提高混凝土抗渗性能的关键技术措施研究

本文针对提高混凝土抗渗性能的问题,扼要综述了国内外混凝土抗渗耐久性的技术现状。叙述了利用矿物和复合掺入来改善混凝土抗渗耐久性的有效措施     

高性能泡沫混凝土防水性能试验研究

为研究出一种新型高性能防水型泡沫混凝土,对其防水性能进行研究。通过在普通高性能泡沫混凝土中加入一定量的硬脂酸锌乳液防水剂配制成一种新型高性能泡沫混凝土测试其不同防水剂掺量和水灰比对泡沫混凝土的抗压强度、吸水率及抗渗高度的影响,并将试验结果进行对比分析,得到当水灰比为0.35,防水剂的掺量为2%时,吸水率为所有试验对照组最低,此时泡沫混凝土的防水效果最好,吸水率为最低。     

无机盐类外加剂对混凝土渗透性影响的正交设计研究

以NaCl、NaNO2和Na2SO4三种无机盐为代表,利用正交设计的方法,研究了含盐外加剂对混凝土抗渗性的影响。正交试验表明,水胶比是影响混凝土抗压强度和氯离子扩散系数的最主要因素。三种无机盐中,NaCl对混凝土28d氯离子扩散系数的影响最大。总体来看,无机盐的掺入能提高混凝土抗氯离子渗透性能。     

冻结法施工井壁中高强高性能混凝土研制应用

为了提高矿井混凝土结构的耐久性和安全性,针对深厚表土层冻结井壁混凝土的特点,采用优化方法,对深厚表土层冻结井壁高强高性能混凝土进行了配合比设计,研究了高强高性能混凝土的拌合物性能、力学性能、干缩、绝热温升和抗渗、抗冻、抗氯离子渗透性能.结果表明:制备的高强高性能混凝土的主要技术指标能够满足设计要求,且在龙固煤矿副井井筒成功施工井筒深度367 m,在郓城煤矿副井成功施工滑模套壁深度581 m.     

石墨尾矿混凝土耐久性与抗氯离子侵蚀性研究

以石墨尾矿为研究对象,研究石墨尾矿不同掺量对混凝土结构耐久性、抗渗性、收缩性以及受氯离子侵 蚀性等特性的影响机制。 结果表明:随着石墨尾矿掺量的增加,石墨尾矿混凝土的相对渗透系数呈现出先增大后减 小的变化趋势,且当石墨掺入量超过 30%时,石墨改良混凝土的抗渗性能下降。 随着石墨尾矿掺量的增大,在取样深 度为 0~ 5 mm 时混凝土试样中氯离子含量呈现出先增大再减小后增大的变化趋势,在取样深度为 5~ 10 mm 和 10~ 15 mm 时混凝土试样中氯离子含量呈现出逐渐减小的变化趋势,在取样深度为 15 ~ 20 mm 时混凝土试样中氯离子含量 呈现出先减小后增大再减小的变化趋势。     

磷石膏制备胶结材和混凝土的研究

以磷石膏作为掺合料替代部分水泥、添加聚羧酸减水剂,制备了胶结材和混凝土,并对其性能进行了研究。结果表明:掺入5%的磷石膏的胶砂试块的抗压抗折强度均满足P.O42.5水泥的指标要求,掺入10%~15%的磷石膏的胶砂试块抗压抗折强度能达到P.O32.5水泥的指标要求,胶砂试块的凝结时间及安定性均合格;采用磷石膏替代小于等于25%的水泥、添加2.0%~2.3%的聚羧酸减水剂可以配制C30混凝土,抗渗性能达到P12抗渗等级要求。     

钢渣矿渣复合微粉作C40混凝土掺合料的研究

以矿渣、钢渣磨细粉按1∶4比例复合双掺作混凝土掺合料,用于C40混凝土中,掺入量在0%～80%,结果表明,在一定的基准配合比条件下,钢矿复合渣微粉掺量占胶凝材料0%～70%,混凝土强度指标达到规定要求.矿渣钢渣复合渣微粉掺量在20%～70%时,在C40混凝土中其抗渗性、收缩性、抗冻性等方面的性能优良.     

