日本混凝土技术发展状况.ppt
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日本混凝土技术发展状况.ppt
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日本混凝土技术发展状况日本混凝土技术发展状况王欣2004/91混凝土如同婴儿刚刚出生的婴儿、需要充分的营养和适宜的体温保护2004/92专长专长:
混凝土耐久性研究混凝土耐久性研究混凝土结构物损伤机理分析混凝土结构物损伤机理分析大体积混凝土温度裂缝的解析与控制大体积混凝土温度裂缝的解析与控制王欣(工学博士)工学博士)日本东京日本东京日本东京日本东京C&RConsultantsC&RConsultantsC&RConsultantsC&RConsultants混凝土工程技术咨询工程师混凝土工程技术咨询工程师混凝土工程技术咨询工程师混凝土工程技术咨询工程师中国天津城市建设学院中国天津城市建设学院中国天津城市建设学院中国天津城市建设学院教教教教授授授授联络方式:
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131717251313171725132004/93nn日本混凝土技术发展现状日本混凝土技术发展现状nn大体积混凝土温度裂缝控制技术大体积混凝土温度裂缝控制技术nn我国对新技术的需求我国对新技术的需求内内容容2004/94商品混凝土产业的推移商品混凝土产业的推移-商品混凝土的需求动态商品混凝土的需求动态年度年度数量(千数量(千m3)前年比前年比(%)1995175、72399.91996180、256102.61997167、29292.81998153、30891.71999151、16798.62000149、48398.92001139、58893.42002131、41394.12003123、73594.2金額、金額、约约11兆兆44、166166亿日元亿日元2004/95商品混凝土产业的推移商品混凝土产业的推移-生产企业和工厂数量的变化生产企业和工厂数量的变化年度末年度末商品混凝土商品混凝土企业数企业数指数指数(1991=100)商品混凝土商品混凝土工厂数工厂数指数指数(1991=100)19954、41099.35、00799.919964、37698.54、95698.919974、32197.34、89997.719984、26295.94、83296.419994、20994.84、75494.820004、12192.84、66293.020014、01790.44、54290.620023、94088.74、44988.720033、88587.54、36487.12004/96日本的预拌混凝土企业模式日本的预拌混凝土企业模式nn協同組合:
共同贩卖nn工業組合:
技术指导、共同发展使用者制造者涨价了呀想要-的灰多少钱那?
2004/97n什么是高性能混凝土n什么是耐久性2004/98Mehta为代表的美加学派:
强调耐久性强调耐久性欧洲学派:
高效减水剂、硅粉等矿物质、新型水泥的使用高效减水剂、硅粉等矿物质、新型水泥的使用日本学派:
强调高流态、免振自密实性强调高流态、免振自密实性中国学派:
既有较高耐久性、又有一定强度、既流动性好、既有较高耐久性、又有一定强度、既流动性好、又塌落度损失低又塌落度损失低W/C=38%、高性能减水剂、矿物质超细粉高性能混凝土高性能混凝土技术途径:
技术途径:
2004/99耐久性耐久性nn随时间推移而发生损伤的程度较小、满足设定期间内的使用要求。
