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原文传递超宽箱梁及钢混结合段混凝土的抗裂和耐久性研究

论文题名：	超宽箱梁及钢混结合段混凝土的抗裂和耐久性研究
关键词：	混合梁斜拉桥;超宽箱梁;钢混结合段;混凝土;抗裂性能;耐久性
摘要：	九江长江公路大桥主桥设计为双塔双索面单侧混合梁斜拉桥，其边跨超宽箱梁和钢混结合段为主梁施工的关键部位和技术难点。论文以九江长江公路大桥为工程依托，针对超宽箱梁、湿接缝及钢混结合段结构构造、受力特点、浇筑施工及使用环境的不同，分别进行了三种不同性能和特点的高性能混凝土的研究。　　基于抗裂性能与耐久性能并重的配合比设计理念，开展了箱梁主体高性能混凝土的配制研究。系统研究了胶凝材料用量、水胶比、砂率、粉煤灰、矿渣粉对箱梁混凝土工作性和强度的影响；借助水化热、绝热温升、平板法塑性收缩开裂、温度-应力试验机开裂、收缩与徐变等试验方法，研究了胶凝材料组成对混凝土早期抗裂性与长期体积稳定性的影响。优化的箱梁C55混凝土采用42.5级P·Ⅱ水泥、缓凝型聚羧酸盐高性能减水剂配制，胶凝材料用量495kg/m3，粉煤灰掺量25％，混凝土工作性良好，早期强度较高且后期强度增长较大，绝热温升55.8℃，塑性收缩抗裂等级Ⅱ级，开裂温度8.7℃，应力储备37.3％。针对大桥所处环境条件提出了箱梁混凝土的耐久性设计指标，对骨料的碱活性反应及粉煤灰掺量对箱梁混凝土的抗碳化性能、抗氯离子渗透性能、抗冻性能的影响进行了试验研究。结果表明，工程施工所用砂石骨料不具有碱活性，在箱梁混凝土中掺入25％粉煤灰有助于提高混凝土的耐久性。目前，箱梁主体C55高性能粉煤灰混凝土已成功用于工程施工，强度、外观与裂缝控制效果良好。　　针对湿接缝混凝土与两端先浇梁段混凝土紧密结合的特殊要求，在箱梁主体混凝土配合比的基础上，通过选用性能稳定发展的膨胀剂配制一种高性能微膨胀混凝土用于湿接缝施工。该混凝土除满足工作性、设计强度等级和耐久性等指标外，其14d水中限制膨胀率为+2.7×10-4，转入空气中60d后限制膨胀率仍为+0.1×10-4。　　针对混合梁斜拉桥钢混结合段对填充混凝土的自密实、低收缩和高韧性的特殊要求，制备了C55强度等级的普通自密实混凝土、微膨胀聚丙烯纤维自密实混凝土和微膨胀钢纤维自密实混凝土，对三种自密实混凝土的工作性能、力学性能、弯曲韧性、塑性收缩开裂性能、限制膨胀率进行了比较研究。结果表明，微膨胀钢纤维自密实混凝土具有良好的自密实性能、微膨胀特性和高韧性，能够满足钢-混结合段的浇筑密实、抗裂、耐久和抗冲击的要求，用于大桥必然会提高工程质量，延长大桥的耐久性和服役寿命。　　研究了不同的养护制度对箱梁混凝土性能发展的影响。研究结果表明，养护湿度越大，保湿养护时间越长越有利于混凝土的强度发展，抗氯离子渗透性越好；养护温度越高，混凝土早期强度发展越快，但对混凝土后期强度发展越不利。当混凝土中掺入25％的粉煤灰时可以减小混凝土高温水化环境下对构件内部实际强度发展的不利影响，但对保湿养护时间依赖程度更大。
作者：	张剑峰
专业：	材料学
导师：	李北星
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文