微生物矿化修复混凝土表面缺陷的现场试验

利用混凝土表面对微生物菌体的吸附特性富集菌体,最终在混凝土表面沉积得到致密碳酸钙覆膜层,达到对混凝土表面的修复防护。通过毛细吸水系数测试、修复层界面黏结强度测试、取芯观察、微观检测等方法对微生物水泥修复防护效果进行了综合评价,并给出了修复效果的表征方法及指标。试验研究表明,采用高倍浓缩菌液多次涂覆后,混凝土表面及裂缝均已被沉积的碳酸钙全部覆盖,覆膜层较厚,坚硬、密实。修复后混凝土表面毛细吸水系数明显降低,降低率可达90%以上,修复防护效果显著。经测试,修复层厚度在0.3 mm以上,修复层界面黏结强度最高达2.19 MPa。可见,微生物水泥适用于混凝土表面及微裂缝(缝宽小于0.2 mm)的修复防护,修复效果可采用毛细吸水系数和修复层界面黏结强度表征。     

微生物水泥用于混凝土表面缺陷修补的应用研究

基于生物矿化的砂土胶结技术,采用微生物水泥进行现场混凝土表面缺陷修补试验。试验结果表明,采用一定级配石英砂填充混凝土表面缺陷,反复注入微生物水泥,可诱导产生碳酸钙,并填充、胶结砂颗粒之间空隙,实现对混凝土表面缺陷的修复。跨界面钻取芯样观察,微生物水泥胶结砂坚硬致密,与混凝土界面粘接牢固,芯样抗压强度为23.4 MPa。微观检测表明,微生物水泥在混凝土界面处生成致密的矿化产物,并密实混凝土孔隙,胶结砂中可观察到沉积的碳酸钙晶体,微观结构紧密,CaCO_(3)沉积量为6%。     

水工混凝土裂缝高强环氧砂浆修复的力学性能评价分析

裂缝广泛存在于水工混凝土结构中,降低了结构的整体性与安全性,需采取有效措施对裂缝进行修补加固。以含预制裂缝的混凝土三点弯曲梁为研究对象,采用数值模拟方法开展高强环氧砂浆修复前、后的力学性能与破坏模式研究,通过混凝土三点弯曲梁室内力学试验验证本文材料参数及模型设置的正确性,以0厚度粘结单元模拟裂缝与环氧砂浆界面的粘结作用。结果表明：采用高强环氧砂浆修复后的混凝土梁承载力可超过无裂缝时的混凝土梁,混凝土梁的极限承载力随环氧砂浆填充缝高比的增大先增大,后达到稳定状态,修复后的混凝土梁达到极限承载力后强度迅速降低。最后提出不同缝高比下修复后的混凝土梁极限承载力增大倍数量化计算公式,为混凝土结构的修复提供技术参考。     

基于MICP技术的自修复混凝土研究进展

混凝土是一种应用广泛的建筑材料,但其在使用过程中,极易出现裂缝,尤其在水利工程中。混凝土裂缝不仅影响建筑的美观,而且会对结构的安全性产生不利影响。利用微生物诱导产生碳酸盐晶体(MICP)的技术可以制成自修复混凝土,这种混凝土能够在其自身出现裂缝时实现自我修复,从而提高混凝土材料的耐久性能,节约维修成本。对国内外文献中自修复混凝土的工作原理、制备方法、材料特性以及影响自修复效果的因素进行了总结分析。从工作原理上主要介绍了矿化微生物的选择和矿化过程;从制备方法上主要汇总了自修复混凝土采用的细菌固载方法;从材料性能上主要分析了自修复混凝土的微观性能和宏观性能;从修复效果上主要总结了修复剂成分、养护条件以及裂缝特征等因素的影响。根据梳理,自修复混凝土目前所能修复的最大裂缝宽度为0.97mm,最大深度为27.2mm,仍有大的发展潜力。基于目前的研究现状,文章提出了自修复混凝土进一步的研究方向,旨在为该项技术的发展起到一定的推动作用。     

基于粘结裂缝模型的混凝土受拉性能数值模拟

为研究混凝土细观结构对于混凝土受拉性能的影响,采用自编程序建立骨料形状为圆形、椭圆形以及随机多边形三种混凝土细观模型。并批量插入粘结单元,形成粘结裂缝模型。与已有实验对比验证数值模型的准确性。在此基础上讨论了网格尺寸、骨料形状以及数值模型细观参数对于混凝土受拉性能的影响,结果表明:混凝土细观粘结裂缝模型可以很好的模拟混凝土宏观开裂,网格尺寸对于混凝土细观粘结裂缝模型的受拉性能、裂缝扩展形态影响很小,骨料随机分布以及骨料形状对于混凝土裂缝扩展形态影响很大,对于受拉性能影响很小。界面粘结单元的粘结强度和断裂能对混凝土的宏观受拉性能有较大的影响,研究混凝土的力学性能时应优先考虑界面的影响。     

