[00138714]基于耐久性的桥面水泥混凝土内养护技术试验研究

①课题来源与背景 《基于耐久性的桥面水泥混凝土内养护技术试验研究》项目于2017年1月26日由山西省交通运输厅以正式文件形式（晋交科技发[2017]32号）立项,为山西省交通运输厅科技项目计划,项目编号2017-1-21,由山西省交通规划勘察设计院有限公司承担完成。 ②研究目的与意义 近年来,我国公路建设事业迅猛发展,作为公路建设的重要组成部分,桥梁建设也得到了相应发展。桥梁不仅仅是公路交通的枢纽,它已经成为这个时代的标志性建筑。而具有强度高、稳定性好、使用寿命长等特点的水泥混凝土,在桥梁建设中得到越来越广泛的应用。但是,随着混凝土水胶比的降低以及减水剂和矿物掺合料的大量使用,混凝土强度虽得到大幅度提升,却同时带来了一些问题,如自收缩大,早期容易开裂等。T.C.Powers指出水胶比为0.42或在0.42之上的混凝土,水泥才能完全水化,而目前桥面铺装所使用的混凝土强度等级为C50,其水胶比几乎都在0.4以下（0.30-0.37）,且添加了粉煤灰、硅粉等矿物掺和料,桥面水泥混凝土中水泥浆体内部相对湿度在水化反应早期会有较大的下降,发生自干燥现象,导致混凝土收缩。如果自干燥收缩受到约束,产生的收缩应力大于此时混凝土的抗拉强度,易引起早期开裂。传统的外养护方法并不能完全克服高性能混凝土自收缩引起的开裂问题。这些裂缝会成为外界CO2、水、盐类等进入混凝土内部的通道,从而造成耐久性不良的一系列问题。国内外众多研究表明,内养护措施可以有效减小混凝土自收缩。 内养护主要指通过使用预浸轻集料或高吸水材料的方法,改善混凝土内部湿度状态及分布情况进而改善混凝土的收缩性能及耐久性能。起初,分别有自养护（ self curing）、吸入水（water en-trained）等说法,现在逐渐趋于一致,称之为“内养护（internal curing）”。按内养护介质的不同,内养护可分为两类：（l）利用预吸水轻集料作为养护介质;（2）利用高吸水性聚合物（Super absorbent polymer,简称SAP）作为养护介质。这两类内养护措施缓解混凝土自收缩的效果已得到国内外多位学者的证实。另外,也有学者研究了将上述两类内养护技术复合使用来减小混凝土的收缩。 综合国内外资料,目前的内养护技术仅限于理论研究及建筑方面的试验室研究,针对桥面混凝土的内养护技术研究几乎没有,因此有必要针对工程实际所用的桥面混凝土进行系统和深入的试验研究。本项目在这样的背景下展开。 基于此,本项目以C50内养护桥面混凝土为研究对象,通过与基准混凝土的对比试验,系统研究掺入SAP作为内养护介质对桥面水泥混凝土工作性、力学性能、早期抗裂性能、自收缩、耐久性能的影响,研究SAP掺量与混凝土性能的相关性,提出适合桥面水泥混凝土的内养护技术,为内养护技术在桥面工程中的应用提供一定的理论依据。 ③主要论点与论据 本项目以桥梁混凝土为研究对象,立足于桥梁混凝土收缩裂缝的防治和耐久性损害问题,在消化和吸收国内外已有研究成果基础上,重点研究SAP颗粒粒径及其掺量对混凝土性能的影响规律以及机理分析,研究如何既能降低开裂及自收缩又能保证混凝土的力学性能和工作性能,通过大量试验研究分析找到混凝土中SAP的最佳掺量范围。提出桥面水泥混凝土的内养护技术参数。项目研究成果可以有效提高桥面铺装水泥混凝土的早期抗裂性能等耐久性能。 ④创新点 提出桥面水泥混凝土的内养护材料SAP的掺加方式和掺量范围等技术参数。