低热水泥全级配混凝土真实强度确定方法

真实的全级配混凝土强度参数是准确分析大坝结构工作性态的基础条件。本文提出了一种低热水泥全级配混凝土真实强度的确定方法。该方法首先采用成熟度法对现场浇筑、天然养护条件下大坝混凝土的强度试验结果展开分析,确定全级配和湿筛混凝土强度的换算关系;进而通过环境箱恒温养护条件下混凝土的强度试验获得湿筛混凝土强度的预测公式;最后结合已确定的强度换算关系,建立全级配混凝土真实强度的预测公式。该预测公式的验证与应用结果表明：预测公式可满足实际大坝工程使用需求,且可为大坝结构分析提供相较于传统方法更为真实的低热水泥全级配混凝土强度参数。     

红黏土及水泥掺量对塑性混凝土性能影响研究

本文研究结合云南红土地区,采用3个系列15组配合比,通过进行塑性混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量及渗透系数试验,对比研究红黏土及水泥掺量对塑性混凝土性能的影响。3个系列对应的水泥掺量分别为120 kg/m3、150 kg/m3和180 kg/m3,每个系列下的5组红黏土掺量分别为0 kg/m3、50 kg/m3、100kg/m3、150 kg/m3和200 kg/m3。试验结果表明:当水泥掺量相同时,随着红黏土掺量从0 kg/m3增加至200 kg/m3,N1、N2、N3系列塑性混凝土弹性模量分别降低了45.3%、23.0%和14.6%,渗透系数分别降低了57.8%、56.6%和78.1%,均呈显著下降,28 d抗压强度、28 d劈裂抗拉强度和28 d抗折强度亦呈不同程度下降;当红黏土掺量相同时,随着水泥掺量从120 kg/m3增加至180 kg/m3,不同系列塑性混凝土弹性模量分别增加了107.6%、116.7%、149.2%、184.8%和224.5%,28 d抗压强度、28 d劈裂抗拉强度和28 d抗折强度强度增幅均超过30%,上升显著。其中,当水泥掺量超过150 kg/m3时,28 d抗压强度、28 d劈裂抗拉强度和28 d抗折强度增幅变大,弹性模量增幅明显变小,渗透系数降幅明显变大。研究发现,当水泥掺量在150~180 kg/m3,红黏土掺量在150~200 kg/m3范围内,塑性混凝土性能最优。研究成果对塑性混凝土在云南红土地区水利工程中应用,具有重要的理论意义和应用价值。     

大坝混凝土强度参数的统计分析

抗拉强度和抗压强度是常用的两种混凝土强度指标。抗拉强度可以采用轴向拉伸试验、弯曲试验和劈裂抗拉强度试验测定,抗压强度由立方体抗压强度试验测定。大坝混凝土的材料试验常采用全级配大试件和湿筛小试件两种形式。不同尺寸试件、不同类型试验的混凝土强度指标存在一定的统计关系。本文结合实际混凝土大坝工程,对全级配混凝土及湿筛混凝土的各种静、动强度试验结果进行总结,研究混凝土强度的率效应、尺寸效应,分析各强度指标之间的定量关系,并与国内、外规范及相关成果进行比较,为实际工程提供可参考的依据。     

低热硅酸盐水泥大坝混凝土施工关键技术研究

低热硅酸盐水泥(简称低热水泥)混凝土早期强度发展缓慢,其施工工艺、施工进度、温控措施及其效果等方面与中热水泥混凝土有较大差异。为了论证高拱坝采用低热水泥混凝土的可行性,2013年6月在溪洛渡拱坝30号、31号坝段开展了低热水泥大坝混凝土施工关键技术研究,结果表明,与常规的中热硅酸盐水泥(简称中热水泥)混凝土相比,低热水泥混凝土冲毛时间延后16~20 h、拆模时间延后约24 h,但因大坝混凝土浇筑备仓时间通常在7~10 d左右,采用低热水泥混凝土对拱坝施工进度无影响;在浇筑温度、水管间距、一期通水水温和通水流量基本相同的条件下,拱坝混凝土最高温度采用低热水泥可比中热水泥降低4.6℃,封拱灌浆后的温度回升也较中热水泥混凝土低1.2℃;其他条件相同时,低热水泥混凝土的最大顺河向应力比中热水泥混凝土减小19%?65%,抗裂安全系数普遍提高且均大于2.0;拱坝低热水泥混凝土坝段横缝可以张开,接缝灌浆注入量与中热水泥混凝土坝段相近。截至目前,溪洛渡拱坝采用低热水泥大坝混凝土浇筑的30号、31号坝段尚未发现任何裂缝,低热水泥大坝混凝土施工质量和温控防裂效果优良。     

