橋梁大體積混凝土施工模糊控制技術(shù)（修改）

1、橋梁大體積混凝土施工模糊 控制技術(shù)廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司 武漢理工大學(xué)武漢理工大學(xué)二二0一二年三月一二年三月 匯報(bào)提綱 1 任務(wù)來(lái)源及研究背景任務(wù)來(lái)源及研究背景 2 研究方法及目標(biāo)成果研究方法及目標(biāo)成果 3 當(dāng)前研究進(jìn)展當(dāng)前研究進(jìn)展 4 相關(guān)應(yīng)用成果相關(guān)應(yīng)用成果 5 后續(xù)研究?jī)?nèi)容后續(xù)研究?jī)?nèi)容 6 階段性研究成果階段性研究成果一、任務(wù)來(lái)源及研究背景 任務(wù)來(lái)源：1、交通運(yùn)輸部行業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目交通運(yùn)輸部行業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目嘉紹大嘉紹大橋關(guān)鍵技術(shù)研究橋關(guān)鍵技術(shù)研究（2010-353-333-130） 2、廣東省交通運(yùn)輸廳、廣東省交通運(yùn)輸廳2011年科技項(xiàng)目年科技項(xiàng)目橋梁大體積混凝土施

2、工模糊控制技術(shù)橋梁大體積混凝土施工模糊控制技術(shù)（2011-02-032） 模糊控制理論：1、美國(guó)著名學(xué)者加利福尼亞大學(xué)教授美國(guó)著名學(xué)者加利福尼亞大學(xué)教授ZadehLA于于1965年首先提出；年首先提出；2、英國(guó)倫敦大學(xué)教授、英國(guó)倫敦大學(xué)教授MamdaniEH于于1974年年,研制成功第一個(gè)模糊控制器。研制成功第一個(gè)模糊控制器。模糊控制是在大量實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上，形成專模糊控制是在大量實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上，形成專家經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)系統(tǒng)的理論和一定的家經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)系統(tǒng)的理論和一定的規(guī)則，達(dá)到對(duì)被控對(duì)象的精確控制的目的。規(guī)則，達(dá)到對(duì)被控對(duì)象的精確控制的目的。模糊模糊 清晰清晰 影響大體積混凝土

3、質(zhì)量（耐久性、強(qiáng)度、工作影響大體積混凝土質(zhì)量（耐久性、強(qiáng)度、工作性能等）的因素：性能等）的因素：材料的微觀特性、宏觀組成、各種邊界材料的微觀特性、宏觀組成、各種邊界條件（入模溫度、養(yǎng)護(hù)溫度、構(gòu)件形狀、條件（入模溫度、養(yǎng)護(hù)溫度、構(gòu)件形狀、模板種類、環(huán)境條件等）模板種類、環(huán)境條件等）模模 糊糊 大體積混凝土研究現(xiàn)狀：1、珠江黃埔大橋；珠江黃埔大橋；2、東沙特大橋；、東沙特大橋；3、江西贛州大橋；、江西贛州大橋；4、杭州灣跨海大橋；、杭州灣跨海大橋；5、舟山大陸連島工程金塘大橋；、舟山大陸連島工程金塘大橋；6、嘉紹跨江大橋。、嘉紹跨江大橋。二、研究方法及目標(biāo)成果 研究方法及過(guò)程知識(shí)庫(kù)知識(shí)庫(kù)輸入量輸入

4、量模糊化模糊化模糊推理模糊推理輸出量輸出量精確化精確化大體積大體積混凝土混凝土第一階段：通過(guò)工程應(yīng)用及試驗(yàn)，廣泛第一階段：通過(guò)工程應(yīng)用及試驗(yàn)，廣泛收集數(shù)據(jù)及專家經(jīng)驗(yàn)，形成知識(shí)庫(kù)。收集數(shù)據(jù)及專家經(jīng)驗(yàn)，形成知識(shí)庫(kù)。 研究目標(biāo)成果第二階段：建立模糊模型，進(jìn)行模糊推第二階段：建立模糊模型，進(jìn)行模糊推理，形成大體積混凝土各因子間的規(guī)則。理，形成大體積混凝土各因子間的規(guī)則。第三階段：開(kāi)發(fā)大體積混凝土模糊控制第三階段：開(kāi)發(fā)大體積混凝土模糊控制專家系統(tǒng)，指導(dǎo)大體積混凝土施工。專家系統(tǒng)，指導(dǎo)大體積混凝土施工。三、當(dāng)前研究進(jìn)展化學(xué)外加劑、大摻量輔料、高溫養(yǎng)護(hù)、溫度變化對(duì)化學(xué)外加劑、大摻量輔料、高溫養(yǎng)護(hù)、溫度變化對(duì)

