硅粉增强混凝土抗冲磨性能的微观机理

采用Fourier红外光谱(FTIR)和29Si固体核磁共振谱(29SiNMR)结合去卷积技术研究了硅粉增强混凝土抗冲磨性能的微观机理。结果表明硅粉具有较高的水化活性,硅粉掺量为10%的水泥体系水化3d时,大约有41%的硅粉参与反应,水化120d时大约有96%的硅粉参与反应。此外,硅粉的火山灰反应改变了C-S-H结构中Qn的分布和C-S-H的聚合度,在这个过程中,硅粉结构中的Si-O-Si共价键在碱性环境中断裂后形成的水化硅酸根单体与C-S-H二聚体以及Ca2+、OH-结合,形成高聚C-S-H。在分子尺度(几个纳米),硅粉优化了C-S-H结构,使得C-S-H结构有序性增强,在微米尺度,硅粉的火山灰反应使得C-S-H堆积结构更加密实,胶凝性更强,从而改善了混凝土中浆体的性质。这样就从C-S-H层面解释了硅粉改善混凝土强度以及抗冲磨性能的机理。     

新型水工混凝土用抗冲磨剂试验研究

为提高水工混凝土弱耐磨区域的抗冲磨性能,降低混凝土早期开裂风险,延长泄水建筑物的使用寿命,自主研发新型SY-CM抗冲磨剂。研究SY-CM抗冲磨剂与硅粉、传统HF抗冲磨剂对水工混凝土力学性能的影响,采用水下钢球法和微量热仪法分析三种抗冲磨剂对混凝土抗冲磨强度及早期水化放热的影响。结果表明:掺2.5%SY-CM抗冲磨剂的混凝土28d抗压强度较硅粉及HF抗冲磨混凝土分别提高6.3%、23.3%,劈裂抗拉强度分别提高17.6%、8.6%,抗冲磨强度较空白和传统HF分别提高了124%、59%;SY-CM抗冲磨剂的净浆水化放热速率低且60h累计放热量小。因此,SY-CM抗冲磨剂能有效地改善水工混凝土的力学性能和抗冲磨强度,降低混凝土水化放热量及早期开裂风险。     

河口村水库1~#泄洪洞抗冲磨材料对比研究

为了优选沁河河口村水库1#泄洪洞的抗冲磨混凝土方案,对比了硅粉混凝土、HF混凝土和NSF-Ⅱ混凝土的力学性能、抗冲磨性能、变形性能。结果表明:NSF-Ⅱ混凝土的黏度低、施工性能好,其28 d抗压强度低于硅粉混凝土,90d二者相当,其抗冲磨强度优于硅粉混凝土,硅粉混凝土干缩率大幅减小,HF混凝土的黏度大、施工性能较差,28 d、90 d抗压强度与硅粉混凝土相当,其抗冲磨强度与硅粉混凝土接近,在胶凝材料总量与硅粉混凝土相同时,其干缩率要比硅粉混凝土大,充分发挥其减水效果、降低胶材用量时,干缩率可能小于硅粉混凝土;NSF-Ⅱ混凝土的综合性能较优。     

碾压混凝土抗冲耐磨性能试验研究及应用

该文结合新疆某水利枢纽碾压混凝土重力坝工程实际,对添加HF和硅粉的常态混凝土及碾压混凝土的力学、抗冲磨等性能进行测试和对比。结果认为,碾压混凝土中掺入HF和硅粉不但满足抗冲磨等性能要求,且节省原材料,简化施工工艺,降低水化温升,预防表面裂缝;抗冲磨碾压混凝土具有干缩率小、施工简便、造价低等优点,具有推广应用价值。     

外掺料对水工抗冲磨混凝土体积稳定性的影响

为研究外掺料对抗冲磨混凝土体积稳定性的影响,对比分析了在加入PVA纤维、硅粉、HF抗冲磨剂等外掺料后,抗冲磨混凝土的极限拉伸值、干缩变形以及自生体积变形的变化规律,从而判断外掺料对其稳定性的影响。研究结果表明:外掺料对抗冲磨混凝土的极限拉伸值、抗压弹模、干缩率和自生体积变形均有影响;同等条件下,PVA纤维由于自身的物理特性对抗冲磨混凝土的极限拉伸值和抗压弹模影响较大,硅粉和HF抗冲磨剂则由于自身的微集料效应和火山灰反应,对混凝土的干缩和自生体积变形影响更为显著;但随着观测龄期的增加,这种影响趋势逐渐降低。研究成果可为抗冲磨混凝土的材料选择提供一定参考。     

超高性能混凝土抗冲磨性能试验研究

针对新疆水利工程抗冲磨部位应用的抗冲磨混凝土冲磨破坏问题,采用混凝土抗压强度试验及水下钢球法对超高性能混凝土(UHPC)的抗冲磨性能等进行试验研究,同时与普通硅粉混凝土、HF抗冲耐磨混凝土的抗冲磨性能进行对比研究,结果表明:UHPC具有极高的力学性能,28 d抗压强度可以达到130.59 MPa,抗冲磨性能明显提高,抗冲磨强度是普通硅粉混凝土的4倍以上;UHPC具有极高的流动性,具有自流平效果,兼备良好的施工性能。     

