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。     

基于响应面法的水下不分散混凝土性能影响因素研究

水下不分散混凝土因其具有良好的水下抗分散性、水下自密实等优点,能够适应特定水下部位的施工需求。为优化某水电站集运渔工程水下施工混凝土配合比,基于响应面法的试验设计,开展了絮凝剂掺量、减水剂、水泥三因素三水平配合比试验,建立了三因素与水下不分散混凝土工作性能、抗分散性能、力学性能的预测模型,分析了各因素之间的相互作用及其对目标性能的影响规律。结果表明,各因素间的交互作用中,减水剂和水泥掺量对混凝土坍落度有显著有利影响;絮凝剂和水泥掺量对混凝土溶液悬浮物含量有显著有利影响;减水剂和水泥掺量对混凝土抗压强度有显著负面影响。基于预测模型提出了混凝土配合比的优化路径,可为集运渔工程水下施工提供技术参考。     

机制砂配制抗冻自密实混凝土试验研究

为缓解吉林省天然砂资源的枯竭问题,利用在隧洞施工中废弃的岩石加工成机制砂,代替天然砂配制具有抗冻性的自密实混凝土.根据机制砂特性,进行正交试验,研究石粉含量、粉煤灰掺量和水粉比对自密实混凝土工作性、强度及抗冻性能的影响,配制性能良好的抗冻自密实混凝土.试验表明,石粉含量、粉煤灰掺量和水粉比对混凝土性能既能产生独立影响,又相互作用.因此在实践中要根据工程特点,优化这三项主要技术参数,可以用机制砂代替天然砂配制出性能良好的自密实混凝土,这样不仅可以降低施工成本,还有利于环境保护和资源再利用.     

C85抗冲耐磨混凝土配合比设计与研究

通过粉煤灰掺量及水胶比对比试验,确定了C85抗冲耐磨混凝土中粉煤灰的掺量及合适的水胶比。采用正交试验法综合研究8个因素(水胶比、砂率、用水量、粗骨料品质、粉煤灰掺量、硅粉掺量、减水剂种类和缓凝剂掺量)对混凝土抗压强度影响的主次关系。结果表明:粉煤灰掺量采用12%,水胶比采用0.25;8个因素中,水胶比、粗骨料品质以及硅粉掺量是影响混凝土强度的重要因素。     

不同强度硅粉混凝土的抗冻融性能试验研究

本文通过掺引气剂硅粉混凝土试件抗压强度,冻融循环,气泡结构性质的试验研究,得出掺硅粉可以明显提高混凝土的抗压强度,硅粉掺量10%时效果最佳的结论;对于强度为20MPa左右的粉煤灰混凝土(粉煤灰掺量为30%),掺5%硅粉可使混凝土抗冻性略有提高,但抗冻融循环次数均低于100次;对于强度为50～60MPa的混凝土,在一定硅粉掺量范围内,抗冻性随掺量的增加而增加,混凝土可满足300次快速冻融循环的要求,硅粉掺量大于15%,混凝土抗冻性不会进一步提高;强度大于80MPa的高强混凝土,不管掺引气剂与否,或粉硅粉与否,混凝土皆具有非常高的抗冻性。另外,随着硅粉掺量的增加,要使混凝土保持一定的含气量,引气剂用量明显增加,在含气量相同的情况下,掺用硅粉,混凝土气泡结构性质得以改善。     

养护制度及掺合料掺量对混凝土力学性能的影响研究

矿渣和粉煤灰作为掺合料在混凝土中的应用日益普及,掺量也不断提高,尤其在硫酸盐、氯离子和海水侵蚀环境的混凝土中,掺合料是不可或缺的重要组分。该文研究了大掺量矿渣和粉煤灰混凝土的力学性能与掺合料种类、掺量以及养护制度之间的关系。结果表明,矿渣粉和粉煤灰混凝土试件抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均比不掺的低,且随掺量的增加,呈线性降低;掺合料的种类、掺量对混凝土的拉压比和折压比无明显影响。养护对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的增长均非常重要,对粉煤灰和矿渣粉混凝土尤其重要。     

