哈工大新科技成果大大延长受冻区桥梁结构使用寿命
作者:admin   加入日期:2009-03-31  浏览次数:2846

由哈工大等7家单位联合承担的西部交通建设科技项目“水泥混凝土抗冻融耐久性能研究”项目于10月24日通过鉴定验收。鉴定委员会认为,该项目研究成果总体上达到国际先进水平,其中不同地区冻融次数的确定新方法、混凝土抗冻等级的划分方法、内掺无机盐对混凝土耐久性的影响规律等研究成果达到国际领先水平。成果对水泥混凝土在西部各类环境条件下的桥梁和路面工程按耐久性设计和工程施工有直接指导作用,对我国广大地区的交通建设有借鉴作用,也适用于我国沿海、盐渍土等受冻地区,对进一步完善按耐久性设计混凝土工程的规程提供了重要依据。

混凝土是目前土木工程建设的主导材料,有着良好的应用广泛性和经济性。然而,传统的混凝土结构是按强度进行设计的,仅能满足工程的强度需要并符合一般耐久性要求。因此,耐久性成为了混凝土在实际工程应用中一个十分突出的问题。特别是我国西部地区,由于海拔较高,虽然全年干旱少雨,但日照时间长,早晚温差和季节温差大,冻融次数多,并且盐湖区和盐渍土区域广阔,加之撒盐除冰,使广大西部地区水泥混凝土路面和桥梁均受到与冻融有关的两种或两种以上因素的共同作用,破坏更为严重和复杂。针对我国寒冷地区、严寒地区路桥结构的特点,开展混凝土抗冻融耐久性能研究,对提高我国西部地区及三北地区混凝土桥梁结构的耐久性,延长桥梁结构使用寿命,提高投资效益,加快经济建设步伐,具有重大意义。

“水泥混凝土抗冻融耐久性能研究”项目旨在揭示典型环境条件下水泥混凝土的冻融破坏机理,明晰水泥混凝土材料组成及工艺措施对其结构特征与抗冻融耐久性的影响,提出高抗冻融耐久性水泥混凝土配合比的设计方法和质量保证措施,解决高抗冻耐久性水泥混凝土路桥设计与施工中的关键技术问题。

“水泥混凝土抗冻融耐久性能研究”项目首次提出了以地表最低温度确定我国各地区冻融次数及以有害冻结温度-5℃划分混凝土抗冻等级的方法;确定了不同冻结温度不同溶液中冻融时混凝土的吸液率、冻害因子与抗冻性的关系、混凝土的高压吸水饱和度变化规律与影响因素及其与抗冻性的关系。提出了引气可以有效提高盐类环境中冻融与干湿循环交替作用下混凝土的抵抗破坏能力及抗钢筋锈蚀能力的重要结论,揭示了受冻程度对引气混凝土钢筋握裹力的影响规律。首次发现了内掺常用无机盐对混凝土抗冻性的不利作用;确立了以立式半浸泡干湿交替方式检验混凝土盐类结晶腐蚀的快速试验方法的有效性;首次提出了2MPa~25MPa高压渗透法测定C30~C80混凝土抗渗性的快速有效试验方法;基于骨料最紧密堆积和最佳浆骨比理论,首次提出了高抗冻耐久性混凝土配合比实测-计算-试配的设计方法;提出了采用掺加固体引气剂、纤维、提高搅拌运输车的搅拌速度等方法,解决了预拌混凝土经搅拌运输车运送过程中含气量分层的技术难题;总结出高抗冻耐久性混凝土的负温力学性能、早期开裂性能、温度变形和干缩变形等变化规律,进一步揭示了不同负温下冻融时混凝土的破坏机理,提出了提高混凝土抗冻融耐久性的综合措施。此外,项目组还编写了《高抗冻耐久性水泥混凝土设计与施工技术指南》,并将主要研究成果应用于依托工程及有关规范中。