新型高效混凝土复合早强剂.pdf

第 3 1 卷第 4期 2 0 1 4年 1 2月 土木工程与管理学报 J o u r n a l o f C i v i l E n g i n e e r i n g a n d Ma n a g e me n t V0 l | 31 No 4 De e 2 01 4 新型高效混凝土复合早强剂 张长清， 贺 帅， 查道锋， 方英杰， 刘宗祺， 杜明阳 ( 华中科技大学 土木工程与力学学院， 湖北 武汉4 3 0 0 7 4 ) 摘要： 本文选用亚硝酸钠 、 无水硫酸钠、 三乙醇胺和聚羧酸减水剂为新型高效复合早强剂的掺料， 应用正交实 验方法设计实验， 从而配置新型高效复合早强剂。实验结果表明， 在标准养护条件下， 该新型高效复合早强剂 可以使得使得水泥试件的 1 d强度提高到 1 5 0 ， 3 d 、 7 d 、 2 8 d的强度并没有降低； 同时， 在此基础上， 研究该新 型高效复合早强剂对复掺矿渣以及粉煤灰水泥强度的影响， 结果表明， 与不掺粉煤灰以及矿渣的水泥试块相 比， 当水泥试块的粉煤灰或矿渣的掺量为 1 0 时， 该新型高效复合早强剂可以适当的提高胶凝体系的早期强 度； 但是 ， 当水泥试块的粉煤灰、 矿渣掺量为2 0 及以上时， 胶凝体系与空白组相比， 抗压强度降低。 关键词： 普通硅酸盐水泥； 减水剂； 正交试验； 复合早强剂 中图分类号： T U 5 2 8 0 4 2 1 文献标识码： A 文章编号： 2 0 9 5 - 0 9 8 5 ( 2 0 1 4) 0 4 -0 0 1 7 -05 Re s e a r c h o f Ne w- t y pe Co mpo s i t e Ea r l y St r e n g t h Ac c e l e r a t o r f o r c o nc r e t e Z H A NG C h ，a n g q i n g， H E S h u a i ， Z H A D a o -r e n g ，F A NG r i n g - fi e ， L I U Z o n g - q i ， DU - y a n g ( S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g a n d M e c h a n i c s ，H u a z h o n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， Wu h a n 4 3 0 0 7 4， C h i n a ) Ab s t r a c t ：U, fi n g o r t h o g o n a l e x p e r i me n t a l d e s i g n me t h o d，t h i s p a p e r s t u d i e s t h e o p t i mu m r a t i o o f n e w t y p e c o mpo s i t e e a r l y s t r e n g t h a c c e l e r a t o r wh i c h i n c l u d e s s o d i u m n i t r i t e，a n h y d r o u s s o d i u m s u l f a t e， t r i e t ha n o l a mi n e a n d p o l y c a r b o x y l a t e s u p e r pl a s t i c i z e r I t i s s h o wn i n t h e e x pe rime n t a l r e s u l t t ha t t h e e a r l y s t r e n g t h o f c e me n t s p e c i me n i s d r a ma t i c a l l y i mp r o v e d a f t e r mi x i n g w i t h t h i s a d d i t i v e C o mp a r i n g wi