渠道衬砌混凝土力学性能试验研究

通过正交试验方法,研究了渠道衬砌混凝土水胶比、粉煤灰和纤维掺量对其抗压强度、抗折强度及劈裂抗拉强度的影响规律。试验结果表明:水胶比是影响混凝土抗压、抗折及劈裂抗拉强度的主要因素;粉煤灰掺量为15%时混凝土抗压强度达到最大值,粉煤灰对混凝土抗折及抗拉强度的影响较小;纤维掺量对混凝土抗折及劈裂抗拉强度的影响仅次于水胶比,且掺量越大获得的抗折及劈裂抗拉强度越高。     

人工砂粉煤灰自密实混凝土的性能试验

为研究人工砂取代河沙制备自密实混凝土的可行性及掺粉煤灰的影响,设计了10组配比,并通过试验比较了2种自密实混凝土的性能。结果表明,人工砂配制自密实混凝土,不仅和易性满足要求,且各龄期强度、抗渗性及抗氯离子渗透性能均优于同水胶比的河沙自密实混凝土;同时粉煤灰掺量不宜超过37%。     

磨细河砂与粉煤灰混掺在碾压混凝土中的应用研究

针对云南小龙潭电厂的高钙粉煤灰中f-CaO含量高达9.32%及SO3含量超标问题,研究了磨细河砂与粉煤灰混掺方案.试验结果表明:河砂经60min粉磨后,与粉煤灰以不同比例混掺,磨细河砂掺量小于50%时,混凝土28 d抗压强度随河砂掺量的增加有不同程度的下降.但抗折强度并未下降,掺量为30%时抗折强度最高;水泥净浆中掺和料用量为60%、磨细河砂的混掺比例为20%～50%时,水泥安定性试验均合格;粉磨时间为60 min的磨细河砂在C18020二级配碾压混凝土中件能最好;不同混掺比例中,30%掺量时性能最优,90d抗压强度仪降低54%;河砂中石粉含量偏低,混凝土和易性及密实度差.以磨细河砂取代10%河砂,混凝土性能明显改善,90 d抗压强度提高35.5%.     

大掺量粉煤灰对水工混凝土抗碳化性能的影响研究

文章利用快速碳化试验,探讨了粉煤灰与矿渣粉复掺、不同粉煤灰品质及掺量对水工混凝土抗碳化性能的影响。试验表明：混凝土抗碳化性能随低品质粉煤灰掺量的增加而下降,掺量不超过20%不会明显改变碳化深度,掺量达到50%时抗碳化性能显著下降;低品质高掺量粉煤灰与矿渣粉复掺有利于增强粉煤灰混凝土强度和抗碳化性能,为水工结构中大掺量粉煤灰的应用提供一定技术支持。     

硅粉对塑性混凝土力学和抗渗性能的影响

通过强度、弹性模量及相对渗透系数试验,研究了硅粉对塑性混凝土力学和抗渗性能的影响.结果表明:在0～40％掺量范围内,硅粉对塑性混凝土各强度均有提高作用,最佳掺量为30％左右;相同掺量下,硅粉对塑性混凝土强度提高幅度由大到小为劈拉、抗压、抗折强度;随着硅粉掺量的增大,塑性混凝土强度和弹性模量均呈先增大后减小趋势,其中弹性模量的增幅小于抗压强度,有利于降低塑性混凝土的弹强比;硅粉可明显降低塑性混凝土的相对渗透系数.     

水工混凝土掺不同岩石粉的抗冻性能研究

通过单掺20%粉煤灰和4种不同岩粉配制出0.32和0.45两种水胶比的混凝土，试验研究水工混凝土掺不同岩石粉的抗冻性能。结果表明：掺入岩石粉会在一定程度上降低混凝土抗压强度和抗冻性能，掺不同岩石粉混凝土性能未表现出明显差异；为了增强抗冻性掺入硅灰、疏水剂、抗冻合金粉和引气剂，其中掺引气剂会明显降低混凝土强度，其改善抗冻性效果最为有效，掺抗冻合金粉使得抗压强度减小6.9%，最大可以承受300次冻融循环。     

硅粉高性能混凝土抗冲磨试验研究

对掺加硅粉和高效减水剂配制的高性能混凝土的抗冲磨性能进行了试验,结果表明高性能混凝土具有很高的抗压强度和优异的抗冲磨性能,建议结合使用高效减水剂,采用粉煤灰、硅粉双掺的方法,来改良混凝土的和易性及流动性,减少混凝土单位水泥用量,减轻施工及温控负担。     

