为实现装配化、生态化和景观化,从结构设计和生态设计出发,提出了一种新型预制混凝土生态组合护岸制品,重点介绍了该类护岸制品的连接构造、结构配筋、生态仓布置,最后基于实际工程,介绍了其生产流程和应用效果,以期丰富水利工程护岸的结构形式,提高相应工程的社会和经济效益。

通过10根中心配置HRB400级钢筋的混凝土棱柱体构件轴心受拉试验,并结合已有的11根配置HRB335级钢筋的相同构件试验结果,探讨了混凝土表面应变的变化以及钢筋级别对轴心受拉构件混凝土有效受拉面积的影响。结果表明:在轴心受拉情况下,配置HRB335钢筋和配置HRB400钢筋的混凝土有效受拉面积略有差异;对配置HRB400和配置HRB335钢筋的构件,混凝土有效受拉面积可分别按半径为7.3d(d为钢筋直径)和7.4d的圆形面积计算,或分别按边长为6.5d和6.6d的正方形面积计算。

基于钢筋混凝土排水管的质量要求,介绍了芯模振动与径向挤压两种成型工艺的质量控制要点,包括原材料选择、混凝土配合比设计及性能、机械设备选型与控制、钢筋骨架成型、成型要点和产品养护,并阐述了顶进施工用排水管生产过程及产品检验出厂的注意事项。

通过单掺、复掺无机材料和有机材料对再生大骨料进行改性处理,研究了改性再生大骨料混凝土(MAC)与天然骨料混凝土(NAC)、再生骨料混凝土(RAC)的耐久性能差异。结果表明:相同龄期下,NAC的抗渗性能、抗氯离子渗透性能及抗碳化性能均最好,MAC次之,RAC最差;随着龄期的延长,RAC碳化深度的增幅最大,MAC次之,NAC最小。

选择三种养护方式(标准养护、80℃热水养护、洒水养护)、设置5种碳纳米管掺量(0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%),研究了碳纳米管的分散性和掺量、养护方式对碳纳米管活性粉末混凝土力学性能的影响,并基于SEM测试结果对基体进行了微观分析。结果表明:经分散处理后的MWCNTs溶液的分散性和稳定性提高;相较于未分散处理的MWCNTs,MWCNTs分散液对活性粉末混凝土抗压、抗折强度的提高幅度更大;80℃热水养护下,当经分散处理后的MWCNTs掺量为0.10%时,MWCNTs活性粉末混凝土的抗压和抗折强度最大;标准养护和洒水养护下,当经分散处理后的MWCNTs掺量为0.15%时,MWCNTs活性粉末混凝土的抗压和抗折强度最大;SEM结果显示,胶凝材料二次水化生成了大量水化硅酸钙,减少了孔隙;碳纳米管能与基体紧密连接,阻止微裂缝的生成和扩展,起到了桥接和填充作用。

通过淀粉琥珀酸单酯合成了缓凝型改性淀粉基减水剂(SSHE),分析了SSHE的结构特性和空间位阻效应,研究了SSHE的掺量和凝结时间对水泥净浆的流动度以及对水泥粒子的ξ-电势的影响。结果表明:SSHE是一种具有强缓凝作用的新型减水剂。

研究了不同冻融工况下黏附砂浆含量对高强再生透水混凝土抗冻耐久性的影响,并用SEM对其微观机理进行了分析。结果表明,300次冻融循环后,以相对动弹性模量不低于60%和抗压强度损失率不高于25%为失效准则,确定了再生粗骨料黏附砂浆的界限含量分别为41.19%和43.89%。在设计使用年限分别为100年、50年和30年的严寒地区高度饱水条件下,再生粗骨料最大黏附砂浆含量分别为33.00%、38.94%和40.27%。

设计了一批受拉区为SFRC、受压区为SCC的钢筋复合梁,分析了纵筋配筋率、SFRC替换层钢纤维体积掺量以及替换层高度对复合梁在四点弯曲荷载作用下的承载力、挠度以及裂缝形态的影响,并与普通混凝土梁进行了对比。通过理论分析计算得出了SFRC/SCC复合梁的承载力表达式,并将理论计算结果与试验数据进行了对比分析,以验证表达式的合理性。结果表明:配筋率是提升复合梁承载力的首要因素,1.32%配筋率相对于0.79%配筋率的极限承载力最大可提升24.1%;钢纤维替换层对复合梁的承载力提升并不明显,但对于复合梁的挠度与裂缝宽度控制有明显作用,将替换层高度由50 mm提升至150 mm时,复合梁的挠度和主裂缝宽度最大分别降低了9.2%和77.81%。

利用ABAQUS有限元软件模拟双层箍筋约束圆形柱,采用混凝土损伤塑性本构模型、钢筋双折线本构模型建立了圆形柱竖向承载特性有限元模型。分别对混凝土和箍筋采用四面体单元和六面体单元划分网格,通过应变控制加载,得到模拟的双层箍筋约束混凝土圆形柱核心混凝土的应力-应变曲线、应力云图,分析了内外层箍筋对核心混凝土的约束效应。结果表明:模拟结果和试验结果的吻合性较好。

为提高预制混凝土衬砌管片生产效率,结合自动化生产需要,针对手动开合模存在的不足,研发了自动化开合模装置,并介绍了端模、侧模开合原理及操作步骤,可为提高管片生产线自动化程度提供参考。