超高掺量粉煤灰大坝混凝土早龄期抗裂性研究

为解决传统的大坝混凝土早龄期热裂性能评价方法的不足,综合考虑混凝土的温度历程、约束、变形和应力的发展,采用温度–应力试验技术,从整体论出发研究粉煤灰掺量分别为35%(基准)和80%(超高掺)两种非碾压型常态大坝混凝土的早龄期抗裂性能。结果表明:超高掺混凝土水化温升低,比基准混凝土的开裂温度低、开裂温降大,水化硬化过程中热膨胀系数较小,而受拉徐变度较大,早龄期抗开裂能力强。超高掺混凝土是具有发展前景的绿色高性能大坝混凝土。     

超高掺量粉煤灰大体积混凝土早龄期热膨胀系数

作为大体积混凝土的超高掺量粉煤灰常态大坝混凝土（UHVFA）是发展前景看好的生态节能大体积混凝土。鉴于采用标准试验方法难以测试其早龄期的热膨胀系数，本文采用绝热模式和温度匹配模式（TMC）两种温度历程养护模式，完成参照混凝土（FA）和超高掺量粉煤灰混凝土（UHVFA）的温度–应力试验（TSTM试验），分离温度变形与自生体积变形。由两种温度历程下的不同龄期时间段的应变差和温度差，确定混凝土早龄期的热膨胀系数，并提出大体积混凝土的时变热膨胀系数模型。研究表明：两种大体积混凝土的热膨胀系数在早龄期具有时变性，在初凝时最大，随后迅速下降至最小值，后又增大并趋于稳定。在升温阶段，UHVFA混凝土的热膨胀系数均值大于FA；而在降温阶段，UHVFA的均值小于FA。但UHVFA在升温阶段的初、终凝时刻特征点的热膨胀系数值都小于FA。从总体看，随粉煤灰掺量的增加，混凝土的热膨胀系数有减小的趋势。     

再生骨料对混凝土早龄期基本拉伸徐变的影响

通过再生混凝土早龄期基本拉伸徐变试验,研究品质不同的再生粗骨料、取代率不同的再生粗、细骨料和再生细骨料水洗预处理法对混凝土早龄期基本拉伸徐变的影响。试验结果表明：随着再生粗骨料、细骨料的取代率的增加,再生混凝土早龄期基本拉伸徐变随之增大;再生混凝土的早龄期基本拉伸徐变随再生混凝土中实际天然骨料体积含量的增大而减小;再生细骨料水洗预处理法降低了再生混凝土的早龄期基本拉伸徐变,降低幅度为4.1% ~ 7.9%。引入混凝土中实际天然骨料体积含量和再生细骨料取代率等参数,对现有的混凝土基本拉伸徐变预测模型M-Burgers进行修正,得到适用于再生混凝土早龄期拉伸徐变预测的模型。     

硫酸盐干湿循环下纤维混凝土的耐久性及寿命

针对西部寒旱盐碱地区环境下的混凝土侵蚀破坏机理,设计制作了0、10%、20%、30%粉煤灰掺量的纤维混凝土试件（纤维掺量同为0.9%）,进行两组硫酸盐干湿循环试验（组一：0粉煤灰掺量在2%、5%、10%硫酸钠溶液干湿循环;组二：0、10%、20%、30%粉煤灰掺量在5%硫酸钠溶液干湿循环）。分析研究了试件的质量、抗压强度和劈拉强度的变化规律,采用GM(1, 1)模型模拟了抗压强度耐蚀系数变化规律,预测不同条件下混凝土服役寿命。结果表明,10%硫酸钠溶液的侵蚀速度快于2%和5%浓度硫酸钠溶液;10%的粉煤灰掺入可以减缓纤维混凝土抗压强度下降速度,增强其耐久性;GM(1, 1)模型预测结果表明10%粉煤灰掺量混凝土寿命优于其他三组,与试验结果相符。     

掺粉煤灰面板混凝土导温系数试验研究

导温系数对研究面板混凝土材料温度分布及温度应力具有重要意义,为了研究掺粉煤灰面板混凝土导温系数,通过制作6组面板混凝土试件,分别控制面板混凝土试件水灰比(w/c值)为0.45、0.42、0.38,粉煤灰替代水泥掺量为0.15、0.25、0.35,试验分析在水灰比、粉煤灰掺量影响下面板混凝土导温系数的变化规律。结果表明,面板混凝土的导温系数随w/c值及粉煤灰掺量的增大而增大,混凝土w/c值、粉煤灰掺量与导温系数的线性拟合结果良好,呈线性变化。文中所得试验结果对混凝土面板堆石坝工程设计施工具有一定的借鉴意义和参考价值。     

