“双掺”技术在三峡永久船闸输水系统混凝土中的应用

“双掺”技术已在水工混凝土中普遍应用，但在过水建筑物混土中较少采用。通过三峡工程永久闸地下输水系统混凝土配合比试验研究，讨论混凝土配合比中粉煤灰，高效减水剂、引水剂联掺对地下工程衬砌混凝土的改性作用，提出在控制水灰比和粉煤灰掺量的情况下，“双掺”技术对水工隧洞混凝土衬砌工程也具有良好的技术经济效益。     

粉煤灰在水工隧洞工程中的应用

粉煤灰为燃煤电厂的副产品,混凝土中掺用粉煤灰具有降低水化热的优点,且能取得显著的技术经济效益。近年采国外又在水工隧洞、调压井、溢洪道护坦和边墙等水工建筑物的混凝土中掺用粉煤灰,主要目的是增加混凝土的抗蚀性,改善其抗渗性,提高混凝土的耐久性。本文介绍的水工隧洞的混凝土,在衬砌时掺用粉煤灰的情况,并以英国迪诺威克(Dinorwic)抽水蓄能电站实例加以说明。     

掺粉煤灰水工混凝土配合比的设计方法研讨

在水工混凝土施工过程中,一般会掺入一定量的粉煤灰来取代一部分水泥的使用量。文章重点对掺粉煤灰水工混凝土配合比设计方法进行探讨。     

水工混凝土抗碳化性能试验研究

采用快速碳化试验探究了胶材用量、水胶比、单掺和双掺掺合料,对水工混凝土抗碳化性能的影响作用。结果表明：水胶比越小混凝土碳化深度越低,水胶比相同时碳化深度随胶凝材料用量的增加未明显降低;粉煤灰的掺入会降低抗碳化性能,随矿粉掺量增加试块的28d龄期碳化深度减小,矿粉与粉煤灰双掺优于单掺时的抗碳化性,可以为保证水工混凝土抗碳化性能及其配合比参数优化设计提供数据支持。     

掺粉煤灰泵送混凝土在水工隧洞工程中的应用前景

结合云南东河水库的施工实践，选取掺粉煤灰泵送混凝土作为研究对象，通过正交试验得到了最优配合比用于泄洪输水隧洞的施工，其现场质量评价结果表明：在泵送混凝土中掺用粉煤灰将可显著改善拌和物的和易性以满足泵送施工要求、提高混凝土浇筑质量、增强结构体密实度并节约工期，在水工隧洞工程中具有广泛的应用前景。     

渠道衬砌板水下不分散混凝土的配合比设计与性能研究

针对调水工程输水工况下输水渠道衬砌板破损修复难题,开展了适用于渠道衬砌板水下修复混凝土的制备与性能研究。采用水工自密实混凝土设计方法进行水下不分散混凝土的配合比设计,在满足水工自密实混凝土流动度和强度要求的基础上,通过掺入聚丙烯酰胺絮凝剂和硅粉提高混凝土的水下抗分散性能,并研究掺合料品种与掺量、水粉比、砂率、施工方式等因素对混凝土流动性、抗分散性和抗压强度的影响。研究结果表明,在采用倾倒法进行水下施工时,粉煤灰掺量25%、硅粉掺量15%,水粉比1.0,砂率42%的水下不分散混凝土可满足衬砌板水下施工要求。与单掺粉煤灰相比,复掺粉煤灰和硅粉可有效增强水下不分散混凝土的抗分散性和抗压强度并改善流动性。在保证流动性前提下,适当降低水粉比和砂率有利于提高水下不分散混凝土的抗分散性和抗压强度;采用导管法施工混凝土强度损失较小,90 d龄期水下混凝土强度与陆上混凝土强度相当。     

渠道衬砌板水下不分散混凝土的配合比设计与性能研究

针对调水工程输水工况下输水渠道衬砌板破损修复难题,开展了适用于渠道衬砌板水下修复混凝土的制备与性能研究。采用水工自密实混凝土设计方法进行水下不分散混凝土的配合比设计,在满足水工自密实混凝土流动度和强度要求的基础上,通过掺入聚丙烯酰胺絮凝剂和硅粉提高混凝土的水下抗分散性能,并研究掺合料品种与掺量、水粉比、砂率、施工方式等因素对混凝土流动性、抗分散性和抗压强度的影响。研究结果表明,在采用倾倒法进行水下施工时,粉煤灰掺量25%、硅粉掺量15%,水粉比1.0,砂率42%的水下不分散混凝土可满足衬砌板水下施工要求。与单掺粉煤灰相比,复掺粉煤灰和硅粉可有效增强水下不分散混凝土的抗分散性和抗压强度并改善流动性。在保证流动性前提下,适当降低水粉比和砂率有利于提高水下不分散混凝土的抗分散性和抗压强度;采用导管法施工混凝土强度损失较小,90 d龄期水下混凝土强度与陆上混凝土强度相当。     

