吕寅—低温升抗裂大体积混凝土研究与应用.doc
《吕寅—低温升抗裂大体积混凝土研究与应用.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《吕寅—低温升抗裂大体积混凝土研究与应用.doc(94页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、低温升抗裂大体积混凝土研究与应用 吕寅 武汉理工大学80 (申请工学硕士学位论文) 低温升抗裂大体积混凝土 研究与应用培养单位:材料科学与工程学院 学科专业:建筑材料与工程 研究生:吕寅 指导教师:胡曙光 教授丁庆军 教授 2012年5月独 创 性 声 明本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签 名: 日 期: 学位论文使
2、用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名): 导师(签名): 日期:分类号 学校代码 10497 UDC 学 号 104972090339 学位论文题 目 低温升抗裂大体积混凝土研究与应用 英 文 Research and
3、 application of low temperature rising 题 目 and anti-cracking mass concrete 研究生姓名 吕 寅 指导教师 姓名 胡曙光 职称 教授 学位 博士 姓名 丁庆军 职称 教授 学位 博士 单位名称 材料学院 邮编 430070 申请学位级别 硕 士 学科专业名称 建筑材料与工程 论文提交日期 2012年5月 论文答辩日期 2012年6月 学位授予单位 武汉理工大学 学位授予日期 答辩委员会主席 评阅人 2012年5月摘 要广泛应用于我国桥梁工程建设中的大体积混凝土结构,常会发生因温度应力控制不当而引发结构开裂的状况。目前施工过
4、程中为避免温度裂缝的产生,主要采取在混凝土中预埋冷却水管的降温措施,然而此种方式不仅增加了施工难度及成本,而且预埋冷却水管处常出现压浆不密实的情况,使有害离子更易侵入混凝土内部,影响结构服役寿命。所以探索出一种取消冷却水管,并且提高结构抗裂性能和减少工程造价的大体积混凝土设计方法势在必行。本文依托广东省交通厅项目“桥梁大体积混凝土施工模糊控制技术”,设计出“低温升抗裂大体积混凝土配合比设计与大体积混凝土梯度结构优化设计”的大体积混凝土综合抗裂措施,以解决工程实际中广泛存在的大体积混凝土开裂问题,具体进行了以下研究工作。研究了入模温度(15、25、35)对大体积混凝土绝热温升的影响,探明了胶凝材
5、料中矿物掺合料种类、掺量及入模温度对胶凝材料体系水化放热量和放热速率的影响,提出了利用矿物掺合料放热取代系数(Nt)来表征在不同水泥掺量条件下,单位质量矿物掺合料的相对于水泥的水化放热量。同时考虑入模温度的影响,对大体积混凝土规范中胶凝材料放热量的计算公式进行了修正,为在相关缺乏试验条件情况下的大体积混凝土结构的绝热温升计算提供参考。提出低温升抗裂大体积混凝土配合比设计方法,在密实骨架堆积原理的基础上,通过对各胶凝材料掺入比例进行优化并复配出大体积混凝土专用缓凝减缩增韧高效减水剂,使混凝土物理力学性能得到有效保证的条件下,最大程度地降低胶材整体的水化放热量,抑制混凝土绝热温升。制备出适用于不同
6、结构部位的大体积混凝土:C30C50强度等级的低温升抗裂混凝土,物理力学性能接近普通大体积混凝土,并且在入模温度为35时的3d水化放热量分别减少了25.9%、21.8%和13.1%;提出了适用于结构边部以解决开裂及磨蚀问题的高韧性抗裂大体积混凝土和抗冲磨大体积混凝土的配合比。经耐久性能试验,上述部位混凝土均满足桥梁高性能混凝土的耐久性要求。提出大体积混凝土结构梯度设计方法,通过“低温升抗裂大体积混凝土配合比设计与大体积混凝土梯度结构优化设计”的设计方案,可以实现最大程度抑制结构内部水化温升的同时,增强结构边部的抗裂性能(抗冲磨性能)。综合采用温升控制和增强混凝土物理力学性能相结合的方式,解决桥
7、梁工程中广泛出现的大体积混凝土开裂技术难题。研究成果成功应用于嘉绍大桥、大榭二桥、中北路跨楚河桥等桥梁工程的大体积混凝土结构部位,应用效果良好,工程应用表明:利用上述方法制备的低温升抗裂大体积混凝土有效地控制了内外温差及温度应力,大体积混凝土结构温度应力均小于同龄期下混凝土的劈裂抗拉强度,无开裂现象产生。 关键词:大体积混凝土,入模温度,绝热温升,配合比设计,结构梯度设计AbstractThe mass concrete structures are widely used in the construction of the bridge project, which are often l
8、eading to structural cracks because of temperature stress. Now mainly taken the cooling pipe measures to prevent temperature cracks, during the construction process. However, in this way not only increases the difficulty of construction and cost, while after grouting the cooling pipe place is still
9、not dense, which will leading to the harmful ions easily penetrated into concrete, affecting the service life of the structure. So explore a design method of mass concrete, achieving cancel cooling water pipe, is imperative. This article rely on the Guangdong Provincial Department of Communications
10、project Fuzzy control technology of the mass concrete construction. Integrated design of mass concrete anti-cracking measures to address large volume concrete crack problem that with the low temperature rising and anti-cracking mass concrete mix design and gradient structure design method, this arti
11、cle has the following research:The influences of molding temperature (15、25、35) on the adiabatic temperature rise of mass concrete were researched in this article. Changing rules and mechanisms of the hydration exothermic quantity and hydration exothermic rate under different influence factors, type
