水工混凝土渗透溶蚀试验研究

对水工混凝土的压力渗水规律,渗透水样钙离子浓度、pH值变化以及渗透溶蚀作用下混凝土性能衰减规律进行了试验研究。结果表明:振捣密实、养护充分的水工混凝土具有很高的抗渗透溶蚀能力,有自愈特性;溶蚀早期,钙溶出量与渗水量呈线性关系,渗透水钙离子浓度、pH值和电导率稳定于某一范围;混凝土性能衰减与氢氧化钙溶出率可进行线性拟合,氢氧化钙溶出5.13%,抗压强度、劈拉强度和弹性模量分别下降2.24%、7.95%和4.10%,其中,劈拉强度下降最明显。     

溶蚀作用下混凝土层面劈裂抗拉强度试验研究

采用浓度为0.5 mol/L的硝酸溶液对含浇筑层面的混凝土试件进行加速溶蚀试验,研究了层面劈裂抗拉强度、溶蚀深度和钙离子累计相对溶蚀量等3种评价指标的时变规律,以及层间间歇时间和凿毛处理对抗溶蚀性的影响,据此建立了层面劈裂抗拉强度的两种预测模型.结果表明:层面劈裂抗拉强度随溶蚀时间平方根和钙离子累计相对溶蚀量的增大而线性减小,间歇时间和凿毛处理对所拟合曲线的斜率影响较小;层面溶蚀程度随间歇时间的延长而增大,间歇24 h时层面溶蚀深度增加15％;间歇时间越长,凿毛处理对抗溶蚀性的提升效果越弱,以6 h之内为最优;间歇时间12 h以内,层面劈裂抗拉强度下降速度较快,12 h时降幅为14.6％,由此将导致浇筑层面的耐溶蚀年限缩减61％.     

碾压混凝土渗透溶蚀研究

通过试验获得碾压混凝土在不同水力梯度下的渗透溶蚀特性，结合孔结构测试结果，探讨了碾压混凝土渗透溶蚀机理，分析了影响碾压混凝土渗透溶蚀耐久性的因素。     

大坝混凝土渗漏溶蚀的研究

渗漏及由此而引起的大坝混凝土的溶出性侵蚀,是我国水工混凝土建筑物中常见的病害。本文通过对不同配比的水泥净浆试样进行溶蚀试验,研究和分析了水泥品种、水灰比、粉煤灰、硅粉及外加剂等因素对水泥石抗溶蚀性能的影响。并运用高压水银测孔仪、差热分析仪及扫描电镜等设备,通过比较分析溶蚀前后水泥石亚微观结构的测试结果,研究了水泥石中CaO溶出量对水泥石孔结构、微观结构和化学组成的影响,并从亚微观和微观方面对掺用粉煤灰、硅粉提高水泥石抗溶蚀性能的机理进行了探讨,对今后的大坝工程加固、选取优质防渗灌浆材料及提高工程耐久性提供了科学依据。     

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。     

混凝土坝坝体溶蚀病害及治理

混凝土的溶出性侵蚀是混凝土坝的本质性病害。一些混凝土坝通过定期检查，结合水质分析、坝体钙离子溶蚀量分析、混凝土(砂浆)强度和抗渗能力检测，发现坝体遭受到的溶蚀病害相当严重，有的轻型坝已危及到挡水功能和结构承载力。坝体灌浆和上游面防渗相结合的处理方法是治理坝体溶蚀病害的有效措施。对中、高坝是否设置降低或放空水库的设施，已成为能否在上游面做大面积防渗处理的关键。     

水工碾压混凝土渗透溶蚀特性研究

研究了在软水渗透的情况下,水工碾压混凝土的渗透溶蚀特性。首先通过对水泥净浆和水泥砂浆的渗透溶蚀试验,得出水泥基材料中渗透溶蚀的主要途径是硬化水泥浆体。其次通过对不同粉煤灰掺量、不同外加剂掺量的水工碾压混凝土的渗透溶蚀试验,得出影响混凝土渗透溶蚀性能的最重要因素是混凝土的渗透系数,并在此基础上探讨了渗透溶蚀的稳定性及耐久性。     

