高速水流冲刷仪的研制和混凝土冲磨机理的研究

新冲刷仪能够模拟高速水流对混凝土的冲磨情况。本文介绍了新研制的高速水流冲刷仪的设计、组成和修改调试，并使用其进行了高速含砂水流对混凝土的冲磨试验，研究了不同配比混凝土在高速水流条件下的抗冲磨性能和规律。通过试验得出，水流速度越高，水流对混凝土的冲磨效果越明显；骨料的硬度和耐磨性对混凝土的抗冲磨性能起明显的作用，其中铁矿石骨料好于花岗岩骨料，花岗岩骨料好于石灰岩骨料。试验还证明，新冲刷仪能够有效地对不同强度等级以及不同骨料的高强抗冲磨混凝土的抗冲磨性能作出比较。     

高速水流作用下水工混凝土防冲磨设计

在高速水流的作用下,泥砂(推移质)的运移冲刷,是水工混凝土表面冲刷破坏的主要原因,而钢砂混凝土可增强混凝土的抗冲击韧性,是一种理想的抗冲磨材料,技术上可靠,经济上合理,值得大力推广。文章介绍了钢砂混凝土在雨补水库导流隧洞的使用情况。     

高速水流冲刷破坏混凝土修补材料及工艺的应用

针对中国水利资源的大量开发利用,水利工程向高水头、大流量、高流速发展,高速水流冲刷、泥沙磨损、伴随空蚀破坏已经成为重要研究课题,通过材料选择表明:(1)NE-Ⅱ型环氧砂浆具有良好的抗冲磨性能、力学性能、施工性能、抗冲磨性能、抗碳化性能、抗老化性能和耐久性能;(2)聚脲涂料具有良好的抗冲耐磨、环保、高强度、耐黄变、抗老化性和防水性,性能稳定,低温柔性好,过流面容易保证平整光滑,是新型的环保型防水防护弹性涂料;(3)HF混凝土和易性好,抗裂性好,造价低廉,技术成熟;(4)聚氨酯密封胶操作简便,施工快速,与混凝土黏结性好,回弹性优良,高温不流淌,低温不脆裂,耐老化性良好。NE-Ⅱ型环氧砂浆、HF混凝土、聚氨酯密封胶具有较强的抗高速水流冲刷、泥沙磨损、伴随空蚀破坏性能,因此高速水流冲刷泥沙磨损破坏修补材料选取是合理的。     

龙首二级水电站泄洪排沙洞混凝土防冲设计

在高速水流作用下,泥沙(推移质)的运移冲刷是水工建筑物表面混凝土冲刷破坏的主要原因之一.本文结合KM混凝土在龙首二级(西流水)水电站泄洪排沙洞中的使用情况,阐述了KM高强混凝土具有增强混凝土的抗冲击韧性,是一种理想的抗冲耐磨材料,且技术上可靠,经济上合理.     

水工混凝土喷涂聚脲弹性体抗冲磨涂层的相关应用技术研究

本文主要研究了SK型界面剂与潮湿混凝土基底的粘接性能，以及在潮湿混凝土基底涂敷SK型界面剂后不同时间间隔喷涂聚脲弹性体抗冲磨涂层的粘接性能。试验结果表明，在潮湿混凝土基底界面喷涂聚脲弹性体涂层具有较高的粘接强度。喷涂聚脲弹性体涂层抗高速含沙水流冲刷试验结果显示，其抗冲磨性能大大超过C60硅粉混凝土。本文从技术可行性和经济性角度，分析评价了喷涂聚脲弹性体抗冲磨层与传统高强混凝土，环氧砂浆及环氧类涂料抗冲磨层的技术优势，说明了喷涂聚脲弹性体作为水工泄水建筑物抗冲磨保护层的应用前景。     

高速水流条件下边坡护脚防护型式研究

浑河闸位于浑河中下游,坐落于沈阳市铁西区后谟家堡村。闸上下游落差较大,为了保证浑河闸工程的整体安全,文中对此处的防护型式进行了研究,决定采用钢筋混凝土防淘齿墙对坡脚进行防护,并根据《堤防工程设计规范》GB50286-2013及桩基K法对防淘齿墙进行冲刷深度和稳定计算复核,各部位应力应变均满足规范及实际使用要求。经过2013年汛期考验,防淘齿墙防护效果良好,护坡未出现问题。     

新型耐撞磨混凝土的应用与研究

推移质对水利工程、航运工程及桥涵建筑破坏十分严重。通常在建筑物的过流表面采用护面材料加以保护，常用护面材料造价高，施工技术复杂、耐撞磨性有限、维修费用大。本文介绍的A型与B型耐撞磨混凝土是我所与有关单位近来研究成功的新型耐撞磨材料，具有高强度、高密度、高耐撞磨能力。且施工简易，造价较低（仅为钢板护面造价的15％左右），可用于各种形状物护面，推广应用前景广阔。1996年该研究成果获四川省科技进步三等奖。先后应用于玉溪河引水工程及都江堰外江河底整治工程，均取得成功。     

