无砂混凝土的制备与性能研究

无砂混凝土是一种重要的绿色生态护坡建筑材料,具有良好的透水性和透气性,但强度普遍偏低。无砂混凝土透水系数与抗压强度为负相关关系,同时满足高强度、高透水性有难度。基于某泵站工程现场用原材料,深入研究目标孔隙率P、水灰比W/C、骨料粒径、水泥种类等因素对无砂混凝土性能的影响,在此基础上提出高强度、高透水系数无砂混凝土的制备方案。结果表明：插捣成型条件下,实测连续孔隙率C_void均大于设计的目标孔隙率P。P一定时,存在最优W/C,使无砂混凝土透水系数最大;28 d抗压强度则随W/C（0.21～0.33范围内）的增大而提高。推荐采用工地现场所用5～16 mm连续级配骨料、P·O 52.5水泥制备无砂混凝土,P宜取15%,W/C宜取0.27或0.30;制备的无砂混凝土综合性能良好,可同时满足透水系数k_T≥1 mm/s、28 d抗压强度f_cc≥25 MPa的要求。     

石笼在清原县生态治河中的应用

清原县地处辽东山区,境内河流属典型的山区中小河流,传统的河道防护多采用浆砌石或混凝土,易冲刷,冻胀破坏严重,更不适应生态治河的理念。而石笼透水性强、抗冲刷、生态性好,价格低,近年来多采用石笼护岸或护坡,取得了很好的效果,文章分析了石笼护岸护坡的特点,并列举了石笼在清原县生态治河的成功实例。     

模拟雨水下堵塞材料对透水混凝土渗透性的研究

作为一种高透水材料,透水混凝土因其孔隙易被堵塞、渗透性降低,影响其性能和使用。针对透水混凝土的堵塞问题,使用了一种常水头试验装置。为了研究真实情况下雨水径流对透水混凝土渗透性的影响,模拟了雨水径流中砂的级配,并将其作为堵塞材料用于透水混凝土的渗透性影响研究。利用再生骨料替代天然骨料制备了透水混凝土,以归一化渗透系数作为指标,对3种不同孔隙率的透水混凝土进行堵塞实验,研究了不同加砂次数对其渗透性的影响。当孔隙率为15%时,第一次加入堵塞材料后,其归一化渗透系数折减最大,而当孔隙率为25%时,前几次加入的堵塞材料对其渗透性的影响较小。试验结果表明,堵塞物相同时,加砂后透水混凝土的归一化渗透系数与透水混凝土孔隙率成正比,与堵塞次数成反比。     

现浇型生态混凝土护岸抗水力冲刷性能试验研究

目前,现浇型生态混凝土等新型的生态型护坡逐渐取代传统混凝土护坡,得到了越来越广泛的应用。但作为一种新兴的护坡方式,现浇型生态混凝土抗水力冲刷性能缺少实验数据的支撑。根据实际工程中的应用情况,制作了三种不同厚度的现浇生态混凝土样本,采用专用的实验仪器研究其在高速明渠流作用下的抗水力冲刷性能。结果表明:边界效应对生态混凝土的抗冲刷性能影响很大。在处理好边界效应的情况下,现浇型生态混凝土护岸在高速明渠流的作用下,水力淘刷现象不明显,下覆土体表面基本保存平整,土体高程下降微小(0.1 mm)。因此,现浇型生态混凝土护岸有着很好的抵抗高速水流(本研究最大流速达到6.11 m/s)冲刷的能力,在水利护岸工程中可以代替传统护岸和预制生态混凝土护岸进行应用。     

碱激发矿渣-赤泥新型低碳透水混凝土性能研究

以粒化高炉矿渣与拜耳法赤泥两种工业固废作为胶凝材料,硅酸钠溶液作为碱激发剂,石灰岩碎石作为粗骨料,制备透水混凝土,研究了设计孔隙率、水胶比与骨料粒径对透水混凝土强度与透水性能的影响。结果表明：随设计孔隙率增大,试样的强度逐渐减小,但透水性能逐渐增强。最优水胶比受设计孔隙率和骨料粒径的影响,当透水混凝土设计孔隙率为15%、骨料粒径为4.75～9.50 mm时,最优水胶比为0.36,其强度较高且具有良好的透水性能。碱矿渣-赤泥透水混凝土的力学与透水性能均优于水泥透水混凝土,符合低碳绿色的发展理念。     

