UHPC-钢正交异性桥面板UHPC层疲劳性能试验研究
发布时间：2021-01-01 07:10
基于组合桥梁结构发展的要求,为解决正交异性钢桥面板（OSD）桥面铺装易损坏和正交异性钢桥面板疲劳开裂问题,国内外学者提出用超高性能混凝土（UHPC）代替普通混凝土（NC）与钢桥面板组成新型的混凝土-钢组合结构,即UHPC-钢正交异性桥面结构。本文以佛平路立交桥FA辅道为工程背景,为探究UHPC-钢正交异性桥面结构的UHPC层在不同配筋率情况下的抗弯拉疲劳性能以及正交异性钢桥面板在疲劳荷载下的试验现象,制作了 UHPC-钢组合桥面板进行了疲劳试验研究。通过第二章分别介绍了 UHPC-钢正交异性桥面板中的UHPC层、正交异性钢桥面板和钢筋的材料性能和力学性能。其中,UHPC-钢正交异性桥面板疲劳试验采用本团队研发的UHPC配方,其中钢纤维类型选用16mm端钩型,体积掺量为3.5%,着重介绍了本团队研制的UHPC混合料的原材料、制备工艺、养护工艺和材料性能,文中通过扩展度、抗压及四点弯曲试验,得到了配置在疲劳试验中所用的UHPC配合比的扩展度、抗压强度、抗折强度和弯曲应力-挠度曲线,并结合应力-挠度曲线和相关规范计算了UHPC试件的弯曲韧性指数和能量吸收值。以上材料性能指标优异,均远超佛平路...
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?ＵＨＰＣ－钢轻型组合桥面板结构示意图??－
木??工程协会发布了?ＵＨＰＣ设计施工指南＠１。２００６年，美国联邦公路局对ＵＨＰＣ进行了系??统的研宂，研究内容包括制备技术、强度、耐久性等材料性能｜２９１。２００９年，在法国马??赛举行了超高性能纤维增强混凝土国际会议，与会专家因超高性能纤维增强混凝土??（Ｕｌｔｒａ?Ｈｉｇｈ?ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?Ｆｉｂｅｒ－ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ?Ｃｏｎｃｒｅｔｅｓ，?ＵＨＰＦＲＣ）在环境保护和耐久性能??方面具有明显优势，一致认为超高性能混凝土必将在未来得到大量的运用。??ｉ?＾?．??图１．３?ＤＳＰ胶凝材料配制的混凝土?图１．４?Ｓｈｅｒｂｒｏｏｋｅ人行桥??１９９９年，淸华大学的覃维祖教授发表了一篇关于ＵＨＰＣ基本原理、力学性能和材料??特性等的综述首次将ＵＩ丨ＰＣ这一概念引入屮国，文中系统地介绍了它的基本原理和??性能特点，覃维祖教授的结论力ＵＨＰＣ具备优兄的材料性能，符合未来土木工程发展的??需要。此后，清华大学、北京交通大学、湖南大学、福州大学、长沙理工大学等先后开??展了?ＵＨＰＣ的相关研宄，国内关于ＵＨＰＣ的研究主要集中在以下几个方面（１）引??入新的材料，在不会大幅影响混凝上性能的情况下降低成本和节能减排。如用辅助性胶??凝材料取代部分水泥与微硅粉，用河砂代替石英砂，将粗骨料最大粒径扩大至２０ｍｍ等；??（２）掺入纳米级材料。纳米二氧化硅可以减少水泥水化的加速期和减速期间出现时问，??优化混凝土的孔结构，减小孔隙率和平均孔径；（３）增强ＵＨＰＣ试件裂缝的抑制能力，??９??
?硕上学位论文???英砂、石英粉、微硅粉、矿粉、粉煤灰、钢纤维、水、高效减水剂等。有时也会根据工??程需要另外添加如减缩剂之类的外加剂。??１、水泥??作为决定胶凝材料强度最基本的原材料，水泥的好坏决定了?ＵＨＰＣ的各项性能指标??能否达到预期的效果。所以，选用水泥的选取应从以下几个方面进行考量：（１）选用高??强度等级的水泥。一般来说选取的水泥标号不得低于Ｐ．０?４２．５，目前大多选取Ｐ．０?５２．５??水泥作为ＵＨＰＣ的原材料进行研究和实桥应用；（２）宜选用中热水泥。由于水泥水化过??程中会释放水化热，过大的水化热将会在试件内部产生较大的温度应力，从而容易导致??试件开裂；（３）在确定水泥品种前需进行相容性实验。ＵＨＰＣ的制备时水胶比一般控制??在０．２以下，所以与选取的高效减水剂是否具有很好的相容性也是需要重点关注的因素??之一。??本文制备ＵＨＰＣ试件所选取的水泥为南方水泥厂标号为Ｐ．０．５２．５的普通硅酸盐水泥，??主要化学组分如表２．１所示，水泥外观图如图２．１所示。??表２．１水泥主要化学组分（％）??原料?Ｓｉ０２?Ｓ０３?ＡＩ２Ｏ３?Ｆｅ２〇３?ＣａＯ?Ｋ２０?ＭｇＯ?Ｎａ２０??含量?１９．３０?３．０６?６．０４?５．６９?５９．８６?０．８９?３．０７?０．３２??ＩＩ?ｉＬ?Ｊ??图２．１水泥外观图?图２．２石英砂外观图??２、石英砂??石英砂作为ＵＨＰＣ的骨料，起到了充当试件的骨架和增加试件刚度的作用。石英砂??是一种耐磨、坚固的非金属矿物质，其主要元素为二氧化硅。??本文制备ＵＨＰＣ试件所选取的石英砂为长沙环宇石英砂有限公司生产的粒径为??１４??
