无砂混凝土板取水工程渗流特性综合分析

无砂混凝土板渗流取水是一种常见的取水技术,依赖于河道的引水与地下水的开发,该技术在一定程度上满足了大部分的水量需求,而且还能对水源起到过滤作用。长期的实践证明:外界水会进入混凝土板的内部或者是在混凝土板上凝集,最终导致混凝土板的性能劣化。本文通过实际试验与数值模拟相结合的方法,研究了由混凝土板及骨料组成的多孔介质渗流的规律,对今后水利工程中如何在无砂混凝土板上面铺设骨料以达到需求的流量具有参考价值。     

无砂多孔混凝土配合比的研究

无砂多孔混凝土具有多孔、透水性好、有一定强度,在土木、道路、环保工程中有十分广阔的应用,但其配合比设计及施工工艺与普通混凝土不同。本文对无砂多孔混凝土的配合比设计进行了试验研究,引入无砂多孔混凝土拌和物稠度状态等级的概念,提出了无砂多孔混凝土配合比设计的优化方法。     

无砂混凝土的制备与性能研究

无砂混凝土是一种重要的绿色生态护坡建筑材料,具有良好的透水性和透气性,但强度普遍偏低。无砂混凝土透水系数与抗压强度为负相关关系,同时满足高强度、高透水性有难度。基于某泵站工程现场用原材料,深入研究目标孔隙率P、水灰比W/C、骨料粒径、水泥种类等因素对无砂混凝土性能的影响,在此基础上提出高强度、高透水系数无砂混凝土的制备方案。结果表明：插捣成型条件下,实测连续孔隙率C_void均大于设计的目标孔隙率P。P一定时,存在最优W/C,使无砂混凝土透水系数最大;28 d抗压强度则随W/C（0.21～0.33范围内）的增大而提高。推荐采用工地现场所用5～16 mm连续级配骨料、P·O 52.5水泥制备无砂混凝土,P宜取15%,W/C宜取0.27或0.30;制备的无砂混凝土综合性能良好,可同时满足透水系数k_T≥1 mm/s、28 d抗压强度f_cc≥25 MPa的要求。     

西龙池抽水蓄能电站工程C10无砂混凝土的试验研究

C10无砂混凝土作为一种特殊的混凝土，应用在西龙池抽水蓄能电站工程上水库排水库道中。它的渗透性能远优于普通混凝土；由于没有细骨料的填充，无砂混凝土的骨料级配受到影响，强度降幅较大。从试验结果来看，其抗压强度随着水灰比、灰骨比的增大而降低。为使之具有一定的强度保证，可采取的措施有降低水灰比并满足一定的灰骨比，并且要注意用水量的控制。     

正交法分析无砂大孔生态混凝土的应用性能

混凝土作为人类社会使用量最大的建筑材料,除了要满足现代人的需求外,更要注重降低环境负荷,维护生态平衡.因此,研究开发生态、环保型的混凝土材料具有极为重要的社会意义和广阔的发展前景.采用正交法试验分析了水灰比、水泥用量和骨料级配3个配合比因素对无砂大孔生态混凝土抗压强度、连通孔隙率和沉浆面积率的影响.结果表明:骨料级配和水泥用量是影响这3个技术指标的重要因素.用骨料级配为10～20 mm的碎石作粗骨料,水泥用量为150 kg/m3和水灰比为0.40进行配合比设计,可使无砂大孔生态混凝土获得良好的工程应用性能.     

非均质无限深透水坝基垂直防渗墙深度对渗流影响的初步研究

目前我国很大一部分土石坝都修建在非均质无限深透水地基上,通过对非均质无限深透水地基垂直防渗墙模型不同深度的选取,得出在非均质无限深地基土石坝的坝前水深不变的情况下,当悬挂式防渗墙的有效深度大约为6～10倍坝前水头时,坝基的渗流量明显减少的趋势变小,当悬挂式防渗墙的有效深度大约为18～20倍坝前水头时,坝基的渗流量基本趋于稳定。     

基于PFC3D的无砂混凝土强度及损伤模式

为对无砂混凝土的强度及破坏损伤模式进行深入研究,借助离散元颗粒流软件PFC3D对无砂混凝土2种典型卵石骨料进行仿真建模,建立了7组孔隙率分别为0.26,0.28,0.30,0.32,0.34,0.36,0.38的无砂混凝土三维结构模型,模拟计算各组试块在单轴压缩试验下的受力及破坏情况。同时,对模型试块单轴试验中内部断裂发展情况进行监测统计。结果表明:随着模型孔隙率的增加,模型颗粒数、颗粒接触粘结数逐渐下降,抗压强度呈下降趋势;数值模拟曲线与多孔混凝土应力-应变曲线模型基本符合,与常规混凝土应力-应变曲线模型相比,在曲线上升阶段表现出更强的线性趋势,曲线下降段卸载迅速,体现出高脆性的特点;在模拟试验中,模型内部接触断裂多发生于模型边角及加载面处,在模型达到峰值强度后,断裂数急剧上升形成贯通的断裂面;根据峰值强度下断裂位置信息的统计分析定义了无砂混凝土“易破坏区”,该区域体积为试块总体积的47.6%,包含断裂数达到总断裂数的69%以上。研究结果可为无砂混凝土的力学及损伤机理研究提供参考。     

