基于多种因素破坏作用的水工混凝土试验研究

鉴于北方地区独特的施工方法、原材料特点以及气候条件,水工结构的服役年限和耐久性受低压、高寒的气候条件影响显著。文章结合北方寒区化学侵蚀、碳化、干湿冻融循环等多种破坏因素,开展冻融-化学侵蚀、冻融-碳化、冻融-干湿循环和冻融循环破坏等耐久性试验。试验表明：水工混凝土性能受干湿交替与冻融循环的叠加作用产生放大效应,随水胶比的增加先冻融再碳化或先碳化再冻融的碳化深度都不断增大;虽然经多次冻融循环混凝土试件的相对动弹模量、质量以及外观变化不大,但强度已出现严重劣化,混凝土冻融耐久性建议利用性能降低率或耗损率等指标衡量,为北方寒区水工结构质量以及水工混凝土耐久性提供一定指导。     

渗入式内结晶高效防渗材料增强混凝土抗冻性能的试验研究

冻融破坏是季节冻土区水工混凝土建筑物的主要破坏形式,轻则影响建筑物的观瞻,重则威胁工程的使用寿命和安全运行。本文根据XYPEX增强混凝土抗冻性能的试验,研究分析了XYPEX对混凝土抗冻性能的影响,并对XYPEX增强混凝土抗冻性能的作用机理进行了探讨。     

XYPEX增强混凝土抗冻性能的试验研究

冻融破坏是季节冻土区水工混凝土建筑物的主要破坏形式,轻则影响建筑物的观瞻,重则威胁工程的使用寿命和安全运行.本文根据XYPEX增强混凝土抗冻性能的试验,研究分析了XYPEX对混凝土抗冻性能的影响,并对XYPEX增强混凝土抗冻性能的作用机理进行了探讨.     

廊道布置对混凝土重力坝冻融破坏特性影响研究

冻融破坏是混凝土重力坝常见耐久性问题之一.通过大坝渗流和温度仿真分析确定潜在冻融破坏区域,基于已有混凝土冻融损伤本构模型分析大坝的塑性损伤分布,以此评价廊道布设形式对重力坝冻融损伤特性的影响.分析结果表明:混凝土结构的抗冻特性不等同于其本体材料抗冻特性,合理增设廊道数量对混凝土重力坝抗冻耐久性有利,该研究成果能为严寒区...     

硅烷浸渍剂在寒区挡潮闸防护中的试验与应用研究

处于寒区沿海地区的挡潮闸,氯盐侵蚀和冻融循环作用是使其耐久性降低进而破坏失效的主要环境因素。辽宁东港挡潮闸重建项目,采用硅烷浸渍剂作为主要混凝土构件的防护材料,本文通过混凝土试块的抗渗、抗冻性能对比试验,以及现场示范应用,验证了该材料在寒区水工建筑物防护工程中的优越性和可靠性,为工程设计及使用提供了有益的参考。     

新型水工混凝土表面防护涂层抗冻融性能研究

西部高寒地区地理位置独特,水文地质气候条件复杂,自然环境恶劣,造成该区域内水利工程混凝土材料易发生冻融劣化破坏。对此,选取课题组已研发的3种新型水工混凝土表面防护涂层材料(耐候型环氧涂层、不饱和聚酯树脂和聚脲涂层体系),进行室内加速冻融试验。试验结果表明,以环氧胶泥为底漆,聚脲材料为面漆的水工混凝土表面防护涂层的抗冻性能最优。随后在西藏地区水利水电工程进行了现场生产性试验,通过观测发现,新型聚脲材料起到了很好的抗冻防护效果。该材料有望应用于西部高寒地区水工建筑物的表面防护,提高水利水电工程建筑物的耐久性。     

高寒地区水电站水工混凝土耐久性研究

高原地区具有独特的气候条件、原材料特点以及施工方法,高原、高寒、低压的气候特征将会对水工混凝土的耐久性和服役寿命产生较大影响。笔者结合当地水工混凝土可能经受的干湿冻融循环、碳化、化学侵蚀等耐久性问题,开展混凝土冻融循环破坏和干湿循环-冻融协同作用、碳化-冻融协同作用、化学侵蚀-冻融协同作用等多种因素破坏的试验。试验后得知:冻融循环和干湿循环的叠加作用对混凝土性能的影响不是二种因素之间的简单叠加,而是会产生放大效应。无论是先碳化后冻融还是先冻融后碳化,其碳化深度总体来说都随着水胶比的增加而增大。尽管混凝土试件经受多次冻融循环后,外观、质量以及相对动弹模变化不大,但强度劣化十分严重,建议采用性能损耗率或降低率等指标来表征混凝土的冻融耐久性。研究水工混凝土的耐久性,对保障高寒地区水电站水工混凝土质量起到了良好的指导作用。     

