长沙外掺MgO混凝土拱坝仿真分析

外掺MgO混凝土快速筑拱坝技术是一种新的筑坝技术，广东省阳春市长沙拱坝是全面采用该项技术建成的第一座拱坝。本用了一种新的考虑温度历程效应的MgO微膨胀混凝土仿真分析模型，根据实际观测资料对长沙坝进行了有限元仿真分析，对坝体运行过程中出现的裂缝进行了分析。同时研究了掺入MgO材料以后混凝土自生体积膨胀对拱坝应力状态的改善效果，仿真结果表明，外掺MgO可以减小坝体拉应力，减少混凝土裂缝，从而减少拱坝分缝，简化温控措施，利于快速施工，缩短工期。     

掺氧化镁混凝土的膨胀效果分析

本文通过仿真计算，综合分析了混凝土的弹性模量增长、徐变度随龄期的变化和温度对氧化镁膨胀量的影响，同时研究了养护温度及坝体混凝土温度对有效补偿量的影响，以及掺量相同时坝体不同部位掺氧化镁的膨胀补偿效果。结果表明，氧化镁后期膨胀对于补偿温降收缩较为有效，在约束区氧化镁的膨胀可有效补偿温降收缩，从而改善应力状态，但在坝体某些部位，氧化镁膨胀有可能恶化坝体应力分布。     

外掺MgO混凝土结构温度应力补偿的时空效应

 不同区域MgO的膨胀量对结构整体的影响和对延迟膨胀的时间加以控制是外掺MgO微膨胀混凝土技术的两个关键问题。通过有限元方法,研究外掺MgO混凝土浇筑块温度应力的时空效应,比较了不同部位、不同浇筑层MgO掺率对温度应力的影响。研究指出：掺MgO将使结构最大拉应力值变小并且出现的时间有所提前;内部掺多则会降低内部应力最大值,而外侧掺多对改善表面应力作用不大;保证上下层新老混凝土之间的MgO膨胀协调是十分重要的。所得的成果反映了外掺MgO混凝土结构的温度应力的变化趋势。     

沙老河拱坝整体应力仿真与掺MgO效果分析

混凝土掺适量MgO后会出现微膨胀，该膨胀可以部分抵消温降引起的收缩．利用这一原理，可以在混凝土中掺适量MgO以简化温度控制．沙老河拱坝是不分横缝、不做温控、整体快速浇筑的外掺MgO混凝土拱坝，利用水科院提出的残量模型和开发的SAPTS程序对沙老河拱坝的施工期及运行期的温度场、应力场进行了仿真分析，结果表明，掺MgO后利用混凝土的微膨胀性可以抵消部分温降收缩是有一定效果的，但是由于到最大温降时，混凝土的膨胀量不大，不足以完全补偿温降引起的收缩，坝体仍有较大的拉应力而可能引起裂缝，对于沙老河拱坝来讲，还应考虑其他温控措施或分缝措施。     

考虑温度历程效应的氧化镁微膨胀混凝土仿真分析模型

MgO混凝土的试验成果揭示: 温度对MgO混凝土膨胀特性有重大影响. 混凝土在实际浇筑和养护过程中, 将经历复杂的温度变化过程, 为实现对MgO混凝土结构的仿真分析, 提出 了考虑温度历程效应的MgO微膨胀混凝土仿真分析模型, 并通过简单算例进行了验证说明. 初步分析结果还说明: (1) 常温情况下, 入仓温度对MgO混凝土有效膨胀量的影响不大; (2) MgO引起的膨胀会有效降低内部混凝土的拉应力, 但可能会增大混凝土表面早期的拉应力.     

掺氧化镁混凝土筑坝技术述评

简述MgO微膨胀混凝土的特性，系统介绍国内MgO微膨胀混凝土筑坝技术的工程应用和研究情况，着重分析了当前微膨胀混凝土筑坝技术中存在的关键问题及解决途径，以及掺MgO微膨胀混凝土技术的发展前景，为今后推广应用MgO混凝土筑坝技术提供了经验和理论依据。     

双膨胀水泥混凝土自生体积变形的试验研究

通过改变低热微膨胀水泥中MgO的掺量和掺入方式、改变水泥组成、调整膨胀源组分等方法制备了不同膨胀性质的双膨胀水泥,对低热微膨胀水泥和这几种双膨胀水泥在不同试验温度、不同养护制度下的混凝土自生体积变形进行全面试验研究,阐明了温度、湿度变化及水泥质量组成对混凝土自生体积变形的影响。试验结果表明:在低热微膨胀水泥中掺入MgO能减少其回缩,增大膨胀量,稳定膨胀变形;G13型水泥膨胀量最大;优化复合型水泥组分掺MgO可能获得理想的膨胀过程曲线。     

低热微膨胀混凝土预压应力研究

开裂问题是混凝土工程百余年来未能很好解决的技术难题．近年出现的低热微膨胀混凝土在限制条件下以其合适的膨胀，来补偿部分或全部导致开裂的收缩，从而减轻或避免了混凝土的开裂．以低热微膨胀混凝土的补偿收缩原理为基础，根据弹性理论及弹性徐变理论，应用有限元增量法建立了预压应力仿真分析的数值模型；依照文中的理论和方法，对黄河某枢纽工程大坝基础坝块、岸坡坝段及隧洞衬砌等分别进行了预压应力仿真计算，得到了低热微膨胀混凝土在不同约束时的预压应力大小及变化规律，这对微膨胀混凝土在水利水电工程中的应用是很有意义的，     

