自密实混凝土在结构加固工程中应用研究

摘要

自密实混凝土使用范围越来越广泛,使用频率也越来越高。针对自密实混凝土的研究也越来越多,包括自密实混凝土的工作性能、力学性能、变形性能、耐久性能、施工性能以及经济效益等方面。本文针对自密实混凝土应用于结构加固工程存在的问题,研究的主要内容有:加固用自密实混凝土原材料研究,确定合适的减水剂和胶凝材料组成；加固用自密实混凝土配合比设计方法研究,通过对比常用的设计方法,结合加固工程特点,建立简单、快捷、适用的配合比设计方法；新拌加固用自密实混凝土工作性评价方法研究,建立简单、快捷,便于工程现场操作的工作性评价方法；硬化加固用自密实混凝土性能研究,根据加固工程结构受力特点,研究了新老混凝土界面粘结强度,自密实混凝土弹性模量,膨胀性能,混凝土早期强度发展过程等。论文的主要研究成果如下:
　　 (1)加固用自密实混凝土原材料选择及优化
　　 通过一系列浆体流动度试验,选择聚羧酸减水剂Fox-80作为自密实混凝土减水剂,Fox-80优点明显:掺量小,最佳掺量为0.30％:初始流动度大,饱和掺量水泥净浆初始流动度达到310mm；流动度经时损失小,饱和掺量时,60min流动度几乎没有损失。通过流动度试验,确定胶凝材料组成为水泥:硅灰:粉煤灰:矿渣:膨胀剂=66:4:10:10:10。
　　 (2)加固用自密实混凝土配合比设计方法
　　 结合加固工程自密实混凝土性能要求,确定加固用自密实混凝土配合比中三个重要参数的选值范围:粗骨料绝对体积VG为280～350L,用水量W为155～180L,水粉比W/P为0.291～0.393。根据浆体量计算公式,满足工作性要求粉体量VCF应为160～230L，浆体量VCF+W+Va应为320～400L。
　　 (3)加固用新拌自密实混凝土工作性评价方法研究
　　 结合加固工程特点,建立简单、快捷、便于工程现场操作的评价方法,选择坍落度筒试验,测试坍落扩展度、中边差和目测稳定性来评价混凝土工作性。加固用自密实混凝土坍落扩展度为650+50mm,中边差<20mm。
　　 (4)硬化加固用自密实混凝土性能研究
　　 工作性好的自密实混凝土与老混凝土界面粘结强度高；加固用自密实混凝土弹性模量与低一个强度等级的普通混凝土弹性模量相同；加固用自密实混凝土3d竖向膨胀率为0.023％；加固用自密实混凝土早期强度发展较快,C55基准配合比1d立方体抗压强度达到29.3MPa,为28d立方体抗压强度的45％。

目录

文摘

英文文摘

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1.1 结构加固概述

1.2 混凝土结构常用的加固方法

1.2.1 直接加固法

1.2.2 间接加固法

1.3 自密实混凝土研究及应用

1.3.1 自密实混凝土简介

1.3.2 自密实混凝土应用及发展现状

1.4 自密实混凝土在结构加固工程中应用

1.5 本文研究的主要内容及意义

1.5.1 本文研究的主要内容

1.5.2 本文研究的意义

第2章 试验用原材料及试验方法

2.1 试验主要原材料及性能

2.1.1 水泥

2.1.2 硅灰

2.1.3 粉煤灰

2.1.4 矿渣

2.1.5 膨胀剂

2.1.6 粗集料

2.1.7 细集料

2.1.8 高效减水剂

2.2 试验方法

2.2.1 工作性测试方法

2.2.2 立方体抗压强度测试

2.2.3 界面粘结强度的测试方法

2.2.4 混凝土竖向膨胀率的测试方法

2.2.5 混凝土弹性模量测试方法

第3章 减水剂及矿物掺合料的选择

3.1 减水剂的选择

3.2 矿物掺合料的选择

3.2.1 硅灰

3.2.2 粉煤灰

3.2.3 矿渣

3.2.4 膨胀剂

3.3 复合矿物掺合料掺量

3.4 胶砂及混凝土中减水剂掺量选择

3.5 本章小结

第4章 加固用自密实混凝土配合比设计

4.1 常用的设计方法

4.1.1 绝对体积法

4.1.2 参数法

4.2 加固用自密实混凝土设计要求

4.3 加固用自密实混凝土配合比设计方法

4.3.1 确定设计性能要求

4.3.2 选择原材料

4.3.3 加固用自密实混凝土配合比计算方法

4.3.4 试配校核

4.4 C35自密实混凝土配合比设计

4.4.1 自密实混凝土原材料及性能要求

4.4.2 配合比初步计算

4.4.3 C35自密实混凝土配合比

4.5 C55自密实混凝土配合比设计

4.5.1 自密实混凝土原材料及性能要求

4.5.2 配合比初步计算

4.5.3 C55自密实混凝土配合比及试配结果

4.6 C70自密实混凝土配合比设计

4.6.1 自密实混凝土原材料及性能要求

4.6.2 配合比初步计算

4.6.3 C70自密实混凝土配合比

4.7 C35与C70配比在实际工程中应用

4.7.1 贵阳第一高楼

4.7.2 中南汽车城

4.8 本章小结

第5章 配合比参数对新拌自密实混凝土工作性能影响

5.1 自密实混凝土流变学原理

5.1.1 屈服应力τf

5.1.2 塑性粘度η

5.2 自密实混凝土工作性评价方法

5.2.1 坍落度筒试验

5.2.2 V漏斗试验

5.2.3 U形箱

5.2.4 L形箱

5.3 配合比参数对自密实混凝土工作性的影响

5.3.1 用水量对自密实混凝土工作性的影响

5.3.2 粗骨料绝对体积对自密实混凝土工作性的影响

5.3.3 硅灰对自密实混凝土工作性的影响

5.3.4 高效减水剂对自密实混凝土工作性的影响

5.4 加固工程中工作性评价方法

5.5 本章小结

第6章 硬化后加固用自密实混凝土性能研究

6.1 新老混凝土界面粘结强度研究

6.1.1 老混凝土的配合比设计和制备

6.1.2 试验配合比

6.1.3 试验结果及分析

6.1.4 讨论

6.2 自密实混凝土弹性模量

6.2.1 用水量(水胶比)对弹性模量的影响

6.2.2 粗骨料绝对体积对弹性模量的影响

6.3 新拌自密实混凝土竖向膨胀性能

6.3.1 UEA的膨胀机理

6.3.2 自密实混凝土早期膨胀率

6.4 自密实混凝土早期强度

6.5 本章小结

结论

参考文献

附录A (攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录)

致谢