摘要
我国交通行业发展日益迅速，装配式预制板桥梁以其施工便捷、性能优良等优点而倍受青睐，为更好地传递桥梁剪应力，梁体之间采用湿接缝连接。桥梁湿接缝在建设时存在混凝土界面分离且钢筋配置不连续的情况，导致接缝混凝土易出现开裂等病害，影响接缝的力学性能、耐久性能，增大交通安全隐患。超高性能混凝土（Ultra-HighPerformanceConcrete，简称UHPC)）是一种新型水泥基复合材料，其强度高、韧性好、耐久性高，可有效地降低接缝处病害的发生。UHPC所用集料多为石英砂、天然砂，其造价昂贵，且对环境不利。本文采用机制砂配制湿接缝用UHPC，达到降本增效、保护环境的目的。主要研究内容与研究成果如下： （1）基于最紧密堆积理论，采用半经验半理论法设计UHPC配合比，获得湿接缝用机制砂UHPC的合理配合比为：水胶比为0.18，砂1155kg/m3，水198kg/m3，水泥870kg/m3，钢钎维157kg/m3，硅灰、粉煤灰及矿渣粉掺量分别为水泥用量的14.6%、6.8%及4.0%，减水剂掺量为水泥用量的1.5%。 （2）探究不同水胶比、石粉含量、钢纤维掺量对机制砂UHPC收缩性能的影响；分析不同水胶比对UHPC水化放热、微应变的影响。结果表明：石英砂UHPC收缩值与石粉含量为3%—5%的机制砂UHPC接近；机制砂石粉含量控制在5%以下，对混凝土收缩有利；随着水胶比增大，水化放热速率加快，放热峰值升高，收缩值降低，水胶比对UHPC微应变影响较小。 （3）对机制砂、石英砂UHPC分别进行3、7、28、56、90、180、270d抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉、弹性模量试验，比较分析两种砂对UHPC力学性能的影响规律；通过5种不同石粉含量的机制砂UHPC力学性能试验，探究不同石粉含量对其性能的影响规律；测定3%石粉含量的机制砂UHPC长龄期力学性能，揭示其强度随龄期的增长规律；通过荷载—挠度曲线探究不同钢纤维掺量对UHPC弯曲韧性的影响。结果表明：机制砂可良好代替石英砂配制UHPC；配制机制砂UHPC的石粉含量控制在3%—5%；机制砂UHPC弹性模量与抗压强度增长规律相似，180d时增长趋于平缓，劈裂抗拉强度与抗折强度增长相似，56d时增长趋于平缓；弯曲韧性随钢纤维掺量增加出现先增大后降低的趋势，掺量3%时UHPC弯曲性能最优。 （4）采用ABAQUS对C50混凝土、UHPC湿接缝进行有限元模拟，比较湿接缝破坏时极限荷载的大小和位移，结果表明：机制砂UHPC湿接缝极限荷载远大于C50混凝土的，UHPC能有效提高湿接缝承受荷载的能力。 （5）采用温度应变探测头测工程现场湿接缝用机制砂UHPC的水化温度及微应变，分析湿接缝温度与微应变发展规律，总结UHPC湿接缝施工工艺，现场取样进行UHPC的性能试验。结果表明：机制砂UHPC湿接缝浇筑后最高温度可达59.6℃；桥头处微应变峰值是桥中的2.1倍，现场取样的UHPC抗压强度、抗折强度、收缩等性能与室内试验结果相近，均达到预期目标。建议采取蒸汽养护抑制UHPC的应变。
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