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。     

聚脲弹性体抗冲磨防护材料及应用技术研究

水电大坝泄水建筑物的抗冲磨和空蚀破坏一直是水工结构和水工材料工程师关注和研究的一个重要课题，多年来仍未能得到有效的解决。本主要从材料研究出发，介绍了新型抗冲磨有机高分子材料-喷涂聚脲弹性体材料及其施用技术的优异性能，以及适用于水电混凝土工程潮湿基底界面施用特点的潮湿界面剂试验研究结果。进行了喷涂聚脲弹性体涂层的室内高速含沙水流冲刷试验，与高强混凝土冲磨试验相比较的结果显示该材料具有十分优异的抗高流速含砂水流冲磨性能。简单介绍了初次在实际工程中应用喷涂聚脲弹性体技术的情况。     

聚脲弹性体喷涂技术及在水利工程中的应用

喷涂聚脲弹性体技术是一种新型无溶剂、无污染的绿色施工技术。文章介绍了用于不同用途的聚脲弹性体材料的种类及特性、专门的喷涂设备及喷涂施工工艺。通过现场试验,总结出了大面积、高扬程施工的宝贵经验。实践证明这种技术对于解决水利水电工程中抗冲磨、抗渗及防腐蚀等方面具有广阔的应用前景。     

喷涂聚脲弹性体技术解决泄水建筑物空蚀破坏的应用初探

随着经济和技术的发展,水利水电工程中的泄水建筑物也呈现出高水头、大流量的趋势,随之面临的泄水建筑物的高速水流空蚀破坏问题也更加突出。本文通过分析当前泄水建筑物设计中空蚀问题的解决手段,提出通过将过流面结构细分为两个功能层分别承担结构任务和抗空蚀破坏的思路,分析作为抗空蚀的表层材料应具有的性能,并列举了新型材料技术—喷涂聚脲弹性体的力学和施工性能,认为喷涂聚脲弹性体材料具有作为泄水建筑过流表面防护层的力学和施工性能,值得深入研究开发。     

聚脲弹性体材料防渗及抗冲磨技术

聚脲弹性体技术是国外近十几年来为适应环保需求而研制开发的一种新型无溶剂、无污染的绿色施工技术。聚脲弹性体材料的主要特性有：     

聚氨酯(聚脲)弹性体抗冲耐磨材料在水工泄水建筑物上的应用研究

水工泄水建筑物表面涂复一层具有优异抗冲耐磨性能的聚氨酯(聚脲)高分子弹性体材料,抵抗过流时高速水流(有时含推移质)冲磨对建筑物的破坏,起到"以柔克刚"的功效,为减缓水工建筑物高速水流冲磨、气蚀破坏提出了一条新的解决途径.     

汾河二库枢纽泄水建筑物高强抗冲磨混凝土试验研究

抗冲磨混凝土中掺用硅粉，用以提高水泥石的抗冲磨强度；掺用粉煤灰，在很少降低混凝土抗压强度与抗冲磨强度的条件下，较大地减小抗冲磨混凝土的干缩变形和温升，使抗冲磨混凝土性能有很大的改善。山西尖山铁矿石的应用为今后黄河中，上游新建大，中型水利工程中的抗中磨混凝土开辟了新的料源。     

纤维增强型水工抗冲磨混凝土研究及应用

大坝溢流面、泄水口等迎水面处的水工混凝土长期受高速含砂水流的冲蚀作用,表面会产生不同程度的磨损,影响混凝土耐久性、缩短构筑物服役寿命甚至影响工程安全,故水工混凝土的抗冲磨性能应当引起足够重视。文章分别介绍了金属钢纤维、有机合成纤维及无机玄武岩纤维增强水工混凝土的抗冲磨及其相关性能研究现状和作用机制,对纤维材料在水工混凝土中更为广泛的复合化应用提供了参考。     

喷涂聚脲弹性体技术在尼尔基水利工程中的应用

喷涂聚脲弹性体技术是一种新型无溶剂、无污染的绿色施工技术。为了解决尼尔基水利枢纽工程混凝土蜗壳防渗及抗冲磨问题,首次大规模应用了喷涂聚脲弹性体技术。通过对聚脲弹性体材料特性、专门的喷涂设备、喷涂施工工艺及注意事项的介绍,为今后推广应用该技术提供了宝贵的经验。这种技术在解决水利水电工程中抗冲磨、抗渗及防腐蚀等方面具有广阔的应用前景。     

水工混凝土建筑物的病害检测与修补技术进展

对近年我国水利水电工程中有关水工混凝土建筑物的病害检测、评估与修补加固方面的新材料、新技术和新工艺等进行了综合性评述。水工混凝土建筑物因受环境、水荷载及温度变化等不利影响,建成后往往带病运行,运行后又有一个老化过程,因此需要精心地检测、维护和修补才能保证其安全运行。实践表明,许多预防老化病害的措施,在设计和施工阶段就应认真考虑并实施,在使用阶段应对建筑物进行定期检测,对任何损坏予以及时修补,以确保建筑物的安全使用并延长其使用寿命。     