一种适合混凝土水下修复的新型环氧砂浆

水工混凝土建筑物由于运行环境的复杂性,普遍存在水下开裂破损等病险。为不影响建筑物运行,尽可能选择在水下修复,其关键是选择适宜的修复材料。为此研发了一种适合水下混凝土修复的新型环氧砂浆,并通过试验研究了其主要力学性能及主要影响因素。试验结果表明:新型环氧砂浆3 d无侧限抗压强度达到60 MPa以上;当胶固比为1∶2.5时,水下浇筑的环氧砂浆黏接强度最大,超过了3.0 MPa;当胶固比为1∶3.5时,环氧砂浆的抗冲磨强度(水下钢球法)最大,达到847.800 h/(kg/m²)。性能测试及实际工程应用表明:新型环氧砂浆具有抗压强度高、水下黏接(与混凝土)强度大、抗冲磨效果好等特点,能够与旧混凝土协调工作。在具体工程中,可根据不同的病险类型,选择适宜的胶固比及有关施工参数。     

GNF新型涂料抗冲耐磨性能试验研究

随着我国一批大型高水头水电站的兴建,由于水流含沙量大、流速高、流量大等特点,因此对混凝土构件和过流面抗冲耐磨材料的性能提出了更高的要求。总结国内外在材料冲蚀磨损方面的研究情况,选取GNF涂料涂层,在圆环抗磨试验机上进行抗冲磨试验,研究涂层与混凝土试件的抗冲耐磨性能。结果表明:在泥沙粒径为0.02~0.04 mm之间GNF涂料涂层的抗冲磨效果最好;在几种涂层养护条件下室内养护条件最适宜本涂层。     

高含沙高速过流堰面抗冲磨混凝土裂缝处理实践

本文从现场施工条件、过程控制等方面做了介绍,重点对裂缝成因、裂缝化学灌浆的程序及工艺进行了阐述。通过闸坝度汛泄洪后检查,对处理效果进行实例验证,结果满足设计要求;对类似工程的抗冲磨混凝土裂缝处理,具有良好的借鉴和指导作用。     

含沙高速水流的磨蚀机理和掺气抗磨作用

含沙高速水流易引起过流面材料的磨蚀破坏。本文探讨了泥沙磨蚀机理,提出了影响磨蚀的因素;基于紊流猝发理论,建立了混凝土材料壁面磨蚀率的计算公式;根据试验数据导出了掺气水流中混凝土材料壁面磨损率的经验公式。研究表明,含沙水流对固壁材料的磨蚀率随掺气浓度、材料强度的增大而减小,随水流流速、含沙量的提高而增大。利用掺气可有效地降低过流表面的泥沙磨蚀率。     

喷涂聚脲弹性体技术应用展望

本文首先简要讨论了水工泄水消能建筑物抗冲磨材料的工程应用情况和存在的问题,以及目前的研究趋势。详细阐述了喷涂聚脲弹性体材料及其配套施用技术的独特性能,综述了该项技术在国内外的应用状况,展望了其在水利水电工程中的应用前景。     

聚脲提高海工和水工混凝土抗冻性研究

冻融破坏是导致混凝土耐久性下降的重要因素。本文采用快冻法,结合某跨海大桥和青藏高原某水利工程,研究了聚脲涂层对提高海工和水工混凝土抗冻性的影响,并与环氧涂层进行对比研究。研究结果表明,无涂层高性能混凝土经275次冻融循环后,质量下降了5%以下,相对动弹性模量也下降到60%,产生冻融破坏;环氧涂层混凝土100次冻融循环后,涂层出现裂纹,250次时出现大面积脱落,425次后相对动弹性模量下降到60%。聚脲涂层混凝土600次冻融循环后,表面仍完好无损,质量及相对动弹性模量几乎不变。从聚脲涂层在某跨海大桥和青藏高原某水利大坝应用情况来看,聚脲涂层具有很好的抵抗海工和水工环境腐蚀的能力和抗冲击性能,即使在-45℃～25℃这样的大温差环境下,仍具有很好的适应性。     

环氧砂浆在低温条件下修补水工 建筑物的试验研究

通过试验研究了低温条件下环氧砂浆抗压和粘结性能。结果表明：低温环境对试件养护前期的抗压与粘结强度影响较大,强度提高缓慢。结合工程实际提出了优化的环氧砂浆施工工艺,以保证工程的质量。     

富春江水电站溢流面混凝土 抗冲磨防护试验

针对富春江水电站溢流面的运行条件,采用SK抗冲磨刮涂聚脲和SK高韧性环氧耐磨防护涂层对其抗冲磨性能进行了室内试验研究,并在现场选择1#～4#孔进行了溢流面混凝土表面抗冲磨防护试验,经历了多次泄洪的考验。实践证明,这两种柔性抗冲磨防渗涂料具有抗冲耐磨、抗紫外线能力强、能适应在潮湿环境下施工以及施工简单的特点,对溢流面混凝土的抗冲磨防护效果很好。     