5、CSH凝膠聚合程度和顆粒緊密堆積程度的影響；凝膠聚合程度和顆粒緊密堆積程度的影響；有害離子對(duì)有害離子對(duì)C-S-H凝膠分子結(jié)構(gòu)的影響；凝膠分子結(jié)構(gòu)的影響；由外加劑、礦物摻合料、水泥組成的膠凝材料體系，由外加劑、礦物摻合料、水泥組成的膠凝材料體系，在不同養(yǎng)護(hù)溫度、水膠比、齡期，水化硬化機(jī)理的在不同養(yǎng)護(hù)溫度、水膠比、齡期，水化硬化機(jī)理的系統(tǒng)性研究。系統(tǒng)性研究。 1、微觀角度進(jìn)行復(fù)雜膠凝體系水化及放熱過(guò)程研究進(jìn)行復(fù)雜膠凝體系水化及放熱過(guò)程研究2020養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)7d7d的的FA50NMRFA50NMR譜圖譜圖5050養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)7d7d的的FA50NMRFA50NMR譜圖譜圖8080養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)7d7d的的FA5

6、0NMRFA50NMR譜圖譜圖l 高溫養(yǎng)護(hù)有助于提高高溫養(yǎng)護(hù)有助于提高C-S-H凝膠平均分子鏈長(zhǎng)，也更有利于凝膠平均分子鏈長(zhǎng)，也更有利于Al取代取代Si原子。原子。l 高溫養(yǎng)護(hù)促使更多的高溫養(yǎng)護(hù)促使更多的Al原子從粉煤灰玻璃體中解離，取代原子從粉煤灰玻璃體中解離，取代C-S-H凝膠中的凝膠中的Si原子，形成四配位的鋁氧四面體。原子，形成四配位的鋁氧四面體。（1 1）養(yǎng)護(hù)溫度的影響）養(yǎng)護(hù)溫度的影響?zhàn)B護(hù)溫度（養(yǎng)護(hù)溫度（）MCLAl/Si207d，2.9；28d，4.17d，0.04；28d，0.06507d，9.8；28d，13.87d，0.19；28d，0.18807d，8.4；28d，15.6

7、7d，0.10；28d，0.12NMRNMR去卷積結(jié)果（不同養(yǎng)護(hù)溫度）去卷積結(jié)果（不同養(yǎng)護(hù)溫度）養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)7d7d的的IRIR譜圖譜圖養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)7d7d的的XRDXRD譜圖譜圖養(yǎng)護(hù)溫度（養(yǎng)護(hù)溫度（）MCLAl/Si2028d，4.1；90d，5.128d，0.05；90d，0.065028d，17.6；90d，18.728d，0.24；90d，0.188028d，20.128d，0.19NMRNMR去卷積結(jié)果（養(yǎng)護(hù)溫度變化）去卷積結(jié)果（養(yǎng)護(hù)溫度變化） 在養(yǎng)護(hù)齡期在養(yǎng)護(hù)齡期7d至至28d的時(shí)間段，常溫的時(shí)間段，常溫養(yǎng)護(hù)更加有利于養(yǎng)護(hù)更加有利于C-S-H凝膠硅氧四面體凝膠硅氧四面體聚合程度的增加，也更