聚丙烯纤维喷射混凝土抗渗性能试验研究及机理分析

在非(少)降水或止水施工的地下与隧道工程建设中,喷射混凝土的抗渗性能已引起广泛关注。以不同纤维长度、水泥用量、砂率和水灰比为因素水平,利用正交试验方法,得出了聚丙烯纤维喷射混凝土(PP/SC)最佳配合比。通过灰色关联系数分析及方差分析,得出各因素水平与抗渗性能之间的关联程度和影响顺序;利用MATLAB数据拟合的方法,拟合出砂率与纤维长度抗渗性能目标函数;借助扫描电镜,对PP/SC的微观结构及抗渗机理做了分析。研究结果表明:各因素对PP/SC抗渗性能的影响顺序为:砂率纤维长度水灰比水泥用量;砂率取49.12%,纤维长度为21 mm时,PP/SC抗渗性能最优;聚丙烯纤维的掺入,抑制了PP/SC微裂纹的产生与发展,优化了基体界面过渡区,使其体现出了高阻裂和高阻渗的特性。     

矿用高性能聚合物改性混凝土的应用研究

为了解决普通混凝土在井巷施工和使用过程中存在脆性大、柔性不足等问题,研制出一种矿用高性能聚合物改性混凝土.通过正交试验研究了聚丙烯酸乳液和苯丙乳液,聚灰比、水灰比、减水剂掺量和砂率对混凝土力学性能的影响,确定了矿用高性能聚合物改性混凝土的配合比,并进行了井下试验,分析了该混凝土修补巷道裂缝的机理.结果表明:聚丙烯酸酯乳液对混凝土有更好的改性作用.与普通混凝土相比,研制的聚合物改性混凝土抗折强度提高了39.3%,劈裂抗拉强度提高了53.1%,黏结强度提高了73.0%,抗渗性提高了83.3%.     

C100高性能混凝土配合比试验研究

在原材料筛选试验基础上,采用掺入活性矿物掺合料、高效减水剂的方法进行高性能混凝土试配.根据全计算配合比设计及四因素三水平正交试验结果,优选出了符合深冻结井筒筑壁施工要求的C100高性能混凝土配合比.提出了C100高性能混凝土适宜的水泥品种及用量、水胶比、砂率、矿物掺合料种类及用量、聚羧酸系高效减水剂用量等.     

低强度抗冻抗渗混凝土配合比设计及其力学特性

通过对低强度混凝土配合比进行优化设计，并开展混凝土的抗冻、抗渗和力学等性能的试验研究。分别研究了最优水灰比、引气剂掺量等因素对混凝土抗冻性能的影响，并在上述条件下研究了其对强度和抗渗等性能的影响，以及饱和与自然养护条件下混凝土抗压强度变化特点。结果证明：在严寒地区，在满足工程结构混凝土强度和抗渗要求的情况下，即使配制低强度混凝土，通过掺适量引气剂和选用适当的水灰比能显著提高低强度混凝土在高寒干燥地区的抗冻耐久性。     

岩石膨胀界限抗渗强度及在底板突水评价中应用

在岩石全应力应变伺服渗透试验的基础上,提出了岩石膨胀界限抗渗强度的概念,并在此基础上建立了底板突水评价模型,模型考虑了底板岩层有效隔水层厚度、岩性、岩体完整程度以及膨胀界限抗渗强度并详细分析了各参数的取值,以兖矿集团杨村煤矿17煤及其2702工作面突水评价为例,证实了以膨胀界限抗渗强度为基础的底板突水评价模型在突水评价上具有可行性.     

粉煤灰掺量对煤矸石骨料混凝土性能影响研究

为探讨粉煤灰作为矿物掺合料对煤矸石骨料混凝土性能的影响,在制备煤矸石骨料混凝土试件时,掺入0%、15%、25%、35%、50%的粉煤灰来取代等量的水泥,进行抗压强度、碳化性能及干燥收缩性能试验研究。结果表明,煤矸石混凝土的抗压强度随粉煤灰掺量的增加而有所降低,且均低于未掺粉煤灰时的混凝土抗压强度,但当掺量为15%时,煤矸石混凝土的90 d抗压强度超过同龄期未掺粉煤灰时的混凝土强度;当粉煤灰掺量不超过35%时,对煤矸石混凝土的碳化性能影响不大,粉煤灰掺量达到50%时,煤矸石混凝土的抗碳化能力降低明显;随粉煤灰掺量的增加,煤矸石骨料混凝土的干燥收缩性能得到改善,50%粉煤灰掺量时干燥收缩率最小。试验表明,适量掺入粉煤灰能改善煤矸石骨料混凝土的后期强度及干燥收缩性能,且对碳化性能影响不大,这为煤矸石骨料混凝土掺粉煤灰的应用提供了试验依据。     