水流掺气设施布置型式的研究总结与展望

泄水建筑物在高速水流的作用下常发生空蚀破坏,通常工程中采用掺气减蚀措施来达到对水工建筑物保护的目的。为了总结不同的水流掺气布置型式在高水头大流量的泄流建筑物中的可利用性和重要性,以及各自的主要特点及优缺点,综述了不同型式的掺气措施的结构、原理和工程应用;并对在不同的水力条件下掺气设施布置型式的优化选择及掺气设施布置型式的相关研究进行了总结与展望。     

Abrasion test of flexible protective materials on hydraulic structures简

In this study, several kinds of flexible protective materials sprayed with polyurea elastomers （hereinafter referred to as polyurea elastomer protective material） were adopted to meet the abrasion resistance requirement of hydraulic structures, and their abrasion resistances against the water flow with suspended load or bed load were studied systematically through tests. Natural basalt stones were adopted as the abrasive for simulation of the abrasion effect of the water flow with bed load, and test results indicate that the basalt stone is suitable for use in the abrasion resistance test of the flexible protective material. The wear process of the polyurea elastomer protective material is stable, and the wear loss is linear with the time of abrasion. If the wear thickness is regarded as the abrasion resistance evaluation factor, the abrasion resistance of the 351 pure polyurea is about twice those of pure polyurea with a high level of hardness and aliphatic polyurea, and over five times that of high-performance abrasion-resistant concrete under the abrasion of the water flow with suspended load. It is also about 50 times that of high-performance abrasion-resistant concrete under the abrasion of the water flow with bed load. Overall, the abrasion resistance of pure polyurea presented a decreasing trend with increasing hardness. Pure polyurea with a Shore hardness of D30 has the best abrasion resistance, which is 60 to 70 times that of high-performance abrasion-resistant concrete under the abrasion of the water flow with bed load, and has been recommended, among the five kinds of pure polyurea materials with different hardness, in anti-abrasion protection of hydraulic structures.     

CW 系列混凝土表面保护修补材料研究与应用

为了防止因水工混凝土表面劣化以及向内扩展影响工程的使用寿命,提高混凝土的耐久性,必须对混凝土表面进行特殊保护和修复。长江科学院利用超声分散法,在聚天门冬氨酸酯与异氰酸酯合成脂肪族耐老化高分子材料的基础上,添加纳米二氧化硅、有机硅烷偶联剂和活性稀释剂制备出一种新型的纳米二氧化硅 / 聚脲复合材料 --CW 系列混凝土表面保护修补材料,并考察了超声分散时间、纳米二氧化硅粒子用量、异氰酸酯的种类和用量等因素对该复合材料性能的影响。研究表明该材料具有环保、高耐候性、高黏结性、干燥和潮湿面均可施工等特性,能有效提高混凝土等结构的抗紫外老化、抗冲磨、抗渗、抗碳化、抗冻融、抗化学侵蚀等耐久性能,且施工简便,可广泛适用于病险水库的除险加固,新建大坝、水库的混凝土表面防护和裂缝修补,乃至水利工程中其它防渗抗老化等领域。目前,该材料已在三峡大坝、丹江口大坝、南水北调中线工程、宜昌汤渡河和尚家河水库等水利工程的除险加固中得到成功应用。     

多沙河流闸门过流面抗冲磨防护环氧砂浆的研制及性能研究

研制一种适用于多沙河流闸门过流面抗冲耐磨防护的环氧砂浆,通过环氧树脂体系的工作性能初选配方,选用正交试验研究不同因素对环氧砂浆抗压强度和抗折强度影响的显著性,分析胶砂比和水泥掺量对砂浆力学性能的影响,通过核磁共振技术研究不同配比环氧砂浆内部孔径大小和分布情况,并通过高速水下钢球冲磨机测试不同配比环氧砂浆抵抗推移质冲磨的性能。结果表明：胶砂比对环氧砂浆的抗压强度和抗折强度影响显著,随着胶砂比的增加,环氧砂浆的抗压强度和抗折强度先快速增加后有一定程度的回落,当石英砂∶水泥∶环氧树脂为5∶1∶3时,环氧砂浆流动性好,养护7 d后内部孔隙分布均匀,抗压强度为119.0 MPa,抗折强度为42.24 MPa, 216 h高速水下钢球法冲磨厚度损失为0.063 mm。结合数据分析,高强高韧环氧砂浆粘结强度高、施工难度小、抗冲磨效果较好,适用于闸门过流面防护。     

软水溶蚀作用下水工碾压混凝土渗透特性研究

主要研究软水渗透溶蚀作用下水工碾压混凝土的渗透特性,即水工碾压混凝土渗透系数随渗透历时延长的变化及其原因。通过水泥净浆、水泥砂浆、不同粉煤灰掺量和不同外加剂掺量的水工碾压混凝土的渗透试验,得出影响混凝土渗透性能最重要的因素是混凝土的密实性。碾压混凝土本体在软水渗透溶蚀作用下,混凝土渗透溶蚀程度有限,不会导致混凝土抗渗性下降,可以直接用作坝体上游面防渗。