低热硅酸盐水泥大坝混凝土施工关键技术研究

低热硅酸盐水泥(简称低热水泥)混凝土早期强度发展缓慢,其施工工艺、施工进度、温控措施及其效果等方面与中热水泥混凝土有较大差异。为了论证高拱坝采用低热水泥混凝土的可行性,2013年6月在溪洛渡拱坝30号、31号坝段开展了低热水泥大坝混凝土施工关键技术研究,结果表明,与常规的中热硅酸盐水泥(简称中热水泥)混凝土相比,低热水泥混凝土冲毛时间延后16~20 h、拆模时间延后约24 h,但因大坝混凝土浇筑备仓时间通常在7~10 d左右,采用低热水泥混凝土对拱坝施工进度无影响;在浇筑温度、水管间距、一期通水水温和通水流量基本相同的条件下,拱坝混凝土最高温度采用低热水泥可比中热水泥降低4.6℃,封拱灌浆后的温度回升也较中热水泥混凝土低1.2℃;其他条件相同时,低热水泥混凝土的最大顺河向应力比中热水泥混凝土减小19%?65%,抗裂安全系数普遍提高且均大于2.0;拱坝低热水泥混凝土坝段横缝可以张开,接缝灌浆注入量与中热水泥混凝土坝段相近。截至目前,溪洛渡拱坝采用低热水泥大坝混凝土浇筑的30号、31号坝段尚未发现任何裂缝,低热水泥大坝混凝土施工质量和温控防裂效果优良。     

乌东德水电站特高拱坝模板设计与应用

乌东德水电站大坝是世界首座全坝采用低热水泥的300 m级双曲拱坝,也是首个全面浇筑4.5 m高升层的特高拱坝.根据坝体结构、施工要求和天气特点,研究和设计曲面液压爬升模板、横缝面液压爬升模板、新型悬臂模板及预制模板.在此基础上,研究大坝模板施工技术,主要包括拱坝上下游面曲面爬升技术、上下游面体型高精度控制技术、高升层大荷载条件下的锚固技术、大风条件下抗倾覆安全技术和施工期模板安全使用技术.特高拱坝模板设计与应用解决混凝土早期强度低、高荷载、大风条件下拱坝模板设计与施工技术难题,为实现大坝安全、快速、高效施工提供保障.     

低热硅酸盐水泥对大坝混凝土性能的影响

研究低热、中热硅酸盐水泥对大坝混凝土的强度、极限拉伸、干缩、抗裂、绝热温升、抗冻、抗渗等性能的影响。结果表明：与中热硅酸盐水泥混凝土相比,低热硅酸盐水泥混凝土7 d强度偏低,28 d强度基本持平,90 d和180 d强度略高;28 d、90 d和180 d的极限拉伸值增加;塑性阶段的抗裂性能提高;28 d绝热温升值降低5.3℃;干缩、抗冻、抗渗性能基本相近。总体而言,低热硅酸盐水泥能改善大坝混凝土的性能,有利于大坝安全。     

特高拱坝施工期温控防裂问题的探讨

本文结合特高拱坝施工期温控防裂的自身特点,从混凝土的真实抗裂能力、大坝水管冷却时的几个关键部位及关键时段,以及影响大坝温度和应力的几个关键因素等几个方面进行深入的分析和全面阐述,提出特高拱坝温控防裂所需要的考虑时、空温控效应的冷却思路与方案.最后.结合我国某特高拱坝施工期的实际温控方案.对比分析了增加中期冷却和增加过渡区后的温控效果,进一步验证了特高拱坝需要采用"个性化、精细化和信息化"温控设计理念的必要性和合理性.     

溪洛渡特高拱坝混凝土保温技术研究与应用

大坝混凝土裂缝多为表面裂缝,深层裂缝和贯穿裂缝也多由此发展而成,加强表面保温是有效防止混凝土表面裂缝的重要措施。溪洛渡特高拱坝建设过程中,通过技术标准确定、仿真模拟研究、施工方案优化、标准工艺建设等系统性保温技术研究,提出了适应特高拱坝表面防裂需要的大坝混凝土个性化、精细化全坝保温工艺要求,经现场全方位实时监测和质量检查,溪洛渡拱坝混凝土保温实施效果明显,有效控制了大坝混凝土表面开裂的风险。     

白鹤滩大坝混凝土干燥养护强度与微观结构北大核心CSCD

白鹤滩大坝的建设使用了低热水泥混凝土,为了解它在干燥养护下的特性,本研究探讨了低热水泥混凝土干燥养护下的抗压强度与劈裂抗拉强度发展规律,并通过扫描电镜和压汞法分析微观形貌与孔结构。结果表明:相比标准养护,在干燥养护下低热水泥混凝土28 d抗压强度损失33.3%,劈裂抗拉强度损失31.6%,且水化产物较少、混凝土孔隙率和孔体积会明显增大、孔隙总面积减小,孔径分布以100~1000 nm的大孔为主。本研究表明干燥养护不利于低热水泥混凝土微观结构与强度发展,可为大坝混凝土的养护与强度提供依据。     

