混凝土宗族喜添2.0版高韧性混凝土新成员
来源:斗士网 发表于2019-07-08 21:13:57 编辑:陈赫
摘要: ? 说到混凝土,想必咱们都不生疏:高楼、大坝、桥梁、港口、地道,无论是寻常百姓的寓居出行仍是国家严重工程建造,都少不了它的参加。但与此一起

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说到混凝土,想必咱们都不生疏:高楼、大坝、桥梁、港口、地道,无论是寻常百姓的寓居出行仍是国家严重工程建造,都少不了它的参加。但与此一起,混凝土结构一再呈现的裂缝也令人心惊,不只下降大型工程寿数,更屡次引发严重安全事故。

这一条条裂缝,源自混凝土脆性大、易开裂的天然特色。自19世纪混凝土创造以来,怎么增韧控裂,研制2.0版别高耐性混凝土,为混凝土咱们族添加一支新的高韧劲旅,成为困扰国表里学术界和工程界的一大难题。

混凝土广泛运用于基础设施建造,我国的用量更是高居世界第一。为了消除这条祸殃之缝,浙江大学建筑工程学院徐世烺教授带领团队,二十多年来悉心研讨,打破混凝土资料脆性易裂、界面单薄易裂、结构受拉开裂三大瓶颈,创造出高耐性纤维混凝土制备与运用关键技能,为基础设施长时间安全执役的国家严重需求奉献出浙大才智。项目取得2019年国家技能创造奖二等奖。

源头发力打造高韧资料

混凝土结构呈现裂缝了怎么办?人们的习气做法是赶快加固。但在徐世烺的眼中,裂缝有着自身的规则。1987年,他初次提出科学描绘混凝土裂缝扩展进程的双K开裂理论,不只能够指出什么状况下裂缝是安全的,什么时候有必要修补,乃至能够通过该理论指导资料制造或通过工程办法按捺裂缝发作和展开。在该理论的基础上,徐世烺又进一步树立起一套混凝土结构增韧控裂技能新系统。

大坝溃散、桥梁垮塌惨剧的发作,混凝土资料脆性易裂是源头。进步混凝土耐性,成为徐世烺研讨工作的首要着力点。

长时间以来,业界惯例运用的增韧办法是在混凝土中掺入必定体积率的纤维,但这种办法无法改动混凝土准脆性的物理实质,其抗拉变形和耐性的进步起伏有限。在双K理论基础上,徐世烺首要树立起考虑资料随机特性的纤维增韧混凝土多缝开裂力学模型,完成了高耐性纤维混凝土功能的可控优化规划,并依托力学模型,创造和制备了功能安稳的高耐性纤维混凝土。

“咱们的创造从资料功能方面彻底处理了混凝土强而不韧、脆性易裂的底子缺点。”徐世烺介绍,创造的高强高耐性混凝土极限抗拉应变最高可达8.4%,这个数值比一般混凝土高出800倍。与一般砂浆、混凝土脆性开裂彻底不同,高耐性混凝土具有优异的耐性,最大裂缝宽度远小于0.1mm,彻底满意严格条件下的耐腐蚀耐久性要求,为工程结构安全执役供给了关键性资料保证。

项目对包含资料力学功能、耐久功能和结构功能在内的目标进行大规模系统性测验。效果显现,所创造的高耐性纤维混凝土功能目标远超国表里同类资料。其间变形才能和强度综合性目标比世界最好的数据别离超出70%和60%。

此外,为合作施工需求,徐世烺还创造了新式湿法喷发施工的高耐性纤维混凝土资料及其喷发施工技能,研制出免振捣的自密实高耐性纤维混凝土,创造出的超高强砂浆基体制备办法,能够制备出不同等级的系列高强高韧纤维混凝土,打破了需求高压蒸汽维护的工程技能瓶颈。

系统支撑完成全程控裂

大体积混凝土结构常常都会遇到长间歇分期浇筑、改建与扩建、加固修正等状况,但混凝土结合面的缺点会引起界面损坏,并损害结构的执役质量。另一方面,混凝土结构在外力作用下极易发作裂缝,影响执役才能,在大体积混凝土浇筑进程中,水泥水化发作的内部高温与外部环境之间的温差也极易形成裂缝。

针对实际需求,徐世烺带领团队创造了界面抗裂功能进步技能与复合结构控裂技能,保证整个生命周期安全执役。

团队创造的适用于结构加固和大体积混凝土分层施工的低缩短、缓凝型、无机界面的粘结剂,处理了新老混凝土因为功能差异导致变形不协调而开裂的问题。测验剖析陈述显现,运用这种界面剂粘结的混凝土,其粘结强度目标居世界领先水平,与有机界面剂比较具有粘结功能更优、无毒无异味、运用方便的特色。