“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。     

特细砂水工混凝土配合比试验研究

特细砂在我国分布广泛,几大流域蕴藏有大量特细砂,分布较集中.采用低砂率、低坍落度、低水泥用量,掺加粉煤灰和高性能减水剂,进行了C30W6F150特细砂水工混凝土配合比设计,试验结果表明,"三低两掺"法是行之有效的特细砂水工混凝土配合比设计方法,15%掺量的粉煤灰可以提高混凝土的抗碳化能力和抗冲磨性能,同时该混凝土的弹性模量与抗压强度之比小于1000,可以改善其抗裂性能.     

C60抗冲磨硅粉混凝土在某水电工程泄水道中的应用

掺入高效减水剂和硅粉的C60抗冲磨硅粉混凝土,不仅克服了未掺硅粉混凝土早期强度低和单掺硅粉混凝土早期强度高但后期强度增长缓慢的缺点,而且也可提高混凝土抗压强度与抗冲磨、抗气蚀等性能,而且使混凝土具备良好的和易性与流动性,减少了混凝土单位水泥用量,降低混凝土温度。总之,C60抗冲磨硅粉混凝土提高了混凝土工程质量并产生较好的经济效益。     

钢纤维、玄武岩纤维及聚丙烯纤维对自密实混凝土性能的影响研究

在混凝土中掺加纤维材料,能够改善自密实混凝土抗拉性能差与延性差的缺点。在分别加入钢纤维、玄武岩纤维与聚丙烯纤维掺料的基础上,通过对自密实混凝土进行塌落扩展度、V型漏斗、L仪试验、抗压强度试验与劈裂试验,研究了纤维种类、纤维体积率与纤维尺寸对自密实混凝土流动性、间隙通过性、抗压强度及劈裂强度的影响。试验结果表明:纤维长度越大、掺量越大,其对自密实混凝土流动性的抵抗作用越强,其中玄武岩纤维的影响最明显,聚丙烯纤维其次,钢纤维相对较弱。除长度在6mm时,钢纤维可少量增强混凝土抗压强度,其他长度对抗压强度的影响不明显;聚丙烯纤维和玄武岩纤维均明显削弱了抗压强度,当聚丙烯纤维体积掺量为0.3%和长度为6mm时,混凝土抗压强度下降了55.8%。钢纤维对劈裂强度有明显影响:短钢纤维具有削弱作用,长钢纤维具有明显增强作用;但钢纤维的掺量对劈裂强度影响不大。此外,聚丙烯纤维和玄武岩纤维对劈裂强度的影响较弱。     

特细砂混凝土的力学性能及抗渗性能研究

对特细砂混凝土力学性能及抗渗性能进行了试验研究。结果表明:砂率、水胶比、粉煤灰掺量和减水剂掺量对特细砂混凝土抗压强度均有一定的影响,尤其是粉煤灰掺量和减水剂掺量间存在一定交互作用;一定试验条件下,砂率和粉煤灰掺量分别为21%和20%时,特细砂混凝土抗渗性能最佳。     

利用通气和新型材料减免空蚀破坏

本文主要阐述了通气减免空蚀和硅粉混凝土新材料抗空蚀的室内试验研究成果。首次用自然通气方法(设通气挑坎)进行通气与不通气混凝土材料破坏的比较,并提出免蚀的通气率为4～5%,通气槽后的施工平整度以不超过5～10mm为宜。同时,本文还收集了国内外硅粉混凝土的研究和应用资料,并分别对内掺、外掺硅粉混凝土进行了试验研究。初步提出,内掺硅粉的硅粉混凝土以掺8～10%硅粉为好,其强度为普通混凝土强度的1.2倍,抗空蚀能力增加3.8倍以上;外掺硅粉的硅粉混凝土28d龄期,以掺硅粉20%的抗空蚀能力最强,掺10%的次之。掺量超过20%,其抗空蚀能力反而下降,故建议硅粉掺量在10～20%为宜。     

“双掺”技术在三峡永久船闸输水系统混凝土中的作用

“双掺”技术已在水工混凝土中普遍应用，但在过水建筑物混凝土中较少采用。通过三峡工程永久船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。