三峡工程混凝土的碱-骨料反应试验研究

三峡工程大坝混凝土将利用闪云斜长花岗岩碎石作粗骨料，用斑状花岗岩制成的砂作细骨料。由于花岗岩含有应变石英，普遍出现波状消光，另外在应力集中区，石英形成不同类型的位错，因此其碱活性反应具有缓慢、持续时间长的特点，从地质环境、岩相、物理、化学等多方面进行了研究，采用多种方法进行了对照检验。结果表明，花岗岩的矿物组成主要是长石、石英、黑云母和少量角闪石或绿泥石等，用岩相法、化学法、砂浆长度法、小棒快速法、砂浆棒快速法、混凝土棱柱体法等进行测定属非活性，在低碱条件下，不会导致危害性膨胀，但在高碱条件下，砂浆膨胀率在数年后仍继续增长，为确保工程安全，应严格控制水泥含碱量。     

石英砂岩骨料碱活性抑制试验研究

在某水电工程对混凝土骨料料源的选择阶段,初步选定的1#料场石英砂岩骨料被鉴定为具有潜在危害性的碱-硅酸反应(ASR)活性的可疑骨料。通过抑制骨料碱活性效能试验表明,采用低碱水泥取代高碱水泥,或掺一定比例掺合料于高碱水泥中,对骨料的ASR反应都有一定的抑制效果[1],并对几种方法的抑制效果进行了对比分析。研究成果可为其他类似工程提供参考。     

土石坝沥青混凝土心墙材料配合比试验研究

传统观念认为水工沥青混凝土防渗结构中,碱性骨料可以与沥青中的表面活性物质产生化学吸附,有很好的黏附性;酸性骨料与沥青主要是物理吸附作用,与沥青的黏附性和耐久性无法保证,在长期浸水作用下,沥青膜易被水逐渐置换而从骨料表面剥离,从而导致结构破坏。奴尔水利枢纽工程坝址区内有丰富的酸性天然砂砾石料,距坝址较近,便于开采,但其附近没有碱性骨料料场。依托奴尔水利枢纽工程,采用人工灰岩骨料及天然砂砾料2种骨料,进行了室内沥青混凝土配合比性能试验研究,提出了级配指数r=0.40、填料F=12%、人工灰岩骨料沥青含量B=6.9%和天然砂砾石骨料沥青含量B=6.0%优选配合比,供设计参考。     

混凝土碱－硅酸反应破坏机理及其进程影响研究进展

碱－硅酸反应（Alkali-silicareaction,ASR）作为一种混凝土中所含碱与骨料中碱活性成分在一定湿度条件下发生的物理化学反应,在混凝土内部生成凝胶产物,进而引起混凝土发生变形、开裂、强度下降等病变行为,严重时将威胁结构物长期运行的功能性和安全性。随着非活性骨料的日益减少以及混凝土种类的不断改进和创新,ASR及其相伴的工程隐患和危害等问题的探究和防范应更加予以重视。在对混凝土工程ASR病害典型案例进行剖析的基础上,综述了ASR产生机理以及“吸水膨胀”和“渗透压”两种ASR诱发破坏假说的研究现状;从内部骨料特征和外部环境两个视角,论述了骨料活性、骨料粒径、骨料含量与级配以及环境温度和环境相对湿度等因素对ASR进程的影响;从完善ASR诊断方法与病害评估体系的目标出发,提出了混凝土ASR破坏机理及其进程影响研究方面亟待攻克和值得进一步关注的问题。     

水工结构破坏性动力模型试验仿真混凝土性能研究

在水工结构破坏性动力模型试验中,根据相似比控制模型材料的密度、弹性模量和强度等多项力学性能与原型材料对应相似是决定试验成果合理可信的关键技术。为改进和提高仿真混凝土的相似性,以粗骨料、细骨料、水泥为控制变量设计不同配比方案,对其力学性能进行测试,并进一步对比研究了不同细骨料及其不同组分对仿真混凝土性能的影响。试验研究发现,相比常用的硫酸钡粉和矿石粉,滑石粉作为细骨料可以有效降低仿真混凝土的强度和弹性模量,控制仿真混凝土的密度和拉压强度比接近常规混凝土,滑石粉不失为仿真混凝土细骨料的一种选择。试验得出重晶石砂、硫酸钡粉、矿石粉、滑石粉、水泥等不同组分对仿真混凝土材料性能的影响规律,可为确定相似比模型试验中仿真混凝土材料的配比提供有益参考。     