坝基混凝土置换块温控仿真及约束面开裂分析

溪洛渡拱坝坝基存在大量强风化带,需要开挖回填大体积混凝土。对坝基大体积混凝土置换块的温度场、应力场及约束面开裂过程进行仿真模拟,对通冷却水和掺MgO时置换块的应力状态和约束面的开裂情况进行了分析。结果表明:冷却水和掺MgO膨胀剂等温控措施可有效补偿温降收缩,改善应力状态,减少混凝土收缩引起的开裂,从而加快施工进度、减少配筋量。     

氧化镁混凝土自生体积变形的长期观测结果

本文论述了观测时间长达10年及20年的外掺轻烧MgO和内含MgO水泥混凝土自生体积变形的试验研究成果，阐明了MgO混凝土的长期力学性质是安定的，微膨胀对混凝土长期力学性能的影响不大     

掺MgO混凝土的宏细观试验研究

利用MgO膨胀剂的延迟微膨胀效应能显著提高大体积混凝土的力学性能,产生的预压应力还能有效提高大体积混凝土抵抗温度开裂的能力,但目前对其微观机理研究不多。采用宏观与微观相结合的方式,研究了不同活性指数、不同掺量的MgO混凝土的力学性能,利用SEM/EDS微观分析手段揭示了MgO对混凝土性能影响的作用机理。试验结果表明：MgO取代部分水泥掺入混凝土中,混凝土的力学性能降低;掺量为4%~5%时,活性指数为100s的MgO混凝土的膨胀率大于活性指数为50 s的MgO混凝土;MgO混凝土的膨胀特性与Ca,Si,Mg,Al等元素的分布情况有关,掺入的MgO将改变界面区Ca,Si,Mg元素的富集特性,Ca元素和Mg元素更易于在界面区富集,导致混凝土宏观力学性能的降低。     

MgO混凝土变形模拟中新的"等效龄期"法

为考虑变温条件对MgO混凝土微膨胀过程的影响,提出了一种新的“等效龄期”法。采用该方法,可以简便地对实际工程中MgO混凝土的自生体积变形进行计算,并能保证较高的精度,为MgO补偿收缩混凝土的温度场、应力场计算提供了方便。分析还证实,计算过程中是否考虑温度的影响,对变形模拟的结果有较大的影响,考虑温度影响的变形过程线将更加合理有效。     

掺MgO混凝土自身变形的温度效应试验及其应用

论述不同试验温度条件下ＭｇＯ 混凝土的自生体积变形，给出了温度与自生体积变形的关系式，并介绍了温度突变时对新老混凝土体积变形的影响．试验研究表明，ＭｇＯ 混凝土自生体积变形的膨胀变形速率和膨胀量随温度的增高而增大；在气温骤降情况下，外掺ＭｇＯ 混凝土的自生体积膨胀变形是稳定的、不可逆的，也不会产生收缩现象．     

复合抗裂剂在面板混凝士中的应用

通过对面板混凝土裂缝类型和成因分析，研究开发了混凝土复合抗裂剂，该复合抗裂剂具有微膨、引气、减水的效果，可起到简化施工工艺、提高混凝土抗裂性能的效果。经工程实际应用，效果良好。     

MgO混凝土自生体积变形影响因素分析

自生体积变形是MgO混凝土在工程应用中最重要的性能之一。系统研究了MgO膨胀剂品种和掺量、水泥品种、骨料种类、粉煤灰掺量等原材料以及水胶比对龄期长达1 400 d的MgO混凝土自生体积变形性能的影响。结果表明：掺入4%～6%、活性反应时间为50～200 s的MgO膨胀剂后,混凝土的自生体积变形经过2 a左右逐渐趋于稳定,无倒缩或不收敛现象;水泥中MgO含量并不能真实反映产生有效膨胀的方镁石含量;骨料长期吸水率与MgO混凝土的自生体积变形存在着良好的对应关系,骨料吸水率越高,其MgO混凝土自生体积膨胀变形越小。     

温度对氧化镁混凝土应力补偿效应影响分析

氧化镁混凝土自生体积变形与温度和历时有关.采用APDL语言编制考虑氧化镁混凝土自身体积变形的温度应力场仿真计算程序,通过对比分析探讨温度对氧化镁混凝土温度应力补偿效应的影响.计算结果可为实际工程仿真计算提供一定的参考依据.     

MgO微膨胀混凝土快速筑坝防裂技术研究

ＭｇＯ型水泥膨胀机理，混凝土变形规律必须满足温控设计要求，ＭｇＯ微膨胀混凝土的补偿作用要以混凝土坝温度应力理论给予解释。ＭｇＯ型水泥或膨胀剂有较好的延迟膨胀性能，而且长期稳定。外掺ＭｇＯ微膨胀混凝土筑坝技术在广东省青溪水电站和福建省水口水电站大坝上的应用是成功的。