碾压混凝土强度特性的研究

本文对碾压混凝土的抗压强度、抗拉强度及本体抗剪强度这三个最重要的力学性能进行深入研究,目的是为现有的理论提供可靠的依据。根据中国碾压混凝土工程的大量试验数据,用相关分析的方法回归8个方程,包括抗压强度与灰水比及粉煤灰掺量、抗压强度增长率与龄期、劈裂抗拉(轴心抗拉)强度增长率与龄期、劈裂抗拉(轴心抗拉)强度与抗压强度、轴心抗拉强度与劈裂抗拉强度和抗剪断参数与龄期的关系。     

白鹤滩特高拱坝层间性能监控系统研究与应用

恶劣的环境会对特高拱坝层间结合性能产生不利影响。本研究测试了大坝混凝土在不同温度下的层间劈裂抗拉强度,建立了成熟度与强度系数的关系。同时,基于成熟度与强度系数及含水量的关系提出了以成熟度为主含水量为辅的大坝层间性能三级九梯度预警体系。结果表明,随着温度的升高,大坝混凝土层间力学性能呈下降趋势。同时,成熟度与混凝土的强度系数及含水量线性相关,相关系数分别为0.9985和0.9964。此外,根据成熟度与层间性能参数之间的关系所建立的预警体系,可以对大坝层间结合质量进行有效的控制。     

特高拱坝专用低热硅酸盐水泥研究与应用

特高拱坝应力水平较高,对坝体混凝土整体性、安全性和耐久性要求更高,要求大坝混凝土具有较高的强度等级、抗渗等级和抗冻等级,以及较高的综合抗裂能力,为此研究了一种专门用于特高拱坝的低热硅酸盐水泥(简称"低热水泥")。根据低热水泥矿物组成与强度、水化热的影响规律,确定了专用低热水泥四种主要矿物的适宜含量;控制MgO含量在4%~5%之间以补偿混凝土温降收缩;控制比表面积不大于340 m~2/kg以减缓水泥早期水化速度。提出专用低热水泥技术要求并制定了相应的标准,采用符合该标准的专用低热水泥配制的大坝混凝土单位用水量较低、后期强度较高、绝热温升较低、综合抗裂性能较强。建立了专用低热水泥生产工艺全过程质量控制精细化管理与监造体系,实现了专用低热水泥的规模化稳定生产,为300 m级特高拱坝以及其他水电工程应用低热水泥奠定了良好的基础。     

蒸发抑制剂对白鹤滩大坝混凝土层间性能影响北大核心CSCD

研究水分蒸发抑制剂在不同环境条件下对低热水泥混凝土层间性能的影响,对控制大坝施工质量具有重要意义。本文通过开展复杂环境下水分蒸发抑制剂对混凝土贯入阻力、表层含水量及劈裂抗拉强度影响的试验研究,探究了水分蒸发抑制剂对混凝土层间性能的影响规律及机理。研究结果表明:低风速时,水分蒸发抑制剂可以有效减缓混凝土表层含水量的下降,降低贯入阻力;而当风速较高时,由于抑制剂溶液无法稳定成膜导致其对混凝土表层水分蒸发的抑制效果变差。此外,喷洒水分蒸发抑制剂可以在一定程度上提高低风速时混凝土的层间劈裂抗拉强度,但在高风速作用下会产生不利影响,这可能与高风速下抑制剂溶液无法稳定成膜且会导致下层混凝土表层产生浮浆等原因有关。本文定量化分析了水分蒸发抑制剂对混凝土层间性能的影响,为实现混凝土层间性能控制提供参考依据。     

低热硅酸盐水泥对大坝混凝土性能的影响

研究低热、中热硅酸盐水泥对大坝混凝土的强度、极限拉伸、干缩、抗裂、绝热温升、抗冻、抗渗等性能的影响。结果表明：与中热硅酸盐水泥混凝土相比,低热硅酸盐水泥混凝土7 d强度偏低,28 d强度基本持平,90 d和180 d强度略高;28 d、90 d和180 d的极限拉伸值增加;塑性阶段的抗裂性能提高;28 d绝热温升值降低5.3℃;干缩、抗冻、抗渗性能基本相近。总体而言,低热硅酸盐水泥能改善大坝混凝土的性能,有利于大坝安全。     

火成岩纤维水泥砂浆劈裂抗拉与粘结强度增强性能的试验研究

通过水泥砂浆的抗压强度、劈裂抗拉强度与粘结强度试验,对火成岩纤维及碳纤维的水泥砂浆的增强性能进行了研究。结果表明,掺加火成岩纤维可提高水泥砂浆的抗压强度和劈裂抗拉强度,纤维的体积掺量为0.1%~0.3%时增强效果最好,且体积掺量对水泥砂浆抗压强度和劈裂抗拉强度的影响大于纤维长度的影响;在掺加量不超过0.9%的情况下,水泥砂浆的粘结强度随着短切火成岩纤维的体积掺量的增加而增加,但碳纤维水泥砂浆粘结强度的增强效果优于火成岩纤维。     

