新型水工混凝土表面防护涂层抗冻融性能研究

西部高寒地区地理位置独特,水文地质气候条件复杂,自然环境恶劣,造成该区域内水利工程混凝土材料易发生冻融劣化破坏。对此,选取课题组已研发的3种新型水工混凝土表面防护涂层材料(耐候型环氧涂层、不饱和聚酯树脂和聚脲涂层体系),进行室内加速冻融试验。试验结果表明,以环氧胶泥为底漆,聚脲材料为面漆的水工混凝土表面防护涂层的抗冻性能最优。随后在西藏地区水利水电工程进行了现场生产性试验,通过观测发现,新型聚脲材料起到了很好的抗冻防护效果。该材料有望应用于西部高寒地区水工建筑物的表面防护,提高水利水电工程建筑物的耐久性。     

SK单组分聚脲在水利水电工程中的应用进展

针对水工建筑物混凝土裂缝渗漏、碳化、冻融剥蚀、钢筋锈蚀等劣化问题,通过SK单组分聚脲性能研究,在以往大面积防渗和耐久性防护工程应用基础上,结合不同工程领域和技术特点,对SK单组分聚脲技术进行工程应用研究。结果表明:(1)SK单组分聚脲作为一种综合性能优异、耐磨损、耐冲刷、施工简单方便的新型高分子环保型防护涂层材料,适用于处理面板伸缩缝和接缝防渗、泄洪建筑物抗冲磨防护、混凝土结构耐久性防护、混凝土裂缝防渗封闭等问题;(2)由于该材料具有良好的低温柔性且耐候性强,能够适用于我国北方寒冷地区水工建筑物混凝土修补防护处理工程;(3)SK单组分聚脲技术应用在输水工程中,可有效降低过水建筑物表面糙率,大幅度提高工程运行效益。     

高寒地区水工混凝土建筑物表面预防护技术应用探讨

本文以高寒区水工混凝土结构为背景,总结了混凝土结构多种缺陷的防护措施和防护材料的选取原则,重点分析了北方高寒地区水工混凝土建筑物缺陷类型和产生的原因,提出了水工混凝土结构预防护理念,通过单参数数值模拟计算验证了水工混凝土建筑物预防护的重要性和可行性,可为高寒地区水工混凝土建筑物耐久性设计、施工等提供指导和借鉴。     

防护涂层在水利工程中的应用进展研究

水工结构工程长期处于复杂的运行条件下,常出现溢流面被含沙水流和推移质磨损侵蚀以及高寒地区冻融破坏等灾害现象,并因混凝土劣化导致开裂产生大量渗漏问题。为有效保障工程安全性能,提升结构的服役寿命,通常在结构表面增加一层防护涂层作为保护层。文章从水利工程防护涂层材料性能研究和防护涂层工程应用研究两方面简要阐述了当前的研究成果,总结了部分工程中防护涂层的服役性态,并对未来进一步的研究方向进行了展望。     

SK单组分刮涂聚脲及其工程应用

水工建筑物混凝土常常出现渗漏、裂缝、冻融剥蚀、冻胀、冲磨空蚀以及伸缩缝漏水等病害。为了及时消除病害,需要采用有效的修补材料及可靠的技术。文中介绍了水工建筑物混凝土表面防护的一种柔性高性能防护涂料及其使用方法,SK单组分刮涂聚脲具有抗拉强度高、伸长率大、与混凝土粘接强、抗冲磨和防渗效果好、耐老化、施工工艺简单等特点,适用于处理混凝土伸缩缝、裂缝、大面积防渗及有抗冲磨要求的泄洪建筑物等水利水电工程。通过在大量工程中应用,取得了较显著的效果。     

西部高寒地区水工建筑材料劣化演变规律研究

针对西部高寒地区独特的气候和环境条件,开展西部高寒地区水工建筑材料劣化演变规律研究,发现水工混凝土结构同时经受着多种环境因素的复合作用,且多种环境因素对混凝土结构的破坏作用并非单一因素的简单叠加,而是交互耦合作用,致使实际"服役"中混凝土结构的破坏过程变得更为复杂和严重。此项研究用以完善气候特征环境下水利水电工程劣化防护措施,促进西部高寒地区水利工程建设,提高西部高寒地区恶劣环境下水利水电工程维护技术水平,确保西部高寒地区水利水电工程的安全奠定了基础。     