一起,将大功率液压占据切开与静态爆炸技能两种撤除混凝土的办法结合,团队还创造了可大大进步结合面咬合力和施工功率的人工键槽新技能,完成了施工安全、优质、高效、低本钱。在南水北调丹江口大坝加高工程中,运用此项技能,工效比惯例办法进步50%,本钱下降30%,而质量合格率到达100%。

此外,徐世烺还创造出界面裂缝扩展途径调控办法与不同资料界面剪切开裂的定向测验技能。通过优化界面的合理粗糙度规模,使界面裂缝偏折于高耐性纤维混凝土内,然后有用推迟混凝土界面脱粘。在世界上初次创造出两种不同资料界面剪切型开裂测验技能,能够科学断定不同界面处理办法对界面粘结功能的影响,为工程实践中的新老混凝土界面处理技能供给了科学依据。

高耐性纤维混凝土的导热系数仅为一般混凝土的1/4,抗裂防渗功能优越。根据资料自身优势,徐世烺进一步提出运用高耐性纤维混凝土制造保温防渗永久模板,完成施工期装置快捷、维护期保温防裂、执役期控裂耐久。实验发现,当模板厚度大于75cm时,能够保证厚度20m的混凝土坝块在越冬期间不会呈现温度裂缝。龙骨嵌扣式、螺栓钻孔式、互扣式,团队还创造了多个系列衔接结构,树立了以承载力和最大裂缝宽度为操控条件的衔接件最优规划原则,然后完成永久模板的快速安装衔接。

除了永久模板,团队创造的大体积混凝土结构内部冷却通水系统,有用处理了大体积混凝土结构内部易开裂的问题,然后通过表里两层温控,形成了高耐性纤维混凝土复合结构控裂系统。

 

混凝土宗族喜添2.0版高韧性混凝土新成员

推行运用改动职业相貌

 

混凝土宗族喜添2.0版高韧性混凝土新成员

千里之堤,溃于蚁穴。一条不起眼的裂缝也能够炸毁一项严重基础设施。二十余年来,徐世烺带领团队环绕实际问题、战胜重重困难,形成了具有自主科技产权和通过工程验证的具有严重立异价值的技能系统,真实完成了混凝土裂缝的无害化。

 

混凝土宗族喜添2.0版高韧性混凝土新成员

与混凝土打了三十多年交道的徐世烺,为何会深耕这一研讨方向?他说,这与时代背景严密相连。1975年河南溃坝事情形成很多人员死伤,一年后发作的唐山大地震又夺去了24万同胞的生命。连续发作的巨大灾祸让他的心里久久不能平静。1979年,湖南柘溪流电站呈现大面积裂缝,严重要挟大坝安全。开端攻读研讨生的徐世烺听到之后倍感震动,决计为国内刚刚起步的混凝土开裂力学研讨奉献自己的一份力气。而时至今日,当年那位将家国情怀烙在心底的青年仍然在这条路上披荆斩棘、砥砺前行。

项目获授权创造专利27项,软件著作权5项。首要效果获2019年教育部技能创造奖一等奖。在本领域尖端期刊CCR、CCC等宣布SCI论文35篇;在国家一级学会刊物宣布EI论文40篇;出书学术专著1部。

顶天立地做科研。徐世烺的研讨效果不只弥补了理论空白,更体现出巨大的实用价值。2019年,两条高耐性纤维混凝土全自动化出产线别离在杭州海外高层次创业园和常州建造部绿色建材基地树立,世界上初次完成高耐性纤维混凝土的规模化工业化出产,为大型工程结构安全执役供给了保证。

 

混凝土宗族喜添2.0版高韧性混凝土新成员

桥梁、地道、港口、大坝等不同工程领域,严重基础设施建造、分期浇筑、改扩建、修正加固工程等项目,项目都得到成功推行运用,并广受好评。以上海吴淞军港、浙江新岭地道、常山港特大桥、湖北丹江口大坝、四川金沙江向家坝等为代表,项目效果不断向外辐射。据统计,近三年新增产量22.7亿元,新增赢利2.1亿元。

 

混凝土宗族喜添2.0版高韧性混凝土新成员

研讨效果在节能减排方面也有明显奉献。运用高耐性纤维混凝土资料及相关技能能够削减乃至革除修理量,大起伏进步运用周期,然后有用下降水泥用量,削减二氧化碳排放。

“之前的研讨首要是在反抗自然灾害的领域内,但严重安全结构的安全执役还面临着恐怖袭击、或许的战役等更严峻的要挟。”徐世烺说,团队现已开端对高耐性纤维混凝土资料及其复合结构的冲击动力功能展开探究研讨,以期为我国严重工程结构的安全执役供给新的科技效果支撑。

(图文?马宇丹)

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