大化水电站重力坝长龄期混凝土特性试验分析

对大化水电站大坝１２￣１５年龄期混凝土芯样抗压强度、劈拉强度、静压弹性模量、密度、抗渗性、抗剪断等物理力学性能进行了综合试验和Ｘ－射线衍射、扫描电镜微观分析，证明大坝混凝土长龄期强度保证率高，混凝土芯样各项指标均符合设计要求，采用粉煤灰和缓凝减水剂“双掺”在降低工程造价、减少水化热的前提下混凝土强度和水化产物正常稳定。     

基于应力与变形的混凝土破坏准则

混凝土破坏准则是混凝土材料和结构安全评价的重要判别手段。大坝混凝土承受长期复杂历时荷载作用,传统的最大应力、最大应变及能量准则针对徐变、疲劳、温度应力等复杂历时荷载的破坏判别具有局限性;为此需要建立一套适用评判复杂历时荷载作用的混凝土破坏准则。本文以能量原理为假设前提,推导了基于应力与变形的混凝土破坏判别准则,所建立准则具有胡克定律的一般表达形式。设计了混凝土、砂浆试件在不同试验龄期、不同试件尺寸、不同加载水平下的徐变破坏试验,对所建立准则进行了试验验证。结果表明,应力与变形准则针对历时加载,具有表达形式更简单、物理概念明确、利于推广应用等优点。     

少水泥高掺粉煤灰碾压混凝土长龄期性能研究

根据岩滩工程７～１０年龄期的少水泥高掺粉煤灰碾压混凝土芯样的微观、亚微观及部分宏观性能试验结果,对该混凝土的长龄期性能进行讨论。该混凝土水化产物正常、稳定、结构致密。随着龄期的进一步延长,粉煤灰还会不断水化,混凝土的孔隙结构不断改善,强度仍在增长,其它性能将得到进一步提高。水化产物稳定,混凝土抗溶蚀能力强。     

大掺量高钙粉煤灰碾压混凝土安定性控制与性能研究

采用消解、粉磨等技术措施解决大掺量(60%)高钙粉煤灰水泥浆体体积安定性问题.试验发现,大掺量高钙粉煤灰碾压混凝土抗压强度、轴拉强度和弹性模量比普通粉煤灰混凝土提高10%,极限抗拉应变两者相当.28d、90d两者均表现为收缩,但前者干缩变形和自身体积变形只有后者的50%,这表明高钙粉煤灰具有补偿收缩的作用.研究证明.大掺量高钙粉煤灰碾压混凝土性能满足水工大体积混凝土的技术要求,且技术经济效益比普通粉煤灰混凝土优越.     

碾压混凝土中粉煤灰最大掺量的确定方法探讨

本文针对碾压混凝土中粉煤灰的最大掺量问题，通过试验和计算，得到长龄期时粉煤灰掺量与Ｃａ（ＯＨ）２含量的关系。由此提出两种确定粉煤灰最大掺量的方法：１．由粉煤灰颗粒与Ｃａ（ＯＨ）２的反应程度确定粉煤灰的最大掺量；２．由粉煤灰的可渗出物与Ｃａ（ＯＨ）２的反应确定粉煤灰的最大掺量。     

粉煤灰对水工混凝土抗裂性能的影响

混凝土中的裂缝不仅给混凝土结构的整体性造成影响，而且还会对混凝土工程的耐久性造成威胁。本论文论述了粉煤灰掺入水工混凝土中，对降低水泥胶砂脆性系数，减小混凝土的弹性模量、干缩、绝热温升、自生体积变形和增大徐变度等的作用，并提出粉煤灰掺量与混凝土弹性模量的相关关系式，说明粉煤灰的掺人对提高水工混凝土的抗裂性能是有利的。     