水泥矿物成分和掺合料对砂浆脆性的影响

当前对混凝土的抗裂性能提出的要求越来越高。本文结合九·五国家科技攻关课题《提高碾压混凝土抗裂能力的研究》 ,主要从水泥矿物成分和掺合料对抗裂性能的影响进行试验研究分析。在保证混凝土的强度基本不变的情况下 ,外掺水泥矿物成分和掺合料能降低混凝土的弹性模量 ,提高混凝土的极限拉伸值 ,从而提高混凝土的抗裂能力     

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。     

乌东德及白鹤滩特高拱坝智能建造关键技术

金沙江乌东德、白鹤滩水电站是目前世界上在建的规模最大、技术难度最高、建设环境条件最复杂的大型水电工程,需要建设300 m级特高混凝土双曲拱坝,面临众多关键技术难题和安全优质建设的管理挑战。本文遵循“全面感知、真实分析、实时控制”的闭环智能控制理论,将现代信息技术与水电工程建设深度融合,构建了聚焦核心工艺过程与主要业务流程的大坝智能建造技术路线。围绕安全优质高效建设乌东德和白鹤滩两座特高拱坝的工程需求,对混凝土施工质量全环节实时监控、混凝土温控全过程实时控制、工程全生命期安全与工作性态评价、全坝低热水泥混凝土性能复核、智能建造管理平台iDam深化研发等关键技术进行了探索研究和实践应用,并研发相应的智能化控制设备和管理系统。工程实践表明,智能建造中形成的关键技术及管理平台极大提高了工程建设的技术水平和管理效率,将提升中国水电的核心竞争力,为“一带一路”水电工程开发和基础设施工程建设提供更好的技术支撑。     

白鹤滩特高拱坝层间性能监控系统研究与应用

恶劣的环境会对特高拱坝层间结合性能产生不利影响。本研究测试了大坝混凝土在不同温度下的层间劈裂抗拉强度,建立了成熟度与强度系数的关系。同时,基于成熟度与强度系数及含水量的关系提出了以成熟度为主含水量为辅的大坝层间性能三级九梯度预警体系。结果表明,随着温度的升高,大坝混凝土层间力学性能呈下降趋势。同时,成熟度与混凝土的强度系数及含水量线性相关,相关系数分别为0.9985和0.9964。此外,根据成熟度与层间性能参数之间的关系所建立的预警体系,可以对大坝层间结合质量进行有效的控制。     

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。     

低热水泥全级配混凝土真实强度确定方法

真实的全级配混凝土强度参数是准确分析大坝结构工作性态的基础条件。本文提出了一种低热水泥全级配混凝土真实强度的确定方法。该方法首先采用成熟度法对现场浇筑、天然养护条件下大坝混凝土的强度试验结果展开分析,确定全级配和湿筛混凝土强度的换算关系;进而通过环境箱恒温养护条件下混凝土的强度试验获得湿筛混凝土强度的预测公式;最后结合已确定的强度换算关系,建立全级配混凝土真实强度的预测公式。该预测公式的验证与应用结果表明：预测公式可满足实际大坝工程使用需求,且可为大坝结构分析提供相较于传统方法更为真实的低热水泥全级配混凝土强度参数。     

WHDF增强密实(抗裂)剂对改进面板砼抗裂性能的影响

WHDF增强密实(抗裂)剂,是一种应用于面板堆石坝面板混凝土抗裂的高性能外加剂。笔者运用化学热力学和动力学等研究方法,从砼的微观结构着手,研究水泥水化机理,把水泥水化程度和水化产物与外加剂的抗裂作用机理结合起来研究,使得WHDF抗裂剂能促进水泥水化程度,优化水化产物和协同激发砼中活性混合材料与Ca(OH)2进行二次水化,从而提高砼中凝胶量,降低孔隙率,改善水泥石及其与骨料界面的结构,增强凝胶的粘结力,使砼具有良好的抗裂性能。湖北小溪口电站等近十个水电工程的面板混凝土掺用WHDF后,混凝土表面平滑光泽,均无收缩裂缝产生。     

关于大坝混凝土强度标准的讨论

1　关于大坝混凝土强度等级的定义《混凝土重力坝设计规范》ＤＬ 510 8- 1999(以下简称〈规范〉)在 8.4 .3条对大坝混凝土强度等级作了定义。由于规定只以 2 8天龄期的标准试件强度 ,按 95%保证率取值 ;对有后期增长强度的混凝土以经验龄期增长系数确定标准值 ,该定义存在以下缺点 :( 1)从强度等级本身不能反映具有后期高强混凝土的强度特征 ;( 2 )后期强度增长除龄期外 ,与水泥、外加剂、掺合料品种及数量关系很大 ,各工程是不同的。因此 ,从前期强度等级以固定的龄期增长系数推求的后期强度标准值 ,难于符合实际情况。在配比设计时 ,前期…     