8、有利于聚合程度的增加，也更有利于Al原子取原子取代代Si原子。原子。 高溫（高溫（50）養(yǎng)護(hù)）養(yǎng)護(hù)28d的硬化漿體，的硬化漿體，冷卻至常溫養(yǎng)護(hù)至冷卻至常溫養(yǎng)護(hù)至90d時(shí)，時(shí)，C-S-H凝膠凝膠平均分子鏈長(zhǎng)增長(zhǎng)幅度較小，鋁氧四面平均分子鏈長(zhǎng)增長(zhǎng)幅度較小，鋁氧四面體所占比例下降體所占比例下降25%。養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)90d90d的的XRDXRD譜圖譜圖( (溫度變化溫度變化) )（2 2）養(yǎng)護(hù)溫度變化的影響）養(yǎng)護(hù)溫度變化的影響FA30，50FA70，50FA30，80FA70，80（3 3）粉煤灰摻量及養(yǎng)護(hù)溫度變化的影響）粉煤灰摻量及養(yǎng)護(hù)溫度變化的影響高溫養(yǎng)護(hù)高溫養(yǎng)護(hù)7d，常溫養(yǎng)護(hù)至常溫養(yǎng)護(hù)至28天天（1）

9、粉煤灰摻量為）粉煤灰摻量為30%時(shí)，時(shí)，50養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)7天，再常溫養(yǎng)護(hù)天，再常溫養(yǎng)護(hù)28天的硬化漿體天的硬化漿體C-S-H凝膠的凝膠的MCL、Al/Si值均高于值均高于80的硬化漿體，的硬化漿體，（2）三種摻量中，）三種摻量中，F(xiàn)A50的的MCL值最高。值最高。（3）較高的粉煤灰摻量造成水泥含量較少，水化產(chǎn)物）較高的粉煤灰摻量造成水泥含量較少，水化產(chǎn)物CH生成量相應(yīng)降低；生成量相應(yīng)降低；原因：原因：粉煤灰的火山灰活性是由粉煤灰的玻璃體含量決定的，較低的粉煤灰粉煤灰的火山灰活性是由粉煤灰的玻璃體含量決定的，較低的粉煤灰摻量，從粉煤灰中解離的硅氧四面體數(shù)量和鋁氧四面體數(shù)量相應(yīng)減少。起橋摻量，從粉煤灰

10、中解離的硅氧四面體數(shù)量和鋁氧四面體數(shù)量相應(yīng)減少。起橋連接作用的鋁氧四面體越多，連接作用的鋁氧四面體越多，C-S-H凝膠聚合程度越高。凝膠聚合程度越高。NMRNMR去卷積結(jié)果（粉煤灰摻量）去卷積結(jié)果（粉煤灰摻量）體系體系MCLMCLAl/SiAl/SiFA30FA305050，10.810.8；8080，9.89.85050，0.230.23；8080，0.180.18FA50FA505050，17.617.6；8080，20.120.15050，0.240.24；8080，0.190.19FA70FA705050，11.111.1；8080，15.715.75050，0.200.20；8080

11、，0.210.2119（4 4）侵蝕離子對(duì)）侵蝕離子對(duì)C-S-HC-S-H聚合程度的影響和水化產(chǎn)物的演變聚合程度的影響和水化產(chǎn)物的演變5%Na5%Na2 2SOSO4 45%Na5%Na2 2COCO3 35%Na5%Na2 2SOSO4 4+5%Na+5%Na2 2COCO3 35%Na5%Na2 2SOSO4 4+5%NaCl+5%NaCl50，養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)28d20對(duì)比樣對(duì)比樣5%Na2SO45%Na2CO35%Na2SO4+ 5%Na2CO35%Na2SO4+ 5%NaClMCL5.13.226.75.74.3Si/Al0.060.050.130.110.09NMR圖譜去卷積計(jì)算結(jié)果 S

12、O42-進(jìn)入C-S-H凝膠的層狀結(jié)構(gòu)，分解水泥石中的C-S-H凝膠，造成C-S-H凝膠聚合程度的下降； Na2CO3和NaCl增加了C-S-H凝膠的平均分子鏈長(zhǎng)， Na+離子的存在使更多的鋁原子進(jìn)入到C-S-H凝膠結(jié)構(gòu)中； 說(shuō)明硫酸鹽對(duì)硬化漿體的C-S-H凝膠的危害性最高。103.22nm 0.00500.00 nm1.00 x 1.00 um99.26nm 0.00500.00 nm1.00 x 1.00 umFA30FA30常溫養(yǎng)護(hù)常溫養(yǎng)護(hù)28d28dFA30FA30高溫（高溫（5050）養(yǎng)護(hù)）養(yǎng)護(hù)28d28dC-S-H凝膠顆粒尺寸范圍凝膠顆粒尺寸范圍2050nm之間平之間平均粒徑均粒徑4

