多沙河流闸门过流面抗冲磨防护环氧砂浆的研制及性能研究

研制一种适用于多沙河流闸门过流面抗冲耐磨防护的环氧砂浆,通过环氧树脂体系的工作性能初选配方,选用正交试验研究不同因素对环氧砂浆抗压强度和抗折强度影响的显著性,分析胶砂比和水泥掺量对砂浆力学性能的影响,通过核磁共振技术研究不同配比环氧砂浆内部孔径大小和分布情况,并通过高速水下钢球冲磨机测试不同配比环氧砂浆抵抗推移质冲磨的性能。结果表明：胶砂比对环氧砂浆的抗压强度和抗折强度影响显著,随着胶砂比的增加,环氧砂浆的抗压强度和抗折强度先快速增加后有一定程度的回落,当石英砂∶水泥∶环氧树脂为5∶1∶3时,环氧砂浆流动性好,养护7 d后内部孔隙分布均匀,抗压强度为119.0 MPa,抗折强度为42.24 MPa, 216 h高速水下钢球法冲磨厚度损失为0.063 mm。结合数据分析,高强高韧环氧砂浆粘结强度高、施工难度小、抗冲磨效果较好,适用于闸门过流面防护。     

海岛结构环氧树脂材料的抗冲磨试验研究

本文首先分析了海岛结构环氧材料的增韧、抗冲磨机理。通过断裂韧性、抗冲磨性能及强化开裂试验得出，与环氧一固化剂体系相比，加入增韧剂ZRJ后制成的海岛结构环氧树脂其断裂韧性提高约9．20倍；抗高速含砂水流冲磨强度提高46％；在-20℃，80℃强化开裂试验中的抗裂性能也显著提高，其中增韧剂为环氧树脂的80％时效果最佳。文中还给出了各种配方的海岛结构环氧材料的扫描电子显微照片，从中可观测到微观形貌的变化，看到粒径为0．2μm的海岛结构。试验结果证明，具有海岛结构的环氧树脂材料可用于水工建筑物表面抗含砂水流冲磨破坏和低温环境防裂环氧砂浆涂层，极具实用价值。     

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。     

钢渣高性能混凝土抗冲耐磨性能试验

为有效利用大宗废料钢渣,设计制作了15组掺钢渣粉混凝土试件,试验研究钢渣粉掺量对混凝土的工作性能、力学性能及抗冲耐磨性能的影响极其作用机理。结果表明:钢渣粉可以改善混凝土的工作性能;在不同水胶比下,掺钢渣粉混凝土的早期强度均小于基准混凝土,钢渣掺量在10%~30%以内时,混凝土的后期强度与基准混凝土基本持平,且略有提高,钢渣掺量大于30%时混凝土的后期强度下降较大;采用水下钢球法测试混凝土28 d抗冲磨强度,得出钢渣掺量在10%以内时混凝土的抗冲磨强度比基准混凝土略有提高,当钢渣粉掺量大于20%时,混凝土的抗冲磨强度呈下降趋势。因此,钢渣粉作为混凝土掺合料时其掺量应控制在20%以内为宜。     

水性环氧砂浆抗冲磨特性研究

水性环氧砂浆在水工建筑领域得到了越来越多的关注和应用,其物理力学特性尤其是抗冲磨特性是决定是否应用于排沙隧洞、溢流坝面等泄水建筑物的关键因素。针对水性环氧砂浆的抗冲磨性能,采用高速水下钢球冲磨仪模拟推移质对水性环氧砂浆的抗冲磨破坏,分析在不同转速、不同级配冲磨钢球下砂浆的抗冲磨特性,探索了适合于水性环氧砂浆的水下钢球法试验参数,提出了水性环氧砂浆抗冲磨寿命预测方法。     