钢纤维硅粉混凝土的水工特性试验研究

重点对钢纤维硅粉混凝土的抗冲磨、抗冻融性能进行了室内试验.通过对钢纤维硅粉混凝土冻融过程中抗压、抗弯强度和弯曲韧性指数的计算，以及动弹性模量、失重率变化的测量分析，得到了其冻融过程中的宏观特性.分析了钢纤维硅粉混凝土抗冲刷耐冻融性能的机理.试验证明：钢纤维硅粉混凝土具有良好的抗冲耐磨能力和抗冻融破坏性能，在北方地区有抗冲刷要求的工程中，采用钢纤维硅粉混凝土技术是最佳方案     

C60抗冲磨混凝土抗裂性能试验研究

为提供性能优异的抗冲磨混凝土配制方案,以单掺或复掺粉煤灰、矿渣粉、硅粉配制的C60抗冲磨混凝土为研究对象,通过平板法和圆环法对C60抗冲磨混凝土的抗裂性能进行研究。研究结果表明:①保持水胶比不变的情况下,掺入粉煤灰或矿渣粉均可降低混凝土的体积收缩变形、延长混凝土开裂时间;②随着粉煤灰或矿渣粉掺量的增加,抑制混凝土开裂的效果趋于明显;③ 掺入硅粉显著增加了混凝土的开裂趋势,且硅粉掺量由4%增至10%时混凝土开裂现象趋于严重;④硅粉与粉煤灰或者矿渣复掺后形成的协同互补效应可减小C60抗冲磨混凝土的开裂趋势,当复掺15%的粉煤灰与7%的硅粉时,抗裂效果最优。     

肯斯瓦特水利枢纽工程抗冲耐磨混凝土设计及应用

肯斯瓦特水利枢纽工程泄洪建筑物泄流时将承受高速水流的破坏,按照规范要求需采用抗冲磨混凝土。本文对采用HF抗冲磨剂与硅粉混凝土进行了抗冲磨对比试验,实验结果表明:在凝胶材料基本相同的条件下,硅粉混凝土、HF混凝土28 d抗磨强度均能满足规范要求,但HF混凝土施工性能较好,容易保证施工质量。     

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。     

第二龄期老混凝土与新混凝土粘结劈拉强度研究

实际工程混凝土浇筑意外中断时有发生,恢复浇筑新混凝土时,中断前的老混凝土很多处于第二龄期。为提高第二龄期老混凝土与新混凝土的粘结性能,通过采用不同水灰比水泥净浆和不同掺量粉煤灰水泥浆界面剂,研究不同水泥第二龄期老混凝土与新老混凝土7 d和28 d粘结劈拉强度的变化规律。结果表明:三种水泥混凝土粘结劈拉强度均随水泥净浆界面剂水灰比的增大而减小;水泥净浆(使用水泥为普通硅酸盐水泥)界面剂对普通硅酸盐水泥的粘结效果最好,次之为矿渣硅酸盐水泥,最差为复合硅酸盐水泥。界面剂中掺加粉煤灰可在一定程度上改善第二龄期老混凝土与新混凝土的粘结性能。     

橡胶混凝土抗冲磨性能的研究

探讨了橡胶混凝土在不同水灰比、胶粒掺量、粒径大小的情况下的抗冲磨性能,为进一步改善混凝土的韧性和耐久性提供借鉴。在以往橡胶混凝土研究基础上,采用水下钢球法对混凝土进行抗冲磨强度试验,得出了橡胶混凝土在不同水灰比、胶粒掺量、粒径大小的情况下的抗冲磨性能。从本次试验中可以看出水灰比与橡胶混凝土的抗冲磨强度具有良好关系,水灰比小时,有利于提高混凝土的耐磨性,但是水灰比不能无限制的降低,必须能够提供胶凝材料完全水化所需的水分及保证施工过程中的和易性;随着橡胶颗粒掺量的增加,混凝土的耐磨性先提高后降低。橡胶掺量15%时混凝土的抗冲磨强度最高。当掺量达到30%时,抗冲磨强度反而比未掺入时低;掺入的三种粒径中掺入粒径为（2.36～4.75 mm）的混凝土耐磨性能最佳,其单位磨损量最小。胶粒掺量是影响抗冲磨性能的主要因素,其次为水灰比,第三是胶粒粒径的大小。     

“635”水利枢纽导流洞硅粉混凝土研究和应用

根据"635"水利枢纽导流泄洪洞底板混凝土设计使用要求,进行了室内混凝土配合比性能试验研究,结果表明,掺有HLC Ⅲ硅粉剂的混凝土与不掺外加剂的混凝土相比,其28d抗压强度提高了87 1%,抗折强度提高了10 6%,抗冲磨强度提高了97 5%,同时用丙乳砂浆处理新老混凝土结合面能起到提高黏结性的作用.根据现场情况经配合比调整试验优选出宜于施工的硅粉混凝土配合比.在硅粉混凝土浇筑过程中,由于采取了合理的搅拌、运输、基面处理等措施,使得在高温、高蒸发环境下浇筑的硅粉混凝土质量得到了保证.     