细骨料中有机质对混凝土性能的影响

本文就细骨料中有机质对水泥砂荣和混凝土性能的影响程度进行了试验分析,论证了有机质超标的细骨料在水工混凝土中应用的可行性.     

基于细观结构性能和尺度的混凝土材料层次尺寸效应解析理论

本文以细观为基本研究尺度,认为混凝土材料层次尺寸效应主要根源于粗骨料、砂浆以及界面等细观结构性能和尺度的不确定性。首先,基于建立的能够考虑细观结构影响的混凝土I-型裂缝断裂破坏分析模型,采用理论解析法对不同级配混凝土宏观力学性能预测方法进行了修正;进而,提出了一套混凝土材料层次尺寸效应解析理论,并分析了混凝土宏观力学性能随细观结构性能和尺度的变化行为。分析结果表明:单轴拉伸加载条件下,强骨料夹杂混凝土中界面力学性能、骨料含量和最大骨料粒径均显著影响细观断裂裂缝中界面裂缝的占比,从而影响到混凝土宏观力学性能随细观结构性能和尺度的变化行为。     

水工混凝土的碱-硅反应抑制

我国水利水电工程建设中越来越多地使用碱活性骨料,为了确保工程的安全性和兼顾经济性,需采取合理可靠的碱骨料反应抑制措施.提出用粉煤灰的比表面积与综合化学成分组合得到的物化因子作为评价粉煤灰品质的指标,以全面反映粉煤灰掺和料的化学、矿物、物理特性对抑制碱-硅反应效果的影响.水工混凝土对碱骨料反应已具备一定的自免疫力,这包括采用含碱活性石粉的人工砂时石粉起到的分散应力的作用,以及引气起到的消纳膨胀产物的作用.砂浆棒快速法高估了粉煤灰对水工混凝土碱-硅反应的抑制效果,混凝土棱柱体法由于配合比、骨料粒径均与实际水工混凝土差距较大,还无法真实反映抑制措施对水工混凝土碱-硅反应的抑制效果,需开发能够反映水工混凝土骨料粒径大、胶凝材料用量低、水胶比高等特点的碱-硅反应抑制效果评价试验方法.     

南疆盐渍土地区混凝土抗冻性能研究

通过实地调研发现,新疆南疆盐渍土地区许多混凝土建(构)筑物均不同程度地存在由盐蚀-冻融引起的混凝土表面剥蚀、开裂和疏松、粗骨料大面积裸露、盐结晶析出等病害。引起该地区混凝土产生盐蚀-冻融病害的主要原因有3个方面:①混凝土表层和内部的孔隙水冻结产生的拉应力;②渗入混凝土内部的盐类结晶产生的拉应力;③硫酸盐与水泥水化产物发生化学反应产生的拉应力。这些因素综合作用造成混凝土由表及里逐渐损伤、破坏和解体。通过调整混凝土水胶比、优化含气量和搅拌时间、优选骨料、使用抗硫酸盐水泥、增厚混凝土表面沥青胶泥防腐涂层厚度等工程措施,可有效提升南疆盐渍土地区混凝土结构抵抗盐蚀和冻融破坏的能力。     