考虑温度变化和长期变形的面板堆石坝模拟

面板裂缝是影响混凝土面板堆石坝安全和性能的关键因素之一。本文基于ABAQUS软件,开展了堆石体长期变形与混凝土水化热、时空不均匀分布温度场边界施加等二次开发,以老挝某混凝土面板堆石坝为研究对象,研究了堆石体长期变形、混凝土水化热、环境温度变化的联合作用机制。分析了堆石体长期变形量值、面板浇筑时间过程、环境温度数值和分布模式等对面板应力变形的影响,揭示了混凝土浇筑后早期水化热温升和环境温度影响导致面板表面较大顺坡向拉应力是面板大量早期水平裂缝的主要原因;同时也发现,即使对于浇筑后较长时间,考虑温度变化情况下计算出的面板拉应力也高于不考虑温度变化情况。计算分析可为面板浇筑时机选择,面板温度裂缝、变形裂缝分类防控等提供技术依据。     

MgO混凝土自生体积变形的数学模型

外掺MgO筑坝技术是我国首创的筑坝新技术,经过20余年的实践与研究,已初步形成一套较为完整的理论体系,先后在多个工程中得到应用。将MgO作为膨胀剂掺入混凝土中,混凝土的自生体积变形呈良好的延迟微膨胀状态,提高了混凝土自身的抗裂能力。MgO混凝土的自生体积变形主要受MgO和粉煤灰掺量、温度及龄期的影响。其中,自生体积变形的基本方程主要受龄期影响,MgO和粉煤灰掺量及温度对MgO混凝土的自生体积变形起缩放作用。本文通过研究MgO和粉煤灰掺量、温度及龄期对MgO混凝土的自生体积变形的影响,建立MgO混凝土自生体积变形的数学模型,为工程实践和科研提供参考。     

新型掺合料对水工混凝土性能的影响

作为新型的矿物掺合料,磷矿渣和石灰石粉在水工混凝土中的研究应用急须开展.通过对比磷矿渣、石灰石粉与粉煤灰对混凝土各项性能的影响,分析两种掺合料在混凝土中的影响效果.研究结果表明,与粉煤灰相比,磷矿渣具有更高的水化活性,掺入混凝土后,能够加速混凝土的凝结硬化,提高混凝土的强度、弹性模量、极限拉伸值和抗冻耐久性等性能;石灰...     

大坝混凝土强度参数的统计分析

抗拉强度和抗压强度是常用的两种混凝土强度指标。抗拉强度可以采用轴向拉伸试验、弯曲试验和劈裂抗拉强度试验测定,抗压强度由立方体抗压强度试验测定。大坝混凝土的材料试验常采用全级配大试件和湿筛小试件两种形式。不同尺寸试件、不同类型试验的混凝土强度指标存在一定的统计关系。本文结合实际混凝土大坝工程,对全级配混凝土及湿筛混凝土的各种静、动强度试验结果进行总结,研究混凝土强度的率效应、尺寸效应,分析各强度指标之间的定量关系,并与国内、外规范及相关成果进行比较,为实际工程提供可参考的依据。     

自然潮差下粉煤灰混凝土氯离子扩散性能时变性

基于自然潮差环境下的现场暴露试验,研究了粉煤灰掺量对混凝土氯离子扩散性能及其时变性的影响。测试了4个暴露时间后,粉煤灰掺量分别为水泥质量的0%、20%、30%、40%和50%的混凝土内的自由氯离子浓度,同时用MIP法测试了试验混凝土的孔隙率;根据Fick第二定律,计算得到粉煤灰混凝土的氯离子表观扩散系数,并基于其表观扩散系数分析了混凝土的氯离子即时扩散系数,建立了粉煤灰掺量与混凝土氯离子扩散系数的时间衰减系数的关系模型;最后以实测试验混凝土氯离子浓度验证了氯离子即时扩散系数的时变模型。结果表明,混凝土的氯离子表观扩散系数及即时扩散系数均随暴露时间延长和粉煤灰掺量的增大而减小;混凝土氯离子即时扩散系数的时变性表明,粉煤灰混凝土的前期抗氯离子能力较强,后期逐渐减弱;混凝土氯离子扩散系数的时间衰减系数均随着粉煤灰掺量的增加而逐渐增大,氯离子即时扩散系数的时间衰减系数在暴露360 d后基本趋于稳定;基于暴露360 d后得到的混凝土氯离子即时扩散系数时变模型能较准确地预测混凝土中自由氯离子浓度。