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。     

水工混凝土结构的材料研究创新成果综述

全面概述结构材料研究所50年来在水工混凝土结构的材料研究方面的创新成果,主要包括水工混凝土掺合料与外加剂、碾压混凝土、面板混凝土、水工混凝土耐久性与抗裂性、特种混凝土、全级配混凝土、混凝土三轴强度与徐变、高分子材料等研究与应用,水工混凝土建筑物缺陷检测、评估与修补加固,以及材料试验仪器设备、材料试验方法与现场检测方法、新材料产品、规程规范与出版著作等方面的创新成果,其中获全国科学大会奖2项、获国家科技进步奖5项、获省部科技进步奖26项,主编规程规范12部、参编5部,以上成果为我国水利水电建设做出了巨大贡献。     

水工混凝土建筑物的检测、评估和缺陷修补回顾与展望

本文回顾与总结了近年来我国在水工混凝土建筑物检测、评估与修补加固方面的新技术与新材料应用与进展情况,对下一步这一领域应重点开展的工作予以展望。     

水工混凝土结构抗震研究进展的回顾和展望

全面概述了中国水利水电科学研究院近50年来在水工混凝土结构抗震研究领域的主要创新性思路和成果的进展,包括其抗震安全评价的三个相互配套的方面。在地震动输入方面为:大坝抗震设防水准框架的制定、场址相关地震动参数的合理确定、坝址地震动输入机制的理解。在结构地震响应方面为:结构抗震的动力分析、结构抗震的动力模型试验、现场测振试验和地震监测、水工抗震设计规范的编制和修订。在大坝混凝土动态抗力方面为:大坝混凝土全级配大试件动态抗折试验、对试验结果的理论探讨、大坝混凝土三维动态细观力学分析、CT技术在混凝土动态抗力研究中的应用。阐述了研究群体形成的主要工作理念为:突出工程观点、强调全面综合评价、重视实践检验、发扬团队协作精神。最后,提出了今后研究的展望。     

水工混凝土结构抗震研究60年

本文简要介绍了中国水利水电科学研究院60年来在水工混凝土结构,主要是大坝的抗震研究方面的进展。回顾了其历经"启蒙"、追踪世界前沿的"跟跑"和"并跑"三个发展阶段。概述了主要研究成果,诸如:坝址的地震动输入及其场址相关地震动参数的确定;应用高性能"云计算"技术,对坝体-地基-库水体系地震响应及其基于损伤力学的损伤破坏过程的非线性并行计算分析;极端地震下地震灾变的定量判别准则的确定;采用三向六自由度地震模拟振动台进行坝体-地基-库水体系动力模型试验;大坝现场试验和地震动监测;大坝混凝土全级配试件包括损伤本构关系的动态特性试验及应用三维细观力学分析和CT技术研究其内部开裂状态;编制水工建筑物抗震设计国家标准等。最后,对常规的抗震设计理念和方法提出了改进建议。     

水工薄壁混凝土结构湿度及干缩应力非线性有限元分析

在简要论述水工薄壁混凝土结构干缩开裂原因及机理的基础上，对混凝土湿度场仿真计算时参数的选取进行了必要的讨论。结合姜唐湖退水闸这一工程，对其湿度、干缩变形及干缩应力场进行了非线性有限元分析。研究结果表明，干缩应力对水工薄壁混凝土结构裂缝产生和发展起重要作用，是薄壁结构混凝土及大体积混凝土产生表面或者贯穿性裂缝的必须重点预防的因素之一。     

基于分层法的水工混凝土碳化过程有限元模拟

碳化是影响水工混凝土耐久性的重要因素。根据混凝土中CO_2扩散方程与热传导方程的对等性,借助ANSYS有限元软件中热传导模块对水工混凝土碳化过程进行数值模拟。针对工程实际中混凝土内部水灰比存在差异的情况,采用分层法建立数值模型。通过对比碳化深度的数值模拟值与室内快速碳化试验值,证明该数值模型能较好地模拟混凝土中CO_2的扩散过程,可为碳化混凝土的寿命预测提供参考。     

高混凝土坝考虑水表面张力影响的水力劈裂研究

水力劈裂是200m以上高混凝土坝、高碾压混凝土坝需要重点关注的安全隐患。为深入研究高混凝土坝的水力劈裂机理,研发了一种新型混凝土高压水劈裂试件,利用该试件进行了相同条件下水力劈裂及气压劈裂对比试验。研究表明,在静态加压条件下,混凝土发生破坏的水力劈裂水压显著大于气压劈裂的气压,混凝土断裂过程区中水的表面张力对裂缝扩展有抵抗作用。基于试验,提出了水表面张力抵抗劈裂作用的表达式,利用混凝土断裂力学中的裂纹尖端应力强度因子法,构建了考虑水表面张力作用的混凝土水力劈裂模型,该模型计算结果与试验结果吻合良好。应用水表面张力模型分析200m级重力坝水力劈裂影响,可进一步改进考虑高压水劈裂的特高混凝土坝设计。