维对自密实混凝土早期干燥收缩的影响。结果表明:纤维的掺入不会改变自密实混凝土干燥收缩的发展趋势;单掺钢纤维或PVA纤维均能抑制自密实混凝土的干燥收缩,其中,PVA纤维较钢纤维对自密实混凝土干燥收缩的抑制效果更好,但纤维体积掺量过高则会导致纤维的抑制效果减弱;PVA-钢混杂纤维对自密实混凝土干燥收缩的改善效果优于单一纤维,其中,0.3%体积掺量的钢纤维与0.06%体积掺量的PVA纤维混杂对自密实混凝土干燥收缩的改善效果相对最好,表现出显著的混杂效应。

C30自密实细石混凝土性能及微观结构研究

建设超高薄壁特大型桥梁对混凝土性能具有一定要求。文中依托四川某特大型悬索桥主塔建设,基于致密堆积理论配制C30自密实细石混凝土,并对其性能与微观结构进行研究。结果表明,20%掺量的II级粉煤灰,坍落度增加10.4%,28 d抗压降低3.6%。8%掺量的CEA膨胀剂28 d抗压强度比未添加膨胀剂的对照组降低14.1%,坍落度和扩展度分别降低13.2%与3.8%。同时SEM试验结果表明加入10%的CEA膨胀剂自密实混凝土产生了过度膨胀,内部结构被破坏。

基于粉煤灰和矿粉作为掺合料的无砟轨道自密实混凝土性能对比分析

随着中国高速铁路的快速发展,无砟轨道自密实混凝土在高速铁路建设中的应用越来越广泛。为了提高无砟轨道自密实混凝土的性能,粉煤灰和矿粉作为两种重要的混凝土掺合料被广泛使用。文章将对这两种掺合料在无砟轨道自密实混凝土中的应用进行对比分析,旨在为工程实践提供有益的参考。

基于DIC技术的自密实混凝土界面裂缝扩展规律研究

采用自密实混凝土作为堆石混凝土坝的抗冲磨层并与坝体进行一体化浇筑成型是一种新构造,其中抗冲磨层与坝体的界面性能至关重要。通过制作600 mm×600 mm×600 mm自密实混凝土(SCC)试件(C40SCC、C25SCC)及C40、C25SCC分层浇注试件(C40-C25SCC),结合数字图像技术(DIC)开展劈裂抗拉试验,分析了自密实混凝土界面裂缝扩展规律。结果表明:SCC断面破坏形态表现为骨料劈裂和剥落2种破坏形式;C40SCC、C25SCC及C40-C25SCC劈裂抗拉强度分别为1.861、1.416和1.362 MPa;基于DIC技术获取了裂缝相关参数,其中C40-C25SCC裂缝最大开口宽度、扩展时间均为最大,分别为0.125 mm、10.667 ms,C25SCC裂缝最大扩展速度最快,为10.12 m/s。研究表明:骨料的存在及粒径大小改变了试件破坏形态,影响了裂缝开口宽度及扩展速度变化。

粉煤灰掺量对全再生自密实混凝土工作性能与力学性能的影响

本文使用再生粗骨料全部替代天然粗骨料,用粉煤灰分别替代20%、30%、40%、50%和70%(质量分数)水泥,制备了不同水胶比(0.36、0.40和0.45)的全再生自密实混凝土,通过抗折强度试验和抗压强度试验,分析了粉煤灰掺量和水胶比对全再生自密实混凝土性能的影响规律,得到了粉煤灰的合理掺量,提出了适用于全再生自密实混凝土抗折强度的计算公式。结果表明:当粉煤灰掺量由20%增至40%时,所有全再生自密实混凝土拌合物的坍落扩展度呈先增加后降低趋势,且均表现出良好的间隙通过能力,但混凝土拌合物扩展时间T_(500)受粉煤灰的影响不显著;随着粉煤灰掺量增加,全再生自密实混凝土的抗压强度和抗折强度均呈先增加后降低趋势,抗折强度受粉煤灰掺量的影响程度要高于抗压强度;全再生自密实混凝土抗压强度和抗折强度受水胶比的影响程度相同;综合粉煤灰掺量对全再生自密实混凝土工作性能和力学性能的影响,建议粉煤灰对水泥的取代率为30%。

钢-聚丙烯腈纤维掺量对自密实混凝土流动性与力学性能的影响

为分析混杂纤维对自密实混凝土(SCC)工作性能和力学性能的影响,对不同养护龄期(7和28 d)、不同钢纤维(SF)掺量(0%、0.4%、0.8%和1.2%,体积分数)和聚丙烯腈纤维(PAN)掺量(0%、0.04%、0.08%和0.12%,体积分数)的SCC进行坍落扩展度、J环坍落扩展度、V型漏斗通过时间、立方体抗压强度试验,并通过扫描电子显微镜(SEM)对SCC的微观形貌进行分析。结果表明:随着纤维掺量增加,SCC的流动性和间隙通过性降低,抗离析性提升;单掺SF对SCC 7 d抗压强度的提高作用较单掺PAN显著;复掺纤维较单掺纤维对早期SCC抗压强度的提高作用更明显,且复掺纤维还能有效提升SCC的韧性与延性。