不同形式的护坡在南雄中小河流治理工程中的应用

山区中小河流治理中常见的护坡有混凝土护坡、植被型护坡、生态石笼护坡、多孔砖护坡、生态混凝土护坡等形式。不同的护坡形式在抗冲刷能力、施工工艺、生态性、成本控制等方面有着各自的优缺点。该文主要讨论几种不同形式的护坡在南雄中小河流治理中的使用情况,以及几种护坡的优缺点分析,为其他山区中小河流治理提供参考。     

植生混凝土河道护坡截表层土反滤特性研究

采用模拟降雨实验研究了两种护坡形式下植生混凝土截留表层土、反滤特性及吸附除杂能力,结果表明,在降雨冲刷作用下,植生混凝土能够有效提高边坡的稳定性;随混凝土骨料粒径的增大,底部土壤流失率不断上升;随着边坡系数的增大,混凝土底部的土壤流失量不断减小;边坡系数对固体拦截能力影响明显高于骨料粒径,为植生混凝土在实际工程中的应用提供参考。     

基于正交试验设计的再生骨料透水混凝土 力学性能研究

利用正交试验方法对再生骨料透水混凝土的力学性能和抗冻耐久性能进行了研究。研究了微硅粉、增强剂等外掺料和水胶比对再生骨料透水混凝土２８ｄ立方体抗压强度、透水系数和连续孔隙率的影响。采用快冻法,分析了冻融作用下再生骨料透水混凝土质量损失、动弹性模量、抗压强度、ＣＴ扫描断面平均孔隙率的变化规律。试验结果表明:设计孔隙率和水胶比对透水系数、连续孔隙率和２８ｄ抗压强度的影响最大,微硅粉与增强剂的影响次之。再生骨料透水混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、平均抗压强度与ＣＴ扫描断面平均孔隙率的劣化程度均随冻融循环次数增加而逐渐增大。再生骨料透水混凝土的孔隙率与抗压强度呈负相关,二者具有良好的相关性。     

生物负载微孔渗水型混凝土对土壤中残留毒死蜱的去除试验

为了解决农村农药面源污染问题，利用小流量渗透法将毒死蜱降解菌负载在微孔渗水型混凝土上，研究不同降雨强度下不同孔隙率混凝土对毒死蜱的降解截留效果。结果表明:对于3种不同透水系数的微孔混凝土，微孔渗水型混凝土负载生物量和生物活性随孔隙率增大呈先升高后降低趋势；对于两种不同的降雨强度，毒死蜱降解率最优的都是孔隙率为48.1%的试样；降雨强度较大时，土壤中毒死蜱析出质量浓度较高，且降雨强度越大析出速度越快，试样对析出的毒死蜱降解效果越差。微孔渗水型混凝土对土壤中残留毒死蜱具有较好的去除效果，材料本身具有高强度、高寿命、低成本等特点，在土壤护坡、河流护岸等方面具有较好的应用前景。     

再生粗骨料级配对透水混凝土性能的影响研究

将骨料粒子干涉与紧密堆积理论相结合提出骨料各粒级的质量百分数范围，研究分析了单粒级和级配再生骨料配制的混凝土透水性、强度和外观状态。结果表明：以紧密堆积理论配制的连续级配骨料空隙率低于原单粒级再生骨料的平均理论孔隙率，以粒子干涉理论配制的级配骨料空隙率与骨料的粒径比、骨料级配的分级数量密切相关，级配骨料空隙率随粒径比D大/D小增大或骨料粒级分级数的增多而减小；随着单粒级再生骨料粒径的增大透水混凝土抗压强度表现出先上升后下降的变化特征，而透水性变化正好相反；随级配再生骨料空隙率的减小透水混凝土抗压强度表现出先下降后上升的变化特征，而透水系数和连通孔隙率则表现出减小趋势。     