高寒地区水工混凝土防护修复技术与应用

高寒地区水工混凝土建筑物处于超大温差、极端低温、强辐射、大风、干燥等复杂条件,混凝土结构容易产生以冻融破坏为代表的劣化病害,防护修复技术是常用的劣化防治措施之一。通过有限元方法对冻融循环作用下水工建筑材料劣化过程及影响规律进行了模拟计算。结果显示,在周期变温荷载作用下,孔隙水结冰产生的冻胀应力是导致混凝土耐久性降低的主要因素。除了改善混凝土本体抗冻性外,还应采用表面防渗处理,如表面涂层防护,以控制混凝土内部含水量和冻胀应力,提高抗冻融能力。介绍了高寒地区水工建筑物防护修复材料的选择原则、种类特点和施工工艺,总结了防护修复技术在高寒地区的典型工程应用,为高寒地区水利水电工程维护提供了一定的参考借鉴,并从材料性能、配套设备、工艺拓展、标准制定4个方面进行了展望。     

气候变化条件下水工混凝土的抗冻性能

为了提高气候变化条件下水工混凝土的抗冻耐久性,采用自制的气候模拟系统,设定了-5℃、-10℃、-17℃、-30℃、-40℃等5个冻融过程降温终了混凝土试件中心温度,研究冻融温度对F50、F100、F300等3种抗冻设计等级水工混凝土的质量损失、动弹性模量的影响。试验结果表明:随着冻融过程中降温终了试件中心温度的降低,F50、F100、F300等3种抗冻设计等级的水工混凝土的质量损失、动弹性模量损失逐渐增大,水工混凝土能经受的最大冻融循环次数也逐渐减少。降低冻融过程中混凝土试件的中心温度可引起水工混凝土抗冻耐久性的降低。     

钢纤维对改善水工混凝土性能的作用

通过探讨影响水工混凝土耐久性的裂缝、冻融、磨损、空蚀等问题，结合国内关于钢纤维混凝土的试验研究成果，分析了钢纤维改善水工混凝土性能的作用。分析结果表明，钢纤维可有效提高混凝土的抗裂性、抗渗性、抗冻性、抗疲劳性、抗冲击性及抗冲刷耐磨性。     

基于损伤模型的粉煤灰混凝土抗冻性评价

为研究大掺量粉煤灰混凝土的抗冻性能,结合某水工混凝土工程,采用快速冻融法,对粉煤灰混凝土试样进行抗冻试验,分别考察了含气量、水胶比和粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能的影响.结果表明:在水下冻融环境中,混凝土抗冻性能随着水胶比和粉煤灰掺量的增大而降低,加入适量引气剂有助于混凝土抗冻性能的提高;根据现有的冻融损伤演化方程,通过试验数据函数拟合和公式转换可以得到影响因素与材料参数的函数关系.     

谈混凝土耐久性能——抗冻性

本文介绍了水工混凝土耐久性的概念及其主要指标———抗冻性,对混凝土冻融作用破坏机理进行了简要分析,并对混凝土冻融试验方法作了详细介绍,以南水北调中线一期天津干线西黑山进口闸至有压箱涵段混凝土抗冻试验结果为例进行说明,强调提高混凝土抗冻性应采取的措施。     

不同岩性骨料水工混凝土的抗冻性能试验研究

冻融破坏是水工混凝土的重要破坏形式,具有影响因素的多元性和影响机理的复杂性。以混凝土骨料为切入点,利用试验研究的方法对不同岩性骨料混凝土的抗冻性能进行试验研究。结论显示,花岗岩和灰岩骨料混凝土的抗冻融性能最佳,同时也验证了混凝土试件气泡间距系数判断其抗冻性的可靠性。     

矿渣微粉掺粉煤灰对混凝土抗冻性能的影响试验研究

受海水腐蚀影响的混凝土冻融破坏的安全因素有:碳化、盐类深入引起的钢筋锈蚀、冻融破坏、溶融作用、盐类侵蚀作用,碱一集料反应,冲击磨损的机械破坏作用.其中,钢筋锈蚀的作用是氯离子渗透引起的,因此,提高混凝土自身的密实性和抗冻性是保证结构耐久性的一种有效的措施.该文依据矿渣微粉对水泥基材料抗冻性能的影响,对单掺矿渣微粉混凝土及复掺矿渣微粉和粉煤灰混凝土的抗冻性进行了试验研究.     

