低热水泥混凝土早龄期强度试验与成熟度分析

为定量分析养护温度对低热水泥混凝土早龄期强度的影响,设计3,7,14,28 d 4种龄期和5,20,40,60℃4种养护温度,开展不同养护温度下低热水泥混凝土抗压、劈拉和轴压强度试验.基于成熟度理论,计算了不同工况下试件的成熟度指标,选取对数、指数和双曲线函数形式拟合强度参数与成熟度指标的关系.结果表明:养护温度越高,...     

龄期对碾压混凝土双K断裂参数影响的试验研究

为了研究龄期对碾压混凝土双K断裂参数的影响,制作了龄期为28,60,90 d共18个楔入劈拉碾压混凝土试件并进行了断裂试验,结合双K断裂参数公式,得到了不同龄期试件的有效裂缝长度、起裂断裂韧度和失稳断裂韧度等断裂参数,并分析了龄期对碾压混凝土断裂性能的影响。试验结果表明:起裂荷载和失稳荷载均随龄期的增大而增大,且起裂和失稳荷载的比值趋于稳定,伴随着龄期的增加,起裂荷载占失稳荷载的比重越来越大;龄期从28 d增加到90 d,起裂和失稳断裂韧度分别增加了0.216 0 MPa·m^1/2和 0.292 2 MPa·m^1/2,起裂和失稳断裂韧度的比值基本在0.5~0.6;有效裂纹长度随龄期的增大而减小,相同尺寸下,龄期越小,裂缝亚临界扩展量越大,试件的韧性越好。     

混凝土非标准楔入劈拉试件断裂参数的确定

目前混凝土非标准楔入劈拉试件还没有一个合适的确定裂缝尖端断裂参数公式,通常的方法是借用紧凑拉伸试件的应力强度因子公式,不便于应用。文中利用有限元程序,对在不同高度以及不同初始缝高比条件下非标准楔入劈拉试件进行了模拟。得到了裂缝尖端的应力强度因子公式以及裂缝张口位移曲线。分析结果及举例表明,非标准楔入劈拉实验断裂参数确定模型是可靠的。断裂韧度不随试件尺寸变化,是材料常数;裂缝扩展量不受初始裂缝长度影响,而随着试件高度的增加而增长。     

高强混凝土双K断裂参数测试及计算方法

采用楔入劈拉试样研究高强混凝土的双K断裂参数测试和计算方法。利用应变片测定试件的起裂荷载,计算得到试件精确的起裂断裂韧度。认为利用普通混凝土双线性软化曲线的经验参数,并基于虚拟裂缝扩展黏聚力强度理论间接计算得到的起裂断裂韧度值偏小,因此迫切需要进一步研究高强混凝土软化曲线的参数,以完善混凝土的双K断裂理论。     

楔入劈拉试验支承形式对混凝土断裂韧度的影响

针对楔入劈拉试件支座位置的不同,包括双线支座与单线支座,分析不同竖向荷载对断裂性能参数测试可能造成的影响,并通过试验数据进行验证。通过分析比较,认为对于实验室进行混凝土楔入劈拉试件的常用尺寸,支承体与传力装置所传荷载在一个竖向平面内可抵消竖向荷载和一部分构件自重,从而得到较为接近真实值的断裂性能参数。     

混凝土断裂能的边界效应

本文从试件边界条件对断裂性能的影响出发,通过局部断裂能在韧带分布的连续光滑曲线假定,给出了真实的混凝土断裂能表达式,称为光滑曲线模型,并与受扰韧带模型及双线性模型进行了初步比较,同时,进行了4组不同韧带长度的楔人劈拉试验.结果表明,根据断裂功方法测得的混凝土断裂能的尺寸效应是由于局部断裂能在试件韧带上分布的不均匀引起的,而此分布特性受试件边界条件的影响;当试件尺寸足够大时由试验测得的断裂能即为混凝土的真实断裂能,也就是试验测试值的极限值;本文模型计算得到的混凝土断裂能与受扰韧带模型及双线性模型的计算结果非常接近,但3个模型在描述边界条件对其影响的程度上却各不相同,有待于做进一步研究.     

