石首长江公路大桥高性能混凝土配制与施工关键技术研究

摘要

本文主要针对石首长江公路大桥主桥结构部位高性能混凝土配合比设计与施工质量控制存在的技术难题，开展了高性能混凝土原材料优选、配合比设计、裂缝控制、耐久性以及施工质量控制研究工作。利用粉煤灰+矿粉+缓凝型高性能聚羧酸减水剂“三掺”技术，重点研究了矿物掺和料、聚丙烯纤维对混凝土综合性能的影响，对大体积结构部位采用不同工况仿真计算优选出最佳工况，并制定相关的温控技术标准、措施，依据相关技术措施对其现场温控监测，有效控制有害裂缝的产生，最终实现了混凝土在桥梁工程的高性能化。 首先，针对主墩大体积承台，基于抗裂性与耐久性并重的配合比设计理念，利用水化热、绝热温升、力学试验并辅以碳化、抗氯离子渗透性能试验最终优化出超缓凝、低水化热温升、高耐久性的C40混凝土；依据泵送性能与抗裂性能的要求不同，对索塔不同节段C50混凝土有针对性地进行配合比设计。研究表明：C40配合比中胶材用量417kg/m3，粉煤灰掺量35%，矿粉掺量17%，水胶比0.35，另外针对承台分层施工时，配制了掺入0.75kg/m3聚丙烯纤维用于分层面和顶面50cm施工的混凝土，提高了混凝土本身的抗拉强度，保证了承台分层面和顶面未出现收缩裂缝且具有较好的外观质量。C50混凝土配合比胶材总量为471~497 kg/m3，粉煤灰掺量10%~17.5%，矿粉0~11%，砂率为40%~42%，水胶比0.31，下塔柱根部实心段和上塔柱锚固区加入适当比例聚丙烯纤维阻裂，抗裂性能较好。 其次，对主墩承台及下塔柱根部实心段两个大体积结构部位，采用不同工况仿真计算分析温度场和应力场，确定了最小抗裂安全系数（＞1.4）最高的工况。另外，制定了混凝土在施工期及养护期内相应的温控标准和详尽、有效、可行的温控措施，结合相应措施对现场混凝土实时温控监测，温度监测结果基本符合温控标准要求，拆模后外观较好，未出现可见裂缝。 最后，针对宽箱梁构造复杂、配筋较密，抗裂性与耐久性能要求，结合同类型桥梁边跨宽箱梁混凝土工程实践经验，主要研究了矿物掺和料比例对混凝土综合性能影响。研究表明，混凝土胶材总量496 kg/m3，粉煤灰15%，矿粉15%并辅以适当的缓凝型聚羧酸高性能减水剂，具有较好的工作性能和力学性能、早期抗裂性能、长期体积稳定性及耐久性能。另外，着重提出了宽箱梁混凝土的浇筑顺序、布料方法、振捣方法、养护措施等温控防裂措施，形成了宽箱梁C55高性能混凝土施工工艺与质量控制技术。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景与目的意义

1.2 国内外研究概况分析

1.3 研究目标、内容及技术路线

第二章 高性能混凝土原材料与试验方法

2.1 前言

2.2 试验原材料性能指标

2.3 试验方法

第三章 主墩大体积承台C40混凝土配合比设计与温控防裂

3.1 工程概况与施工重难点

3.2 混凝土配合比设计与性能试验

3.3 C40大体积承台混凝土温控计算

3.4 温控监测结果分析

3.5 本章小结

第四章 主塔C50混凝土配合比设计与防裂技术研究

4.1 工程概况与施工重难点

4.2 混凝土配合比优化设计与性能试验

4.3 塔柱根部实心段温控仿真计算及分析

4.4 温控监测结果分析

4.5 本章小结

第五章 边跨宽幅预应力箱梁C55高性能混凝土配合比设计与施工质量控制研究

5.1 工程概况与施工重难点

5.2 混凝土配合比设计指标与思路

5.3混凝土配合比优化设计与基本性能

5.4混凝土抗裂性能研究

5.5混凝土长期体积稳定性研究

5.6混凝土耐久性试验

5.7施工质量控制

5.8本章小结

第六章 结论与创新点

6.1结论

6.2创新点

致谢

参考文献

附录