适用于装配式电力工程结构的环氧黏接砂浆改性研究

为探究适用于装配式电力工程结构黏接材料的环氧砂浆配合比及其性能,基于正交试验法对不同配比的环氧砂浆力学性能进行测试,采用极差值分析各组分掺量对环氧砂浆1 d抗压、抗折、黏接强度的影响,并选取代表样进行X射线衍射(XRD)与压汞测试(MIP)。结果表明：环氧树脂可有效固化水泥熟料并影响水泥水化进程,同时改变砂浆内部孔隙结构;稀释剂掺量对环氧砂浆力学性能的影响程度最大;水泥与砂的质量比(灰砂比)的增加将阻碍环氧树脂的胶结作用从而影响环氧砂浆的黏接强度;增加固化剂掺量将降低环氧砂浆的韧性。基于正交分析,确定了填料与液料比(F/L)2∶1、固化剂掺量100%(占环氧树脂的量)、灰砂比(C/S)2∶1、稀释剂掺量10%的最优复合环氧砂浆配合比。     

橡胶混凝土抗冲磨性能试验研究

为对橡胶混凝土的抗水冲磨性能开展研究,试验分别以C40和C50普通混凝土为基准,将3种不同粒径的橡胶颗粒以6种不同的掺量等体积取代砂配制成橡胶混凝土,研究了橡胶颗粒以及改性剂对混凝土抗冲磨性能的影响。试验结果表明:掺加橡胶颗粒后,混凝土强度降低,抗冲磨强度提高9.57倍,且橡胶颗粒掺量越大、粒径越大,橡胶混凝土抗冲磨强度越高,但存在一个最优掺量,推荐15%为最优掺量;改性剂处理橡胶颗粒后,与不处理的相比,在一定程度上提高了橡胶混凝土的抗压强度,更为明显地提高了橡胶混凝土的抗冲磨强度,最大值提高了60%。研究结果为应对水工混凝土的冲磨破坏问题提供一种新材料和新方法。     

一种适合混凝土水下修复的新型环氧砂浆

水工混凝土建筑物由于运行环境的复杂性,普遍存在水下开裂破损等病险。为不影响建筑物运行,尽可能选择在水下修复,其关键是选择适宜的修复材料。为此研发了一种适合水下混凝土修复的新型环氧砂浆,并通过试验研究了其主要力学性能及主要影响因素。试验结果表明:新型环氧砂浆3 d无侧限抗压强度达到60 MPa以上;当胶固比为1∶2.5时,水下浇筑的环氧砂浆黏接强度最大,超过了3.0 MPa;当胶固比为1∶3.5时,环氧砂浆的抗冲磨强度(水下钢球法)最大,达到847.800 h/(kg/m²)。性能测试及实际工程应用表明:新型环氧砂浆具有抗压强度高、水下黏接(与混凝土)强度大、抗冲磨效果好等特点,能够与旧混凝土协调工作。在具体工程中,可根据不同的病险类型,选择适宜的胶固比及有关施工参数。     

CW弹性环氧砂浆抗冲磨性能及工程应用

环氧砂浆涂层防护是提高水工建筑物抗冲磨性的有效途径之一。为改善普通环氧砂浆的抗冲磨性能,选用高韧性环氧树脂、低放热固化剂、级配填料等原料,制备出CW弹性环氧砂浆。比较了弹性环氧砂浆与其他环氧砂浆的力学性能,采用SEM分析弹性环氧砂浆的结构特点,并介绍了该材料的工程应用实例。研究结果表明:在冲磨72 h后,CW弹性环氧砂浆磨损较普通环氧砂浆降低40.5%,较改性环氧砂浆降低38.4%,抗冲磨强度提高72.4%;冲磨216 h后质量损失率仅为0.08%,216 h抗冲磨强度可达82.05 h/(kg/m²),远远大于普通环氧砂浆。冲磨前涂层较为光滑平整,冲磨后结构发生形变,出现较多褶皱界面与少量凹坑,但整体仍紧密结合,呈现较为完整的连续相,说明CW弹性环氧砂浆具有较好的抗冲磨性能,能够很好地抵御冲磨破坏。实践证明,CW弹性环氧砂浆在消力池、水垫塘等大流量、高水头建筑物的抗冲磨防护方面表现优异,具有良好的应用前景。     