13、7nm，球形、橢圓形顆粒居多，球形、橢圓形顆粒居多C-S-H凝膠顆粒尺寸多集中在凝膠顆粒尺寸多集中在4060nm之之間，平均粒徑間，平均粒徑56nm，球形顆粒居多，球形顆粒居多l(xiāng) 高溫養(yǎng)護(hù)能夠促進(jìn)水化硅酸鈣的成核生長(zhǎng)過(guò)程，微觀形貌多為球形顆粒，尺寸更大。高溫養(yǎng)護(hù)能夠促進(jìn)水化硅酸鈣的成核生長(zhǎng)過(guò)程，微觀形貌多為球形顆粒，尺寸更大。（5 5）養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)）養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)C-S-HC-S-H凝膠形貌的影響凝膠形貌的影響 2、宏觀角度進(jìn)行不同強(qiáng)度、不同部位、不同要求的大體進(jìn)行不同強(qiáng)度、不同部位、不同要求的大體積混凝土配合比優(yōu)化及性能研究積混凝土配合比優(yōu)化及性能研究不同強(qiáng)度等級(jí)大體積混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)及耐久不

14、同強(qiáng)度等級(jí)大體積混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)及耐久性能研究性能研究；抗沖磨大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)極其性能研究；抗沖磨大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)極其性能研究；水下不分散混凝土的配合比設(shè)計(jì)及其性能研究；水下不分散混凝土的配合比設(shè)計(jì)及其性能研究；承臺(tái)低溫升抗裂大體積混凝土梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。承臺(tái)低溫升抗裂大體積混凝土梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（1 1）不同強(qiáng)度等級(jí)低溫升抗裂大體積混凝土配合比）不同強(qiáng)度等級(jí)低溫升抗裂大體積混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)及耐久性能優(yōu)化設(shè)計(jì)及耐久性能密實(shí)骨架堆積法設(shè)計(jì)法密實(shí)骨架堆積法設(shè)計(jì)法原理：原理：通過(guò)尋求混凝土中的粗細(xì)集料的最大容重來(lái)尋找最小空隙通過(guò)尋求混凝土中的粗細(xì)集料的最大容重來(lái)尋找最小空隙率，通過(guò)曲線

15、擬合可以得出骨料間的最佳比例，使得制備出的混率，通過(guò)曲線擬合可以得出骨料間的最佳比例，使得制備出的混凝土凝土具有低膠凝材料用量（尤其是水泥用量低具有低膠凝材料用量（尤其是水泥用量低），并用較好的工），并用較好的工作性、較高的強(qiáng)度、優(yōu)良的耐久性和經(jīng)濟(jì)性。作性、較高的強(qiáng)度、優(yōu)良的耐久性和經(jīng)濟(jì)性。技術(shù)技術(shù)措施：措施：1）采用密實(shí)骨架堆積法來(lái)進(jìn)行大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)，可）采用密實(shí)骨架堆積法來(lái)進(jìn)行大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)減少水泥用量減少水泥用量，降低混凝土水化溫升及其帶來(lái)的溫度應(yīng)力，提高，降低混凝土水化溫升及其帶來(lái)的溫度應(yīng)力，提高混凝土耐久性和體積穩(wěn)定性的目的。混凝土耐久性和體積穩(wěn)定性的目的