t h t h e c o n t r o l g r o u p，t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f l d c a n r e a c h u p t o 1 5 0wi t h n o f o l l o wi n g s t r e n g t h r e d uc t i o n u n de r t h e s t a n d a r d c u r i n g c o nd i t i o n T he n t h e i n flu e n c e o f t h i s a dd i t i v e t o c e me n t c o n t a i n i n g f l y a s h o r g r o un d g r a n u l a t e d b l a s t - f u r na c e s l a g wa s e x p l o r e d， a n d t h e r e s ul t s s h o w t h a t wh e n t h e mi x i n g a mo u n t o f fly a s h o r s l a g i s 1 0 a n d t h e a mo u n t o f t h e e a r l y s t r e n g t h a c c e l e r a t o r r e ma i n s t h e s a me，c o mp a r i n g wi t h t h e o r d i n a r y Po r t l a n d c e me n t ，t h e e a r l y s t r e ng t h o f t h e c e me nt i t i o us s y s t e m w i l l b e i mp r o v e d b y t h e n e w t y p e c o mp o s i t e e a r l y s t r e n g t h a c c e l e r a t o r I t h a d t o b e me n t i o n e d， wh e n t h e a mo u n t o f mi x t ur e i s e q u a l t o o r g r e a t e r t h a n 2 0 ， t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f t h e c e me n t i t i o us s y s t e m r e d u c e s i n c o n t r a s t wi t h t h e c o n t r o l g r o u p Ke y wor ds： o r d i n a ry P o rtl a nd c e me n t ； wa t e r r e d u c i n g a g e n t ； o rth o g o n a l t e s t ； c o mpo u nd e a r l y s t r e ng t h a g e n t 早强剂可以加快水泥胶凝体系 的水化速度 ， 减少其凝结时间， 有效提高水泥 、 混凝土材料的早 期强度 。早 强剂原料易得 ， 成本低廉 ， 性能稳 定 ， 普适性强 ， 效果显著 ， 被广泛应用于土木工程 行业中 。我国地域幅员辽阔， 各地温差较大， 尤其在北方 ， 冬季施工时温度很低 ， 导致混凝土水 化反应速度降低， 凝结时间变长， 不利于工期及质 量控制。这时采用早强剂可以有效改善并解决这 一 问题E 3 ,4 。 目 前我国较为常用混凝土早强剂主要有氯化 收稿 日期 ： 2 0 1 4 - 0 5 -2 3 修回 日期 ： 2 0 1 4 -0 9 - 2 5 作者简介 ：张长清 ( 1 9 6 4 一 ) ， 男 ， 湖北武汉人 ， 副教授 ， 硕 士， 研究方 向为建筑材料( E ma i l ： c h a n g q i n g z 2 0 0 8 q q c o m) 通讯作者 ：贺帅( 1 9 9 3 一 ) ， 男 ， 山西晋中人 ， 本科 生， 研究方 向为建筑材料 ( E ma i l ： h u s t h e s h u a i 1 6 3 c o m) 1 8。 