水工碾压混凝土配合比正交设计

高掺粉煤灰、低水泥用量、中等胶凝材料、低Vc值,是目前碾压混凝土配合比设计的指导思想.单位用水量、水胶比、粉煤灰掺量和砂率是碾压混凝土配合比设计的四个主要参数.本次试验是通过正变试验的分析和计算,确定满足设计要求的水工碾压混疑土配合比参数,探讨水工碾压混凝土配合比设计的方法.     

掺矿渣微粉和粉煤灰的混凝土性能试验研究

对单掺粉煤灰、单掺矿渣微粉、矿渣微粉与粉煤灰双掺的混凝土进行了多种配合比的性能试验。结果表明，掺粉煤灰可显著降低混凝土的单位用水量，改善混凝土拌和物的和易性，但同时也使其早期强度降低。掺矿渣微粉虽不能显著降低混凝土的单位用水量，但可提高混凝土的强度，而且在冻融循环过程中的质量损失也比掺粉煤灰混凝土的小。矿渣微粉与粉煤灰双掺，不仅可以改善混凝土拌和物的性能，而且可以提高混凝土的早期强度，矿渣微粉和粉煤灰双掺可达到优势互补的综合效果。     

"多掺技术"在面板混凝土中的应用

以临海市牛头山水库面板混凝土配合比设计研究为例，阐述了“多掺技术”（即掺加减水剂、引水剂、粉煤灰、膨胀剂等用于面板混凝土）的特点及其作用，认为“多掺技术”对改善混凝土性能具有良好的效果。     

特细砂混凝土在东西关水电工程中的应用

东西关水电站采用的特细砂配制水工混凝土。为改善其性能，采用了低砂率，低陷度，高掺粉煤灰及掺和减水剂等措施，有效地降低了水泥用量，改善了混凝土的和易性，降低了绝热温升，提高了混凝土的抗渗及抗裂性能，并可采用大仓面通仓薄层浇筑方法，该电站混凝土质量改良，未发现裂缝，强度保证率达９０．７％～９７．９％，匀质性指标优秀，经济效益显著。     

高压水工隧洞BFRP网格增强钢筋混凝土衬砌试验研究

为探究玄武岩纤维增强树脂复合材料网格(简称BFRP网格)对高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌结构裂缝控制能力及承载能力的增强作用,进行了高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌结构模型对比试验,试验采用真实高压水加载。通过对隧洞模型内壁环向变形监测,以及通过声发射系统对模型在加载全过程中的声发射信息监测,对比分析了BFRP网格对裂缝产生及扩展的影响。研究结果显示,与常规混凝土衬砌结构模型相比较,BFRP网格增强钢筋混凝土衬砌结构模型的极限承载力提高21%、宏观裂缝最大开度减少了68%、宏观裂缝空间分布更为分散;开裂前内壁环向拉应变增大了81%,开裂时的声发射绝对能量占加载过程中声发射总累积绝对能量的33.78%(前者为99.38%),主要破坏模式表现为韧性破坏。可见,BFRP网格可显著提高高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌结构的裂缝控制能力和承载能力。     

白莲河抽水蓄能电站面板混凝土性能试验研究

在面板混凝土性能试验中,采用品质优良的高效减水剂、引气剂及I级粉煤灰,严格限制水胶比,适当增大粉煤灰掺量,优选出面板混凝土配合比,其单位用水量及水泥用量少,力学性能满足设计要求.     

三峡工程大坝混凝土的配合比设计

为了节约水泥,改善混凝土的性能,特别是提高混凝土的耐久性,在三峡工程大坝混凝土配合比设计时采取了选用品质优良的缓凝高效减水剂、全面掺用引气剂、掺用优质I级粉煤灰、严格限制水胶比、适当增大粉煤灰掺量等技术措施,使优选出的大坝混凝土不但配合比各项指标满足设计技术要求,而且具有单位用水量小、水泥用量少、耐久性好等特点。     

