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基于滑模摊铺技术的仿木护栏混凝土性能的研究
- 2021-12-18-

  道路和桥梁混凝土仿木护栏有着耐久性较强、防护性能好、运营维修成本低等一系列的优点。运用滑模摊铺机铺筑栏杆的优点是施工效率高、机械化程度高、节省成本,且护栏整体的质量较高。混凝土护栏具有一定的垂直高度,因此对混凝土工作性要求较高,而且铺筑难度比路缘石、路面等要大得多。但是,目前我国对护栏滑模用混凝土原材料的选配、外加剂的选用、配合比和振捣摊铺工艺等方面的研究还不足,滑模施工的过程之中通常会发生各类混凝土的缺陷,所以研究基于一种滑模铺筑技术的栏杆混凝土性能具有重要意义。有学者主要研究了以下几个方面的内容∶

  (1)基于护栏滑模混凝土特性的要求,对于功能性外加剂作选择,提出了掺加有K2CO3水泥水化反应三阶段理论假设,利用QUANTA3DFEG电镜(SEM)验证了水泥水化理论之正确性,并且经过SEM观察了掺有K2CO3;的水泥水化产物微观结构,通过水泥水化温度试验、凝结时间试验、早期强度试验和混凝土经时坍落度试验,得出了K2CO;对于水泥早强与促凝作用相当显明,并可通过调节K,CO3和C-3用量,达到调节水泥凝结时间、提高早期强度和控制坍落度的目的。

  (2)整全分析了仿木护栏滑模用混凝土特性的影响因素,通过试验研究了水泥用量、砂率、减水剂的用量以及含气量对于护栏混凝土工作性能的影响。经过混凝土的配合比优化设计和试验提出了功能型外加剂的较佳掺量,建议为0.6%C-3和0.36%K,CO3,对硬化后混凝土的物理力学和耐久性进行了研究,试验结果表明,功能型的外加剂有益增加了硬化护栏混凝土的抗压强度、密实度、抗水渗透性能和抗盐冻性能。

  (3)设计试验对护栏滑模用混凝土振捣与摊铺工艺进行了研究,得出混凝土的较佳振捣频率为200Hz,有益振动区域为310mm,功能外加剂可以改善混凝土的流动性和振动液化成果。通过试验研究了不同振捣频率对不同距离混凝土密度和抗压强度的影响,研究了振捣体直径D与有益振捣面积的关系。

  研制了一套仿木护栏模拟摊铺设备,并对该设备的工作模式提出了建议。采用无损检测方法对护栏模拟产品的密实度和强度进行检测。提出了两种评估混凝土振动液化成果的方法:振动加速度的理论振幅AMG和振捣器的有益生产率。这两种评价方法可以综合考虑振动器的不同工作模式,并对振动器在不同频率下的液化成果进行评估。

  (4)总结了仿木栏杆滑模摊铺的施工流程,基于前面章节的研究成果,运用GOMACO-COMMANDERⅢI滑模摊铺机进行护栏试铺,护栏混凝土的拌合物工作性能符合了要求、成品的表面质量较高、力学性能稳定、抗水渗透能力和抗冻性能较强,仿木护栏成品几何尺寸符合规范要求,取得了良好的应用成果。

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