土木工程与管理学报 2 0 1 4年 物系 、 硫 酸盐 系、 有机物 系及 复合早强剂 。由 于复合早强 剂通 常情况下 比单组分早 强剂效果 好 ， 并且可以弥补其不足， 故本实验着眼于复合早 强剂的配制。硫酸盐 系早强剂 ， 在各种养护条件 下均可提高混凝土的强度 ， 对其后期强度也有一 定程度的增 强 ； 在有机 物系列早强剂 中， 三 乙 醇胺是应用最广泛的， 它不仅可 以提高混凝土 的 早期强度 ， 还可 以增加其 密实度和抗渗性 ； 亚 硝酸钠能够使混凝 土各龄期 的强度得 到平 稳增 长 ， 且其本身又是一种 良好的阻锈剂 ， 可以用于钢 筋混凝土中， 因此采用这三种物质作为早强剂 的 原料 J 。通过大量资料我们发现， 早强剂对于水 泥胶凝体系的强度提升作用有限， 而保持流动性 一 定的情况下通过降低水灰比， 即掺人聚羧酸减 水剂 ， 可以大幅度提高水泥的早期强度 。本 文着眼于研究新型高效复合早强剂， 以达到大幅 度提高水泥早期强度的效果。 1 实验原料及仪器 实验原料包括 ： 华新 P 0 4 2 5普通硅酸盐水 泥 、 无水硫酸钠 ( 分析纯 ， 精细化 工有限公 司) 、 亚 硝酸钠( 分析纯 ， 上海风舜精细化工有 限公 司) 、 三乙醇胺 ( 分析纯 ， 天津市科 密欧化学试剂 有限 公司) 、 聚羧酸减水剂 、 二级粉煤灰与矿渣 。 仪器包括 ： J J 1 型水泥搅拌机 、 4 0 ra m 4 0 m m 水泥模具 、 电子天平 ( 精度 0 0 1 g 及 0 1 g ) 、 Y E 一 3 0型液压式压 力实验机 、 Y Y 4 0 B型标准恒温恒 湿养护箱 、 水泥净浆流动度试验锥模 。 2 实验基本步骤 本次试验主要是通过电阻率实验选 出三种早 强剂 ； 接着通过固定水灰 比来选择减水剂掺量 ， 固 定减水剂掺量来选择水灰比； 通过正交试验来确 定早强剂各组分 的掺量； 最后在水泥 中复掺粉煤 灰与矿渣来模拟实际工程内容。 2 1 电阻率实验 实验步骤： 称量 2 6 0 0 g 水泥， 同时按照表 1 称量出各试剂， 与水泥混合搅拌后， 将其灌入电阻 率实验仪器 中， 记录一天的电阻率变化 。 表 I 电阻率实验各试剂掺量 试剂 硫酸钠三乙醇胺甲酸钙硫酸钾N a N O 。 掺量 1 0 0 3 1 5 1 1 5 2 2流动性实验 2 2 1 固定水灰比探寻减水剂的合适掺入量 配制水灰 比为 0 3的水 泥浆 ， 借助 电子天平 秤量0 2 、 0 5 、 1 减水剂并与水混合， 倒入 水泥搅拌机搅拌。充分拌匀后 ， 按标准流动性测 量程序测量其所对应 的流动性 ， 根据实验所测得 的流动性指标确定减水剂合适掺人量。 2 2 2 以合适减水剂掺量探寻合适实验水灰比 设立水灰 比为 0 4的不添加减水剂空 白组 ， 同时设三组水灰 比分别为 0 2 、 0 2 4 、 0 2 8对照 组 ， 对照组加入 0 5 减水剂与水混合 ( 加入减水 剂后 ， 水的掺入量应扣除相应水 的重量 ) ， 倒入水 泥搅拌机搅拌， 充分拌匀后， 按标准流动性i贝 4 量程 序测量其所对应的流动性 。加入减水剂的三组流 动性数据分别 与空 白组对 照得到最佳减水 剂掺 量 ， 以得到流动性在 1 8 02 2 0 mm之问的组合。 2 3 正交试验 本次试验采用正交设计 ， 可科学分析多因素 对试验的影响。它可在多个试验方案中挑选出代 表性强的因素， 并且通过分析试验结果 ， 直观地判 断出最优方案 ， 亦可作进一步的分析 ， 从而得到更 多有关各因素的潜在信息。本实验采用 L 9 ( 3 3 ) 正交表 ， 因素水平表见表 2 。 表 2正交实验配 比及分组 正交实验设 9组实验 ， 在水灰 比 0 2 4 ， 减水 剂含量 0 5 的水泥浆中掺入三种不 同水平 的早 强剂。 按表 1 称量 N a N O ： 、 N a ： S O 、 三 乙醇胺 ( 表 中 数值均为百分 比， 以水泥质量为基准确定早强剂 掺量) ， 混合搅拌。 