高温热害水工隧洞支护结构受力分析数值模拟研究

为得到高温热害水工隧洞支护结构的受力机理,以新疆某引水隧洞为例,通过理论计算并使用ANSYS建立热-固耦合模型,对高温热害隧洞支护结构的受力特征进行了计算和分析。结果表明:在围岩与混凝土间设置隔热层能显著改善一期混凝土衬砌的受力情况,衬砌平均应力减小约46%,对二期混凝土无明显影响;隔热层会使支护结构的平均位移增大约14%;隔热层能显著提高一、二期混凝土的安全系数,其均值>1。对隧洞进行喷锚支护并对二期混凝土进行配筋后,隔热层+一期混凝土+二期钢筋混凝土组成的支护结构可以满足工程安全性的要求,可应用于实际工程中。     

三峡工程大坝混凝土的配合比设计

为了节约水泥 ,改善混凝土的性能 ,特别是提高混凝土的耐久性 ,在三峡工程大坝混凝土配合比设计时采取了选用品质优良的缓凝高效减水剂、全面掺用引气剂、掺用优质I级粉煤灰、严格限制水胶比、适当增大粉煤灰掺量等技术措施 ,使优选出的大坝混凝土不但配合比各项指标满足设计技术要求 ,而且具有单位用水量小、水泥用量少、耐久性好等特点。     

水工隧洞衬砌结构非线性地震响应分析

为了合理描述水工隧洞衬砌混凝土的非线性力学特性,采用塑性损伤模型模拟了混凝土材料在地震荷载作用下的本构关系。在此基础上,通过将混凝土刚度与钢筋材料刚度叠加来考虑衬砌中钢筋结构对衬砌刚度的强化作用,并基于此建立了衬砌结构非线性有限元分析模型。结合动力时程法模拟衬砌结构地震响应全过程,建立了完整的衬砌结构地震响应分析模型。通过将该模型应用于某水工隧洞地震响应数值计算中,分析了衬砌结构非线性地震响应特征。结果显示:地震过程中衬砌结构腰部的位移响应较大,衬砌结构整体产生了较为明显的结构变形,导致衬砌腰部最大拉应力达到了1.3MPa左右并超过了混凝土抗拉强度;震后衬砌结构内侧受到附加动水压力的影响,导致其损伤程度较大,损伤最为严重的区域主要分布在衬砌腰部,最大损伤系数达到了0.7左右。     

复掺石灰石粉和粉煤灰在西藏地区水工混凝土中应用试验研究

受客观条件的限制,西藏地区水电工程中混凝土掺和料需从内地长距离运输获得,这样不但增加了工程造价,同时也存在着由于掺和料供应不及时而影响工程进度的风险。结合西藏水电工程的实际,开展的复掺石灰石粉和Ⅱ级粉煤灰作为混凝土掺和料的试验。研究结果表明：复掺部分石灰石粉能改善混凝土的孔隙结构,提高混凝土的性能,可以配制满足设计要求的水工混凝土。将石灰石粉作为掺和料用于西藏地区水电工程的混凝土在技术上是可行的。     

水工压力隧洞结构设计若干关键问题刍析

据水工压力隧洞结构与荷载特点,讨论了水工压力隧洞最小覆盖厚度、主应力大小顺序、外水荷载、钢筋混凝土衬砌轴向裂缝与限裂设计、衬砌伸缩缝间距设计与环向裂缝开展等涉及水工压力隧洞结构设计诸多复杂问题,探讨了解决上述疑难问题的计算模型与计算方法,强调为保证水工压力隧洞衬砌与围岩联合承载,应重视水工隧洞回填灌浆与高压隧洞固结灌浆.     

基于三参数强度准则的煤矿立井井壁 流固耦合理论分析

将煤矿立井混凝土井壁视为多孔介质,考虑地下水渗流作用的影响,应用三参数强度准则和弹塑性力学理论,推导出了立井混凝土井壁弹性区和塑性区应力的解析表达式,以及井壁承受的地下水压力P₀与塑性区半径r_p之间的解析表达式。计算结果表明当不考虑渗流作用时,井壁的极限承载力最大,井壁的环向压应力σ_θ是混凝土立方体单轴抗压强度的2.7倍左右;考虑渗流作用时,井壁所能承受的极限水压力P_c随混凝土孔隙率β增加而逐渐减小,当β=0.2时,井壁的环向压应力σ_θ是混凝土单轴抗压强度的2.4倍左右,故渗流作用对井壁应力分布影响很大;随着地下水压力的增大,处于弹性区的井壁混凝土径向压应力σ_r和环向压应力σ_θ逐渐增加,而当地下水压力增加,达到塑性半径所对应的极限荷载后,该位置的井壁混凝土径向和环向应力则保持不变。该成果为立井井壁结构设计提供了一定的理论参考。