12、 and dosage of mineral admixtures and casting temperature, were also discussed. The exothermic replace coefficient (Nt) was proposed to characterize hydration exothermic quantity of mineral admixtures per unit mass relative to that of cement. Considering the molding temperature, calculation formula
13、of cementitious materials in mass concrete discipline was revised, which can be a good reference for adiabatic temperature rise calculation in mass concrete structures lacking experimental condition.Proposed the low temperature rising and anti-cracking mass concrete mix design method, which basis on
14、 the dense principle, through adjustment the scale of each cementitious materials and mixed the mass concrete special concrete water reducer these two kind of method that to achieve the balance of the concrete mechanical properties improvement and the adiabatic temperature rise reduce.Prepared the m
15、ass concrete that meet the need of different structural parts. For C30C50 low temperature rising and anti-cracking mass concrete, whichs mechanical properties close to normal mass concrete, but 3 day hydration heat of concrete dropped, 18.8% and 7.7%, respectively. Proposed the mix design method of
16、the high toughness & anti-cracking concrete and the abrasion-resistant mass concrete. The durability test shows, all those type of concrete are meeting the durability requirements of bridge high performance concrete.Proposed the gradient design method of mass concrete structure. Through the low temp
17、erature rising and anti-cracking mass concrete mix design and gradient structure design, which achieve reduce of structure temperature and enhance the anti-cracking characteristics (abrasion-resistant characteristics) of the structure edge at the same time. Combination of those method above, which e
18、ffectively solves mass concrete crack problem that widely appeared at the bridge engineering.Research results were applied successfully on the mass concrete brige structure parts of the Jiashao bridge, the second bridge of Daxie and the crossing Chu river bridge of Zhongbei Road. And all the applica
19、tion is successful. The engineering application practice shows that: low temperature rising and anti-cracking mass concrete made by this method controlled the inside and outside temperature difference and temperature stress effectively. And the temperature stress was lower than the splitting tensile
20、 strength of concret under the same age. There was no cracking phenomenons in the above structure parts. Keywords: Mass concrete;Molding temperature;Adiabatic temperature;Mix design; Gradient structure design 目 录摘 要IABSTRACTIII目 录V第一章 绪 论11.1 课题研究目的及意义11.2 大体积混凝土目前存在的问题及研究现状21.2.1 大体积混凝土目前存在的问题21.2.
21、2 大体积混凝土研究现状31.3 本文研究内容5第二章 入模温度对大体积混凝土绝热温升的影响62.1 试验设备及原材料62.1.1 实验设备62.1.2 实验原材料72.2 入模温度对胶凝材料水化放热特性的影响82.2.1 矿物掺合料换算放热量及放热取代系数82.2.2 入模温度对纯水泥体系水化放热特性的影响92.2.3 入模温度对水泥粉煤灰体系水化放热特性的影响102.2.4 入模温度对水泥矿粉体系水化放热特性的影响132.2.5 入模温度对复杂胶凝材料体系水化放热特性的影响162.3 不同入模温度下的大体积混凝土绝热温升计算192.3.1 不同入模温度下的放热代系数和水化热调整系数192.
22、3.2 大体积混凝土绝热温升工程计算实例212.4 入模温度对胶凝材料体系水化产物的影响研究242.4.1 不同入模温度下水化产物的物相变化242.4.2 不同入模温度下水化产物的微观结构特征27第三章 低温升抗裂大体积混凝土配合比设计303.1 密实骨架大体积混凝土配合比设计303.1.1 混凝土密实骨架堆积法基本设计原理313.1.2 大体积混凝土密实骨架配合比设计323.2 低温升抗裂大体积混凝土配合比优化设计333.2.1 大体积混凝土胶凝材料体系优化333.2.2 大体积混凝土缓凝减缩增韧高效减水剂复配353.3 适用于不同结构部位的大体积混凝土配合比设计373.3.1 不同强度等级
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
20 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 吕寅 低温 升抗裂大 体积 混凝土 研究 应用