以自密实混凝土(SCC)的工作性及28 d抗压强度为评价指标,采用正交试验法进行了低胶凝材料SCC性能的因素极差分析与方差分析。结果表明:试验设计的水胶比、砂率、粉煤灰和矿粉掺量对低胶凝材料SCC的工作性及28 d抗压强度的影响均不显著,但水胶比与粉煤灰掺量的影响程度相对较大,且极差分析与方差分析结果基本一致。所制备的低胶凝材料SCC具有优异的工作性、力学性能及耐久性能,坍落扩展度经时损失仅为8.1%,初始坍落扩展度与J环扩展度差值为20 mm,离析率为4.9%,后期强度增长幅度大,抗水与抗氯离子渗透性能好。

设计了一批受拉区为SFRC、受压区为SCC的钢筋复合梁,分析了纵筋配筋率、SFRC替换层钢纤维体积掺量以及替换层高度对复合梁在四点弯曲荷载作用下的承载力、挠度以及裂缝形态的影响,并与普通混凝土梁进行了对比。通过理论分析计算得出了SFRC/SCC复合梁的承载力表达式,并将理论计算结果与试验数据进行了对比分析,以验证表达式的合理性。结果表明:配筋率是提升复合梁承载力的首要因素,1.32%配筋率相对于0.79%配筋率的极限承载力最大可提升24.1%;钢纤维替换层对复合梁的承载力提升并不明显,但对于复合梁的挠度与裂缝宽度控制有明显作用,将替换层高度由50 mm提升至150 mm时,复合梁的挠度和主裂缝宽度最大分别降低了9.2%和77.81%。

依托实际工程,以坍落扩展度、V型漏斗流出时间、L型仪比例、坍落扩展度经时损失以及压力泌水率作为混凝土的泵送性能评价指标,通过不同配合比参数和机制砂特性的自密实混凝土配合比试验,研究了各参数对混凝土泵送性能的影响。结果表明:水粉比和砂率对混凝土的泵送性能影响较大,粗骨料掺量影响较小;当粉煤灰掺量在30%以下时能够改善泵送性能;且当机制砂砂率为45%、石粉含量在10%左右时,其各项泵送性能较好。实际工程中配制满足泵送要求的机制砂自密实混凝土时,须严格控制各参数取值。

基于纤维增强机理和混凝土高温爆裂破坏机理,概述了自密实混凝土(Self-compacting Concrete,SCC)的高温爆裂现象,从抗压强度、弯曲性能、弹性模量三个方面总结了国内外关于纤维增强SCC高温力学性能的研究现状与成果,在此基础上,指出了尚未解决的问题以及尚待深入研究的内容。

设计制作了5根后浇自密实混凝土拼接叠合梁,预制部分用C30普通混凝土,后浇部分用C30自密实混凝土;同时设计了1根用C30普通混凝土浇筑的整浇梁作为对照梁。通过抗弯性能试验,得到了试验梁的跨中挠度、裂缝发展规律和破坏特征。结果表明:拼接叠合梁的受弯破坏形态与对照梁类似,均为适筋破坏;增大拼接叠合面的粗糙度可以提高拼接叠合梁的抗弯承载力,但抗弯承载力与粗糙度不成正相关关系,这与预制部分混凝土中的粗骨料粒径和级配有关;采用箍筋加密和拼接叠合面插筋的方式均可以保证拼接叠合梁的抗弯承载力。

研究了再生粗骨料的取代率(0、15%、30%、50%)和预湿时长(0、2 h、24 h)对自密实混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明:随着再生粗骨料取代率的增加,自密实混凝土的流动性明显降低,建议再生粗骨料取代率不宜超过30%;随着再生粗骨料取代率的增加,试件的28 d抗压、抗折和劈裂抗拉强度基本均呈先增大后减小的趋势;再生粗骨料的预湿时长对自密实混凝土的抗压、抗折和劈裂抗拉强度的影响不显著;自密实混凝土的弹性模量和抗氯离子渗透性能随着再生粗骨料取代率的增加而降低。

研究了PP纤维、镀铜钢纤维和钢-PP混杂纤维对自密实混凝土工作性及冻融前后力学性能的影响,并探讨了冻融作用对纤维混杂增强效应系数的影响。结果表明:PP纤维对自密实混凝土工作性的影响大于钢纤维;未掺纤维的空白组经300次冻融后,其质量损失率及相对动弹性模量损失分别达到4.23%、34.8%,表观质量劣化严重;冻融作用对试件抗折强度影响最大,其次是动弹性模量和抗压强度;纤维的掺入能有效提高混凝土的抗冻性能,但钢纤维对表观质量的改善作用小于PP纤维;混杂纤维抗冻融能力明显高于单掺纤维组和空白组,纤维混杂增强效应随冻融循环次数的增加而降低。

基于CRTSⅢ型板自密实混凝土配制技术和研究经验,结合商合杭客运专线CRTSⅢ型板自密实混凝土灌揭扳工艺性试验及现场施工实践,总结了CRTSⅢ型板自密实混凝土的配制方法、混凝土质量控制技术、施工质量控制技术。通过工艺性试验确定了CRTSⅢ型板自密实混凝土最佳的灌注工艺流程、施工质量控制参数及指标,总结了CRTSⅢ型板自密实混凝土配制及施工质量控制关键要点。结果表明,扩展度为640~660 mm,T500最佳范围在4~6 s,灌注时间为8~12 min较好,应用此工艺能够确保CRTSⅢ型板自密实混凝土大规模施工时的质量符合相关标准和设计要求,并大幅提升了灌注施工质量的稳定性。

为研究玻璃粉和钢渣协同使用对自密实混凝土力学性能的影响,分别以20%、30%和40%的玻璃粉替代水泥,40%、60%和80%钢渣替代细骨料,制备了9种不同配合比的自密实混凝土试件,通过坍落度试验、J型环试验、V型漏斗试验和L型仪试验测试了新拌自密实混凝土的工作性,并分析了硬化后自密实混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量。结果表明,当玻璃粉和钢渣协同使用时,可以显著提高钢渣替代细骨料的比例,替代比例高达80%;自密实混凝土的和易性随着玻璃粉含量的增加而增大,随钢渣掺量的增加而减小;抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量随钢渣掺量的增加而增加,随玻璃粉掺量的增加逐渐减小。自密实混凝土中钢渣和水泥的最佳掺量分别为80%和20%。

本文主要介绍了全断面针梁式钢模台车在长距离、小断面引水隧洞中的应用。重点叙述了台车结构组成、工作原理,自密实混凝土配合比设计及使用,混凝土浇筑工艺及针梁式钢模台车、自密实混凝土应用效果评价,为类似小洞径、长距离引水隧洞衬砌施工提供了可靠的参考经验。