沙漠砂混凝土动态力学性能数值模拟

沙漠砂混凝土动态力学性能非常复杂,利用SHPB进行沙漠砂混凝土动态冲击压缩试验,分析冲击速度对沙漠砂混凝土动态性能影响规律。编写沙漠砂混凝土圆形骨料随机分布程序,运用ANSYS/LS-DYNA软件对试件尺寸、冲击速度、粗骨料体积含量和粗骨料颗粒大小不同沙漠砂混凝土动态破坏过程进行模拟,分析试件尺寸、冲击速度、粗骨料体积含量和粗骨料颗粒大小对沙漠砂混凝土动态力学性能的影响规律。数值模拟表明:沙漠砂混凝土具有明显尺寸效应;随着粗骨料颗粒最小粒径增大,沙漠砂混凝土峰值应力逐渐减小;随着粗骨料颗粒最大粒径增大,沙漠砂混凝土峰值应力呈先增大后减小趋势;随着粗骨料体积含量增大,沙漠砂混凝土峰值应力呈先增大后减小趋势,数值模拟结果为沙漠砂混凝土优化设计提供依据。     

无砂多孔混凝土封堵排水孔的技术应用

无砂混凝土又称为透水混凝土、多孔混凝土、多孔连续绿化生态混凝土,它是由水泥、粗骨料和水拌和而成,水泥浆包裹粗骨料表面并将粗骨料胶结在一起形成的一种多孔轻质混凝土。本文对国内外无砂多孔混凝土的设计方法进行了探讨和试验研究,分析了影响无砂混凝土强度和渗透性的因素,根据实际工程及研究条件,提出满足工程需要的无砂多孔混凝土配合比,对无砂混凝土在水利工程建设中的应用有一定的参考价值。     

生态护岸在滨州市中小河流治理中的应用

在介绍生态护岸生态效应及常用方式的基础之上,结合滨州市滨城区新立河及惠民县杨集干沟应用实例,对其优点及实际效果进行分析。结果表明:复合型生态护坡——超强连锁式生态护坡方案,具有防洪、生态、景观等多重功能,符合滨州市中小河流治理实际。     

再生透水混凝土基本性能与孔隙特征的研究

以水灰比0. 3、再生骨料粒径9. 5～19. 5 mm制备再生透水混凝土,研究了不同设计孔隙率(16%、18%、20%、22%、24%、26%)下再生透水混凝土实测孔隙率、抗压强度、透水系数变化规律;在此基础上,对试块进行切片、拍照、灰度化处理,基于Image法对平面孔隙分布进行提取、计算,从细观层面上分析了平面孔隙率、孔个数、等效孔径、分形维数对再生透水混凝土宏观性能的影响。结果表明,孔个数、等效孔径是影响抗压强度与透水系数的重要因素。此外,通过拟合发现,平面孔隙率、平面分形维数与抗压强度呈线性负相关,平面孔隙率与平面分形维数呈线性正相关,说明随着设计孔隙率的增加,再生透水混凝土内部孔隙结构越来越复杂。     

骨料级配对再生透水混凝土性能的影响

对废弃混凝土路面经破碎、筛分获得的再生骨料的物理性能进行测试与分析,在此基础上设计透水混凝土配合比,选择再生粗骨料粒径为5～10 mm和10～20 mm,以水灰比0.3、骨灰比4.5、替代水平100%、单双级配为主要指标制作试件。通过对试件的抗压强度、劈裂抗拉强度、有效孔隙率、透水系数的测定,综合考虑透水混凝土各项性能指标。结果表明:采用双级配的透水混凝土密度较单级配粒径为10～20 mm的低,试件的劈拉强度与抗压强度正相关,拉压比范围在21%～27%之间,脆性降低,韧性增加。此外,抗压强度随孔隙率的增大而降低。     