溪洛渡特高拱坝建设项目管理模式创新与实践

本文基于溪洛渡特高拱坝的建设管理实践,提出了＂一个中心、两个支撑、三个支柱＂的高拱坝建设项目管理模式。即以建设单位为项目管理中心,以科研和咨询单位（专家团队）为技术支撑,以设计、施工、监理单位为工程建设支柱,形成产学研紧密结合的有机整体。根据项目管理目标,建立统一的溪洛渡拱坝三维数字平台,结合建设现场的实际情况,实时、在线、动态、个性化、智能化地研究大坝混凝土和大坝结构的真实性态,通过预警预报、动态设计,采取切实可行的工程控制和管理措施,保证大坝建设质量和结构安全,实现特高拱坝全生命周期的质量安全的监控和分析。经过近三年来的工程实践,证明这种管理模式充分调动和集成了项目各方资源,达到了预防为先、实时导向的效果,确保了项目目标的实现,可供国内外同类高坝建设项目管理借鉴。     

水工超高掺粉煤灰混凝土设计与试验研究

尽管目前水工高掺量粉煤灰混凝土的设计方法很多,但受已有的设计理念、设计方法及现行规范的限制和束缚,水工常态混凝土的粉煤灰掺量很难超过50%,这一状况就与国外形成了较大差距。本文介绍了一种水工超高掺粉煤灰混凝土配合比的设计新方法,采用以普通硅酸盐水泥+80%粉煤灰拌制的混凝土,其各项性能均达到水工混凝土C_(180)40要求,与采用普通方法设计的中热水泥+35%粉煤灰同强度等级混凝土相比,水化温升更低,干缩更小,抗裂性能更优,且总体成本更低,为水工混凝土进一步展现其完整含义,实现特征归真开辟了途径。     

大坝混凝土早龄期变温条件下拉伸徐变研究

为解决大坝混凝土早龄期拉伸徐变确定困难的问题,本文综合考虑大坝混凝土早龄期水化发展进程和约束状态,采用温度-应力试验技术,测试获得粉煤灰掺量分别为35%和80%掺量的两种大坝混凝土在两种不同温度养护模式下约束试件和自由试件的温度、变形和应力的发展曲线,由此确定两种大坝混凝土的早龄期拉徐变及其发展规律。结合温度-应力试验和绝热温升试验数据,提出变温条件下的改进开尔文模型的大坝混凝土早龄期拉徐变模型,并对模型进行验证。结果表明:粉煤灰掺量为80%的大坝混凝土早龄期拉伸徐变度较大,可减小约束应力的发展,对混凝土早龄期抗裂有利。基于水化发展进程的改进开尔文模型可较好地预测约束状态下大坝混凝土的早龄期拉伸徐变,从而用于其早龄期开裂风险评估。     

金沙江溪洛渡高拱坝建设的关键技术

西部水电开发高拱坝建设须要处理好地形和地质条件研究、枢纽布置、抗震安全、体形和结构设计、基础处理、泄洪消能、混凝土质量控制与温控防裂,以及水生生态环境影响研究等关键技术问题。溪洛渡拱坝通过各设计阶段对岩石力学关键技术问题的不断深入研究,使拱坝和基础具有良好的工作性态;通过坝体混凝土分区,使混凝土力学性能很好地适应坝体应力分布;通过混凝土原材料优选和配合比优化,使混凝土热力学性能很好地满足拱坝强度、耐久性和温控防裂要求;通过采取严格的温控措施,尽量做到杜绝危害性裂缝的产生,提高拱坝的整体性;通过采取先进的施工设备、科学的试验检测手段和合理的施工工艺,保证了混凝土浇筑质量的均匀可靠。基于全寿命周期理论的溪洛渡"数字大坝"的建设与实践,为混凝土温控和接缝灌浆等施工过程控制提供有力支持,保证拱坝的施工质量和工作性态。     

外掺氧化镁混凝土水化宏细观试验研究

外掺氧化镁能够补偿混凝土的收缩变形 ,对于大体积混凝土结构的抗裂有重大意义 ,得到了广泛的工程应用。本文通过一系列宏观试验检验了氧化镁对混凝土物理力学性能的影响 ,发现外掺氧化镁会降低混凝土的抗压强度和抗冻、抗渗性能。借助高倍连续变焦显微系统对外掺氧化镁混凝土的水化过程进行了细观观察 ,细观尺度下氧化镁颗粒按粒径、颜色和表面形态可以分为三种 ,其中小粒径青色球状透明颗粒即氧化镁高度水化的形态 ;水泥水化过程中 ,颗粒连接形成具有强度的细观结构 ,而氧化镁的水化过程中 ,较多的以细小游离颗粒形态存在 ;氧化镁颗粒在水化过程中发生崩解 ,释放能量 ;并运用细观试验研究结论解释相关宏观试验结果     

特高拱坝横缝开度问题研究

本文借溪洛渡拱坝为例,探讨特高拱坝横缝开度控制的有效方法与措施。利用横缝开合模拟技术,真实模拟大坝横缝在施工过程中横缝的开合叠代过程,在反馈分析其横缝开度的基础上,对未来横缝的开度进行了预测预报,针对大坝横缝开度偏小的特点,提出了有效增大横缝开度,增强可灌性的措施与方案,为保障拱坝横缝灌浆效果、保证大坝整体安全提供重要保障。