改性环氧砂浆抗冲磨材料性能研究

冲磨破坏是水工建筑物常见的破坏形式之一,环氧树脂基材料是常用的抗冲磨防护和修补材料。针对西部高寒地区高紫外辐射的环境特点和抗冲磨材料实际工况,通过试验研究了改性环氧砂浆的力学性能、抗反复冲磨性能和耐紫外老化性能。改性环氧砂浆长期抗拉强度大于17 MPa,216 h抗冲磨强度(水下钢球法)达1 090.03 h/(kg/m~2),1 440 h紫外加速老化试验后,抗拉强度和断裂能保留率分别为82.25%和96.90%。试验数据表明,改性环氧砂浆有优异的力学性能、抗冲磨性能和耐紫外老化性能,适合用于西部高寒地区抗冲磨防护和修补。     

硅灰对胶砂性能影响的试验研究

为研究硅灰对水泥胶砂力学性能、干缩性能的影响,在不同水胶比下研究了不同掺量硅灰对水泥胶砂的流动性、抗压强度、抗折强度和干缩率的影响。试验结果表明,2种水胶比下水泥胶砂的跳桌流动度呈现相同变化趋势,均随着硅灰掺量提高而降低;硅灰的掺入对不同水胶比的水泥胶砂强度均有提升,0.40水胶比下,10%硅灰掺量28 d抗压和抗折强度较基准组分别提升17.7%、11.0%,0.45水胶比下,10%硅灰掺量28 d抗压和抗折强度较基准组分别提升21%和12%;硅灰的掺入会提升2种水胶比胶砂的干缩率,均随着掺量的增加而增大,水胶比为0.40时干缩率更大,水胶比为0.45时60 d干缩率较基准组提升更明显。     

SK-PAM特种抗冲磨树脂砂浆材料工程特性研究

本文针对目前常用的薄层抗冲磨防护材料难以抵抗高速水流推移质磨蚀破坏难题,以柔性氨基树脂材料和特种固化剂为胶结体系,添加抗冲磨填料,研发了一种新型抗冲磨树脂砂浆材料。并对新型树脂砂浆进行了力学性能、冲磨能力和环境适应性试验,试验结果表明砂浆伸长率在5%以上,与基面黏接强度大于2.5MPa,表明其具有良好的抗裂能力和适应变形的能力;水下钢球法冲磨试验3个周期质量基本没有损失,同等条件下圆环法冲磨对比试验证明其抗冲磨强度是高强环氧砂浆的5倍以上,证明新型抗冲磨树脂砂浆具有高弹韧性的材料特性,适用于泄水建筑物的抗冲磨、特别是推移质破坏的防护和修复。     

抗冲磨混凝土在姜射坝水电站的试验研究与应用

抗冲磨混凝土被广泛应用于水工建筑物坝体泄水孔洞、溢流面、消力池等需要抗冲磨的部位，其质量直接关系到水工建筑物运行安全及使用周期。四川姜射坝水电站在首部枢纽工程冲沙闸、泄洪闸、护坦等部位的底板面层均采用了铁钢砂混凝土和HF耐磨粉煤灰混凝土，经过试验研究与应用表明，采用掺HF外加剂配制的抗冲磨混凝土不仅具有较高的力学强度和抗冲磨强度，而且施工工艺简单、经济效益明显，是一种较理想的抗冲磨混凝土。     

水工混凝土喷涂聚脲弹性体抗冲磨涂层的相关应用技术研究

本文主要研究了SK型界面剂与潮湿混凝土基底的粘接性能，以及在潮湿混凝土基底涂敷SK型界面剂后不同时间间隔喷涂聚脲弹性体抗冲磨涂层的粘接性能。试验结果表明，在潮湿混凝土基底界面喷涂聚脲弹性体涂层具有较高的粘接强度。喷涂聚脲弹性体涂层抗高速含沙水流冲刷试验结果显示，其抗冲磨性能大大超过C60硅粉混凝土。本文从技术可行性和经济性角度，分析评价了喷涂聚脲弹性体抗冲磨层与传统高强混凝土，环氧砂浆及环氧类涂料抗冲磨层的技术优势，说明了喷涂聚脲弹性体作为水工泄水建筑物抗冲磨保护层的应用前景。     