本文编号：2951160
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?ＵＨＰＣ－钢轻型组合桥面板结构示意图??－
木??工程协会发布了?ＵＨＰＣ设计施工指南＠１。２００６年，美国联邦公路局对ＵＨＰＣ进行了系??统的研宂，研究内容包括制备技术、强度、耐久性等材料性能｜２９１。２００９年，在法国马??赛举行了超高性能纤维增强混凝土国际会议，与会专家因超高性能纤维增强混凝土??（Ｕｌｔｒａ?Ｈｉｇｈ?ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?Ｆｉｂｅｒ－ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ?Ｃｏｎｃｒｅｔｅｓ，?ＵＨＰＦＲＣ）在环境保护和耐久性能??方面具有明显优势，一致认为超高性能混凝土必将在未来得到大量的运用。??ｉ?＾?．??图１．３?ＤＳＰ胶凝材料配制的混凝土?图１．４?Ｓｈｅｒｂｒｏｏｋｅ人行桥??１９９９年，淸华大学的覃维祖教授发表了一篇关于ＵＨＰＣ基本原理、力学性能和材料??特性等的综述首次将ＵＩ丨ＰＣ这一概念引入屮国，文中系统地介绍了它的基本原理和??性能特点，覃维祖教授的结论力ＵＨＰＣ具备优兄的材料性能，符合未来土木工程发展的??需要。此后，清华大学、北京交通大学、湖南大学、福州大学、长沙理工大学等先后开??展了?ＵＨＰＣ的相关研宄，国内关于ＵＨＰＣ的研究主要集中在以下几个方面（１）引??入新的材料，在不会大幅影响混凝上性能的情况下降低成本和节能减排。如用辅助性胶??凝材料取代部分水泥与微硅粉，用河砂代替石英砂，将粗骨料最大粒径扩大至２０ｍｍ等；??（２）掺入纳米级材料。纳米二氧化硅可以减少水泥水化的加速期和减速期间出现时问，??优化混凝土的孔结构，减小孔隙率和平均孔径；（３）增强ＵＨＰＣ试件裂缝的抑制能力，??９??
?硕上学位论文???英砂、石英粉、微硅粉、矿粉、粉煤灰、钢纤维、水、高效减水剂等。有时也会根据工??程需要另外添加如减缩剂之类的外加剂。??１、水泥??作为决定胶凝材料强度最基本的原材料，水泥的好坏决定了?ＵＨＰＣ的各项性能指标??能否达到预期的效果。所以，选用水泥的选取应从以下几个方面进行考量：（１）选用高??强度等级的水泥。一般来说选取的水泥标号不得低于Ｐ．０?４２．５，目前大多选取Ｐ．０?５２．５??水泥作为ＵＨＰＣ的原材料进行研究和实桥应用；（２）宜选用中热水泥。由于水泥水化过??程中会释放水化热，过大的水化热将会在试件内部产生较大的温度应力，从而容易导致??试件开裂；（３）在确定水泥品种前需进行相容性实验。ＵＨＰＣ的制备时水胶比一般控制??在０．２以下，所以与选取的高效减水剂是否具有很好的相容性也是需要重点关注的因素??之一。??本文制备ＵＨＰＣ试件所选取的水泥为南方水泥厂标号为Ｐ．０．５２．５的普通硅酸盐水泥，??主要化学组分如表２．１所示，水泥外观图如图２．１所示。??表２．１水泥主要化学组分（％）??原料?Ｓｉ０２?Ｓ０３?ＡＩ２Ｏ３?Ｆｅ２〇３?ＣａＯ?Ｋ２０?ＭｇＯ?Ｎａ２０??含量?１９．３０?３．０６?６．０４?５．６９?５９．８６?０．８９?３．０７?０．３２??ＩＩ?ｉＬ?Ｊ??图２．１水泥外观图?图２．２石英砂外观图??２、石英砂??石英砂作为ＵＨＰＣ的骨料，起到了充当试件的骨架和增加试件刚度的作用。石英砂??是一种耐磨、坚固的非金属矿物质，其主要元素为二氧化硅。??本文制备ＵＨＰＣ试件所选取的石英砂为长沙环宇石英砂有限公司生产的粒径为??１４??
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