16、。2）摻加具有減縮、增韌的聚合物外加劑，減少混凝土的收縮，提）摻加具有減縮、增韌的聚合物外加劑，減少混凝土的收縮，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度和韌性。高混凝土的抗拉強(qiáng)度和韌性。大板抗裂試驗(yàn)大板抗裂試驗(yàn)混凝土抗?jié)B試驗(yàn)混凝土抗?jié)B試驗(yàn)Cl擴(kuò)散系數(shù)試驗(yàn)擴(kuò)散系數(shù)試驗(yàn)混凝土抗凍實(shí)驗(yàn)混凝土抗凍實(shí)驗(yàn)大體積混凝土推薦配合比（大體積混凝土推薦配合比（kg/m3）嘉紹大橋大體積混凝土的性能嘉紹大橋大體積混凝土的性能標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào)坍落度坍落度（mm）抗壓強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度（MPa）抗?jié)B等抗?jié)B等級(jí)級(jí)抗凍抗凍等級(jí)等級(jí)氯離子滲氯離子滲透系數(shù)透系數(shù)（10-12m2/s）0h1h3d7d28dC3022020019.832.545.8P18F3

17、002.0C4022020023.537.952.1P20F3001.5C5021019529.647.659.3P25F3001.0標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào)水水水泥水泥粉煤灰粉煤灰礦粉礦粉砂砂石石減水劑減水劑減縮增韌劑減縮增韌劑C301429615916379510553.84.2C4014514014015078010604.734.3C5015023013012077010505.284.8低溫升抗裂混凝土與普通混凝土收縮對(duì)比結(jié)果標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào)水水水泥水泥粉煤灰粉煤灰礦粉礦粉砂砂石石減水劑減水劑減縮增韌減縮增韌劑劑C30（抗裂）（抗裂）1429615916379510553.84.2C50（抗裂）（抗裂）15

18、023013012077010505.284.8C30（普通）（普通）158290100/79510553.8/C50（普通）（普通）15040080/75010705.8/標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào)3d7d28d60d180dC30（抗裂）（抗裂）59113174233286C30（普通）（普通）82168231304382C50（抗裂）（抗裂）88143.230293369C50（普通）（普通）128204299346458（2 2）抗沖磨大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)極其性能）抗沖磨大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)極其性能 現(xiàn)狀：構(gòu)件所處環(huán)境含沙量大，流速急，混凝土現(xiàn)狀：構(gòu)件所處環(huán)境含沙量大，流速急，混凝土表面沖刷磨損和空

19、蝕破壞嚴(yán)重。表面沖刷磨損和空蝕破壞嚴(yán)重。 措施一：通過(guò)措施一：通過(guò)基于密實(shí)骨架堆積方法并優(yōu)化膠凝基于密實(shí)骨架堆積方法并優(yōu)化膠凝材料漿體的組成材料漿體的組成，提高漿體和骨料間的界面粘結(jié)特，提高漿體和骨料間的界面粘結(jié)特性，提高混凝土自身耐沖磨特性性，提高混凝土自身耐沖磨特性. . 措施二：在混凝土中摻入經(jīng)特殊處理的措施二：在混凝土中摻入經(jīng)特殊處理的高強(qiáng)聚丙高強(qiáng)聚丙烯仿鋼纖維烯仿鋼纖維，在其內(nèi)部構(gòu)成一亂向，在其內(nèi)部構(gòu)成一亂向支撐體系支撐體系，產(chǎn)生，產(chǎn)生有效的多向二級(jí)加強(qiáng)效果，賦予了混凝土一定的韌有效的多向二級(jí)加強(qiáng)效果，賦予了混凝土一定的韌性，性，改善混凝土的抗裂性能及抗沖磨性能改善混凝土的抗裂性能及

20、抗沖磨性能。 抗沖抗沖大體積大體積磨混凝土性磨混凝土性的配合比與的配合比與能能抗沖磨混凝土配合比（抗沖磨混凝土配合比（Kg/m3）抗沖磨抗沖磨混凝土性能混凝土性能編號(hào)編號(hào)坍落度坍落度/mm抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度劈裂抗拉強(qiáng)度劈裂抗拉強(qiáng)度抗沖磨強(qiáng)度抗沖磨強(qiáng)度/kg/h.m20h2h7d28d7d28d122020037461.83.31.92221518535451.93.51.43322018531422.13.60.98421019036522.94.30.81521018029402.03.41.23編號(hào)編號(hào)CF礦粉礦粉硅硅灰灰砂砂石石減水劑減水劑水水高強(qiáng)聚丙烯仿高強(qiáng)聚丙烯仿鋼纖維鋼纖維11601

