UHPC高性能混凝土拱肋外包技术研究

跨河流梁拱组合桥中,拱梁的两端伸入水中与承台基础固定,拱梁伸入水中的部分为拱梁涉水段,在涉水段外侧外包混凝土层,能够减缓涉水钢结构的腐蚀速度。以广州海心桥拱肋涉水段施工为背景,研究了UHPC包裹钢箱混凝土组合结构、UHPC高性能混凝土拱肋外包施工等技术,解决了涉水段腐蚀问题以及涉水段在外力作用下发生变形、断裂、破碎等问题,打破了传统的防腐形式,提高了钢结构的耐久性,可为涉水钢结构防腐提供参考借鉴。

MgO膨胀剂对超高性能混凝土(UHPC)工作性的影响及其机理研究

超高性能混凝土(UHPC)因卓越的耐久性能和力学性能而在工程领域具有广阔的应用前景。然而,UHPC收缩性较大,限制了其进一步推广和发展。氧化镁(MgO)膨胀剂具有膨胀稳定、活性可控的特点,并且与UHPC相适应,因此被视为有良好应用前景的UHPC膨胀剂。本研究旨在探讨不同活性和掺量的MgO膨胀剂对UHPC工作性的影响,并通过XRD和SEM等手段进一步解释不同活性MgO膨胀剂对UHPC工作性的影响机理。研究结果表明,在掺入MgO膨胀剂的UHPC中,在低速剪切下观察到剪切稠化现象,而在高速剪切下观察到剪切稀化现象。与水泥颗粒相比,MgO膨胀剂颗粒对水具有更强的吸附能力。因此,MgO膨胀剂的活性越高,UHPC的流动性降低越显著,且UHPC的动态屈服应力增加,这在实际工程中需要更多的泵送能量。

超细粉煤灰形态对超高性能混凝土(UHPC)性能和结构的影响

本工作分别以平均粒径相近但形态分别为球形和碎片状的超细粉煤灰(UFA)替代硅灰制备超高性能混凝土(UHPC),对比研究了超细粉煤灰形态对UHPC工作性能、力学性能及其中钢纤维分布的影响,并从水化产物和微观结构等方面探究了超细粉煤灰形态对UHPC性能的影响机理。结果表明:与球形UFA相比,碎片状UFA的比表面积和需水量更大、活性更高。具体表现为,用于制备UHPC时,球形UFA可明显提高UHPC的流动度,但会使钢纤维下沉,并会轻微降低UHPC的力学性能;碎片状UFA对UHPC流动度的提高作用稍小,但可提高其抗折强度,此外,碎片状UFA具有更显著的大孔填充作用,在掺加碎片状UFA的UHPC中观察不到宏观气孔缺陷。

河砂与石英砂对蒸养超高性能混凝土(UHPC)性能的影响及机理

本研究分别选用颗粒粒径分布相近的河砂与石英砂制备了不同胶砂比的超高性能混凝土(UHPC),探究了两种细集料对不同胶砂比情况下UHPC性能的影响。结果表明:(1)采用河砂制备的UHPC的扩展度稍大于采用石英砂者;(2)采用河砂制备的胶砂比为1.0的UHPC的抗压强度和抗拉强度最高,表现出明显的应变硬化现象,采用石英砂所制备的胶砂比为0.8的UHPC的抗拉强度最低,几乎无应变硬化现象;(3)细集料种类及胶砂比对水泥水化反应和掺合料火山灰反应的影响有限,蒸养条件下,硬化浆体中几乎无Ca(OH)_2存在;(4)UHPC内孔隙的直径大多小于1μm,胶砂比相同时,采用石英砂制备的UHPC所含孔径小于1μm孔的数量多于采用河砂者;(5)与石英砂相比,河砂与硬化浆体的界面过渡区较为致密,且采用河砂制备的UHPC中浆体对纤维的包裹性也较好。

2023年中国超高性能混凝土(UHPC)技术与应用发展报告(上)

本报告记录和概要介绍了2023年中国在UHPC领域,如超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)、活性粉末混凝土(RPC)和超高韧性混凝土(STC)等方面取得的研究成果、标准规范编制进展、产业发展、新的工程应用以及开展的技术交流活动。总体上,2023年中国UHPC研究与技术开发活动在增加,UHPC应用场景和领域在扩大,用量在增长。UHPC的应用突破和创新亮点包括:风电塔筒应用实现零的突破;钢-UHPC组合梁、桁架梁等新结构发展与应用.