聚合物改性煤矸石粉煤灰混凝土性能研究

为探讨聚合物对大掺量煤矸石粉煤灰混凝土性能的影响,制备不同掺量苯乙烯、191#UP和196#UP 3种聚合物改性大掺量煤矸石粉煤灰混凝土试件,进行抗压强度、抗折强度、碳化性能试验研究。结果表明,3种聚合物的加入均提升了混凝土试件抗压强度,且应控制掺加191#UP和196#UP的量在10%左右;掺加3种聚合物的混凝土试件抗折强度都有明显提高,折压比也呈增长趋势,测得掺191#UP和196#UP混凝土的韧性比掺苯乙烯的性能优越;混凝土试件的碳化深度随着聚合物掺量的增加而逐渐减小,说明聚合物可以改善混凝土的碳化性能,并且随着聚合物的增加,改善效果越明显。试验表明,适量掺入聚合物可以改善大掺量煤矸石粉煤灰混凝土的抗压强度、抗折强度及碳化性能,这为聚合物改性大掺量煤矸石粉煤灰混凝土性能的应用提供了试验依据。     

水胶比对铁尾矿混凝土强度的影响

将鞍钢齐大山铁矿尾矿与高炉矿渣、水泥熟料、脱硫石膏进行3级混磨,形成胶凝材料,然后将胶凝材料与作为骨料的原始粒级铁尾矿混合,并加入减水剂制备成无粗骨料的高强混凝土材料。研究了水胶比对混凝土强度的影响,并通过SEM对水化产物及微观结构进行了分析。试验结果表明,随着水胶比的增大,混凝土的流动度也增大,但抗折强度和抗压强度均呈现下降趋势;结合实际生产需要,利用齐大山铁尾矿制备混凝土最合适的水胶比为0.24。     

隧道衬砌统砂石混凝土试验与研究

统砂石混凝土(也称细石混凝土),是由水、水泥及小石子组成的混凝土。目前隧道工程中混凝土使用量越来越多,但优质的天然砂资源日渐枯竭,推广应用统砂石混凝土是必要的。文章采用正交试验的方法研究了砂率、减水剂掺量及水泥用量对统砂石混凝土和易性、28d抗压强度的影响,并同普通混凝土做比较。结果表明,用统砂石配制的混凝土和易性好、28d抗压强度可达35MPa,优于普通天然砂混凝土,为统砂石混凝土应用于隧道工程中提供了依据。     

粉煤灰对高性能混凝土工作性的影响研究

研究了粉煤灰掺量对混凝土工作性的影响,研究结果表明,在40%掺量范围内,随着粉煤灰掺量的增加混凝土的流动性增大,掺入粉煤灰能明显改善混凝土坍落度的经时损失。还分析了粉煤灰对混凝土工作性的影响机理。     

煅烧煤矸石粉掺合料制备及对混凝土性能影响

通过胶砂强度评价法,确定煅烧煤矸石粉掺合料最佳制备工艺条件为:煅烧温度750℃、恒温2 h、研磨3 min;在此基础上,研究煤矸石掺合料与其他掺合料复掺比例对混凝土工作性、抗压强度、抗冻性的影响。结果表明:煅烧煤矸石粉与矿粉或粉煤灰最佳复掺比例为3∶7,与粉煤灰复掺,混凝土塌落度值、7 d、28 d抗压强度高于与矿粉复掺。与粉煤灰复掺,冻融循环次数可达550次;与矿粉复掺,冻融循环次数达到500次。综合各项指标,煅烧煤矸石粉与粉煤灰的相容性优于与矿粉之间的相容性,二者复合使用,既能改善混凝土拌合物的工作性,又能保证混凝土强度。     

粉煤灰膨胀剂对喷射混凝土力学性能影响试验

基于一定掺量速凝剂条件下,对喷射混凝土掺不同量的粉煤灰与膨胀剂下的力学性能进行了研究。结果表明,单掺膨胀剂的喷射补偿收缩混凝土在膨胀剂掺量为6％时,抗压、劈裂抗拉强度较好;单掺粉煤灰的喷射粉煤灰混凝土,抗压、劈裂抗拉强度随粉煤灰掺量增加而下降;粉煤灰混凝土在膨胀剂掺量为6％、粉煤灰掺量为10％时效果最佳,抗压、劈裂抗拉强度相对于素混凝土分别增加了4．5％、6．6％。     

缓凝剂种类对矿井水泥凝结时间的影响

讨论了不同种类的缓凝剂对矿井水泥混凝土凝结时间的影响,不同种类的缓凝剂在温度变化、掺量变化的情况下对矿井水泥凝结时间的具体影响。阐述了缓凝剂的缓凝作用原理。研究结果表明,缓凝剂的掺量越大,矿井水泥的凝结时间就越长;当某些缓凝剂温度降低时,矿井水泥凝结时间就随之延长;反之,矿井水泥凝结时间则越短,即水泥凝结速度越快。