一
研究意义
随着社会经济的发展，我国现有的桥梁逐渐不能满足日益增长的交通需要，因此需要对桥梁进行改造。通过新旧桥拼接而实现原桥拓宽是最有效最经济的改造方式，但是会影响现有车辆通行，因此缩短施工时间显得非常有必要。本文致力于开发出一种快硬缓凝早强混凝土，这种混凝土能够实现新旧桥拼接缝在短期内达到通行强度，同时具有缓凝特性，能够满足施工需要。本文讨论了硫酸铝、减水剂、钢纤维、硼砂等掺量对低碱度硫铝酸盐水泥快硬缓凝早强混凝土的影响，并将研发出来的新型混凝土浇筑了试验板接缝，并对其抗弯性能进行了研究，结果表明在适当配筋的条件下，采用低碱度硫铝酸盐水泥快硬缓凝早强混凝土浇筑接缝的拼接桥面板与整体现浇桥面板抗弯性能相似。
二
研究内容
1
低碱度硫铝酸盐水泥快硬缓凝早强混凝土的开发
本文通过分析已有的混凝土外加剂对混凝土强度、凝结时间的影响，并结合我国应用硫铝酸盐水泥混凝土的经验，设计了以硼砂掺量、硫酸铝掺量、减水剂掺量、钢纤维掺量为参数的混凝土试配实验，针对实验的结果对混凝土配合比进行改良并设计出低碱度硫铝酸盐水泥快硬缓凝早强混凝土。
图1硫酸铝掺量
图2 减水剂掺量
图3 钢纤维掺量
2
低碱度硫铝酸盐水泥快硬缓凝早强混凝土灌注拼接板接缝的抗弯性能研究
本实验设计了四组桥面板，其中三组拼接桥面板，一组整体现浇桥面板。其中，实验的重点参数为接缝处的配筋形式。整体式桥面板是采用C60商品混凝土整体现浇的，而拼接板的预制部分是采用C60商品混凝土现浇，接缝位置采用低碱度硫铝酸盐水泥快硬缓凝早强混凝土灌注。待试件养护后，将试件至于反力架上进行四点加载。
图4 整体板
图5 拼接板1
图6 拼接板2
图7 拼接板3
图8 加载装置
3
实验现象及结果分析
通过实验，观测了实验板开裂荷载、最终破坏荷载等数据，并将实验数据进行了对比。通过实验数据可以看出，四组桥面板的开裂荷载都差不多，但是最终的破坏荷载拼接板1和拼接板3的最终承载力较弱其余两组板弱。这是因为钢筋配筋方式不当，而导致钢筋未屈服的情况下混凝土发生破坏。比较拼接板2和整体板两组试验板可以看出，在适当的配筋模式下，采用低碱度硫铝酸盐水泥快硬缓凝早强混凝土灌注接缝的拼接板与整体板的抗弯性能相似。
图9 四组混凝土的荷载-位移曲线
三
研究结论
在合理利用硫酸铝、钢纤维、减水剂等材料的情况下，可以成功应用低碱度硫铝酸盐水泥制作低碱度硫铝酸盐水泥快硬缓凝早强混凝土。能够达到高早强、快硬缓凝的效果，有利于城市道路快速施工。通过进行拼接板和整体板的四点加载实验，可以看出采用低碱度硫铝酸盐水泥快硬缓凝早强混凝土填充接缝的拼接板与整体板的抗弯性能相似，证明了该新研发的混凝土的可应用性。
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知识点：低碱度硫铝酸盐水泥快硬缓凝早强混凝土的研发及其应用
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