拱坝低热水泥混凝土抗裂效果仿真

为了研究低热水泥混凝土在白鹤滩大坝中的抗裂效果,对比了低热硅酸盐水泥混凝土和常规中热水泥混凝土的热力学性能,并在典型坝段上设计温控方案。通过有限元仿真计算温度和应力,分析比较了两者在早期、一期冷却、二期冷却及封拱后等关键时段的温度、应力以及表面抗裂效果。结果表明,不同季节浇筑的混凝土应力过程线趋势一致。相比中热混凝土,低热混凝土在各不同时期均具有更高的抗裂安全系数,温控防裂的重点仍在二期冷却末。对于昼夜温差大的情况,低热水泥在早龄期需要更好的保温措施来达到表面抗裂效果。     

含空洞缺陷混凝土试件楔入劈拉性能分析

为研究空洞缺陷对混凝土楔入劈拉性能的影响,将空洞缺陷等效为相应纵向截面高度的损失量,并推导了含空洞缺陷混凝土楔入劈拉断裂参数的计算式,同时利用改进型测试装置进行了8组共32个试件的楔入劈拉性能试验,分析研究了空洞尺寸及其位置变化对试件楔入劈拉性能的影响规律。结果表明,起裂荷载、失稳荷载、起裂张口位移和失稳张口位移都随着空洞尺寸增大(直径0~120 mm)而降低,降幅分别为43.59%,23.75%,39.85%,54.50%;空洞缺陷对混凝土的起裂韧度影响较小,但却会明显降低混凝土失稳韧度,随着空洞尺寸增大,其降幅达到46.20%;空洞位置对混凝土断裂特性的影响跟裂纹扩展路径相关,当裂纹经过空洞时会降低相关参数,当其远离空洞区域时,则影响较小。     

低热与中热水泥混凝土抗裂性能研究

为了研究低热水泥和中热水泥混凝土的抗裂性能，采用湖北荆门水泥厂生产的４２５号低热水泥和５２５号中热水泥作为胶凝材料，按常用配合比拌制了两种混凝土，在室内对这种两种混凝土进行了一系列有关抗裂性能的试验。并针对三峡工程泄洪坝段的坝体结构和施工过程，进行了有关抗裂的仿真计算。试验和计算结果表明：４２５号低热水泥混凝土的抗裂性能明显经５２５号中热水泥混凝土的好；如果拌制三峡工程泄洪坝段的混凝土用５２５号中     

HBC低热高抗裂大坝混凝土的开发研究

在“九五”国家科技攻关项目“高贝利特（HBC）新型胶凝材料研究”的基础上,进行了HBC低热高抗裂大坝混凝土的开发研究,通过与三峡二期大坝中热水泥（MHC）混凝土的平行对比试验,初步论证了HBC大坝混凝土具有良好的工作性、力学性能和耐久性能。HBC大坝混凝土在相同配合比下的绝热温升将降低3－5℃;抗裂性分析表明,HBC大坝混凝土具有良好的抗裂能力,是一种可以在水工大体积混凝土工程中推广应用的新型低热高抗裂大坝混凝土。     

低热硅酸盐水泥改善大体积混凝土抗裂性能研究

总结分析了大体积混凝土易产生裂缝的原因及应对措施,指出使用低热硅酸盐水泥可有效改善大体积混凝土的抗裂性能。选取低热硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥开展试验对比分析,从水化热、抗压强度、混凝土收缩膨胀等方面阐述了低热硅酸盐水泥有利于提高混凝土抗裂能力的原因。并通过瀑布沟水电站工程和深溪沟水电站工程的实例,说明了将低热水泥应用于水工大体积混凝土是可行的,且具有很好效果。     

ζ-电位法探究粉煤灰掺量对低热水泥早期水化进程影响

为探究粉煤灰掺量对低热硅酸盐水泥早期水化进程的影响,采用电声法ζ-电位分析仪对低热水泥水化240min的ζ-电位进行测试.结果表明:在水胶比为0.40、 水化20min左右,纯水泥浆体中钙矾石和水化硅酸钙开始生成,随着粉煤灰掺量的增加,钙矾石和水化硅酸钙开始生成的时间逐渐延长.在水化120min左右,纯水泥浆体中便有大量钙矾石和水化硅酸钙生成,且粉煤灰掺量大于或等于30％时,浆体中因大量粉煤灰静电吸附孔溶液Ca2+而使大量钙矾石和水化硅酸钙生成的时间至少延长30min.当水泥浆体进入硬化状态后,粉煤灰掺量大于30％的水泥石中钙矾石和水化硅酸钙生长迟缓,增大了水泥石孔隙率.     

低热水泥混凝土在特高拱坝中应用的可行性分析

针对低热水泥混凝土早期强度低,在大坝主体中应用较少,低热水泥混凝土能否应用于高拱坝工程仍存疑虑的情况,以白鹤滩工程为例,采用室内试验资料对比和有限元仿真结果对比相结合的方法,对白鹤滩拱坝拟采用的中热水泥混凝土和低热水泥混凝土的材料特性和温度应力仿真结果进行了对比分析。结果表明,从材料特性的角度来看,低热水泥与中热水泥混凝土各有优劣,低热水泥混凝土早龄期强度低不利于防裂,但低热水泥的绝热温升低、早期发热慢、弹模小、徐变大这些因素均有利降低整体应力水平,后期强度高则有利于提高后期安全系数,降低开裂风险。此外,有限元计算结果表明,在相同的温控措施和边界条件下,低热水泥混凝土最高温度比中热水泥混凝土低2～3℃,低热水泥混凝土冷却全过程的安全系数均要大于中热水泥混凝土,且在2. 0以上。研究成果进一步证实了低热水泥混凝土比中热水泥混凝土具有更好的抗裂特性,可以应用于特高拱坝,也为白鹤滩拱坝全坝采用低热水泥混凝土提供了重要支撑。     