面板混凝土的渗透溶蚀耐久性研究

对高面板堆石坝混凝土面板在压力作用下的渗透性及溶蚀特性进行了试验研究，结果表明：面板混凝土的渗透临界水力梯度很大；随着渗透时间的延长，面板混凝土渗透液的ｐＨ值降低较少，溶出的ＣａＯ数量有限，相反地，混凝土会从渗透水中吸收ＳｉＯ２，还研究了面板混凝土渗透稳定性和溶蚀稳定性，认为高面板堆石坝混凝土面板具有很强的渗透溶蚀耐久性。     

丰满大坝渗水对混凝土的溶蚀分析

丰满水库水经过坝体和坝基渗透后，对坝体混凝土及坝基水泥帷幕产生了侵蚀。为此，分析了大坝环境水的水质，库水对坝体混凝土和坝基水泥帷幕的侵蚀原理和侵蚀情况，分析表明，丰满水库水质属软水类型，经大坝渗漏后对坝体产生溶出性侵蚀，多年平均坝体混凝土溶蚀约９．６ｔ，坝基溶蚀约８．０ｔ，必须对大坝进行防渗加固，从根本上解决大坝受溶蚀破坏问题。实践也证明，大坝防渗加固后，溶蚀量显减少。     

堤坝混凝土防渗墙渗透溶蚀演化规律研究

混凝土防渗墙是堤坝常用防渗结构,其渗透溶蚀不同于一般接触溶蚀,对防渗墙长效特性及使用寿命影响很大。依据流体动力学、对流-扩散方程及化学动力学相关理论,考虑孔隙、骨料和对流对钙离子扩散系数的影响,本文建立了混凝土防渗墙渗流-溶蚀耦合分析模型。结合混凝土钙溶蚀试验验证模型的合理性,采用COMSOL Multiphysics软件建立某堤坝渗透溶蚀计算模型,研究了混凝土防渗墙中钙离子析出对其孔隙率及渗流特性的影响,估算混凝土防渗墙使用年限。结果表明：该模型能较好地反映防渗墙溶蚀过程中孔隙率和渗流特性的变化,可预测防渗墙防渗性能衰减过程;防渗墙中钙离子浓度年平均变化速率约为0.03 mol/（m³·a）,运行100年后混凝土防渗墙孔隙率约为0.33,渗透系数增大35倍,堤坝单宽渗流量增大50%;混凝土防渗墙使用年限为44.0年。研究成果可为堤坝工程长效服役性能评估提供理论支撑。     

石漫滩 RCC 大坝渗漏溶蚀试验分析

通过对渗漏溶蚀的溶出物化学成分鉴定和库区水质侵蚀分析试验,证明库水产生软水侵蚀和碳酸溶出性侵蚀的可能性较小,可排除基础帷幕灌浆破坏发生渗漏的可能性。溶出物和廊道渗水均由坝体渗漏产生。大坝内部因溶出物大量溶出将对其密实性、强度带来一定的影响,需要做进一步的检测。     

软水条件下水工混凝土水泥砂浆溶蚀性能研究

采用水泥砂浆溶蚀试验,探讨了软水条件下不同水灰比试样的孔隙率、溶蚀深度以及质量损失率变化特征。结果表明：水泥砂浆(水工混凝土)溶蚀特性变化主要与水泥基材料中钙离子流失相关,通过选择合适的水灰比和控制钙离子溶解可以有效控制溶蚀发展,为改善软水条件下混凝土性能提供一定支持。     