配置三乙醇胺溶液 ， 按正交表中所需要 的量 进行稀释 ， 称量 N a N O 、 N a S O ， 混合搅拌 ， 其溶 质含量见表 3所示 ( 表 中数值均为百分 比， 以水 泥质量为基准确定早强剂掺量) 。 表 3 试验正 交设计 因素水平 第4期 张长清等：新型高效混凝土复合早强剂 1 9 配制水灰 比为0 2 4 ， 减水剂含量 0 5 的水 泥浆 ， 将配制好的溶液与水泥一起倒入水泥搅拌 锅中先手工搅拌 后使用 J J 一 1型水泥搅拌机充分 搅拌。充分拌匀后测试水泥浆 的流动性 ， 并倒入 水泥模具 中， 采用人工插捣成型 的方法制作水泥 强度试件。在插捣完毕后进行人工振捣以减少水 泥 中的气孔 ， 制作成边长为 4 0 m m的立方体水泥 试件 ， 放入标准养护箱 中进行标 准养护( 温度 2 0 1 ， 相 对湿度 9 0 以上) ， 养护至 1 、 3 、 7 、 2 8 d 时分别取出 6块 试件进行水泥抗压实验， 取 6块 平均值作为实验结果。 同时 ， 本组实 验设 两组 空 白组 ， 一组水灰 比 0 4不加 减水 剂 以及早 强 剂， 另一 组 水灰 比为 0 2 4 加入 0 5 的减水剂但不 加早强剂 ， 具体操 作步骤同上 。 2 4 矿渣、 粉煤灰实验 后续实验对复掺粉煤灰或矿渣的普通硅酸盐 水泥进行测试 ， 以探究该最佳掺量对掺粉煤灰 、 矿 渣 的普通硅酸盐水泥的早强效果 。实验选用水灰 比0 3 ， 减水剂含量 0 5 以及最佳配 比的早强 剂 ， 实验步骤 同前。对 照组实验仅将其 中部分水 泥替换为 1 0 、 2 0 、 3 0 的粉煤灰或矿渣 ， 其他 掺人量将保持不变， 具体掺量见下表 3 。 表 4 粉煤灰及矿渣配 比 g 注： 该空白组用来 怍为与复掺粉煤灰或矿渣水泥的对比试验。 3 实验结果与分 析 3 1 电阻率实验 相关电阻率分布见图 1 。 0 2 00 加 O 60 0 8 00 1 00 0 1 20 0 1 400 时 间 mi n 图 1 电阻率分 布 水泥浆 的电阻率能反 映水泥 的水化过程 ， 根 据其电阻率发展 的特征 曲线 ， 可将水泥水化过程 分为溶解期 、 诱导形成期 和诱导期 、 凝结硬化期。 其中， 凝结硬化期阶段 ， 其 电阻率特征曲线明显加 速上升。曲线的上升拐点出现越早 ， 斜率越大 ， 说 明其早强效果就越好 。从电阻率随时间变化 的曲线图中可知， 三乙醇胺和 甲酸钙的拐点 出现 较早 ， 但由于 甲酸钙在后期的电阻率增长较慢 ， 因 此不考虑 甲酸钙作为本次实验 的早强剂 。在剩下 的几种早强剂 中， 虽然其出现拐点时问都相对较 晚， 但由于硫酸钠的电阻率随时间变化增长较快， 因此将其作为本次实验的早强剂之一。 3 2 流动性实验 试验后得到的实验数据见下表 5 。 表 5 流动性与减水剂掺量关系 经多方 面考虑 ， 为保证流动性在合适范围内， 考虑到流动性在 1 8 0 2 2 0 m m范围内效果较好， 但 是聚羧酸减水剂 的推荐掺量在 0 5 1 5 之间， 为了保证掺减水剂有效果且其效果较好 ， 选择 0 5 的掺量， 这也是后面选择降低水灰比的原因。 表 6 流动性与水灰比关系 实验可得水灰比为 0 2 0和 0 2 4的水泥浆流 动性均在 1 8 0 2 2 0 mm范 围内， 效果较好 ， 但 由 于水灰 比太小 ， 其工程意义不大， 故选用 0 2 4作 为正式实验所用水灰 比。 3 3 复合早强剂最佳配合 比的确定 3 3 1 抗压 强 度 由标准抗压实验得到的数据表 7所示 。 表 7 正交试验抗压强度 MP a 9 8 7 6 5 4 3 2 O g 一 q 2 0 土木工程与管理学报 2 0 1 4年 3 3 2正交实验流动性分析 表 8 正交试 验流 动性 c作用效果不显著， 从经济性 的角度， 可选择 1 1 1 1 1 1 A3 BI C1； 试样编号 流动性 ( 2 ) 对 于 3 d强度 ， B因子显著 ， A较显著， C 第一组 9 5 第 二组 8 7 第三组 7 8 第 四组 1 2 3 第 五组 9 6 第六组 7 5 第七组 1 2 5 第八组 7 3 第九组 7 6 根据实验结果 ， 增加硫酸钠 的用量可以降低 水泥浆的流动性 ， 具有增稠效果。 