盐害、碳化、碱集料反映、化学侵蚀冻害、疲劳、磨耗、火灾等作用2004/910日本混凝土技术发展方向资源环境性能施工性强度耐久性2004/911骨料生产量的推移骨料生产量的推移2004/912日本混凝土技术发展现状工业废物的利用2004/913日本混凝土技术发展现状混凝土结构损伤原因一览2004/914日本混凝土技术发展现状低热水泥的应用nn低热水泥的优点低热水泥的优点超低发热量、超低发热量、收缩膨胀量小、收缩膨胀量小、长期强度增长、长期强度增长、减少高性能减水剂减少高性能减水剂的使用量、的使用量、碳化系数低碳化系数低2004/915日本混凝土技术发展现状高性能AE添加剂的应用nn对于高强度混凝土、高流动混凝土、水中不分散混凝土不可缺少对于高强度混凝土、高流动混凝土、水中不分散混凝土不可缺少2004/916日本混凝土技术发展现状单位水量的控制1752004/917单位水量迅速测定推定实验方法单位水量迅速测定推定实验方法加热干燥法单位容积质量法RI法静电用量法远心分离法含气量测量简易推定法含气量测量简易推定法2004/918单位水量推定式单位水量推定式22=11=Mc(1-Air10.01)0.998M2(1-Air20.01)v211:
配比的单位容积质量(kg/m3)Mc:
配比的混凝土质量(kg/m3)Air1:
配比的含气量(%)0.998:
修正系数W=W1(11-22)0.7W1:
标准配合比的单位水量(kg/m3)2004/919日本混凝土技术发展现状再生混凝土2004/920日本混凝土技术发展现状高强度混凝土2004/921光触媒混凝土光触媒混凝土2004/922超高性能超高性能Ductalnn低成本低成本nn轻量化轻量化nn节省空间节省空间nn長寿命長寿命减低修补费用减低修补费用nn制造简单制造简单酒田橋酒田橋2004/923混凝土构件的发展-用途o道路制品o下水道制品o河流堤岸o农业用制品o防灾用制品o电气设备制品24擁壁擁壁L型擁壁型擁壁嵩TP(対応)北陸地方整備局擁壁擁壁大型大型緑生擁壁井桁擁壁擁壁基礎基礎法面法面大型法枠張法枠側溝境界側溝境界FU側溝円型水路境界道路用U型L型境界道路土工-工指針型二分割境界水路水路FT橋梁橋梁25道路挡土墙挡土墙26道路272829303132道路-桥梁33道路土工工指針型二分割境界大型大型FT組立組立K-TIK3435貯留貯留施設施設遊水池MNGate(雨水貯留)砂防砂防3637急勾配用急勾配用MQSMQS緑生擁壁緑草生棲号井桁緩勾配用緩勾配用大型法枠大型連節383940河流堤岸41424344大型大型FT排水排水排水有孔暗渠45电气设备oCCbox-地下电缆公用槽46日本混凝土技术发展现状(4)抗裂抗剥落性材料的应用nn日本新阳新干线的混凝土下落事件引起了对混凝土安全性的怀疑nn掀起了社会性的抗剥落材料的研究2004/947合成短纤维合成短纤维种类:
聚丙烯纤维聚丙烯纤维纤维径:
約5纤维长:
纤维长:
12mm、19mm网状结构、均匀分布网状结构、均匀分布MultibusterFinebusterMicrobuster合成短纤维掺入混凝土减少泌水量、抑制混凝土的干燥收缩裂缝、并控制裂缝进展、很大程度的改善混凝土的品质。
抑制裂缝的发生抑制裂缝的发生泌水沉降裂缝、初期干燥收缩裂缝纤维掺入效果比较纤维掺入效果比较无纤维掺入混凝土纤维掺入混凝土防止剥落效果防止剥落效果打击回数(回)剥落防止效果试验试块剥落防止效果试验结果断裂面处存在着大量的纤维大体积混凝土2004/953厚度度80cm100cm以上平板平板大体积混凝土定义大体积混凝土定义2004/954下端被约束的墙体下端被约束的墙体厚度50cm以上大体积混凝土定义大体积混凝土定义2004/955该技术是日本混凝土学会/大体积混凝土温度应力研究委员会自70年代以来几十年的研究成果。
它的核心内容是:
大体积混凝土温度裂缝控制技术
(1)一套计算大体积混凝土不稳定温度场及应力场的有限元程序、预测水化热温度、温度应力和温度裂缝发生的几率;
(2)混凝土最大裂缝宽度的预测方法;(3)系统总结了大体积混凝土温度裂缝控制的基本对策。
2004/956施工条件的设定温度解析温度应力解析温度裂缝发生的评估评估温度裂缝的宽度温度裂缝措施的确立设计施工温度裂缝控制技术的概要温度裂缝控制技术的概要2004/957裂缝指数FEM(有限有限元元素法素法)FEM、CP法研讨温度裂缝温度解析温度解析应力解析应力解析温度裂缝发生评估2004/958裂缝指数的定义fffftktktktk(tttt):
