本成果發展了混凝土高性能化理論,突破了高鐵新結構混凝土制備技術瓶頸,建立了混凝土質量保障技術標準體系,形成了高鐵高性能混凝土成套技術:
1.提出了高鐵高性能混凝土微結構優化設計方法,發展了混凝土高性能化理論。揭示了動載-環境作用下混凝土性能劣化機理,建立了“多元膠材體系協同效應計算模型”、“考慮骨料形貌特征的漿-骨界面結構參數計算模型”、“水泥石微缺陷自愈合效果評價計算模型”,提出了基于漿體密實、界面過渡區強化、微缺陷自愈合的高性能混凝土微結構優化設計方法,為調控服役條件下高鐵混凝土的動態力學性能、物理幾何形態、長期耐久性能奠定理論基礎。
2.開發出高鐵混凝土性能調控新技術,研制出匹配高鐵新結構的系列高性能混凝土。提出利用膠材梯級水化機制,調控高性能混凝土強度發展新方法,研制出軌道板/枕用高早強抗疲勞混凝土(抗疲勞次數大于400萬次),解決了大規??焖偕a軌道板/枕時,高早強混凝土抗疲勞性能下降的難題;提出采用礦物摻合料,改善預應力蒸養混凝土徐變性能的方法;研制出預制箱梁低徐變混凝土,徐變系數比普通混凝土降低40%,為解決預制箱梁徐變上拱易超限的難題,提供技術支撐;開發出調控混凝土濕度和變形的內養護劑,研制出現澆軌道床板用低收縮高抗裂混凝土,使軌道床板裂縫數量減少80%以上,突破了長大連續條帶狀無砟軌道建造技術瓶頸。
3.創新了高鐵混凝土施工性能精準控制技術,建立了高鐵混凝土質量保障技術標準體系。開發出基于原材料性能實時監測的混凝土配合比動態調控系統,創新了面向耐久性的新拌混凝土關鍵參數快速檢測方法,提出了保障高鐵高性能混凝土施工質量新指標,構建了混凝土材料、設計、施工、驗收技術標準體系,確保了在跨地域、變氣候、多環境條件下高鐵高性能混凝土的施工質量。
本成果克服了傳統混凝土材料在高鐵高頻動荷載與嚴酷環境反復作用下性能衰減快、徐變變形大,在無砟軌道多層復合結構中變形協調難、易開裂,難以滿足高鐵高標準建設要求的難題;已納入《鐵路混凝土結構耐久性設計規范》、《鐵路混凝土》、《鐵路混凝土工程施工技術規程》、《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》等鐵路行業混凝土系列標準,規范了我國高速鐵路混凝土的制備與應用。
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