水泥细度和组成成分对连续刚构桥耐久性及潜在安全性的影响研究

摘要

预应力混凝土连续刚构桥具有梁体连续、墩梁固结，既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，又保持T型刚构不设支座的优点，因而广泛应用于公路、城市桥梁。但上世纪90年代我国已投入运营的大跨度连续刚构桥出现了桥梁跨中下挠过大、箱梁梁体产生裂缝等病害现象，严重的影响了连续刚构桥的耐久性与安全性。
　　 本文依托西部交通科技项目《水泥细度与组成成分对桥梁混凝土性能影响及对策研究(2009318000033)》开展水泥细度与组成成分对连续刚构桥的耐久性和潜在安全性的影响研究，目的在于从连续刚构桥的材料角度为解决连续刚构桥的病害问题提供新的办法，提出适合连续刚构桥使用的水泥细度及组成成分的指标，从而提高桥梁的耐久性与潜在安全性。同时，对其它桥梁建设中使用的水泥要求也有较强的借鉴作用。
　　 论文研究结果表明：月前使用于连续刚构桥的高比表面积、高C3S含量的水泥对于实现桥梁混凝土的长期强度增长；对混凝土水化热、收缩，徐变都有不利的影响，容易使混凝土出现早期劣化。单一的混凝土28天抗压强度指标不能全面的衡量混凝土的性能，不能反映混凝土后期强度的增长及抗裂性能。连续刚构桥应使用较小的比表面积，较低C3S含量及较高C2S含量的中热水泥，有利于实现混凝土后期强度持续增长，有利于桥梁结构承载能力的保持和提高，有利于抑制箱梁裂缝的产生和发展，有利于控制跨中下挠过大的问题。
　　 论文对连续刚构桥混凝土如何进行施工养护进行了研究，提出了“连续刚构桥的混凝土施工养护应该贯穿从原材料的选择，混凝土的浇筑过程到浇筑后的养生的全过程”的思想，提出应该使用中热水泥及合理的水灰比，推荐了水泥和混凝土配合比优劣的实验评价方法，提出了混凝土浇筑后养护办法和适宜的拆模时间。
　　 论文建议连续刚构桥的水泥在国家标准的基础上执行更加严格的水泥质量检验标准，提出了连续刚构桥用水泥比表面积和组成成分的推荐指标。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1课题研究背景

1.2水泥细度及组成成分对混凝土影响研究概论

1.2.1我国水泥细度及组成成分变化发展历程

1.2.2美国水泥颗粒细度及组成成分变化历程及同步桥梁裂缝情况调查的简单回顾

1.2.3水泥细度及组成成分对混凝土性能影响研究现状

1.3水泥细度及组成成分对连续刚构桥耐久性及潜在安全性的影响研究概论

1.3.1连续刚构桥的特点及在我国的发展

1.3.2结构性裂缝与非结构性裂缝

1.3.3水泥细度与组成成分对连续刚构桥的影响概述

1.4本文研究内容、意义

1.4.1研究内容

1.4.2研究意义

1.5小结

第二章 水泥细度及组成成分对混凝土性能的影响

2.1不同水泥细度与组成成分的混凝土长期强度分析

2.1.1水泥熟料主要矿物组成的性质

2.1.2不同水泥细度与组成成分的的混凝土长期抗压强度分析

2.1.3不同水泥细度与组成成分的的混凝土长期抗拉强度分析

2.2早期养护环境对高强度混凝土长期强度的影响

2.3水泥细度及组成成分对混凝土水化热的影响

2.3.1水泥熟料主要矿物水化热

2.3.2碱含量对水化热的影响

2.4水泥细度及组成成分对混凝土收缩的影响

2.4.1高性能混凝土的主要的收缩类型

2.4.2自收缩的影响因素分析

2.4.3减小混凝土收缩的措施

2.5水泥细度及组成成分对混凝土徐变的影响

2.5.1.组成成分对徐变的影响

2.5.2水泥细度对徐变的影响

2.6水泥细度与组成成分对混凝土早期裂缝影响分析

2.6.1水化热温度裂缝

2.6.2大体积混凝土的定义

2.6.3影响混凝土早期裂缝的因素

2.7水泥细度、强度与抗渗性能

2.7.1比表面积

2.7.2强度

2.7.3水泥用量

2.8对GB175-2007《通用硅酸盐水泥国家标准》的几点建议

2.9小结

第三章水泥颗粒细度及组成成分对连续刚构桥耐久性和潜在安全性的影响分析

3.1保证混凝土后期强度持续增长有利于桥梁承载能力的保持与提高

3.1.1混凝土经时强度增长的变化及其原因分析

3.1.2混凝土经时强度对桥梁抗力的影响分析

3.1.3混凝土强度的标准值和设计值

3.1.4混凝土强度对结构潜在安全性的影响分析

3.2保证混凝土后期强度持续增长有利于控制混凝土结构裂缝的产生和发展

3.2.1混凝土的微观裂缝与混凝土自身具有的自愈性

3.2.2中热水泥有利于减少温度裂缝和收缩裂缝等早期裂缝

3.2.3持续增长的混凝土强度有利于抑制裂缝的开展

3.3水泥颗粒细度及组成成分对实桥影响分析

3.3.1工程背景

3.3.2设计荷载取值

3.3.3结构单元的划分

3.3.4施工阶段

3.3.5计算模式比较分析

3.3.6计算结果比较

3.3.7实桥模型计算结论

3.4小结

第四章 连续刚构桥的混凝土施工养护

4.1现有连续刚构桥使用的水泥和施工养护现状

4.2现浇混凝土的常用养护方法

4.2.1养护的概念

4.2.2水养护

4.2.3密封养护

4.2.4其它养护方法

4.3混凝土早期裂缝的控制措施

4.4连续刚构桥混凝土的养护方法

4.4.1水泥的选用

4.4.2精心选择混凝土的配合比

4.4.3抗裂性良好的水泥和混凝土配合比实验评价

4.4.4入模温度的控制

4.4.5浇筑后的温度控制和保湿

4.4.6连续刚构桥混凝土的养护办法

4.5小结

第五章 连续刚构桥用水泥细度及组成成分的推荐指标

5.1特大桥梁工程宜采用更加严格的水泥质量检验标准

5.2我国规范对水泥组成成分和比表面积的规定

5.2.1国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175-2007

5.2.2 2009年铁道部《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》水泥的质量标准

5.2.3《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(CCES01—2004)(中国土木工程学会标准)水泥的质量标准

5.2.4《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000中对水泥的质量要求

5.3连续刚构桥用水泥比表面积及组成成分的推荐指标

5.3.1水泥比表面积和C2S含量的分析

5.3.2 C2S和C3S的含量

5.3.3碱含量

5.3.4推荐的连续刚构桥用水泥比表面积及组成成分的推荐指标

5.4小结

第六章 结论与展望

6.1结论与建议

6.2展望

致 谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果