龄期tttt天的混凝土抗拉强度特性値tttt(tttt):
龄期tttt天的混凝土最大主拉应力(考虑了自身收缩的应力度)IIcrcr(t(t)随龄期变化而变化、变化龄期取最小值为随龄期变化而变化、变化龄期取最小值为裂缝指数裂缝指数。
2004/9592004/960解析例解析例項目1.工程名东云1号橋下部工程桥台2.施工地点东京江东区丰洲6丁目地内3.施工季节承台10月中旬、台身墙体1层11月中旬、2层12月中旬4.构造图下页正面图立面图平面图5.尺寸承台H3.0W10.5L50.0、墙体H8.82W4.406L50.06.配筋图图略、分布筋的钢筋比率:
承台0.12%、墙体0.07%7.配合比略8.使用水泥品种矿渣水泥B类9.单位水泥量288kg/m310.水灰比54.5%11.设计基准強度24N/mm212.浇筑区划(分块、分层)承台H3.0W10.5L50.0墙体1层H4.0W4.406L50.0、2层H4.82W4.406L50.0层13.养护方法和使用模板洒水养护、使用胶合板模板2004/961结构立面图探讨断面2004/962设定温度裂缝指数的目标值参数设定温度解析应力解析温度裂缝指数解析IcrIcr设定值裂缝宽度的解析裂缝対策的探讨结束YesNo开始解析流程解析流程JCMAC12004/963温度解析模型温度应力解析模型基础承台墙体承台墙体2004/964温度解析温度解析结果例结果例232304484394402312承台2004/965动态模拟预测动态模拟预测(温度分布温度分布)2004/966温度温度应力应力解析解析结果例结果例407317325227155163承台2004/967动态模拟预测动态模拟预测(温度应力分布温度应力分布)2004/968407317325227155163裂缝指数裂缝指数解析解析结果例结果例承台2004/969动态模拟预测动态模拟预测(裂缝指数裂缝指数)2004/970裂缝裂缝宽度的预测宽度的预测温度裂缝宽特性值影响因子长边长(m)短边长(m)外部约束度钢筋比()塌落度(cm)单位水泥量(kg/m3)浇筑季节温度下降量()壁厚(m)MAC:
温度裂缝宽特性值K:
系数L:
跨度R:
外部约束度2004/971温温度度裂裂缝缝控控制制措措施施减少裂缝发生确率控制裂缝宽度诱导缝诱导缝诱导缝诱导缝保温养护保温养护保温养护保温养护裂缝控制钢筋裂缝控制钢筋裂缝控制钢筋裂缝控制钢筋实施预冷实施预冷实施预冷实施预冷通水冷却通水冷却通水冷却通水冷却低热水泥使用低热水泥使用低热水泥使用低热水泥使用降低水泥用量使用添加剂控制浇筑层高控制浇筑层高控制浇筑层高控制浇筑层高控制浇筑尺寸控制浇筑尺寸控制浇筑尺寸控制浇筑尺寸2004/972建议措施建议措施nn温度裂缝控制钢筋nn设置诱发施工缝(各层共(各层共44处设置诱导处设置诱导缝)缝)墙体第1层必要钢筋比p()0.27钢筋总截面积(cm2)Asp*(B*D)/10087.75D19钢筋截面积A19(cm2)2.865钢筋根数n=As/A1931根墙体第2层必要钢筋比p()0.12钢筋总截面积(cm2)Asp*(B*D)/10039.0D19钢筋截面积A19(cm2)2.865钢筋根数n=As/A1914根钢筋量2004/973应用范围应用范围nn从使用领域上房屋建筑、道路桥梁、水利工程、地下工程等nn从建设流程上设计阶段、施工阶段、使用阶段nn从建设角色上设计单位、投资单位、施工单位、使用单位要要点点2004/974比较抗裂计算、实测与比较抗裂计算、实测与JCMAC1JCMAC1解析结果解析结果項目1.工程名外高桥电厂二期工程、锅炉基础2.施工地点上海3.施工季节2001年3月下旬4.构造图略正面图立面图平面图5.尺寸H4.75W47.25L616.配筋图7.配合比略8.使用水泥品种矿
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