不同骨料级配混凝土的双轴压强度试验和破坏准则

针对某大坝实际工程,用液压伺服静动态三轴试验系统,对某大坝工程不同骨料级配和尺寸的混凝土试件在双向压荷载作用下的变形和强度特性进行了试验研究。试件采用大坝原级配最大骨料粒径为80mm的立方体试件以及相应的湿筛混凝土试件,尺寸分别为250mm×250mm×250mm、150mm×150mm×150mm、100mm×100mm×100mm。试验过程测得了所有试件两个加载方向的应力和应变以及未加载方向上的变形,探讨了不同级配混凝土的双轴抗压强度、极限变形、应力-应变曲线以及破坏形态的变化规律。试验发现大骨料混凝土在双轴压作用下的极限强度和变形能力要比相应的湿筛小骨料混凝土提高的更多,最后分别在主应力空间和主应变空间建立了不同级配混凝土的破坏准则。     

现代水工大体积混凝土材料研究进展

针对目前水工大体积混凝土的研究热点——温度裂缝和耐久性,总结分析了大体积混凝土材料近些年的发展趋势和特点,如外加剂、骨料和水泥等。结合部分研究成果,综合论述了各类混凝土耐久性评价指标和试验方法的优缺点,提出应从原材料和配合比设计优化入手,综合考虑多因素协同作用下大体积混凝土的耐久性,并应注意选用细度适中的中热和低热硅酸盐水泥,严控混凝土总碱含量。     

水泥基材料溶蚀试验研究进展

简要综述混凝土溶蚀机理试验研究、溶蚀过程主要影响因素以及溶蚀机理。宏观溶蚀试验主要有接触溶蚀和渗透溶蚀两种方法;采用电化学或化学试剂法加速溶蚀能有效缩短试验周期;细微观试验方法如计算机断层成像技术、电镜扫描技术、X射线衍射技术的联合使用是研究水泥基材料溶蚀机理的有效手段;水灰比和水质是影响溶蚀进程的最主要因素;水泥基材料的接触溶蚀是其内部氢氧化钙和水化硅酸钙等成分依次溶解并在浓度梯度作用下的扩散过程。针对水工混凝土常在较高水力梯度下工作的特点,认为复杂因素作用下水工混凝土渗透溶蚀机理、渗透溶蚀劣化模型以及裂缝条件下的溶蚀劣化混凝土面板损伤开裂-裂缝扩展等问题有待进一步研究。     

三峡工程混凝土骨料碱活性检验研究

三峡工程混凝土骨料碱活性检验项目是在以往大量长期的研究工作的基础上进行的复核检验。研究采用了化学法、38℃和50℃养护砂浆棒长度法、水泥碱含量高达1．5％条件下50℃养护砂浆棒长度法、压蒸法等方法进行检测，以便充分揭示三峡工程天然骨料和人工骨料是否存在活性。通过对检测结果的分析，对三峡工程混凝土骨料的选用提出了科学的建议。     

南水北调中线工程陶岔-沙河段混凝土碱骨料反应试验研究

南水北调中线工程陶岔-沙河段路线长,涉及料场多,骨料品种杂.碱-骨料反应具有反应缓慢、持续时间长的特点.碱-骨料反应十分复杂,需用不同的试验方法进行综合评定.通过岩相法、砂浆棒快速法、碳酸盐圆柱体法等不同试验方法对碱活性进行了研究,试验结果表明: 料场部分骨料具有潜在危害性反应的碱活性.为确保混凝土的耐久性和工程安全,应严格控制工程所用水泥的碱含量及采取其它工程措施来抑制碱-骨料反应.     

The effect of aggregate size on strength and deformation of concrete

Conclusions Increasing the granular composition of the aggregate increases the efficiency utilization of cement in concretes working in compression. At the same time, there is a reduction in deformation and an increase in Young's modulus and unit weight of the concrete. The tensile strength of the concrete is severely affected by increasing the size of the aggregate. On increasing the maximum grain size to 120–180 mm, the reduction in tensile strength is 30–50% as compared with concretes with maximum aggregate size 20 mm. There is also a reduction in the elongation limit. On increasing the aggregate size, homogeneity of the concrete deteriorates, and the values Rp and R_pb approach each other, even on specimens of the same cross-sectional dimensions. When designing concretes for given strength and deformation properties, the coarseness of the aggregate is one of the most important technological parameters. Translated from Gidrotekhnicheskoe Stroitel'stvo, No. 5, pp. 42–45, May, 1970.     