堆石坝混凝土面板裂缝防护技术研究

利用喷涂聚脲材料作为混凝土面板坝的裂缝防护材料,并创新采用高柔性聚氨酯材料作为塑性过渡层,提出高渗透加固型基层处理剂/聚氨酯塑性过渡层/聚脲层的复合防护体系,有效抑制由于基层沉降或伸缩变形引起的裂缝变形对表层防护材料的影响,避免由于零断裂延伸原理引起有机防护层的开裂,为混凝土面板坝表面裂缝处理提供了新的材料和技术方案。对复合防护体系力学性能、抗冲击能力、抗冻融性、粘结强度、裂缝适应性等综合性能进行评价,结果显示,以聚脲为主材构筑的复合防护层具有优异的综合防护效果,该复合防护体系在四川省甘孜州某水电站成功进行试用。     

混凝土参数对沉积效果的影响

就电沉积方法修复混凝土裂缝中混凝土参数对沉积效果的影响进行试验研究,测定了沉积过程中的试件质量增加率、表面覆盖率及裂缝愈合率,结果表明:在该文试验条件下试件质量增加率及裂缝愈合率随水灰比的增大而增大,表面覆盖率随水灰比的增大而减小;试件质量增加率、表面覆盖率及裂缝愈合率随保护层厚度的增大而减小;试件表面覆盖率及裂缝愈合率随裂缝宽度的增大而减小,质量增加率随裂缝宽度的变化规律不明显.     

某水电站大坝裂缝化灌混凝土芯样抗剪试验研究

混凝土拱坝、重力坝等的大体积混凝土在浇筑过程中产生的温度裂缝可能会成为大坝的安全隐患,尤其会降低大坝混凝土的抗拉、抗剪力学性能,影响大坝的长期稳定性和降低大坝的寿命。某水电站在大体积混凝土浇筑过程中,部分坝段受温度影响,形成一些贯通裂缝。采用该水电站大坝坝体的裂缝灌浆材料,在室内进行了无缝本体混凝土芯样抗剪试验、带缝(劈裂造缝)坝体混凝土立方体试件及混凝土芯样模拟化灌后的抗剪试验、化学灌浆后裂缝完整粘结的坝体混凝土芯样抗剪试验,并对试验结果进行了比较和分析。结果表明该工程坝体裂缝经化灌处理后,其抗剪特性参数f ′可以达到本体混凝土的83%;c′可以达到本体混凝土的68%;室内模拟灌浆的效果更好,f ′可以达到本体混凝土水平,c′可以达到85%以上。化学灌浆是处理大坝裂缝,提高混凝土抗剪强度和抗渗性能的一个有效措施,研究结果可以为化灌后混凝土的力学参数合理取值提供参考。     

梯度混合混凝土叠浇面粘结性能试验研究

通过对陶粒混凝土与普通混凝土的叠合浇筑试块进行双面剪切试验,研究混合混凝土叠合浇筑时,结合面处理方式及浇筑间隔时间对结合面粘结剪切性能的影响;通过扫描电子显微镜观测,分析了浇筑结合面微观结构的形貌特征及形成机理。结果表明：随着浇筑间隔时间的延长,两种结合面处理方式下浇筑结合面的粘结剪切强度均发生相同规律的降低变化。人工凿毛处理后的浇筑结合面水化反应充分均匀,微观结构较为致密,无明显收缩微裂缝或缺陷;粉煤灰砂浆涂刷处理后,一定程度上减小了浇筑结合面机械咬合力及有效摩阻力,弱化了浇筑结合面上的微空隙结构,后期浇筑普通混凝土硬化收缩时,局部产生微裂缝或微空隙缺陷,从而影响了浇筑结合面的粘结剪切性能。     

高分子材料修复剂对水工混凝土裂缝修复性能的影响研究

混凝土结构裂缝会对水工混凝土结构的质量和耐久性造成显著影响，提高混凝土裂缝的自愈性能具有重要意义。此次研究利用对比实验的方式，探讨了高分子材料修复剂对水工混凝土裂缝修复性能的影响。结果显示，在水工混凝土掺入一定量的高分子修复剂可以有效提升混凝土裂缝的自愈性能，具有良好的工程应用价值。     

观音岩水电站溢流面混凝土缺陷处理

在观音岩水电站溢流坝段溢流面施工中，由于结构设计、施工工艺等原因，致使部分混凝土存在Ⅰ类裂缝、麻面、气泡、划痕及墙根缝等质量缺陷。根据现场条件并结合相关工程经验，最终选择MS-3环氧系列材料对缺陷进行了修补。介绍了MS-3环氧系列材料的基本性能、配比及使用方法，对各类缺陷具体修补流程的施工工艺进行了详细论述。缺陷修补完成后，与老混凝土结合紧密，锤击声音清脆，满足设计要求。     