21、20140/77510704.5146/2160120140/77510704.514623160120140/77510704.5146441501101402077510704.914645160120140/77510704.51466 通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的抗沖磨大體積混凝土抗裂性能、通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的抗沖磨大體積混凝土抗裂性能、抗?jié)B性能優(yōu)異，并且抗沖磨性能顯著提高?？?jié)B性能優(yōu)異，并且抗沖磨性能顯著提高。各組混凝土其他性能各組混凝土其他性能編號(hào)編號(hào)抗裂性能（平板法）抗裂性能（平板法）初凝時(shí)間初凝時(shí)間/h氯離子滲透系數(shù)氯離子滲透系數(shù)/ 10-12m2/s1201.42221.33241.1424

22、0.95241.2抗沖磨抗沖磨混凝土配合比（混凝土配合比（Kg/m3）編號(hào)編號(hào)CF礦粉礦粉砂砂石石減水劑減水劑水水聚丙烯纖維聚丙烯纖維316012014077510704.51464515013014077510704.51454617011014077510704.51484718010014077510704.51514抗沖磨抗沖磨混凝土性能混凝土性能編號(hào)編號(hào)坍落度坍落度/mm抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度劈裂抗拉強(qiáng)度劈裂抗拉強(qiáng)度抗沖磨強(qiáng)度抗沖磨強(qiáng)度/kg/h.m20h2h7d28d7d28d322520031422.13.60.98522021028382.03.31.21622219033452.2

23、3.70.91723018534482.23.80.85膠膠凝材料的用量對(duì)凝材料的用量對(duì)抗沖磨抗沖磨混凝土性能的影響混凝土性能的影響（3 3）水下不分散混凝土的配合比設(shè)計(jì)及其性能研究）水下不分散混凝土的配合比設(shè)計(jì)及其性能研究A A、由纖維素類水溶性聚合物羥乙基纖維素作為抗、由纖維素類水溶性聚合物羥乙基纖維素作為抗水分散主劑，復(fù)配無(wú)機(jī)增粘保水組分和緩凝組分，水分散主劑，復(fù)配無(wú)機(jī)增粘保水組分和緩凝組分，研制出適用于水下抗分散大體積混凝土的專用外加研制出適用于水下抗分散大體積混凝土的專用外加劑劑WHT-1WHT-1。B B、通過(guò)對(duì)抗水分散劑及膠凝材料用量的影響分析，、通過(guò)對(duì)抗水分散劑及膠凝材料用量的

24、影響分析，設(shè)計(jì)出適合施工要求的水下不分散、自密實(shí)、低溫設(shè)計(jì)出適合施工要求的水下不分散、自密實(shí)、低溫升、高抗裂性能的混凝土配合比。升、高抗裂性能的混凝土配合比。水下不分散混凝土配合比設(shè)計(jì)水下不分散混凝土配合比設(shè)計(jì) （1 1）抗水分散劑的摻量水下不分散混凝土性能的影響）抗水分散劑的摻量水下不分散混凝土性能的影響編號(hào)編號(hào)C CF FUEAUEA砂砂大石大石小石小石水水PCPCWHT%WHT%1 121021017017040407487489699691081081551554.24.20.20.22 221021017017040407487489699691081081551554.24.20.

25、40.43 321021017017040407487489699691081081551554.24.20.60.6水下不分散混凝土性能水下不分散混凝土性能編號(hào)編號(hào)坍落度坍落度/mm擴(kuò)展度擴(kuò)展度/mm7d7d抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度水陸水陸比比28d28d抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度水陸水陸比比0h0h2h2h0h0h2h2h水中水中陸地陸地水中水中陸地陸地1 125025020020065065060060024.324.331.231.20.780.7829.729.736.736.70.810.812 224024018018063063057057026.626.631.331.30.850.8532.