再生骨料取代率及掺合料对透水混凝土性能影响研究

为了能够将再生骨料更好地应用于透水混凝土生产中,本实验系统研究了再生骨料取代率、骨料级配、减水剂及掺合料等因素对透水混凝土强度和透水性的影响。结果表明:透水系数随孔隙率的增加而增加,经过数据分析,建立透水系数和孔隙率之间经验公式;随着再生骨料取代率的上升,混凝土孔隙率及透水系数先减少后增加,抗压、劈拉强度则先增加后减少,取代率60%左右时,强度达到最大;在100%再生骨料掺量的基础下,20%粉煤灰等比例取代水泥能够有效提高了混凝土抗压强度,但透水性能有所降低,同时减水剂、硅粉及钢纤维的掺入对混凝土抗压强度作用不明显,但钢纤维可以提高混凝土劈拉强度。研究成果对于再生骨料透水混凝土推广应用具有重要意义。     

河流护岸多孔生态材料对水体中硝态氮去除试验

为进一步提升护岸材料对面源污染物的净化能力,采用骨料交联法制备了具有较高透水率的多孔生态砌块,研究骨料粒径与砌块透水率的关系,并采用动水挂膜法对不同透水率的生态砌块进行反硝化细菌表面负载,在此基础上,研究所制备的不同骨料粒径的生态砌块的透水率、比表面积等对水体中硝态氮去除率的耦合效应。结果表明:在相同孔隙率条件下生态砌块的透水率随比表面积的增加而降低,且随着骨料粒径的增大而提高;生态砌块对水体中硝态氮的去除率随透水率的增加呈现先增大再减小的趋势,其中骨料粒径为7~11 mm,透水率为6.6 m L/(s.cm~2)的多孔生态砌块对硝态氮的去除率可达90.3%。     

骨料及水灰比对透水混凝土性能的影响

为了研究骨料粒径及水灰比对透水混凝土力学特性及透水性影响,分别选取了骨料粒径2.5～6 mm、6～10 mm、10～16 mm以及16～20 mm四种范围单一级配碎石,制作了水灰比在0.25～0.34范围内的透水混凝土试样。通过单轴压缩试验及透水系数测试试验,得到了不同水灰比及不同粒径范围的透水混凝土试样应力应变曲线、抗压强度、峰值应变、吸收功及透水系数等力学及物理性能,分析了骨料粒径、水灰比对材料抗压强度、吸收功及透水系数等影响,并在试验结果基础上,建立了材料抗压强度同透水系数之间关系。结果表明:骨料粒径为2.5～6 mm、6～10 mm、10～16 mm透水混凝土抗压强度、应变峰值、吸收功在水灰比0.25～0.31范围内,随水灰比的增加而增加,当水灰比超过0.31时,随着水灰比增加而减小;材料的透水系数随着水灰比的增加而减小;材料的抗压强度同透水系数之间近似服从线性关系。研究成果可为透水混凝土配合比设计提供借鉴作用。     

生态透水混凝土铰接块的研发与示范

生态透水混凝土铰接块是黑龙江省水利科学研究院最新研发的一种新型生态护坡材料。该产品高强多孔设计,降低自重;可快速成型脱模,提高施工效率;结构多孔透气宜生,适宜生态修复。通过试验测试,该产品强度等级可达C25~C30,渗透系数为0.6~1.0cm/s,抗冻性可达F300以上;碱性水化产物明显减少,利于植物生态生长。通过实际应用于河流护岸防护及渠道衬砌工程中,在不利服役工况下,经历冻融循环仍保持稳定。生态透水混凝土铰接块可广泛应用于寒区生态沟渠构建、江河生态护坡与护岸铺设、生态水利景观建设及海绵城市建设等工程,市场前景广阔。     

小河流护坡植草混凝土性能影响因素研究

传统水利工程排水对原始生态河道造成难以恢复的破坏,阻隔了河流与生态陆地的水循环。本文介绍了植草混凝土的制备原理与其各种性能的测定方法,并且设计了植草混凝土的配合比方案,分析了能够影响植草混凝土的孔隙率、抗冲刷强度、抗压、抗折等性能的各种因素,获得植草混凝土的最佳配合比方案。在最佳配合比方案下,对植草混凝土进行植生试验,发现植物能够很好地生长在植草混凝土护坡上,说明该配合比方案符合小河流治理的相关性能指标要求,为小河流治理提供科学依据。