3 3 3 极差分析 根据正交试验分析法对以上数据进行极差分 析 ， 把抗压强度随各个水平因素的变化情况用下 图表示 出来 ， 见图 2 。 三 乙醇 胺 掺量 图 2 正交试验极差分析 根据上 图可 以得到相关的极差数据 ， 见下表 。 表 9 极差分析数据 由正交分析原理可得 ， 某水平 因素 的极差越 大 ， 则该因素的变化对结果的影响就越大 ， 该因素 即为主要因素。在 1 、 3 、 7 d龄期 ， 硫酸钠、 三乙醇 胺 、 亚硝酸钠的极差分别最大 ， 由此可得出在相应 龄期 内其早强效果更为显著的结论。 3 3 4 方 差分 析 正交试验中， 方差数据体现了该因子在所测 数据中的贡献作用大小( 如 1 d 强度实验中， 因子 A均方差较大， F值较大， 体现 A因子 1 d强度实 验中的强度贡献作用更大) 。F值越大 ， 其贡献越 大 ， 且当 F值大 于 9时该 因素对实验影 响显著。 对此处方差实验数据进行分析 ， 可得 出以下结论 ： ( 1 ) 对于 1 d 强度， A因子作用效果显著， B 、 不显著， 则选择 A 3 B 1 c 1 ； ( 3 ) 对于 7 d强度 ， 因子 A、 B、 c作用效果均 不显著 ， 同时考虑经济性要求 ， 则选择 A 2 B 1 C 1 ； ( 4 ) 对于 2 8 d强度 ， 因子 A、 B 、 C作用效果均 不显著 ， 则选择 A 3 B 1 C 1 。 表 1 0 方差分析数据 根据正交试验结果选 择 A 3 B 1 C 1即硫酸 钠 1 5 、 三乙醇胺 0 0 2 、 亚硝酸钠 0 5 作为最 佳掺量组合 。以此重做 验证试验 ， 实现了 1 d强 度 5 6 0 M p a ， 3 d强度 6 8 7 Mp a的优 良早强 效 果。试验数据显示 1 d试验强度与 0 2 4水灰 比 时添加减水剂空白组相对 比提高了 5 0 。 表 l 1 各组强度对 比 MP a 注 ： D代表空 白组 ， 即 0 2 4水灰 比和 0 5 的减水剂 ， 作 为 比较只掺减水剂下的强度提高的对照组； E代表硫酸钠、 三乙醇 胺 、 硝酸钠 的含量分别为 1 5 0 、 0 5 0 、 0 0 2 的最佳配 比， 作 为 比较只掺早强剂下的强度提高 的对 照组 ； F代表最佳配 比以及 0 3水灰 比， 用于对比最佳掺量下其强度提高程度。 由实验数据可知采用最佳组合配比， 与不加 入早强剂相 比可使 1 、 3 、 7 、 2 8 d强度分别提 高到 1 5 0 、 l 1 2 、 l 1 3 、 1 0 8 ； 水灰比增加会使每个 第 4期 张长清等： 新型高效混凝土复合早强剂 2 l 龄期的强度相应降低 。 3 4粉煤灰、 矿渣实验 粉煤灰 、 矿渣抗压强度试验结果见表 1 2 。 表 1 2 粉煤灰与矿渣试验强度 山 魑 日 鼎 粉煤灰、 矿渣掺量对强度影响见图3和图4 。 1 3 7 28 时 间 d 图3 粉煤灰掺量对水泥强度影响趋势 图4 矿碴掺量对水泥强度影响趋势 ( 1 ) 对粉煤灰实验结果进行分析得 出： 加入少量粉煤灰 ( 1 0 ) 可使普 通硅酸盐水 泥 1 d抗压强度 4 1 8 Mp a提高到 5 1 7 MP a ， 提高 幅度约 2 3 9 8 ； 3 d强度 由6 3 0 M P a提高到 7 0 1 MP a ， 提高幅度为 1 1 2 。但随着掺量的逐 渐增加 ， 1 d强度显 著下降。3 0 粉煤灰掺 量对 应 1 d强度为 3 4 7 M P a ， 比普通硅酸盐水泥下降 了 1 7 O ； 3 d强度为4 8 4 MP a ， 比普通硅酸盐水 泥下降了 2 3 2 。 ( 2 ) 对矿渣实验结果进行分析得出： 加入少量矿渣( 1 0 ) 可使普通硅酸盐水泥 1 d抗压强度 4 1 8 MP a 提高到 4 8 6 MP a ， 提高幅度 约 1 6 3 ； 3 d强 度 由 6 3 0 MP a提 高到 6 6 5 M P a ， 提高幅度为 5 6 。