26、632.637.137.10.880.883 321021015015060060053053026.526.531.231.20.850.8532.332.336.836.80.880.88水下不分散混凝土配合比（水下不分散混凝土配合比（Kg/m3）配合比用量不變的情況下，隨著抗水分散劑摻量的增加，水下不分配合比用量不變的情況下，隨著抗水分散劑摻量的增加，水下不分散混凝土的初始坍落度逐漸變小，并且坍落度損失快；另外，隨著抗水散混凝土的初始坍落度逐漸變小，并且坍落度損失快；另外，隨著抗水分散劑摻量的增加，水下不分散混凝土的水陸強(qiáng)度先增大，摻量增到分散劑摻量的增加，水下不分散混凝土的水陸強(qiáng)度先增

27、大，摻量增到0.6%時(shí)，水陸強(qiáng)度比基本不變；所以，綜合水下不分散混凝土的工作時(shí)，水陸強(qiáng)度比基本不變；所以，綜合水下不分散混凝土的工作狀態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，優(yōu)選抗水分散劑最佳摻量狀態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，優(yōu)選抗水分散劑最佳摻量4%。（2 2）膠凝材料的用量對(duì)水下不分散混凝土性能的影響）膠凝材料的用量對(duì)水下不分散混凝土性能的影響水下不分散混凝土性能水下不分散混凝土性能水下不分散混凝土配合比（水下不分散混凝土配合比（Kg/m3） 膠凝材料總用量不變時(shí)，隨著水泥用量增加和粉煤灰用量降低，需膠凝材料總用量不變時(shí)，隨著水泥用量增加和粉煤灰用量降低，需水量不斷增加才能保證水下不分散混凝土工作狀態(tài)和經(jīng)時(shí)工作狀態(tài)保持水量不斷增

28、加才能保證水下不分散混凝土工作狀態(tài)和經(jīng)時(shí)工作狀態(tài)保持一致。由于抗水分散劑、高效減水保塑劑和基本配合比沒(méi)有變化，一致。由于抗水分散劑、高效減水保塑劑和基本配合比沒(méi)有變化，7d、28d水陸強(qiáng)度比基本不變，均滿足設(shè)計(jì)要求；在此，考慮封底混凝土為水陸強(qiáng)度比基本不變，均滿足設(shè)計(jì)要求；在此，考慮封底混凝土為C30高性能混凝土，優(yōu)選配合比高性能混凝土，優(yōu)選配合比4進(jìn)行研究。進(jìn)行研究。編號(hào)編號(hào)C CF FUEAUEA砂砂大石大石小石小石水水PCPCWHT%WHT%2 221021017017040407487489699691081081551554.24.20.40.44 42302301501504040

29、7487489699691081081571574.24.20.40.45 525025013013040407487489699691081081591594.24.20.40.4編號(hào)編號(hào)坍落度坍落度/mm擴(kuò)展度擴(kuò)展度/mm7d7d抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度水陸水陸比比28d28d抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度水陸水陸比比0h0h2h2h0h0h2h2h水中水中陸地陸地水中水中陸地陸地2 224024018018063063057057026.626.631.331.30.850.8532.632.637.137.10.880.884 423523518518562062056056029.929.934.834.

30、80.860.8636.336.341.241.20.880.885 524024018518563063056556530.330.335.635.60.850.8537.037.042.142.10.880.88（4 4）承臺(tái)低溫升抗裂大體積混凝土梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）承臺(tái)低溫升抗裂大體積混凝土梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)材料復(fù)合設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)采用在大體積混凝土的邊部采用通過(guò)增根據(jù)材料復(fù)合設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)采用在大體積混凝土的邊部采用通過(guò)增韌增穩(wěn)技術(shù)制備出高韌性抗裂耐磨混凝土，中部采用低溫升高抗裂混凝韌增穩(wěn)技術(shù)制備出高韌性抗裂耐磨混凝土，中部采用低溫升高抗裂混凝土，形成連續(xù)（無(wú)冷縫）的高抗裂大體積混凝土梯度結(jié)構(gòu)

