砂浆的收缩率和柔韧性严重影响着砂浆的抗裂性能,本文借助正交实验方法,研究了配制砂浆的原料组成与砂浆收缩率及柔韧性的关系,可为砂浆的合理配制提供理论依据。

采用国产聚乙烯醇纤维及天然河砂,设计制备了满足桥面连接板修补应用的高延性水泥基复合材料(HDCC),并对其工作性能、力学性能、弯曲韧性、延性和早期抗裂性能进行了试验研究。结果表明,HDCC拌合物的扩展度为190mm,28d抗折与抗压强度分别为15.5MPa和54.4MPa,弯曲跨中最大挠度10mm,极限延伸率为2.5%,对早龄期抗裂改善率为100%。并将所制备的HDCC应用在某桥面连接板修补工程中,取样测试结果表明,施工现场制备的HDCC满足设计要求,使用效果良好。

研究了粉煤灰、矿粉等掺合料对灌浆加固材料的水化热、体积稳定性的影响和抗裂性能的影响。结果表明,掺加粉煤灰和矿粉后,灌浆材料的水化热和放热速率降低,竖向膨胀出现滞后现象;掺加粉煤灰的灌浆材料早期竖向膨胀率增加、长期干燥收缩率大幅降低。现场试验表明,掺加粉煤灰后,灌浆加固材料的水化放热峰值和最大温差明显降低,早期强度也显著降低,经优化后,灌浆加固材料的抗裂性能得到显著改善。

针对南海区域高温高湿环境,采用大粒径粗骨料、小坍落度的配合比设计方法,预埋冷却水管及创新施工养护方式,制备方块大体积海工混凝土。对其收缩性能、热学性能、水化产物、抗裂性能等方面进行分析,并结合工程应用,得出方块大体积海工混凝土抗裂设计及施工的相关措施。研究表明,采用5~31.5mm(占比40%~50%)与31.5~63mm两种连续级配碎石拥有很好的紧密堆积效果,260h收缩率为4.03×10-4,低于5~31.5mm连续级配碎石的260h收缩率4.74×10-4;方块仿真模型和工程实体温度分析检测得出中心最高温度出现在浇筑后40h,接近70℃,中心温度和表层温度最大差值接近25℃;高温高湿环境下采用预埋冷却水管及养护剂+土工布+薄膜+土工布四层体系的养护方式对方块抗裂效果明显。

研究了高弹模聚乙烯醇纤维和低弹模聚丙烯纤维及其共同作用对混凝土力学性能和早期抗裂性能的影响,同时研究了混杂纤维、减缩剂及两者复掺对混凝土早期塑性收缩和干燥收缩的影响,讨论了复掺纤维和减缩剂对混凝土抗裂和收缩性能的作用机理。结果表明,纤维可明显提高混凝土的力学性能,改善抗裂能力,其中混杂纤维的效果要优于单一种类的纤维;减缩剂可显著降低混凝土塑性和干燥收缩,但与纤维复掺时作用效果稍有降低,需要采取适当措施保证纤维混凝土中减缩剂作用的发挥。

针对封盖水泥浆体的抗裂技术,探讨了拌合加水方法对流动性的影响,研究了采用掺加膨胀剂、内养护剂和细砂、改进养护措施等方法对水泥浆体抗裂性的影响。利用X-CT、XRD等分析手段,分析了硬化水泥浆体的抗裂效果。研究结果表明,采用二次加水拌和法可大大提高水泥浆体的流动性;膨胀剂与内养护剂组合使用可以提高浆体的抗裂能力;掺入5%或10%的特细砂及对浆体进行覆膜养护可明显提高水泥浆的抗裂性;采用X-CT技术有助于更好的评估水泥浆体的抗裂性。

与普通房建材料相比,地下综合管廊混凝土不仅要求强度高,且对抗裂、工作性能等也有很高要求。本文研究了粗骨料类型、膨胀剂、混凝土内养护材料、砂率等因素对混凝土强度、抗裂、收缩、工作性的影响。结果表明,碎石混凝土强度高、能有效改善混凝土表面裂纹和收缩;膨胀剂和混凝土内养护材料可以避免混凝土表面生成裂纹,大大降低混凝土收缩率;45%砂率混凝土具有良好的黏聚性、流动性和保水性。

以某地下室混凝土长墙浇筑温控施工为例,阐述了混凝土墙体在施工前应确定温控指标以及制定温控施工的综合技术措施。通过对混凝土墙体温控指标计算分析,提出了混凝土超长墙体合理留置后浇带间距、带模保温养护的"放"、"防"结合的抗裂对策,是保证混凝土长墙施工质量的关键。

根据PCCP(预应力钢筒混凝土管)插口端内壁混凝土环裂产生机理,从管道结构设计出发,提出了高工压、双层缠丝管道PCCP插口内壁混凝土的抗裂措施。该措施同时采用在插口异形钢环外侧预留变形缝、插口管芯内衬钢环以及插口内壁使用钢纤维混凝土等三种手段,通过提高插口抗弯能力、降低缠丝附加弯矩而实现插口内壁抗裂。建立了高工压、双层缠丝PCCP的三维非线性有限元模型,模拟了管道生产中的典型受力情况,分析了管道的应力和变形规律,并与无抗裂措施的管道进行了对比。结果表明,所提出的PCCP插口内壁混凝土的抗裂措施可以大大改善高工压、双层缠丝PCCP插口内壁混凝土的环裂问题。

以实际工程为例,利用结构分析软件建立了数值仿真分析模型;对渡槽混凝土温度及应力进行了分析,并提出了相应的防裂措施;可为类似薄壁混凝土渡槽结构的施工提供借鉴和理论依据。