机制砂亚甲蓝值对混凝土性能的影响研究

研究了机制砂亚甲蓝(MB)值与石粉、粘土含量及粘土特性的关系,试验分析了机制砂MB值在0.35～2.5范围变化对新拌混凝土的工作性、塑性收缩开裂特性以及硬化混凝土的力学性能、干缩和耐久性的影响.结果表明,MB值与机制砂中的石粉含量无关,而与粘土含量成正比,同时发现MB值也显著受粘土液限指数的影响.随机制砂邶值的提高,新拌混凝土的工作性下降,硬化混凝土抗折强度和7 d抗压强度降低明显,对28 d抗压强度影响不大.同时,机制砂MB值的提高,增大了混凝土的塑性开裂程度和干缩,显著加快了混凝土的冻融破坏速度,轻微降低了混凝土的抗氯离子渗透性能.对混凝土性能不产生明显劣化的机制砂MB临界值约为1.4.     

基于废弃超细砂的细粒混凝土性能试验研究

以航道整治工程废弃超细砂为主要原料,通过振动成型制备新型细粒混凝土替代普通混凝土。首先在固定水泥掺量下,基于干混试样最大堆积密度方法检测粉煤灰不同掺量对干混试样密度的影响,然后以试件7、14、28 d抗压强度、劈裂抗拉强度和浸水强度为控制标准,研究粉煤灰掺量对细粒混凝土性能的影响。结果表明:水胶比为0.38、减水剂掺量为0.45%情况下,细粒混凝土最佳配合比为废弃超细砂掺量66.8%、水泥掺量16.6%、粉煤灰掺量16.6%;采用最佳配合比所制细粒混凝土的28 d抗压强度、劈裂抗拉强度和浸水强度均达到最优。XRD分析表明制备的细粒混凝土含有大量的水化硅酸钙和钙矾石等水化产物。与普通C20混凝土相比,单方超细砂细粒混凝土生产成本降低45.1%。研究成果为废弃超细砂资源化利用提供了有效途径。     

基于不同机制砂级配的水工混凝土性能研究

通过调整各粒径分计筛余的方式,试验探讨不同级配石灰岩机制砂对水工混凝土性能的影响。结果表明：0.30mm、0.60mm粒径的颗粒含量不宜低于《高性能混凝土用骨料》标准下限,0.60mm、0.30mm、0.15mm粒径分级筛余不宜低于50%。机制砂过细或过粗都会使得C50水工混凝土拌合物状态不良,其最合适的分级筛余范围宜取该标准的Ⅰ级筛余。     

人工砂中碳颗粒对混凝土性能影响的试验研究

两河口水电站人工砂中含有悬浮碳颗粒,引起了混凝土用水量增加、含气量反复变化、施工性能不稳定等问题,从而增加了混凝土开裂的风险。利用混凝土试验,对比研究了不同的悬浮碳颗粒含量对混凝土用水量、胶砂用水量以及混凝土性能的影响,以期找出悬浮碳颗粒含量与混凝土性能之间的规律。结果表明:悬浮碳颗粒含量越大,混凝土用水量越高、引气剂掺量越大,但其对混凝土表面气泡、抗压强度、劈裂强度、弹性模量、极限拉伸值以及抗冲磨、抗冻、抗渗等耐久性能影响不大。在此基础上,采取了水洗降低碳颗粒含量、掺硅粉等控制措施,降低了胶凝材料用量,保证了混凝土质量。研究成果可为其他类似工程提供参考。     

不同石粉含量对C35低强度等级机制砂水工混凝土性能的影响研究

为探讨C35低强度等级机制砂水工混凝土受不同石粉含量的影响作用,试验研究了4组不同石粉含量试件的工作性、开裂性、力学性能、电通量和微观孔结构。试验表明：适量的石粉可以改善混凝土抗氯离子渗透性、抗压强度、劈裂抗拉强度和早期抗裂性能,有利于优化内部孔隙结构;过量的石粉不利于混凝土强度,使得早期开裂风险明显增加,在低强度等级混凝土配制时控制机制砂石粉含量不宜超过20%。