抗冻混凝土施工质量控制

黑龙江省地处寒冷地区，水工建筑物的病害问题主要是在水位变化区，经常受浸润的钢筋混凝土结构的冻融破坏。《水工混凝土结构设计规范》和《水闸施工规范》规定，寒冷地区水工建筑物水位变化区必须使用抗冻混凝土；《水工混凝土施工规范》和《水闸施工规范》也严格规定了寒冷地区水位变化区混凝土的最大水灰比，以提高混凝土抗冻耐久性。因此我省水工建筑物抗冻混凝土的应用问题具有普遍性。如何在施工中保证抗冻混凝土的质量特殊性，是保证工程避免和降低冻融破坏的主要环节。本文结合呼兰腰堡灌区渠首、宝清龙头桥水库工程谈谈抗冻混凝土…     

水工混凝土涂聚氨酯涂层的抗冻性能研究

文章利用冻融循环试验、涂层耐低温性能试验和水汽渗透性试验,探讨了水工混凝土涂沥青改性聚氨酯涂层、聚氨酯涂层的抗冻性能。结果表明：聚氨酯涂层的防水性优于沥青改性聚氨酯涂层,其低温柔韧性也更好,对混凝土抗冻性和长效性改善效果更好;冻融循环达到1000次后混凝土相对动弹模量均≥98%,但沥青改性聚氨酯涂层已失去防护作用发生冻融破坏,而聚氨酯涂层仍然完好未产生冻融破坏;单一的利用动弹模量很难反映涂层改善混凝土抗冻性的效果,应结合受冻融循环作用后涂层下表面是否剥落或粉化、混凝土与涂层间的黏结情况以及涂层自身状态等综合评定。     

无机类耐久性防护剂对混凝土耐久性的影响

寒冷地区水工混凝土建筑物所处的自然环境和应用环境相对比较严酷,对混凝土的耐久性能要求较高。寒区水工混凝土无机类耐久性防护剂的使用可以提高水工混凝土抗渗、抗碳化、抗冻等耐久性能指标及力学性能。     

高寒地区复掺矿物掺合料水工混凝土抗冻耐久性劣化机理研究

为评定高寒地区环境对掺矿物掺合料水工混凝土结构冻融循环耐久性能的影响规律,通过不同掺合料掺量及种类、不同冻融温度下水工混凝土冻融循环试验,研究分析不同配合比水工混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度以及渗透性的时变规律,揭示了矿物掺合料与冻融温度对混凝土抗冻性的影响机理。试验结果表明:各掺合料水工混凝土的抗冻性从优到劣依次为粉煤灰+硅灰+稻壳灰硅灰+稻壳灰粉煤灰+稻壳灰粉煤灰+硅灰稻壳灰硅灰粉煤灰未掺加;相同单掺条件下,掺加稻壳灰试件组抗冻性最强,硅灰居中,粉煤灰最弱;复掺矿物掺合料情况下,三掺粉煤灰、硅灰、稻壳灰混凝土抗冻性最强;复掺矿物掺合料能减少水工混凝土的孔隙率及渗透性,且粉煤灰、硅灰、稻壳灰的颗粒粒径不同会相互填充,从而产生超叠加效应;随着冻融循环过程中试件中心温度的降低,导致混凝土内部的温度梯度增大,孔隙内部的膨胀压力增大导致混凝土内部结构破坏。     

混凝土滲透試驗

水工混凝土除强度和易性外,还要求耐久性,耐久性包括抗掺性、抗冻性、抗水性等特殊性能,而抗溶性最为重要,不仅直接影响水工建筑物的阻水性能,同时也是解决工程耐久的主要关键。以抵抗环境水的侵蚀来说,假如抗渗性高,混凝土组织密实,外界破坏因素不致侵入内部而造成危害;假如抗渗性差,不但坝面渗漏,同时由混凝土中溶解出     

水工混凝土耐久性改善措施研究

由于特殊复杂的环境条件,水工混凝土耐久性与水利工程的服役年限及长效稳定运行直接相关。文章全面分析了水工混凝土碳化、冻融破坏、钢筋锈蚀、碱骨料反应、化学侵蚀等不利因素作用,并从工程设计、原材料选用和施工技术等角度提出水工混凝土耐久性改善措施。