但随着掺量的逐渐增 加 ， 1 d强度逐渐下降。3 0 粉煤灰掺量对应 1 d 强度为 4 1 7 MP a ， 与普通硅酸盐水泥强度一致 ； 3 d强度 为 5 8 0 MP a ， 比普通 硅酸盐水 泥下 降 了 7 9 。与粉煤灰相 比矿渣对水泥早强 的提高效 果温和许多。 4 实验结论 ( 1 )该 复 合 早 强 剂 的 最 佳 组 合 配 比 为 A 3 B 1 C 1 ， 即硫酸钠 、 三乙醇胺 、 硝酸钠的含量分别 为 1 5 0 、 0 5 0 、 0 0 2 ， 同时加入 0 5 的减 水剂 。其 1 d试验 强度与空 白组相对 比提高到 1 5 0 ， 3 d强度提高到 1 1 2 ， 7 d和 2 8 d强度不 降低 。 ( 2 ) 加入 1 0 的粉煤灰可使普通硅酸盐水泥 1 d 、 3 d抗压强度分别提高到 1 2 4 0 、 1 1 1 2 。 但掺量过大时， 抗压强度与普通硅酸盐水泥相比 会有下降了。 ( 3 ) 加入 1 0 矿渣可使普通硅酸盐水泥 1 d 、 3 d抗压强度分别提高到 1 1 6 3 、1 0 5 6 。但 掺量过大时， 抗压强度与普通硅 酸盐水泥相 比无 促进作用。 参考文献 1 熊大玉， 王小虹 混凝土外加剂 M 北京：化学工 业出版社 ， 2 0 0 2 - 2 卢璋， 吴佩刚， 顾德珍 昆 凝土外加剂概论 M 北京 ： 清华大学 出版社 ， 1 9 8 5 3 陈文豹， 田 培， 李功洲， 等 混凝土外加剂及其在 工程中的应用 M 北京： 煤炭工业出版社 ， 1 9 9 8 4 赵勇， 白宏伟 早强剂对混凝土性能的影响 J 辽宁建材， 2 0 0 9 ， ( 7 ) ：1 9 2 1 5 石运中， 王琦 ， 田陆飞， 等 新型复合高效早强剂 的研制 J 商品混凝土， 2 0 1 0 ，( 8 ) ： 4 5 47 6 王玉锁， 叶跃忠， 钟新樵 ， 等 新型混凝土早强剂的 应用研究现状 J 四川建 筑， 2 0 0 5 ， 2 5( 4 ) ：1 0 5 1 0 6 7 李献 民， 谭 金海 ， 雷 成慧三 乙醇胺 在 混凝 土工 程 中的应用 J 电力建设， 1 9 9 5 ， ( 2 ) ： 4 0 41 8 赵明明， 辛运来， 王亮无机盐类早强剂与聚羧 酸高效减水剂复配研究 J 混凝 土， 2 0 1 1 ， ( 4) ： 9 1 - 9 4 9 贺帅 ， 张长清， 刘宗祺 ， 等 水泥复合早强剂及硝 酸锂早强效果的研究 J 商品混凝土， 2 0 1 3 ， ( 1 0 ) ： 2 8 3 0 1 0 雷西萍 复配型早强减水剂的制备与性能研究 J 硅酸盐通报 ， 2 0 1 0 ， 2 9 ( 4 ) ： 9 4 8 - 9 5 2 ( 下转第 2 8页) 2 8 土木工程与管理学报 2 0 1 4年 从表 4可以看出， 在应力方面 ， 不论设置多宽 的倒角， 其最大第一主拉应力值相比于不设置倒 角时 ， 都有一定程度的降低 ， 并且随着倒角宽度的 增加 ， 最大第一主拉应力值降低 的比率也会 随之 增加 ， 最大可以达到 2 0左右 。在位移方面 ， 桥 台的最大顺桥向位移和桥台的最大横桥向位移相 比于不设置倒角时都有一定程度的降低。并且， 无论桥台最大顺桥 向位移还是桥台最大横桥向位 移， 其位移的降低比率都会随着倒角宽度的增加 而增加 。从表中可以看 出， 设置倒角宽度相同时 ， 桥 台最大顺桥向位移值降低的比率永远大于桥台 最大横桥向位移值降低的比率， 并且随着桥台设 置倒角宽度的增加 ， 这种差别会越来越大 ， 出现这 种现象的原因， 主要是桥 台顺桥向位移 出现在桥 台前墙中部 ， 而设置倒角就好像对桥 台前墙设置 一 对横撑 ， 能有效地增加桥台前墙刚度 ， 从而有效 地减小桥台的顺桥向位移， 如表中所示， 当设置宽 度为3 m的倒角时， 桥台最大顺桥向位移降低了 将近 3 5 ， 而桥台最大横桥 向位移只降低 7左 右 。 