南水北调济平干渠现浇混凝土配合比优化及耐久性研究

论文摘要

本文以南水北调济平干渠工程渠道衬砌现浇混凝土为基础,对高性能混凝土配合比的设计及性能进行研究。在实验中,通过对混凝土原材料物理化学性能进行分析,来完成原材料的优选工作。为满足混凝土设计要求的各项指标“强度等级C30、抗渗等级W8、抗冻等级F200,适宜机械化衬砌的坍落度40mm～60mm”的要求,选用Ⅰ级粉煤灰和高性能外加剂“双掺”作为主要技术途径来设计配合比。优质粉煤灰引入混凝土后,可以改善新拌混凝土的工作性使其不离析、易浇筑、减小坍落度损失、降低泌水、改善抹面性;降低水泥水化热,减少混凝土“热裂”的威胁;与高性能外加剂联合使用,能降低混凝土水胶比,使粉煤灰从早期就对混凝土强度发展作出贡献;细化孔隙,改善界面结构,提高混凝土的密实性;使用优质粉煤灰还具有抑制碱骨料反应的作用;使用高性能外加剂,降低用水量,保证混凝土的含气量,达到设计要求的抗冻耐久性。掺加粉煤灰和外加剂配制高性能混凝土可大幅度降低水化热,有利于控制温度应力,减少混凝土开裂。高性能混凝土较普通混凝土水化热大幅降低,水化热峰出现的时间推迟,具有优异的抗裂性能。掺加粉煤灰和外加剂配制高性能混凝土能够改善硬化混凝土的孔结构,孔级配更加合理,使混凝土结构更加密实。因此,能大幅度提高混凝土的后期强度,同时使混凝土具有优良的耐久性能。合理地选择粉煤灰、膨胀剂和高效引气减水剂的掺量,可配制出性能优良的高性能补偿收缩混凝土,工程应用表明,高性能补偿收缩混凝土衬砌大板密实、表面无裂缝,具有优异的抗裂耐久性能,有效地解决了南水北调济平干渠衬砌工程混凝土衬砌板的抗裂防渗耐久问题。本课题的研究旨在通过粉煤灰和高性能外加剂“双掺”作为主要技术途径提高混凝土的性能、降低生产成本,因此,其研究成果对我国大型渠道薄壁现浇混凝土具有现实指导意义;同时,课题的研究思路和研究方法对高性能混凝土的理论研究也将产生深远影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 概述
• 1.1 引言
• 1.2 研究现状
• 1.3 研究内容及技术路线
• 第2章 混凝土材料性能实验研究
• 2.1 实验内容设计
• 2.2 材料试验及分析
• 2.2.1 水泥
• 2.2.2 粉煤灰
• 2.2.3 膨胀剂
• 2.2.4 外加剂
• 2.2.5 砂石料
• 第3章 混凝土配合比优化设计及性能研究
• 3.1 高性能混凝土配合比优化
• 3.2 高性能混凝土试验性能研究
• 3.2.1 新拌混凝土的性能
• 3.2.2 混凝土的物理力学性能
• 3.2.3 混凝土的干燥收缩性能
• 3.2.4 混凝土的自生体积变形
• 第4章 高性能混凝土耐久性分析
• 4.1 耐久性机理分析
• 4.1.1 纤维的阻裂抗裂机理分析
• 4.1.2 养护对混凝土抗裂的重要性分析
• 4.1.3 混凝土抗冻机理分析
• 4.2 高性能混凝土的耐久性
• 4.2.1 混凝土的抗渗性
• 4.2.2 混凝土的抗冻性能
• 4.2.3 混凝土的抗碳化性能
• 4.2.4 纤维抗裂性能试验
• 第5章 工程应用效果分析和检测评价
• 5.1 高性能补缩混凝土工程应用效果分析
• 5.2 现场高性能混凝土面板质量检测
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表