【摘要】：河砂資源日益枯竭,與快速的工程建設之間存在著嚴峻的供需矛盾,然而我國沿海地區(qū)海砂資源豐富,若能利用海砂替代河砂應用于工程建設中,則可有效地緩解建筑用砂供應緊張的問題。然而,海砂富含的氯鹽易引起鋼筋銹蝕,傳統(tǒng)的海砂淡化方法需消耗大量淡水資源且費用較高,無法滿足海島型城市的建設需求。若將海砂應用于超高性能混凝土(UHPC)這種新型超高強、高致密性的水泥基復合材料中,理論上可杜絕內部鋼筋接觸外界水分和氧氣,避免其受到海砂氯離子的侵蝕,具有相當應用前景。為此,本文進行海砂UHPC的材料性能、耐久性能、微觀結構等試驗,并探討海砂UHPC應用于地下綜合管廊的可行性,開展試設計、全壽命成本和施工性能分析等研究工作,主要研究結論如下:應用海砂分別制備UHPC和C40混凝土,并與河砂進行對比,開展其力學性能試驗、電通量試驗、電化學測試鋼筋銹蝕試驗和孔結構試驗研究。結果表明:與河砂相比,海砂制備的UHPC和C40混凝土的28d抗壓強度相近(5%以內):隨著氯鹽含量的增大,UHPC和C40混凝土的抗氯離子滲透性能均逐漸降低,UHPC降低的幅度遠遠弱于C40混凝土,抗?jié)B性能更為優(yōu)異;C40混凝土試件孔徑主要集中在20nm～200nm的少害和有害孔,而UHPC試件孔徑主要集中在小于20nm的無害孔,說明UHPC較C40混凝土具有更為優(yōu)越的孔徑分布,密實性更好;與海砂制備C40混凝土試件中的鋼筋處于腐蝕狀態(tài)不同,海砂制備UHPC試件中的鋼筋基本在7d后處于鈍化狀態(tài),說明海砂應用于UHPC試件中不會對鋼筋銹蝕產(chǎn)生影響。進行河砂UHPC和海砂UHPC管廊試設計研究,結果表明,摻入2%鋼纖維的河砂UHPC管廊試設計滿足規(guī)范要求,與原C40混凝土管廊相比,其自重可降低45%,但造價提高68%,經(jīng)濟效益較差;海砂UHPC管廊試設計滿足規(guī)范要求,其造價隨著截面厚度的增加呈先下降后增長的趨勢,給出了造價與厚度相關曲線擬合公式,以厚度在17.5～18cm之間的海砂UHPC管廊的造價較低;與C40凝土管廊相比,優(yōu)化設計后的海砂UHPC管廊全壽命周期成本降低了 38%,每公里預制節(jié)段接頭數(shù)量減少一半,養(yǎng)護時間縮短66%,施工工期節(jié)約53.5%。從上述研究可知,無論是從材料層面(材性、耐久性、微觀結構),還是從結構層面(結構受力、經(jīng)濟性能和施工性能),均表明了海砂UHPC管廊較C40混凝土管廊具有相當優(yōu)勢,具有廣闊的工程應用前景。
【圖文】：

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圖１－６小窯灣綜合管廊斷面圖（單位：ｃｍ）逡逑２００９年完成上海世博會園區(qū)的地下綜合管溝，施工主要采用現(xiàn)澆法，部分逡逑節(jié)段為工廠預制，再進行現(xiàn)場拼裝，，這是為國內首次采用預制拼裝綜合管溝［４５］。逡逑２０１２年廈門市翔安南路地下綜合管廊工程首次采用橢圓預制管節(jié)進行拼裝，全逡逑長約１０ｋｍ，管廊主體結構如圖１＿７所示。工程全線采用預制裝配施工，無任何逡逑濕作業(yè)，施工效率得到大幅提升［４６］。逡逑灥幽逡逑圖１－７廈門市翔安南路地下綜合管廊逡逑國外的綜合管廊相關建設已充分開展，其相應的設計理論和施工方法也日臻逡逑成熟。據(jù)有關統(tǒng)計，至２０１７年中國己有超７０個城市在建的地下綜合管廊，總長逡逑，一
【學位授予單位】：福州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU990.3

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本文編號：2618930