4 结 论 ( 1 ) 无论 U型桥台的高度和宽度如何改变 ， 桥台最大第一主拉应力总是在桥台侧墙和前墙交 角处 ， 位置处于桥台高度的 2 H 3处左右 ； ( 2 ) 桥台宽度不变时 ， 随着桥 台高度的变大 ， 桥台最大第一主拉应力也随之变大； 桥台高度不 变时 ， 随着桥 台宽度 的增加 ， 桥台最大第一主拉应 力也随之增加； 桥台高度和宽度都不变时， 随着桥 台台后填土含水率的增加 ， 桥 台最大第一 主拉应 力也随之增加 ； ( 3 ) 采用前墙布置锚杆加 固 u型桥 台时 ， 桥 台的最大第一主拉应力和最大顺桥向位移均明显 减小， 桥台最大横桥向位移有微小增加， 因而该加 固方式的不足是无法减小桥台最大横桥向位移 ； ( 4 )采用侧墙对拉钢绞线加 固 U型桥台时 ， 桥台的最大第一主拉应力和最大横桥向位移均明 显减小 ， 桥台最大顺桥向位移有微小增加 ， 因而该 加 固方式的不足是不能减小桥 台最 大顺 桥 向位 移 ； ( 5 ) 采用浇筑钢筋混凝土圈梁加固 u型桥 台 时 ， 桥台的最大第一主拉应力、 最大顺桥 向位移和 最大横桥向位移均 明显减小 ； 综上所述 ， U型桥 台出现过大主拉应力而引 起桥台出现裂缝 ， 其根源主要是 台背填土引起 的 土压力过大所致。前墙布置锚杆加固法 、 侧墙对 拉钢绞线加 固法 、 钢筋混凝土圈梁加 固法以及倒 角加固法等方式加固 U型桥 台， 可 以有效地减小 桥台受力和位移效应 ， 可因地制宜采用 。 参考文献 1 范立础桥梁工程 M 北京： 人 民交通出版社 ， 20 01 2 周水兴， 胡娟 ， 张敏重力式桥台开裂的机理 分析 J 重庆交通学院学报， 2 0 0 5 ，( 4 ) ： 9 - 1 2 3 李茂盛重力式 U型桥台典型病害及加固方法研 究 D 重庆： 重庆交通大学， 2 0 1 1 4 刘景生，汪为奇U型桥台病害分析及对策 J 华东公路， 2 0 0 0 ，( 4 ) ： 4 7 48 5 We i T i a n ， X u e D o n g G u o F i n i t e e l e m e n t a n a l y s i s a n d r e i n f o r c e me n t o f g r a v i t y a b u t m e n t s c r a c k J A p p l i e d Me c h a n i c s a n d Ma t e r i a l s，2 01 3，4 0 5- 4 08：771 77 4 6 田国旺 重力 式斜交 U型高桥 台加 固的非 线性有 限元数值模 拟研究 J 吉林 交通科 技，2 0 1 0 ， ( 4 ) ： 3 9 -43 7 门广鑫重力式 U型桥台开裂的非线性有限元模 拟分析 J 北方交通， 2 0 0 9 ，( 4 ) ： 7 2 - 7 4 8 张俭U型桥台典型病害分析与维修加固 J 公路 ， 2 0 0 9 ，( 1 0 ) ： 4 9 - 5 4 9 赵 锋预应力锚杆在桥台加 固工程中的应用 J 中南公路工程， 2 0 0 0 ， 2 5 ( 3 ) ： 5 4 - 5 9 1 0 李相勇预应力锚索技术在危桥桥台加固中的应 用 J 路基工程， 2 0 0 3 ，( s 1 ) ： 6 6 - 6 8 ( 上接第 2 1页) 1 1 郭鑫祺 ， 于飞宇 早强型聚羧酸系高性能减水剂的 研制与应用 J 福建建筑 ， 2 0 0 8 ， ( 1 0 ) ： 4 8 5 0 1 2 罗慧， 杨勇 N F早强高效减水剂在高性能混凝 土中的应用 J 西部探矿工程， 2 0 0 6 ， ( 5 ) ：2 5 3 2 5 8 1 3 郭延辉， 郭京育 ， 赵霄龙， 等 聚羧酸系高性能减水 剂及其应用技术的现状和发展趋势 c 韩素芳， 张秀芳 ， 路来军， 等全国高性能混凝土和矿物掺 合料的研究与工程应用技术交流会论文集 2 0 0 6 ： 4 7 9 -48 5 1 4 孙振平， 王玲 如何安全高效地应用聚羧酸系减 水剂 J 混凝土 ， 2 0 0 7 ，( 6 ) ： 3 5 - 3 8 1 5 魏小胜， 严悍东，张长清 工程材料 M 武汉： 武 汉工业大学， 1 9 9 8 1 6 魏小胜， 肖莲珍 ， 李宗津 采用电阻率法研究水泥水 化过程 J 硅酸盐学报 ， 2 0 0 4， ( 1 ) ： 3 4 3 8