干寒大溫差地區(qū)不同養(yǎng)護(hù)方式下預(yù)制混凝土箱梁開裂規(guī)律及機(jī)理研究.pdf

1、隨著我國西北地區(qū)基礎(chǔ)交通建設(shè)的迅速發(fā)展，預(yù)制混凝土箱梁在公路建設(shè)中被大量使用。西北地區(qū)具有大溫差、干寒等氣候特點(diǎn)，在這種環(huán)境中澆筑的混凝土極易產(chǎn)生裂縫，影響混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量及安全，而且既有預(yù)制混凝土箱梁的一些養(yǎng)護(hù)方式不能完全適用于這種特殊氣候環(huán)境。因此，研究大溫差、干寒地區(qū)不同養(yǎng)護(hù)方式下預(yù)制混凝土箱梁開裂規(guī)律及開裂機(jī)理有其必要性。本文以白明高速公路為依托項(xiàng)目，通過對現(xiàn)場氣候環(huán)境的監(jiān)測、原材料的檢測和養(yǎng)護(hù)方式的調(diào)研，選擇了部分養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行試

2、驗(yàn)，對不同養(yǎng)護(hù)方式下試驗(yàn)預(yù)制混凝土箱梁的強(qiáng)度、抗裂性、抗?jié)B性、微觀孔結(jié)構(gòu)、早期應(yīng)變和水化溫度場等進(jìn)行了分析和研究。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過測試和分析不同養(yǎng)護(hù)方式下混凝土箱梁在不同齡期時的抗拉強(qiáng)度，得出以下結(jié)論:28d齡期時，按照蒸汽養(yǎng)護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、橡塑板包裹養(yǎng)護(hù)、土工布包裹養(yǎng)護(hù)、薄膜包裹養(yǎng)護(hù)、灑水養(yǎng)護(hù)、自然養(yǎng)護(hù)順序混凝土抗拉強(qiáng)度逐漸減小;在混凝土28d齡期時，不同養(yǎng)護(hù)方式下混凝土抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的比值在1/18-1/1

3、4之間，且按上述的順序28d齡期時混凝土拉壓比值逐漸降低。
　　(2)通過測試和分析不同養(yǎng)護(hù)方式下預(yù)制混凝土箱梁不同齡期時的抗拉及抗壓強(qiáng)度，得出以下結(jié)論:在齡期28d時蒸汽養(yǎng)護(hù)與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下混凝土抗壓強(qiáng)度最高，且強(qiáng)度均大于50MPa，而其他養(yǎng)護(hù)方式下則小于50MPa;試驗(yàn)箱梁的回彈強(qiáng)度與同條件試塊強(qiáng)度的比值在0.96-0.98之間，而蒸汽養(yǎng)護(hù)為1.1倍，同時箱梁外側(cè)強(qiáng)度是內(nèi)側(cè)強(qiáng)度的1.2-1.4倍;蒸汽養(yǎng)護(hù)天數(shù)大于4d時，在齡期28

4、d時強(qiáng)度可達(dá)到50MPa;當(dāng)蒸汽養(yǎng)護(hù)天數(shù)為7d時，在齡期7d時強(qiáng)度可達(dá)到50MPa;本文得出了蒸汽養(yǎng)護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、橡塑板包裹養(yǎng)護(hù)及不同蒸汽養(yǎng)護(hù)天數(shù)下混凝土在不同齡期時的強(qiáng)度計(jì)算公式。
　　(3)通過分析和研究不同養(yǎng)護(hù)方式下混凝土抗裂環(huán)及試驗(yàn)預(yù)制混凝土箱梁裂縫寬度、開裂時間、裂縫長度、裂縫條數(shù)，得出以下結(jié)論:標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下混凝土抗裂性最好，蒸汽養(yǎng)護(hù)、橡塑板包裹養(yǎng)護(hù)次之，土工布養(yǎng)護(hù)與薄膜養(yǎng)護(hù)較差，灑水養(yǎng)護(hù)與自然養(yǎng)護(hù)最差;試驗(yàn)箱梁的裂縫寬度

5、分布主要在0-0.02mm和0.03-0.06mm兩個區(qū)間，說明早期混凝土開裂主要是各類收縮變形所致;不同養(yǎng)護(hù)方式下水化反應(yīng)所產(chǎn)生的溫差遠(yuǎn)小于規(guī)范要求;在澆筑20h后，混凝土應(yīng)變基本不再變化，后期受到大溫差及太陽輻射的影響呈小范圍的正弦變化。
　　(4)通過研究大溫差、干寒、強(qiáng)風(fēng)地區(qū)日照對混凝土箱梁的影響，得出以下結(jié)論:日照可促進(jìn)水泥水化反應(yīng)速度，提高強(qiáng)度，但是會加速混凝土開裂;存放在梁場的預(yù)制混凝土試驗(yàn)箱梁日照溫度場梯度變化在規(guī)

6、范要求內(nèi)，但是底板處的溫度變化與規(guī)范稍有不同。
　　(5)通過測試和研究不同養(yǎng)護(hù)方式下混凝土微觀孔結(jié)構(gòu)及抗?jié)B性，得出以下結(jié)論:按照標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、蒸汽養(yǎng)護(hù)、橡塑板包裹養(yǎng)護(hù)、薄膜包裹養(yǎng)護(hù)、土工布包裹養(yǎng)護(hù)、灑水養(yǎng)護(hù)、自然養(yǎng)護(hù)的順序混凝土抗?jié)B性和強(qiáng)度逐漸減弱，而孔間距系數(shù)、平均孔徑、孔的數(shù)目及含氣量逐漸增加;不同養(yǎng)護(hù)方式下混凝土孔間距系數(shù)均小于0.300mm，因此混凝土抗凍等級可達(dá)到F300;綜合所有因素，在干寒大溫差地區(qū)蒸汽養(yǎng)護(hù)為最佳的養(yǎng)護(hù)