PVA纤维对水工混凝土抗冲磨性的影响试验研究

为解决水工建筑物面临的冲蚀问题,试验研究了在不同养护龄期下,不同体积掺量PVA纤维对混凝土强度、抗冲磨性能的影响,并对纤维混凝土的微观形貌进行了分析。研究结果表明,同基准组混凝土相比,当PVA纤维体积掺量为0.2%时,纤维混凝土的抗压强度提升了20.8%,劈裂抗拉强度提升了33.2%,抗冲磨强度提升了108.4%,磨损深度下降了34.2%,质量磨损率下降了3.9%。PVA纤维混凝土微观形貌的分析结果显示,当PVA纤维体积掺量为0.2%时,纤维在混凝土基体内分散性良好且呈乱向分布。结合SEM分析结果得知,在混凝土中掺入适量PVA纤维,可以显著提升水工混凝土的强度和抗冲磨性。     

HF抗冲磨混凝土中HF外加剂和粉煤灰最佳掺量的研究

针对影响HF抗冲磨混凝土性能的相关因素进行了研究,综合分析了不同HF抗冲磨剂掺量和不同粉煤灰掺量对混凝土力学、抗冲磨及变形性能等指标的影响,从而寻求HF外加剂和粉煤灰的最佳掺量.     

环氧砂浆热膨胀性能试验研究

环氧砂浆的热膨胀性能对其在水工建筑物修补中的应用效果有很大的影响。文章通过改变固化剂类型、砂胶比以及砂子类型等不同试验方法,对环氧砂浆的热膨胀性能进行了研究,分析了影响环氧砂浆热膨胀性能的主要因素。结果表明:在环氧树脂固化剂确定的情况下,砂胶比和砂子类型对环氧砂浆热膨胀系数影响较小,而选用不同固化剂对环氧砂浆热膨胀系数有很大的影响,可以通过选用性能优异的固化剂来降低环氧砂浆的热膨胀系数,尽量使环氧砂浆的热膨胀系数与被修补混凝土的相匹配。     

泄水建筑物推移质冲磨破坏修复技术

磨损冲击破坏是水工泄水建筑物常见的问题之一,尤其是当水流流速较高,水流中挟带砂石等推移质时,这种破坏现象更为严重。通过对原材料优选及配合比试验,研制了具有高弹性及良好抗冲击性能的高弹性抗冲磨砂浆,该材料与混凝土粘接强度高。针对推移质冲磨的破坏机理,提出了"以柔克刚"的复合式方案,通过吸收跳跃式推移质沙石的冲击能量,达到解决抗推移质冲磨破损的目的。在柳洪水电站3号孔闸室底板进行的冲磨破坏修复试验表明,环氧砂浆+高弹性抗冲磨砂浆+抗冲磨型SK手刮聚脲复合式方案经受住了一个汛期多次泄洪的考验,抗推移质冲磨效果良好。     

特细砂砂浆性能及砌筑砂浆配合比研究

采用特细砂作为细骨料配制水泥砌筑砂浆,探求其质量是否能满足工程建设要求。通过试验研究了灰砂比、水泥用量、用水量、砂子用量等因素对特细砂砂浆性能的影响,并对砌筑砂浆配合比进行了设计。结果表明:用特细砂配制的砂浆7、28d抗压强度比用中砂配制的砂浆的强度小。灰砂比为1∶2.8和1∶3.2时,P.S42.5水泥配制的砂浆的抗压强度大于P.S32.5水泥配制的砂浆。砂浆强度与灰砂比密切相关,灰砂比是衡量砂浆强度的一个计算变量。粉煤灰掺量在30%以内,砂浆的抗压强度都比不掺粉煤灰时有所增大,掺量为10%的砂浆抗压强度增长的速率最快,其抗压强度也最大。     

纤维混凝土抗冲磨性能试验研究

为了对纤维混凝土的抗冲磨性能进行研究,试验选取钢纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维三种纤维在混凝土中进行掺加,研究了不同种类和不同长度的纤维对混凝土抗冲磨性能的影响。试验结果表明:掺加纤维可以提高混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度及抗冲磨强度;从强度、抗冲磨性能及性价比方面来看,掺加长度为12mm的聚丙烯纤维混凝土试件优势明显;掺加长度为12mm的聚丙烯纤维混凝土试件的抗冻性和抗渗性均能满足设计要求。该研究可为同类水利工程施工提供参考。