预缩砂浆加固技术在水工混凝土冻融破坏中的应用

水工混凝土在冻融循环作用下,形成冻胀压力和渗透压力,使混凝土材料产生疲劳应力,造成混凝土强度降低,并产生由表及里的剥落破坏。通过分析某水电站溢流坝消力池右边墙混凝土冻融破坏的原因,提出了有效的修补方法和施工工艺,指出了及时维修损坏部位的混凝土的重要性,以确保混凝土建筑物的安全性和耐久性。     

高寒库区坝面网格梁抗冻融修补技术

以新疆克拉玛依市某水库大坝网格梁为例,分别采用高性能混凝土、聚氨酯防水结涂料、丙乳砂浆三种修补技术,对冻融破坏的网格梁混凝土进行了现场试验研究,结果表明:高性能混凝土材料作为高寒库区网格梁混凝土冻融破坏的修补材料其性能和单米造价均优于丙乳砂浆,可应用于冻融破坏较为严重网格梁的修复,而对于冻融破坏较轻的网络梁,可采用聚氨酯防水黏结涂料进行防护,其优异的黏接性能能够切断水分由表层进入混凝土的通道,且具有较美的外观形态。研究成果可为高寒地区类似建筑物混凝土冻融破坏修补技术提供参考。     

纳米无机水性渗透结晶型混凝土耐久性修复防护技术及在水工混凝土中的应用

水工混凝土表面修复和防护技术是水工混凝土耐久性防护的一个难题.纳米无机水性渗透结晶型材料是近十几年来混凝土耐久性修复和防护的一项革新性技术.文章详细介绍了这种新技术的作用机理、应用于混凝土耐久性防护的综合优异性能研究结果,以及在不同水工混凝土工程中的应用情况,以期对水工混凝土复杂运行环境下耐久性防护提供一种新的解决方案.     

环氧砂浆在寒区水工混凝土修补中的应用

针对寒冷地区水工混凝土受冻融剥蚀、冲刷磨蚀、气蚀、盐冻剥蚀等因素影响产生破损后导致水工建筑物耐久性不良,需进行表面修复,重点介绍采用环氧树脂沙浆进行修补的实例和注意事项。     

盐冻作用下水工混凝土强度演化模型

寒区盐湖、盐渍土地区水工混凝土结构强度劣化问题突出。基于各向同性连续损伤力学理论,建立了混凝土相对动弹性模量与相对抗压强度的定量关系,提出了硫酸盐侵蚀和冻融协同作用下水工混凝土强度演化模型,并进行模型验证,最后将模型应用于引大入秦庄浪河渡槽结构性能评估。结果表明:该模型能较好地反映受盐冻侵蚀作用下混凝土强度的变化规律;渡槽数值计算结果与运行状况相符,随盐冻侵蚀劣化时间增长,槽身最大压应力和最大位移增加,最大拉应力减小;盐冻协同作用会加快渡槽劣化速率,渡槽运行59.1 a后会发生破坏。研究结果可为寒旱地区受盐冻侵蚀水工混凝土性能评估和运行维护提供理论依据。     

高寒地区复掺矿物掺合料水工混凝土抗冻耐久性劣化机理研究

为评定高寒地区环境对掺矿物掺合料水工混凝土结构冻融循环耐久性能的影响规律,通过不同掺合料掺量及种类、不同冻融温度下水工混凝土冻融循环试验,研究分析不同配合比水工混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度以及渗透性的时变规律,揭示了矿物掺合料与冻融温度对混凝土抗冻性的影响机理。试验结果表明:各掺合料水工混凝土的抗冻性从优到劣依次为粉煤灰+硅灰+稻壳灰硅灰+稻壳灰粉煤灰+稻壳灰粉煤灰+硅灰稻壳灰硅灰粉煤灰未掺加;相同单掺条件下,掺加稻壳灰试件组抗冻性最强,硅灰居中,粉煤灰最弱;复掺矿物掺合料情况下,三掺粉煤灰、硅灰、稻壳灰混凝土抗冻性最强;复掺矿物掺合料能减少水工混凝土的孔隙率及渗透性,且粉煤灰、硅灰、稻壳灰的颗粒粒径不同会相互填充,从而产生超叠加效应;随着冻融循环过程中试件中心温度的降低,导致混凝土内部的温度梯度增大,孔隙内部的膨胀压力增大导致混凝土内部结构破坏。     

