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寒冷地区水工大体积混凝土抗裂技术研究

作　者: 牛伯羽
导　师: 车黎明；肖力光
学　校: 吉林建筑工程学院
专　业: 建筑技术科学
关键词: 寒冷地区大体积混凝土闸墩裂缝
分类号: TV544.91
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

水工建筑物往往以其体积庞大,所处工作环境恶劣和运营变化而对混凝土的强度变形耐久等性能的要求更加严格。越来越多的工程实践表明,大体积水工混凝凝土的开裂问题,已成为影响其耐久性的主要因素之一。尤其是在寒冷地区。国内外研究表明:虽然混凝土的开裂往往难以避免,但是若采用切实有效的综合防裂措施,则是可以控制其有害程度的。本文以大体积蒲石河水电站闸墩混凝土研究为背景,从国内外文献上了解到国际上对于寒冷地区大体积混凝土的技术指标,确定解决寒冷地区大体积混凝土抗裂问题技术路线,并进行深入探讨,分析确定了本次试验所采用的混凝土矿物掺合料与外加剂的性能,明确多种外加剂在混凝土长期工作中的效应。确定了寒冷地区大体积混凝土的初步配合比,对各种混凝土进行主要性能测试。得出能应用于蒲石河水电站闸墩混凝土实际施工的最佳配合比,并给出该配合比相关试验性能数据。对大体积混凝土的抗裂机理微观分析进行阐述。本次研究成果的混凝土配合比,其抗渗等级、抗冻等级均能满足设计要求。特别是抗极限拉伸性能要优于普通混凝土(图5-1、图5-2)。其中最为突出的试验研究结果,是粉煤灰+膨胀剂的掺合料组合混凝土的综合性能(主要侧重于抗裂)要优于其它掺合料组合的混凝土。混凝土水化热峰值变化比较大,初期出现的水化热峰值较高,且水化热出现峰值比较慢,消退也慢,这个可能是由膨胀剂引起的。试验用配合比明显比普通混凝土水化热低(表5-12)。本文的主要研究成果为针对寒冷地区大体积混凝土的抗裂性问题,较以往的研究不同,本次研究是从混凝土自身混凝土抗裂方面来分析并解决问题的。尤其是为混凝土在施工期间采取何种防裂措施以及混凝土掺合膨胀剂UEA采取的防裂措施提供了有效参考,为蒲石河水电站闸墩和混凝土自身抗裂提供理论基础,并提出一个实际可行的施工理论配合比。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-15
  1.1 本课题研究的目的和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状及分析  10-13
  1.3 本课题的主要研究内容  13-15
第2章原材料试验  15-22
  2.1 水泥  15-16
  2.2 骨料  16-18
  2.3 掺合料  18-21
    2.3.1 粉煤灰  19-20
    2.3.2 硅粉  20-21
  2.4 化学外加剂  21-22
第3章外加剂与矿物掺合料的选择试验  22-43
  3.1 混凝土高效减水剂、膨胀剂优选试验  22-37
    3.1.1 高效减水剂与引气剂工作原理  22-23
    3.1.2 高效减水剂的试验选择  23-25
    3.1.3 混凝土膨胀剂的试验选择  25-35
    3.1.4 掺膨胀剂砂浆的长期性能试验  35-37
  3.2 粉煤灰试验选择  37-38
  3.3 粉煤灰颗粒组成  38-43
第4章混凝土配合比设计  43-49
  4.1 混凝土配制强度的确定  43-45
    4.1.1 骨料级配及砂率选择  44
    4.1.2 混凝土水胶比的确定  44-45
  4.2 混凝土试验配合比  45-49
第5章混凝土性能测试  49-71
  5.1 混凝土综合强度测试  49-60
    5.1.1 掺合料组合条件下对混凝土抗压强度影响  49-50
    5.1.2 外加剂品种对混凝土抗压强度的影响  50-52
    5.1.3 混凝土弹性模量  52
    5.1.4 混凝土极限拉伸  52-53
    5.1.5 掺合料组成条件变化对混凝土极限拉伸性能的影响  53-54
    5.1.6 外加剂品种对混凝土极限拉伸性能的影响  54-56
    5.1.7 混凝土干缩  56-57
    5.1.8 掺合料组合条件变化对混凝土干缩性能的影响  57-59
    5.1.9 不同外加剂品种的混凝土干缩性能  59-60
  5.2 混凝土抗渗性与抗冻性分析  60-66
  5.3 混凝土温度应力影响  66-68
  5.4 混凝土干缩变形  68-69
  5.5 本章小结  69-71
第6章微观分析  71-79
  6.1 混凝土X-射线衍射分析  71-74
  6.2 混凝土微观扫描电镜  74-79
结论  79-80
参考文献  80-83
攻读学位期间发表的学术论文  83-86
致谢  86

寒冷地区水工大体积混凝土抗裂技术研究

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