中国大坝混凝土中的碱骨料反应

中国大坝混凝土工程中，从上世纪50年代初开始，对骨料的碱活性和碱骨料反应就较为重视，从地质勘探规程到水工混凝土试验方法中，均列入了有关碱骨料及碱骨料反应试验方法的规定。中国已建的混凝土大坝中，有些也含有一定量的碱活性骨料，但由于采用了低标号水泥和大量的活性混合材，因此至今未发生碱骨料破坏反应；但也有个别工程，虽经碱骨料反应的检测，并采用了一定的抑制措施，但运行20年后，在大坝溢流面混凝土中出现了碱骨料反应的微观和宏观裂缝破坏。这就从一个侧面反映了碱骨料反应的试验方法、判断标准、抑制措施等尚需进一步完善。     

水泥品种对混凝土抗冻性能影响的试验研究

混凝土的抗冻性能是评价混凝土耐久性的指标之一。通过试验研究知，在其它原材料一定的条件下，不同的水泥品种对混凝土的抗冻性能影响不同。故水工建筑物应根据混凝土的抗冻性能要求和经济性来选择水泥品种。     

Economic method for selecting the composition of heavy-duty concrete

Conclusions The design method proposed for the composition of a concrete mix with precise knowledge of the quality of the materials makes it possible to provide the required properties and the strength of the concrete with a savings realized in the cement used. The method is rather simple, suitable for construction laboratories, makes it possible to design all kinds and grades of concretes (hydraulic, highway, airport, autoclaved, etc.), all concrete mixes (stiff, semistiff, plastic, and casting mixes) based on cements of all kinds and grades (Grade 300, 400, 500, and 600 portland cement, slag portland cement, and pozzolana portland cement), on sands of various gradation (M^S _f=0.5–3.5), and on crushed stone of various top sizes (10–150 mm) and for any cement factors (150–600 kg/m³). The method has received rather widespread approval in the laboratories of the construction ministries and can readily be programmed for computation on an electronic computer. Translated from Gidrotekhnicheskoe Stroitel’stvo, No. 11, pp. 20–24, November, 1976.     

锈染骨料对湿筛与全级配大坝混凝土力学性能的影响对比

为分析锈染粗骨料对大坝混凝土力学性能的影响,对比测试不同骨料工况湿筛及全级配混凝土的抗压、劈拉及轴向拉伸性能。结果表明:锈染物附着在原岩表层,厚约3~5 mm,锈染骨料的强度略低于无锈染骨料,且压载过程中存在劈裂剥离现象;锈染物降低了混凝土的力学性能,锈染骨料混凝土的抗压、劈拉及轴拉强度降低率分别在5%、10%及13%以内,但随龄期的增长而减小;全级配混凝土劈拉强度、轴拉强度及极限拉伸值分别为湿筛混凝土的70%～79%、56%～62%及56%～63%;试件断面内部特大石及大石分布相对均匀、有被拔出或拉断的情况,锈染骨料切口可见锈染物。研究成果可为锈染骨料对混凝土的性能影响评价及在大坝中的合理应用提供技术支撑。     

再生混凝土力学性能提升技术与应用

针对大量混凝土废弃物造成生态环境日益恶化及天然骨料资源日益缺乏的问题,通过配制不同强度等级和不同再生骨料掺量的再生混凝土,并结合锡澄运河三级航道整治工程对再生混凝土力学性能及其提升技术进行试验研究。结果表明:再生骨料的掺量对C35及以下中低强度混凝土力学性能影响较小,而对C40及以上中高强度混凝土有较大影响,随再生骨料掺量的增加,再生混凝土力学性能降低;通过合理选用再生骨料级配、与天然骨料复掺、对再生骨料进行强化以及优化配合比参数等措施能提升混凝土力学性能;锡澄运河三级航道整治工程实际应用取得了很好的技术经济效益。