低热水泥碾压混凝土坝适应性智能通水策略研究

开展低热水泥碾压混凝土坝的温控特性和适应性智能通水策略研究,对干热河谷环境下大坝优质高效施工、温控防裂具有重要意义。本文首先分析了低热水泥碾压混凝土的温控防裂难度和挑战,讨论了低热水泥碾压混凝土在施工期的温度场和应力场计算方法,结合智能通水技术提出了相应的适应性智能通水策略。以乌东德水电站低热碾压混凝土二道坝的温控防裂为例,基于全坝温度场和应力场模拟,揭示了全坝不同分区温度发展规律和温度应力特征;通过应用智能通水2.0系统,在乌东德二道坝实行分区适应性通水。现场监测与仿真分析结果对比表明,采用适应性智能通水后最高温度符合率达100%,能够较好满足干热河谷环境下适应性温控防裂要求,大幅简化了施工工艺,提高了效率,电站蓄水过程监测数据显示二道坝安全有保障,研究成果可供同类工程借鉴参考。     

快速浇筑条件下混凝土坝早龄期开裂风险分析

以南水北调工程某混凝土重力坝施工为例,分析与探讨了不同浇筑层厚度、不同层间间歇期、不同浇筑温度等对混凝土坝早龄期温度与应力的影响,对早龄期混凝土的温度与应力特性和开裂风险进行了深入分析研究,并提出了相应的确保应力安全的防裂方法。研究内容为快速浇筑条件下大坝混凝土温度控制标准和温控措施的制定提供技术支持。     

水压法与电通量法评价低热水泥道路混凝土渗透性

分别采用水渗透压力法和快速氯离子直流电通量法,测试了由低热硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥配制的道路混凝土的渗透性能,并对导致两种测试方法结果不同的原因进行了分析.结果表明:低热水泥道路混凝土在28 d,60 d和90 d三个龄期的电通量值都大于普通硅酸盐水泥道路混凝土,抗渗性劣于普通硅酸盐水泥混凝土,差异较显著;水压法试验结果表明,28 d龄期低热水泥道路混凝土的抗渗性略逊于普通硅酸盐水泥道路混凝土,而60 d龄期后,则略优于普通硅酸盐水泥配制的道路混凝上.分析认为水压力渗透法能较真实地反映混凝土中的孔结构,电通量法的结果因受剑浆体材料及水化产物组成对氯离子固化的影响,在反映混凝土的抗渗件能或孔结构的差异方面存在一定的偏差.     

Strength of carbonate stone concrete frozen at an early age

This article supplements and clarifies existing knowledge on processes associated with the early freezing of carbonate stone concrete. Unfortunately, investigations in this field carried out with the participation of the author dealt only with the strength characteristics of the concrete, leaving unclarified, as previously, the effect of early freezing on other properties, particularly resistance to frost and impermeability. Translated from Gidrotekhnicheskoe Stroitel'stvo, No. 6, pp. 16–19, June, 1970.     

冬季早龄期混凝土表面保护时刻分析

通过仿真分析软件FZFX3D,以一个冬季开始混凝土浇筑的模型坝为例,计算了混凝土浇筑后表面一直裸露和浇筑后立即覆盖保温材料两种工况,分析了特定高程上混凝土的温度分布、热流量以及坝体整体温升,建议了冬季混凝土表面保护的最佳时刻。     

粉煤灰混凝土早期抗裂力学性能的试验研究

在混凝土中掺粉煤灰是改善混凝土性能的有效措施,但掺粉煤灰将使混凝土的早期力学性能下降。本文通过试验,重点对掺粉煤灰混凝土的拉伸性能进行研究,分析了粉煤灰在混凝土中的作用机理,采用复合掺外加剂的方法改善粉煤灰混凝土早期力学性能,试验表明其作用是明显的。     

混凝土早期热-力学模型及工程应用

考虑混凝土早期强度的本构关系,结合化学反应速率描述温度对混凝土绝热温升方程的影响,对大体积混凝土结构早期的温度场和应力场进行研究。温度场的求解基于等效时间的非线性热传导方程,应力场求解考虑混凝土初期徐变影响。结合苏州轨道交通地下车站工程实例,对大体积混凝土施工期和运行期温度场和应力场进行仿真计算。结果表明,夏季开始浇筑的车站主体结构必须采取适当的温控措施,以保证大体积混凝土不产生温度裂缝。