C60低徐变混凝土性能研究

摘要

无碴轨道铺轨后的轨道高程只能通过扣件进行调整，而扣件的可调量非常有限。为保证轨道的平顺性，确定合理的铺轨时间，对无碴轨道桥梁所用混凝土进行收缩、徐变性能研究有着重要的意义。本文依托铁道部重点项目“高性能预应力混凝土梁徐变性能研究”，以广珠城际轨道交通工程容桂水道特大无碴轨道桥所用C60高性能混凝土为研究对象，探讨了掺合料对硬化水泥浆体化学结合水含量、水泥砂浆自收缩性能的影响，研究了C60高性能混凝土的力学性能、耐久性和收缩徐变等性能。本文的主要工作和研究成果如下： 1、研究了掺合料对硬化水泥浆体化学结合水含量的影响。结果表明：随着掺合料(粉煤灰、矿渣)掺量增大，水泥浆体化学结合水含量降低，等效结合水含量及水化影响因子增大；纯水泥浆体水化120d的化学结合水含量约为0.15，占水泥完全水化化学结合水含量的65.2％，水泥浆体内部仍存在较多未水化的水泥颗粒。 2、根据水泥砂浆自收缩试验得出：对于水胶比为0.3的砂浆，随龄期增长，砂浆自收缩变形增大；粉煤灰掺量在10％～20％范围降低了砂浆自收缩，矿粉在10％～20％掺量范围内降低了砂浆7d以前的自收缩，但增大了砂浆后期自收缩应变。粉煤灰掺量10％、20％砂浆21d的自收缩应变较纯水泥砂浆分别下降了21.1％、29.5％，矿粉掺量10％、20％砂浆21d的自收缩应变较纯水泥砂浆分别提高了11.1％、6.6％。 3、通过混凝土力学性能的试验，确定了粉煤灰和矿粉掺量的适宜比例，研究了粉煤灰和矿粉对混凝土力学性能的影响规律。结果表明：确定粉煤灰掺量23％、矿粉掺量10％的混凝土为现场使用混凝土配比，该混凝土满足了现场施工的要求。得出了高性能混凝土劈裂抗拉强度与抗压强度拟合公式fpl=0.1583f0.762 cu,相关系数为0.89。 4、由混凝土氯离子扩散系数试验得出：掺合料(粉煤灰、矿粉)掺量在10％～30％范围内降低了混凝土的氯离子扩散系数。粉煤灰取代水泥23％、矿粉取代水泥10％混凝土的28d氯离子扩散系数为4.19×10-12m2/s，较纯水泥混凝土降低了35.2％。 5、以W/B为0.5，胶凝材料总量为490kg/m3混凝土为研究对象，研究了混凝土的碳化性能。碳化28d，粉煤灰掺量为23％、矿粉掺量10％的混凝土的碳化深度较小，仅为2.6mm。因此，同等胶凝材料用量下，对于水胶比为0.29的混凝土，碳化很难向内进行，可忽略不计。 6、由混凝土收缩徐变试验得到：随着龄期增长，徐变系数增大，收缩变形增加，徐变速率降低。同龄期，复合使用23％粉煤灰和10％矿粉降低了混凝土的徐变系数和收缩应变，持荷180d，纯水泥混凝土的徐变系数为1.304，而双掺混凝土徐变系数较纯水泥混凝土下降了10.4％。小石率60％的双掺混凝土持荷180d的徐变系数为0.996，较小石率58％的徐变系数相应降低了14.7％。在0～180d测试持荷时间内，实测的徐变系数约为中铁规范计算徐变系数的0.53～0.72倍，约为中交规范的0.5～0.73倍。本文的研究成果为容桂水道桥的施工控制和后期徐变变形提供了依据，也为同类型课题的研究提供了参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究目的及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1高性能混凝土的配制及应用

1.2.2混凝土收缩与徐变

1.2.3混凝土徐变机理

1.2.4徐变系数

1.2.5混凝土徐变计算模式

1.3研究背景与应用

1.4主要研究内容

第二章原材料和试验方法

2.1原材料

2.2试验方法

2.2.1化学结合水含量测定

2.2.2砂浆自收缩试验

2.2.3混凝土坍落度的测定

2.2.4混凝土力学强度测定

2.2.5混凝土弹性模量测定

2.2.6混凝土氯离子扩散系数测定

2.2.7混凝土碳化试验

2.2.8混凝土徐变试验

第三章掺合料对水泥浆体化学结合水含量的影响

3.1试验设计

3.2粉煤灰对硬化水泥浆体化学结合水含量的影响

3.3矿粉对硬化水泥浆体化学结合水含量的影响

3.4粉煤灰和矿粉双掺对硬化水泥浆体化学结合水含量的影响

3.5小结

第四章掺合料对水泥砂浆自收缩性能的影响

4.1试验设计

4.2自收缩机理

4.2.1毛细管张力学说

4.2.2拆开压力

4.2.3凝胶体颗粒表面能变化学说

4.2.4层间水迁移

4.3粉煤灰对砂浆自收缩性能的影响

4.4矿粉对砂浆自收缩性能的影响

4.5粉煤灰和矿粉双掺对砂浆自收缩性能的影响

4.6小结

第五章C60高性能混凝土力学性能

5.1试验设计

5.2 工作性能

5.3抗压强度

5.3.1粉煤灰的影响

5.3.2矿粉的影响

5.3.3粉煤灰和矿粉双掺的影响

5.3.4小石率的影响

5.4劈裂抗拉强度

5.4.1粉煤灰的影响

5.4.2矿粉的影响

5.5抗压强度与劈裂抗拉强度相关性分析

5.6弹性模量

5.6.1粉煤灰的影响

5.6.2矿粉的影响

5.6.3粉煤灰和矿粉双掺的影响

5.6.4小石率的影响

5.7小结

第六章C60高性能混凝土氯离子扩散性能

6.1试验设计

6.2粉煤灰对混凝土氯离子扩散性能的影响

6.3矿粉对混凝土氯离子扩散性能的影响

6.4粉煤灰和矿粉复合双掺对混凝土氯离子扩散性能的影响

6.5小石率对混凝土氯离子扩散性能的影响

6.6 小结

第七章C60高性能混凝土碳化性能

7.1试验设计

7.2碳化原理

7.3粉煤灰对混凝土碳化性能的影响

7.4矿粉对混凝土碳化性能的影响

7.5粉煤灰和矿粉双掺对混凝土碳化性能的影响

7.6 C60高性能混凝土碳化性能

7.7 小结

第八章C60高性能混凝土徐变性能

8.1试验设计

8.2徐变系数

8.2.1粉煤灰和矿粉双掺的影响

8.2.2小石率的影响

8.3徐变速率

8.4收缩应变

8.4.1粉煤灰和矿粉双掺的影响

8.4.2小石率的影响

8.5实测徐变系数与按铁路规范及公路规范计算的徐变系数的对比分析

8.6小结

第九章结论与需进一步研究的问题

9.1结论

9.2需进一步研究的问题

参考文献

致 谢

攻读硕士期间参与科研及论文发表情况