温度作用对运行期间混凝土坝的影响

本文通过工程实例介绍温度在混凝土坝运行期间的各种影响和作用,它能使坝体产生裂缝,使施工期出现的裂缝扩展;还能使混凝土表面产生冻融破损,使混凝土深层产生冻胀破坏。这不仅影响大坝的使用寿命,而且威胁大坝的安全。若对大坝运行期间的温度加以控制(如对大坝廊道和孔洞进行封堵、溢流坝反弧段积水等),则可减小温度变化幅度,从而改善坝体应力状态和减少冻融、冻胀的程度及范围。     

基于Weibull模型的混凝土冻融损伤寿命预测及应用

对北方严寒和寒冷地区水工混凝土结构而言,其抗冻性能是混凝土耐久性最具代表性的指标,也是影响工程实体服役寿命的关键因素。为了能够准确预测既有混凝土构筑物的使用寿命,本文以冻融损伤理论为基础,采用棱柱体试件进行了混凝土快速冻融物理模型试验,建立了基于Weibull模型和混凝土快速冻融试验的混凝土冻融损伤模型。基于该模型提出一种迭代逼近的混凝土寿命预测方法,通过室内试验和实际工程案例进行验证。结果表明：通过所建立损伤模型得到的冻融损伤预测值和试验实测值基本吻合,提出的寿命预测方法得到的预测数据较为可靠。     

寒区均质土坝混凝土面板冰冻胀破坏的力学分析

为了研究寒区均质土坝混凝土面板在冰盖和土体冻胀共同作用下的受力和破坏问题,对北疆奎屯河流域和玛纳斯河流域几个大中型水库进行了野外实地调查。在此基础上,以柳沟水库均质土坝混凝土面板为研究对象,通过合理假设,运用力学基本理论对冰盖作用处混凝土面板的内力分布情况进行了分析。在力学分析的基础上,提出了面板发生冰冻胀破坏的判断准则。研究结果表明:库水面线附近弯矩最大,混凝土面板在该处容易发生断裂,裂缝往往是贯穿性的,并平行于库水面线。在冰盖作用处混凝土面板上部的接缝填充材料容易发生剪切强度破坏。     

廊道布置对混凝土重力坝冻融破坏特性影响研究

冻融破坏是混凝土重力坝常见耐久性问题之一。通过大坝渗流和温度仿真分析确定潜在冻融破坏区域,基于已有混凝土冻融损伤本构模型分析大坝的塑性损伤分布,以此评价廊道布设形式对重力坝冻融损伤特性的影响。分析结果表明:混凝土结构的抗冻特性不等同于其本体材料抗冻特性,合理增设廊道数量对混凝土重力坝抗冻耐久性有利,该研究成果能为严寒区域重力坝抗冻耐久性设计提供参考。     

松花江大顶子山航电枢纽工程火灾自动报警及消防联动系统设计

本文介绍了大顶子山航电枢纽工程火灾自动报警及消防联动系统设计,采用以"预防为主,防消结合"的消防工作方针,通过国内招标选用国外进口的主机和探测器等设备,可供其它"无人值班,少人值守"的航电枢纽工程参考.     

混凝土冻融劣化后动态单轴抗压特性试验研究

为研究混凝土冻融循环后的动态力学性能,利用10 MN动静三轴仪对不同冻融劣化程度的混凝土在不同加载速率下进行单轴压缩试验,同时采集声发射数据分析试验过程中能量释放及损伤演化规律。最后,选用Weibull-Lognormal损伤本构模型,对试验数据进行拟合分析,并分析不同工况混凝土的损伤随应变的发展规律。研究结果表明:①相同冻融劣化程度时,随应变速率增加,峰值应力增大,峰值应变减小;冻融劣化程度会影响峰值应力的率敏感性;②在应变速率相同时,随冻融循环次数增加,峰值应力随之减小,峰值应变随之增大。③混凝土冻融劣化后应力应变关系峰前服从Weibull统计分布,峰后服从Lognormal统计分布。④在相同应变速率下,随着冻融循环次数的增加,混凝土的累计塑性应变整体呈增大趋势。