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早强湿接缝混凝土配合比设计及力学性能研究
| 论文题名： | 早强湿接缝混凝土配合比设计及力学性能研究 |
| 关键词： | 复配体系;早强混凝土;湿接缝;力学性能;抗扰动性能 |
| 摘要： | 高速公路桥梁扩建工程中新老桥高效拼接是扩建工程难点，而湿接缝质量是扩建工程关键因素。对于接缝浇筑材料的选取具有诸多要求，关键是良好地平衡早期强度及长期耐久性。本研究依托国内某高速公路桥梁拓宽扩建改造工程，对湿接缝结构所使用的高性能水泥基复合材料开展了性能需求设计及力学性能的研究。利用了特种水泥早强、体积膨胀特性，促进了硅酸盐水泥早期水化作用。并研究了早期扰动对材料性能劣化影响，提出相应抗扰动措施。本文主要研究工作及结论如下： （1）开展了硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥体系复配试验；通过复配体系凝结时间，早期强度试验探究，试验表明，低掺量（5%~15%）的硫铝酸盐水泥能有效促进复配体系早期水化作用，而硫铝酸盐水泥掺量过高会略微降低材料强度； （2）研究了硫铝酸盐水泥掺量、钢纤维掺量对不同温度下高性能混凝土工作性能及龄期强度的影响。试验结果表明，优化得到高性能混凝土在标养下1d抗压强度可达70.9MPa，28d强度可达122.3MPa，1d抗折强度可达7.1MPa，28d可达17.4MPa以上；在5℃-10℃低温条件下，复配体系能有效改善硅酸盐水泥早期强度低不足。因此，冬季施工可适当复配一定掺量硫铝酸盐水泥实现早期强度的提升。通过混凝土限制膨胀率膨胀试验，优化得到的混凝土在充分养护条件下，其限制膨胀率可达到0.02%，能有效补偿混凝土早期收缩变形； （3）开展了混凝土早龄期扰动试验，探究了不同交通状况扰动对于混凝土各项力学性能影响因素及程度。研究表明，持续交通引起的扰动在一定条件下会加速混凝土早期凝结时间；与此同时，硫铝酸盐水泥对于体系复配体系凝结时间影响较大，应根据实际施工环境温度，选取合适掺量，避免凝固时间过短引起施工不便； （4）振动较低时（3mm以下）扰动对混凝土影响较小；高幅（5mm）振动下，材料强度损失率随频率增加而提升；钢纤维及硫铝酸盐水泥均能提升混凝土的抗扰动性能。考虑到混凝土浇筑质量及施工时间需求，建议在湿接缝混凝土浇筑时，掺入一定量纤维，提高材料抗扰动能力及整体性能指标。 |
| 作者： | 梁黄煜 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 罗文波;杨才千 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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