压力管道混凝土缺陷处理环氧材料使用工艺控制

根据官地水电站1#压力管道首次充水后放空检查(目估检查)结果,1#、2#压力管道存在较多纵、环、斜向裂缝并发现混凝土掉块;从混凝土掉块情况看,掉块部位在前期曾采用聚氨酯充填进行缺陷处理。为保证混凝土衬砌结构的永久安全性和耐久性,保证厂房结构安全和电站运行安全,采用帕斯卡生产的环氧材料进行了缺陷修复。     

混凝土劈裂抗拉力学性能的细观数值研究

采用随机骨料模型模拟混凝土的细观结构,在细观层次上将混凝土看成是由硬化水泥砂浆体、粗骨料颗粒及二者间的黏结带构成的三相非均质复合材料。利用有限元方法数值模拟混凝土试件的细观损伤断裂和劈裂抗拉,并对其劈裂抗拉破坏进行了研究。结果表明:骨料与砂浆的界面是混凝土劈裂抗拉破坏的薄弱环节,所采用的数值模拟计算方法基本可行。     

团山水库堆石坝施工期面板裂缝处理措施研究

团山水库面板堆石坝最大坝高50m,大坝在施工期混凝土面板产生较多非结构性裂缝。经对裂缝进行检测和钻孔压水试验分析,认为施工期面板较长累计变形收缩量较大、表面止水施工期间养护效果不佳和施工速度快是引起面板裂缝的主要原因。文章选择研究低压灌浆修补和裂缝表面封闭相结合的处理方案,经现场检查和压水试验分析成果表明:裂缝处理效果好,蓄水试验运行未见明显裂缝,水库运行状况稳定。     

SK柔性防护涂料在伸缩缝及裂缝快速修复中的应用

提出了对混凝土建筑物伸缩缝及裂缝进行表面快速封闭所需材料的要求,介绍了SK柔性防护涂料（＂抗冲磨型＂和＂防渗型＂）的性能,试验结果表明,SK柔性防护涂料具有较强的抗紫外线性能、抗拉强度高、扯断伸长率大、与混凝土之间的粘结强度高、具有较强的抗冲磨能力及适应变形能力等特性。通过工程实例,介绍了该材料在北京西崔村过水涵洞伸缩缝处理、河南宝泉水电站上库进水口伸缩缝处理及十三陵抽水蓄能电站上库面板混凝土裂缝处理等工程中的应用情况。由于SK柔性防护涂料具有优异的力学性能、施工方便、不需要专门的设备等特点,在水利水电工程的抗冲磨及防渗领域具有广阔的应用前景。     

玉环县漩门三期围垦工程目鱼屿排涝闸混凝土裂缝成因分析及处理

混凝土裂缝是水工建筑物常见的缺陷之一,往往会影响到水工混凝土建筑物的外观、耐久性以及结构安全。通过对玉环县漩门三期围垦工程水闸混凝土裂缝的成因分析,确定了混凝土裂缝化学灌浆和表面防水的处理原则。质量抽样检验表明,混凝土裂缝化学灌浆达到了防渗、补强的预期目的,取得了较为理想的工程处理效果。     

张峰水库大坝原灌浆廊道裂缝处理生产性试验

张峰水库大坝原灌浆廊道裂缝处理的生产性试验表明试验采用的方法是有效的，能满足裂缝处理的设计要求。特别是混凝土表面裂缝使用聚氨酯直接进行封堵的工艺，避免了对墙壁的破坏，封堵效果好，进度加快。从技术方案上保证了施工的顺利进行。     

机场道面混凝土不规则断板和表面裂缝的防治

机场道面混凝土厚度较厚,在高温季节施工,由于温度应力、胀缩应力较大等多种因素影响,施工过程中混凝土板常出现表面裂缝和不规则断板等质量缺陷,影响道面的使用寿命和造成不必要的损失。通过对道面混凝土发生不规则断板和表面裂缝的原因进行分析,介绍了机场道面混凝土在高温季节施工时采取的一些防治不规则断板和减少混凝土板表面裂缝的措施,取得了较好的效果。     

PCCP管内环向预应力加固验证试验研究

为快速有效修复难以开挖区域破损的预应力钢筒混凝土管（PCCP）,减少甚至避免PCCP爆裂事故的发生,研究提出PCCP管内环向预应力加固技术。该技术对管内碳纤维板材施加环向预应力,再利用高性能结构胶粘贴至PCCP管道内壁,达到加固目的。通过设计混凝土内环、外环相结合的试验,验证该加固方法的可行性,并调整优化施工工艺。试验结果表明,碳纤维板经预张拉后成功粘贴至外环混凝土,混凝土表层经过凿毛、基底处理后形成的混凝土-结构胶-预应力碳纤维板体系是可靠的,可提供不低于0.8 MPa的黏结力。基础试验方案（即内环、外环设计）及加固方案可行,依此提出PCCP加固二期试验方案,即首尾搭接的碳纤维板管内环向预应力加固试验。