溶蚀软弱地基内塑性混凝土防渗墙施工技术

塑性混凝土防渗墙系在松散软弱透水地基或土坝（堰）体中运用“钻劈法”钻孔、泥浆固壁连续成槽、采用塑性混凝土浇筑而成,与混凝土防渗墙、灌浆帷幕相比,具有弹性模量低、抗压强度不高但防渗效果较好、对地基适应性强和工程造价低、与墙体周边软弱地层和易性好、变形小等特点,适应于软弱透水地基的防渗和加固。文章以南水北调鹤壁段溶蚀坑处理中的塑性混凝土防渗墙施工为例,介绍塑性混凝土防渗墙的施工技术和应用效果,可供类似工程参考。     

黏土水泥浆材抗溶蚀性能试验研究

为研究黏土水泥浆材结石抗溶蚀性能,采用自制的压滤装置进行了注浆模拟试验,采用浸析法测得不同压力下注浆结石的CaO累计溶出量,并结合扫描电镜照片和吸水动力学法研究不同黏土掺量下结石的孔隙结构。结果表明:黏土水泥浆材水灰比越大,结石的CaO累计溶出量越小;速凝剂掺量越高,CaO累计溶出量越大;黏土掺入水泥浆液能改善结石的孔隙均匀性,减小速凝剂的不利影响;考虑压滤效应时,黏土水泥、纯水泥结石的CaO累计溶出率分别减小5%、1.4%左右,黏土水泥比纯水泥浆材结石的抗溶蚀性能提高更明显。为获得良好的抗溶蚀性能,工程实践使用黏土水泥浆材灌浆防渗,黏土的掺量不宜超过45%,速凝剂掺量不宜超过1%。     

防渗墙墙体材料抗溶蚀耐久性试验研究

基于塑性混凝土和水泥土的渗透溶蚀试验和溶蚀前后微观分析,对塑性混凝土和水泥土在渗漏情况下氧化钙（CaO）的溶蚀规律及溶蚀对耐久性的影响进行了研究,认为塑性混凝土和水泥土具有相似的溶蚀规律,随渗透时间延长氧化钙（CaO）溶蚀速率逐步减缓并趋于稳定。因而,防渗墙墙体材料组成一定时,其耐久性应主要从墙体材料的渗漏量和氧化钙（CaO）的溶蚀量进行综合评价。     

基于溶蚀过程的混凝土化学损伤研究综述

概述国内外混凝土溶蚀的研究现状。介绍混凝土溶蚀的常规试验方法和加速试验方法,在材料学的范畴内总结混凝土的溶蚀特性,回顾描述钙离子溶蚀过程的2种经典模型,分析影响混凝土溶蚀过程的因素。最后在溶蚀研究成果的基础上,指出有待进一步研究的问题。     

侵蚀性水作用下混凝土的钙溶蚀模型

为了评估侵蚀性水环境下混凝土的钙溶蚀规律,依据软水和硝酸环境下混凝土钙溶蚀机理,建立了侵蚀性水环境作用下混凝土二维钙溶蚀模型。模型考虑了混凝土中孔隙的曲折度和阻塞率,以及混凝土界面过渡区(ITZ)对孔隙率的影响。利用COMSOL软件对理论模型进行求解,并将数值分析结果与试验值进行对比,验证了理论模型的可靠性。对混凝土二维钙溶蚀规律的分析结果表明:混凝土在软水及硝酸环境中的钙溶蚀深度都与时间的平方根成正比。     

混凝土渗透溶蚀过程中钙离子迁移过程数值模拟

在总结混凝土中离子迁移过程机理的基础上,推导了混凝土渗透溶蚀过程中Ca2+离子迁移过程的一维数学模型。根据混凝土软水渗透溶蚀试验得到的部分参数,采用有限单元法对模型进行求解,定量模拟了混凝土软水渗透溶蚀过程中Ca2+离子迁移过程,数值模拟结果与试验结果基本吻合。数值模拟结果还表明：混凝土渗透性是影响混凝土渗透溶蚀特性的关键因素,渗透系数较小的混凝土,即使在软水作用下,渗透溶蚀程度也有限。