31、。土，形成連續(xù)（無(wú)冷縫）的高抗裂大體積混凝土梯度結(jié)構(gòu)。 在低溫升高抗裂混凝土在低溫升高抗裂混凝土+ +高韌性抗裂耐磨混凝土結(jié)構(gòu)形式的組合下，高韌性抗裂耐磨混凝土結(jié)構(gòu)形式的組合下，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)兩種混凝土材料的不同厚度及布置形式，既降低了內(nèi)表溫通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)兩種混凝土材料的不同厚度及布置形式，既降低了內(nèi)表溫差，減小了整體的溫度應(yīng)力水平，又增強(qiáng)了溫度梯度最大處差，減小了整體的溫度應(yīng)力水平，又增強(qiáng)了溫度梯度最大處邊部混凝邊部混凝土的抗裂性能，最終形成了土的抗裂性能，最終形成了一種混凝土溫度及抗裂特性梯度變化的橋梁一種混凝土溫度及抗裂特性梯度變化的橋梁大體積混凝土結(jié)構(gòu)大體積混凝土結(jié)構(gòu)。梯度結(jié)構(gòu)側(cè)剖圖梯度結(jié)

32、構(gòu)側(cè)剖圖梯度結(jié)構(gòu)俯視圖梯度結(jié)構(gòu)俯視圖四、相關(guān)應(yīng)用成果嘉紹大橋大體積混凝土溫度應(yīng)力匹配分析嘉紹大橋大體積混凝土溫度應(yīng)力匹配分析承臺(tái)第二層承臺(tái)第二層3d應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)力場(chǎng)承臺(tái)第二層承臺(tái)第二層7d應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)力場(chǎng)承臺(tái)第二層承臺(tái)第二層28d應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)力場(chǎng)承臺(tái)混凝土最大拉應(yīng)力表（承臺(tái)混凝土最大拉應(yīng)力表（MPa） 齡期齡期層號(hào)層號(hào)第第3 3天天第第7 7天天第第2828天天承臺(tái)第一層承臺(tái)第一層0.410.410.770.771.041.04承臺(tái)第二層承臺(tái)第二層0.420.420.750.751.041.04承臺(tái)承臺(tái)c30Z3Z3承臺(tái)，最高溫度為承臺(tái)，最高溫度為58.2，斷面最高平，斷面最高平均溫度為均溫度為56.7，

33、最，最大內(nèi)外溫差為大內(nèi)外溫差為20.6。通過(guò)調(diào)整混凝土水化放熱特征數(shù)據(jù)采用有限元軟件再次匹配進(jìn)通過(guò)調(diào)整混凝土水化放熱特征數(shù)據(jù)采用有限元軟件再次匹配進(jìn)行溫度應(yīng)力模擬，從而得出各齡期下大體積混凝土內(nèi)部的溫度行溫度應(yīng)力模擬，從而得出各齡期下大體積混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力水平。應(yīng)力模擬結(jié)果見(jiàn)下圖：應(yīng)力水平。應(yīng)力模擬結(jié)果見(jiàn)下圖：下塔柱混凝土最大拉應(yīng)力表（下塔柱混凝土最大拉應(yīng)力表（MPa） 齡期齡期層號(hào)層號(hào)第第3 3天天第第7 7天天第第2828天天下塔柱下塔柱第一層第一層0.40.43 30.0.82821.1.2727下塔柱下塔柱第二層第二層0.0.58580.0.91911.1.4444塔座塔座c40Z

34、3Z3下塔柱，最高溫度為下塔柱，最高溫度為64.1，斷面最高平均溫，斷面最高平均溫度為度為61.7，最大內(nèi)外溫，最大內(nèi)外溫差為差為19.7。塔座混凝土溫度應(yīng)力包絡(luò)圖塔座混凝土溫度應(yīng)力包絡(luò)圖第第3天天第第7天天第第28天天0.470.470.880.881.121.12塔座混凝土最大拉應(yīng)力表（塔座混凝土最大拉應(yīng)力表（MPa）Z3Z3塔座最高溫度塔座最高溫度為為60.5，斷面，斷面最高平均溫度為最高平均溫度為58.7，最大內(nèi)，最大內(nèi)外溫差為外溫差為23.4。塔柱塔柱c50下塔柱第二層下塔柱第二層3d應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)力場(chǎng)下塔柱第二層下塔柱第二層7d應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)力場(chǎng)下塔柱第二層下塔柱第二層28d應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)力場(chǎng)五、后續(xù)研究?jī)?nèi)容 現(xiàn)場(chǎng)制作等比例大體積混凝土模型，通過(guò)對(duì)模型施加施工現(xiàn)場(chǎng)制作等比例大體積混凝土模型，通過(guò)對(duì)模型施加施工期