UHPC超高性能混凝土节段梁预制关键技术

UHPC超高性能混凝土以出众的强度、耐久性、韧性,逐渐成为桥梁工程领域的研究重点。特别是UHPC超高性能混凝土节段梁的预制技术,由于其在效率、环保性、质量控制等方面的显著优势,正逐渐成为桥梁预制技术的新趋势。本工程是国内首次将UHPC应用于大体量、大跨径公路箱梁桥,通过本工程的研究及施工,验证了UHPC混凝土配合比设计、搅拌、运输、浇筑、振捣及养护工艺的可行性,解决了节段预制空间线形难保证,精度要求高的问题,并形成一整套UHPC箱梁从设计到施工的关键技术,对国内外UHPC发展和应用具有良好的引导及推动作用。

UHPC超高性能混凝土生产技术及发展

UHPC超高性能混凝土提高了混凝土强度、抗腐蚀性、抗压抗弯性,保证了混凝土的高质量发展要求。现阶段,UHPC超高性能混凝土发展前景广阔,具有较大的优势,同时我国对于UHPC超高性能混凝土的技术研究正在逐步发展。文章针对UHPC超高性能混凝土的生产技术及发展概况进行分析。

超高性能混凝土——UHPC的实践与验证

提出了适用于工厂化大规模生产UHPC的“预混料及常规拌制设备拌制技术”,即对原始搅拌站进行微调,使其满足预制混凝土板的大体量施工;在现场湿接缝施工时,需采用拌制运动小车及混凝土飞车进行现场浇筑施工。以泾渭半岛上层主线引桥钢板叠合梁负弯矩区UHPC超高性能混凝土桥面板及湿接缝的制作、生产、浇筑为依托,采用该技术,对UHPC的施工配比进行生产,其中有54块UHPC超高性能混凝土板,合计方量146.24m^(2),湿接缝共计有109.92m^(2),总计方量共256.16m^(2)。

海砂超高性能混凝土试验

采用未淡化的海砂制备超高性能混凝土(UHPC)和普通混凝土,研究了不同氯离子含量的海砂对UHPC抗压强度、孔结构、快速氯离子渗透性以及内置钢筋耐久性的影响,并与普通混凝土进行分析比较。结果表明,海砂中的氯离子含量对UHPC抗压强度并不会产生较大的消极影响;海砂UHPC的临界孔半径约为2 nm,与海砂普通混凝土不同,孔隙率随海砂中氯含量的增加而增加;即使海砂氯离子含量高达0.636%,海砂UHPC的氯离子渗透性仍可忽略不计;海砂UHPC中钢筋在28 d后处于钝化状态并趋于稳定。

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.

超高性能混凝土(UHPC)单面模板体系历史砖墙无损加固技术性能研究及应用

普通混凝土外包法加固历史砖墙技术中的结构植筋、对穿螺杆等工序,会带来保护体永久性损伤等缺陷,使得超高性能混凝土(UHPC)在结构修补加固等领域的应用日益广泛。通过复合胶凝材料体系设计制备工作性、力学性和耐久性均符合砖墙加固要求的UHPC,并结合上海市黄浦区160街坊保护性综合改造项目,验证其加固历史砖墙的效果。结果表明:超高性能混凝土扩展度可达650 mm±50 mm,抗压强度≥150 MPa,快冻法500次循环后,平均质量损失<5%,相对动弹性模量>60%,6 h电通量低于40 C。加固后,该材料和砖墙黏结性能优异,修复后墙面色泽均匀、平整未开裂。因此,UHPC单面支模体系加固历史砖墙的施工工艺,表现出优异的无损加固的特点。

超高性能混凝土加固盾构隧道结构试验与数值研究

在应用超高性能混凝土(UHPC)加固既有盾构隧道的基础上,提出优化的钢板-UHPC组合加固方法。将钢板作为隧道内衬并在钢板与管片之间填充UHPC,采用植筋、化学锚栓以及栓钉等作为界面连接件,形成共同受力的整体。开展极限承载力足尺试验并建立非线性数值模型,探究组合加固结构的破坏机理以及影响受力性能的关键因素。结果表明,组合加固结构破坏模式具有较好的延性特征;组合加固结构刚度主要受管片及加固体刚度控制,承载力水平主要受管片强度控制,极限承载力相比UHPC加固结构提升28%;极限状态下,顶部和腰部等位置的钢板发生屈服、主筋受拉屈服。数值参数分析结果表明,组合加固结构性能指标受加固层厚度和界面黏结性能影响较大,可适当增大钢板厚度并保证界面连接件的数量。

掺轻质砂超高性能混凝土的轴拉力学性能

为研究轻质砂对不同试件尺寸下超高性能混凝土(ultra high performance concrete,UHPC)拉伸应变强化性能的影响,采用轻质砂对原黄砂进行等体积替代,完成9组不同轻质砂体积率(0~35%)和不同试件厚度(30~100 mm)的单轴拉伸试验,并同步进行声发射实时探伤测试。结果表明:轻质砂体积率对UHPC弹性极限点对应应力和对应应变的影响较小,但轻质砂体积率由0增加到35%时,UHPC的极限抗拉强度和极限拉应变分别由10.6 MPa和2.35×10^(-3)提高到了19.4 MPa和4.3×10^(-3);轻质砂体积率大于15%时,UHPC的应变强化程度得到显著提升,试件内部产生的损伤点数更多且分布更均匀,展现出良好的裂缝控制能力;在相同轻质砂体积率下,UHPC的应变强化程度随试件厚度的增加而降低,且试件内部的损伤点趋于集中,表现出明显的尺寸效应。