浅谈混凝土路面裂缝产生的原因及预防措施

官地水电站对外交通公路工程设计等级为三级公路,路面类型为混凝土路面,具有刚度大、强度高、耐磨性好、整体性与稳定性优等特点。根据施工中出现的问题,分析了裂缝产生的原因并制定出合理的预防措施。     

环境水侵蚀下水泥净浆钙溶蚀的模拟与验证

钙溶蚀是导致水环境中混凝土等水泥基材料耐久性退化的重要原因之一。为获得软水环境下水泥净浆的钙溶蚀过程, 首先, 基于Fick定律及质量守恒定律, 利用钙溶蚀过程中材料骨架内固体钙含量和孔溶液中钙离子浓度之间的化学平衡关系及Newton边界条件, 建立软水环境下水泥净浆的钙溶蚀模型, 并通过有限差分法, 对该模型进行数值求解; 其次, 进行不同水灰比的水泥净浆试件在6M NH₄Cl溶液中的加速钙溶蚀试验, 测定该溶液中各水泥净浆试件在不同溶蚀时间的钙硅比与孔隙率, 并将所建立模型的计算结果与实测结果进行对比分析, 验证模型的合理性; 最后, 利用验证后的钙溶蚀模型, 数值分析了环境水侵蚀下水泥净浆薄板孔溶液中钙离子浓度、固体钙含量及孔隙率的时空分布规律。结果表明, 模型的计算结果与试验测试结果基本一致; 溶蚀前期, 试件中固体钙含量下降速度和孔隙率增加速率均较大, 溶蚀后期, 试件固体钙溶蚀速率和孔隙率的增加速率逐渐减小。     

碳化作用对水泥净浆中游离氯离子浓度的影响

以探究碳化作用对水泥净浆中游离氯离子浓度的影响为目标,并借助XRD衍射图谱、SEM扫描电镜图等微观手段,研究了碳化作用下水泥净浆内游离氯离子浓度的影响规律以及微观结构特征。结果表明:水灰比对碳化作用前游离氯离子浓度的影响变化受总氯离子浓度的影响,总氯离子浓度越高,水灰比对游离氯离子浓度的影响越大;碳化不利于氯离子的结合,一方面是因为碳化作用不利于Friendel盐的生成和稳定,减少了离子化学固化量。另一方面水化产物中的C-S-H凝胶的生成量也减少,大量的Ca~(2+)被消耗,Ca/Si比也减小,削弱了物理吸附作用,减少了离子物理吸附量,从而增大了水泥净浆中游离氯离子浓度;碳化能显著细化孔隙结构,减少孔隙率,有利于减弱游离氯离子的扩散与侵蚀。     

低热硅酸盐水泥在向家坝工程抗冲磨混凝土中的应用

同水胶比的中热、低热硅酸盐水泥粉煤灰混凝土室内试验研究表明,低热水泥混凝土的后期强度高于中热水泥混凝土,低热水泥混凝土抗冲耐磨性能和抗裂性优于中热水泥混凝土。向家坝工程消力池导墙观测表明低热水泥混凝土温度低于中热水泥混凝土6.5~7.1℃,低热水泥混凝土尚未发现裂缝。     

小浪底泄洪工程高强度等级混凝土裂缝产生的原因及防治

小浪底泄洪工程中采用了抗空蚀、耐磨性能好的 70MPa高强度等级C70硅粉混凝土 .文章结合小浪底泄洪工程实际对大体积、70MPa高强度等级混凝土早期和后期施工裂缝产生的原因及防治进行了探讨 ,并介绍了两种工艺成熟的裂缝处理方法 :环氧树脂和特细水泥注浆法     

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。     

不同界面剂对第二龄期新老混凝土粘结强度的影响

选用普通硅酸盐混凝土作为试验混凝土,采用水泥净浆、掺粉煤灰的水泥净浆和掺新型固结材料TG-1的水泥净浆作为试验粘结剂,分别用这三种界面剂对第二龄期新老混凝土进行了粘结试验。7 d及28 d的试验结果表明:(1)水泥净浆界面剂的粘结效果随着其水灰比的增大而增强;(2)掺粉煤灰的水泥净浆界面剂对混凝土新老粘结界面强度的影响规律性不强;(3)掺TG-1固结剂的水泥净浆界面剂的粘结效果随着TG-1固结剂掺量的提高而增强。最后,对试验所产生的结果进行了机理分析。