新拌混凝土振动密实评价指标表征性试验研究

针对混凝土振动密实性尚无统一明确的评价指标问题，通过正交试验研究了不同工况下振动能量、硬化混凝土孔结构、密度、抗压强度、劈拉强度的变化特性，采用方差分析方法比较了各硬化性能指标评价混凝土密实性的表征优劣性，并探讨了原因机理。结果表明，振动时间仅在振动刚开始阶段影响振动强度，此外振动能量在传播过程并非线性衰减，而在振源附近显著减弱；混凝土孔隙率随振源距增加而增大，但在振源处较高，此外相比孔径分布，振动能量对孔隙率竖向分布影响有限；密度仅在距振源8 cm以内变化明显，而抗压、劈拉强度的空间分布呈波动性；相比其他指标，孔隙率较适合作为密实性评价指标，并可基于新拌物物料特性和振动能量构建预测模型。     

大坝混凝土早龄期变温条件下拉伸徐变研究

为解决大坝混凝土早龄期拉伸徐变确定困难的问题,本文综合考虑大坝混凝土早龄期水化发展进程和约束状态,采用温度-应力试验技术,测试获得粉煤灰掺量分别为35%和80%掺量的两种大坝混凝土在两种不同温度养护模式下约束试件和自由试件的温度、变形和应力的发展曲线,由此确定两种大坝混凝土的早龄期拉徐变及其发展规律。结合温度-应力试验和绝热温升试验数据,提出变温条件下的改进开尔文模型的大坝混凝土早龄期拉徐变模型,并对模型进行验证。结果表明：粉煤灰掺量为80%的大坝混凝土早龄期拉伸徐变度较大,可减小约束应力的发展,对混凝土早龄期抗裂有利。基于水化发展进程的改进开尔文模型可较好地预测约束状态下大坝混凝土的早龄期拉伸徐变,从而用于其早龄期开裂风险评估。     

内掺微生物水工混凝土的早期强度和微观特征

混凝土裂缝的微生物自修复是近年来国内外研究的热点之一.为研究内掺矿化微生物对水工混凝土早期抗压强度和微观孔隙特征的影响,以科氏芽孢杆菌为矿化微生物,乳酸钙为营养物质,进行不同内掺微生物浓度的水工混凝土抗压试验,分析内掺微生物浓度对水工混凝土抗压强度的影响规律,通过氮吸附和扫描电镜分析测试,从微观角度研究内掺微生物对水工...     

硫酸盐干湿循环下纤维混凝土的耐久性及寿命

针对西部寒旱盐碱地区环境下的混凝土侵蚀破坏机理,设计制作了0、10%、20%、30%粉煤灰掺量的纤维混凝土试件（纤维掺量同为0.9%）,进行两组硫酸盐干湿循环试验（组一：0粉煤灰掺量在2%、5%、10%硫酸钠溶液干湿循环;组二：0、10%、20%、30%粉煤灰掺量在5%硫酸钠溶液干湿循环）。分析研究了试件的质量、抗压强度和劈拉强度的变化规律,采用GM(1, 1)模型模拟了抗压强度耐蚀系数变化规律,预测不同条件下混凝土服役寿命。结果表明,10%硫酸钠溶液的侵蚀速度快于2%和5%浓度硫酸钠溶液;10%的粉煤灰掺入可以减缓纤维混凝土抗压强度下降速度,增强其耐久性;GM(1, 1)模型预测结果表明10%粉煤灰掺量混凝土寿命优于其他三组,与试验结果相符。     

Mechanical Properties of Modified Concrete Based on Nano-Silicon Dioxide

Abstract

In order to solve the problem of insufficient durability and long-term performance of concrete, the compressive and splitting properties of nano-silicon dioxide modified concrete are analyzed in this study, which provides strong evidence for the synergistic interaction between nano-silicon dioxide modified concrete, fly ash and mineral powder and the improvement of durability. Firstly, ordinary concrete and high-performance concrete are modified and mixed. Then, they are separately mixed with nano-silicon dioxide. Nano-silicon dioxide is mixed with fly ash, and nano-silicon dioxide is mixed with mineral dust. Compressive strength and splitting tensile strength of modified concrete are tested and compared, and mechanical properties of modified concrete are analyzed. The results show that the synergistic effect of nano-silicon dioxide, fly ash and mineral powder on the strength of concrete is remarkable. The maximum increment of compressive strength of modified ordinary concrete is 10Mpa, and that of synergistic modified high-strength concrete is 20?MPa. In addition, a small amount of nano-silicon dioxide can improve the splitting tensile strength of ordinary concrete, but it has no obvious effect on the splitting tensile strength of high-strength concrete. Therefore, the problem of insufficient durability and long-term performance of concrete can be solved to some extent by adding nano-silicon dioxide in concrete according to reasonable proportion.