UHPC超高性能混凝土在预制π型钢混组合梁中的应用

20世纪90年代湖南大学开启UHPC超高性能混凝土试验,初步认识到UHPC超高性能混凝土相较于常规混凝土有更为优秀的韧性与耐久性表现。以某省长益高速公路扩容工程第一合同段建设为契机,将UPHC超高性能混凝土在π型钢混组合梁结构接缝中展开实践,旨在为今后的桥梁建设带来更丰富的创造空间。

高强钢管超高性能混凝土界面黏结滑移性能试验

目的为了研究高强钢管超高性能混凝土的黏结滑移性能,方法考虑径厚比、长径比和钢纤维掺量3个参数的影响,设计并制作15根构件进行试验研究,通过推出试验,得到轴向荷载与加载端位移的荷载-位移曲线,以及高强钢管与超高性能混凝土之间的黏结强度,根据试验结果,对影响黏结强度的参数进行定性定量分析。结果结果表明:随着高强钢管长径比和径厚比的增加,黏结强度减小;随着钢纤维掺量增加,试件黏结强度先增加后减小,即当钢纤维掺量从1%增加到2%时,黏结强度增加,但当钢纤维掺量从2%增加到3%时,黏结强度反而降低;试件荷载-滑移曲线表现为两种形式,一是有明显的峰值点,峰值点后曲线急速下降(部分出现尾部上升的现象),二是曲线无明显峰值点,拐点后曲线持续缓慢增长。高强钢管超高性能混凝土的黏结破坏分为黏结阶段、滑动阶段和抗摩擦阶段。结论以长径比、径厚比、含钢率和套箍系数为参数,结合试验数据并对其进行回归分析,得到适用于高强钢管超高性能混凝土黏结强度的计算模型,并将计算结果与试验结果进行对比,计算值与试验值吻合较好,可为实际工程提供一定参考。

基于UHPC超高性能混凝土的浮雕工程应用探讨

本文以红色驿站项目为对象,将超高性能混凝土(UHPC)运用至浮雕工程中,并从超高性能混凝土特点及优势、性能影响因素、施工方法和安装及质量要求等方面进行了探讨,从而可为红色主题浮雕的施工提供借鉴。

超高性能混凝土(UHPC)研究及其应用探讨

近年来,超高性能混凝土(UHPC)在桥梁、地铁、铁路、高层建筑等工程中得到了广泛的应用。在具体应用中,应结合工程特点,严格控制施工的每个细节,最大限度上保证质量,提升UHPC应用效果。文章为探讨UHPC研究及其应用,立足UHPC的相关概述,分析了UHPC的性能优势,并提出影响UHPC性能的主要因素,以及具体应用做法和相关施工要点。分析结果表明,UHPC是一种具有超高强度、超高韧性和极低收缩的高性能混凝土,其具有良好的力学性能、耐久性、抗裂性和可施工性。

自密实超高性能混凝土(UHPC)的配制及性能研究

自密实超高性能混凝土(UHPC)是一种具备高韧性、高耐久性、高体积稳定性的新型混凝土材料,在工程领域得到了广泛应用。目前,对于自密实UHPC的研究主要集中在其配制工艺和工作性能上,而对其力学性能的研究较少。文章介绍了自密实UHPC制备机理及技术指标,通过对自密实UHPC组成材料的优化选择,得到一种流动性好、工作性良好、早期强度高、后期强度稳定的自密实UHPC,以便更好地助力此种混凝土材料的应用发展。

粗骨料超高性能混凝土应用研究

为满足桥梁工程中桥面板材料轻质高强的市场需求,在活性粉末混凝土中掺入粒径不大于8 mm的粗骨料,制成含粗骨料超高性能混凝土。这种混凝土具有力学性能佳、材料自重轻、早期收缩小和造价较低等特点。首先阐述含粗骨料超高性能混凝土的配制原理及各掺合料对其性能的影响,其次分析其力学性能、疲劳性能和高温性能,最后展示了其在南京江心洲长江大桥的工程应用状态,并提出了其尚待深入研究的问题和发展方向。

钢纤维形状及掺量对超高性能混凝土力学性能的影响

对比研究了钢纤维形状及掺量对超高性能混凝土(UHPC)工作性能及力学性能的影响,并通过SEM分析研究其演化机理。结果表明:随钢纤维掺量的增加,UHPC的工作性能变差,且端勾型钢纤维对工作性能劣化最明显。当钢纤维掺量为1.5%~2.5%时,端勾型和长直线型钢纤维UHPC的抗压、抗折及劈裂抗拉强度较高;当钢纤维掺量超过1.0%后,UHPC的拉压比会出现大幅提高,折压比相对提高不明显;当钢纤维掺量为1.5%~2.0%时,短直线型钢纤维UHPC的力学性能和工作性能最佳。SEM分析发现,钢纤维在基体中错向连续搭接分布,形成三维网状结构,能够阻止宏观裂缝的产生和微裂纹的发展,使UHPC表现出良好的力学性能。