西北戈壁地區(qū)高性能混凝土耐久性研究.pdf

1、西北戈壁地區(qū)具有大風(fēng)、干燥、大溫差的氣候特點,既有高速鐵路高性能混凝土的經(jīng)驗,不能完全適用于戈壁環(huán)境。隨著西北地區(qū)高速鐵路大規(guī)模建設(shè)的開展,研究戈壁環(huán)境下高性能混凝土耐久性的實現(xiàn)途徑,成為高性能混凝土在戈壁地區(qū)得以推廣應(yīng)用迫切需要解決的問題。本文解決戈壁地區(qū)高性能混凝土的耐久性問題主要采用“三優(yōu)化”方法:優(yōu)化摻合料、優(yōu)化集料、優(yōu)化養(yǎng)護技術(shù)。
　　 首先,礦物摻合料的使用是高性能混凝土實現(xiàn)耐久性所必須的,本文采用Aim和Goff堆

2、積密實模型及掃描電鏡,分析了礦物摻合料在水泥基膠凝材料顆粒體系中的作用效應(yīng)。并且,基于灰色系統(tǒng)理論,分析了礦物摻合料粒度分布、顆粒細度與其膠砂性能之間的相關(guān)性,建立了相應(yīng)的灰色系統(tǒng)模型。
　　 本文基于灰系統(tǒng)理論對混凝土所用礦物摻合料進行優(yōu)化配伍選擇,分析了孔結(jié)構(gòu)對混凝土性能的影響規(guī)律,并建立了混凝土強度與孔徑分布之間的灰系統(tǒng)模型?；诨貧w方法,建立了孔結(jié)構(gòu)主要參數(shù)與混凝土后期強度之間的多元線性數(shù)學(xué)模型。結(jié)果表明:對強度及耐久性

3、要求較低的混凝土可采用單摻粉煤灰；對強度及耐久性要求較高的混凝土可采用粉煤灰和硅灰雙摻,考慮經(jīng)濟性則可以采用粉煤灰和礦粉雙摻；對強度及耐久性要求高的混凝土可采用粉煤灰、礦粉和硅灰的三摻方式進行配制。
　　 其次,現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范對人工集料的使用沒有提出明確的指導(dǎo)意見,特別是對碎卵石使用過程中必須要考慮的破碎面問題,說明太過籠統(tǒng)。本文系統(tǒng)研究了碎卵石混凝土的宏觀性能,并建立了混凝土強度及耐久性與碎卵石破碎面比例之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式。研究表

4、明:高水膠比混凝土可將破碎面控制在40％～60％左右,低水膠比混凝土必須將破碎面控制到60％～80％左右。另外,采用計算機仿真技術(shù)建立了卵石粒徑與碎卵石破碎面比例之間的模型。結(jié)果表明:粒徑20mm以下的卵石不可用于破碎碎卵石,粒徑30～80mm卵石經(jīng)一定破碎次數(shù)后可獲得40～60％左右的破碎面,而粒徑在90mm以上的卵石破碎后即可獲得70％以上的破碎面。
　　 再次,本文采用MIDAS有限元分析軟件對橋墩混凝土的溫度場進行了模擬

5、,以尋求適宜于戈壁環(huán)境的混凝土養(yǎng)護技術(shù)。分析表明:采用保溫保濕膜養(yǎng)護的橋墩混凝土,可以降低混凝土內(nèi)外最高溫差,使表面及中心應(yīng)力低于允許抗拉強度,避免了溫度裂縫的產(chǎn)生。對這一理論研究又采用室內(nèi)試驗進行了驗證。為了研究環(huán)境對混凝土孔結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律,本文模擬了大風(fēng)、干燥、大溫差的戈壁環(huán)境,采用壓汞法測試了混凝土的孔結(jié)構(gòu)分布。結(jié)果表明:大風(fēng)、干燥、大溫差對混凝土內(nèi)部孔隙分布影響顯著,會大量增加大的有害孔含量,提高孔隙率,顯著增大平均孔徑和最可幾