混凝土水化热对人工冻土墙温度场分布的影响

研究了在人工冻土墙形成并达稳定温度场分布呈非线性后，基坑开挖并浇注大体积混凝土衬砌时，混凝土水化热对人工冻土墙温度场分布的影响，分析得出了受影响区域内冻土墙被融化及重新冻结的过程。在内衬混凝土水化热的作用下，冻土墙温度场会发生非线性的变化过程，沿径向受影响冻土墙上的不同点，温度变化规律是相似的；同时，在冻结管所提供冷源的作用下，解冻的冻土墙部分又会重新冻结。     

冻结井筒高强混凝土水化热规律研究

为了研究冻结井筒高强混凝土水化热规律,对井壁高强混凝土的水化放热规律作了试验研究,并结合有限元数值模拟分析发现:混凝土水化热对冻结壁的影响范围在0.5 m以内;井壁混凝土在浇筑后25～40d才进入负温养护,深冻结井井壁高强高性能混凝土的水化热最高温升一般发生在20～35h,比水利工程等大体积普通混凝土的最高温升提前了3～4d.     

大体积高性能混凝土冻结井壁水化热温度场实测与分析

大体积高性能混凝土井壁水化热温度场发展规律对于研究井筒温度应力、提高井壁质量极为重要,为获得实测资料,对国内井筒直径和井壁厚度均最大的冻结井壁开展了早龄期温度场实测研究与分析。设置4个监测层位,实时监测获得了一次浇注厚度达2.5 m的C60高性能混凝土井壁温度场的分布规律及井壁内径向各点的温升规律,获得不同厚度和标号井壁的最高温度达61.4~73.1℃、最大温升39.6~48.8℃、内部最大温差24.3~33.0℃。拟合得到了较符合现场浇注井壁内最高温升与龄期的双指数关系式。并结合工程实践,从混凝土材料、水化热温升、降低约束和养护条件等方面分析了大体积混凝土井壁预防开裂的技术措施。实测数据为冻结井壁设计与施工提供宝贵的基础资料,为工程建设提供借鉴。     

大体积膨胀混凝土水化热实验与数值模拟研究

针对某质子治疗中心项目的大体积膨胀混凝土水化热问题,以大体积膨胀混凝土为研究对象,通过模型实验和MIDAS/FEA有限元仿真,研究了大体积膨胀混凝土的水化热反应过程,得出混凝土浇筑后温度场和应变场情况。结果表明：在水化热反应过程中,混凝土终凝后温度变化分为急剧升温、缓慢升温和降温三个阶段,当混凝土入模温度为30℃以下时,混凝土浇注后的中心温度最高达到65.1℃;混凝土的应变变化为应变增长、应变降低和趋于稳定三个阶段,距离中心越远应变越低,最大应变达到370μm,通过在混凝土中掺加SY-G型高性能膨胀抗裂剂补偿混凝土的收缩,避免了混凝土产生危害性裂缝,满足了工程抗裂要求;此外,有限元的水化热分析结果与实验结果非常吻合,表明有限元数值分析对大体积混凝土水化热反应的温度场变化有较好的预测效果,但应变结果与实验存在一定的误差,绝对误差为18.9%。     

高性能混凝土试验墩水化热研究及数值模拟

以专业有限元计算软件Midas Civil为平台,在大风、干旱、大温差环境下,对大体积高性能混凝土进行水化热模拟分析、计算,寻求大体积混凝土水化热温度分布存在的规律,并提出了防止水化热温度梯度而导致的墩身早期开裂的有效工程措施,为以后的设计与施工提供一定的参考.     

外层钢纤维混凝土井壁水化热温度场数值模拟研究

利用ANSYS有限元程序进行了冻结法凿井条件下的冻结温度场和以此为条件的外层钢纤维混凝土井壁水化热温度场的数值模拟研究,得出了外层井壁浇筑之后的温度场变化规律,为井壁温度应力及裂缝的分析和控制奠定了基础.     

高寒地区立井井筒施工中混凝土的研究与应用

内蒙古鲁新矿井位于内蒙高寒地域,在井筒的施工过程中首先要抵御严寒天气,另外还必须实施砂石水加温保暖措施,确保混凝土的入模温度。并根据设计研究出在混凝土内添加高效早强减水剂、防裂密实剂和优质粉煤灰的配比量,有效提高混凝土的早期强度并降低水化热的释放,确保施工出高质量的井筒井壁,并加快了施工速度。     

盐冻循环作用下煤矸石混凝土耐久性研究

为研究盐冻循环作用下煤矸石混凝土耐久性能,通过盐冻循环试验,分析其质量、动弹性模量及抗压强度等裂化特性。结果表明：在氯盐溶液质量分数小于25%时,质量损失率与盐冻循环数呈正相关,随氯盐质量分数上升,其质量损失率逐渐降低,NaCl质量分数大于等于25%时,其质量损失率与循环数呈负相关;不同质量分数NaCl溶液中其动弹性模量损失率与盐冻循环数呈正相关,显著性表现为12%NaCl溶液＞3%NaCl溶液＞纯水＞6%NaCl溶液＞25%NaCl溶液;在相同盐冻循环条件下,其强度损失率与氯盐质量分数呈负相关,其显著性表现为25%氯盐＜12%氯盐＜6%氯盐＜3%氯盐。     

冻融交替作用下煤矸石混凝土性能裂化的研究

为探究冻融交替作用下煤矸石混凝土性能裂化规律,采用快冻法,分析不同水灰比和含气量对其质量、动弹性模量及强度等方面损失特性影响。结果表明：质量损失率与循环数呈正相关,其显著性为水灰比0.75>水灰比0.65>水灰比0.55;水灰比为0.65和0.75时,其相对动弹性模量显著降低,降低变化率分别为9.56%、11.2%;不同含气量条件下强度损失率与循环数呈正相关,显著性为含气量1.8%＞含气量3.5%＞含气量4.4%。     

硫酸盐腐蚀与冻融共同作用下井壁混凝土损伤劣化研究

通过试验研究了初始损伤井壁混凝土随硫酸盐腐蚀和冻融循环次数的增加,其质量、超声波传播速度及强度等的变化,运用损伤力学对损伤进行定量评价和参数拟合并借助环境扫描电镜观测分析混凝土微结构的变化。试验结果表明,随着腐蚀和冻融周期循环次数的增加,混凝土的质量呈先增大后迅速减小,超声波传播速度和抗压强度逐渐减小,初始损伤加剧了混凝土性能的劣化;冻融在混凝土损伤劣化中起主导作用,其引起的破坏作用远大于硫酸盐腐蚀。在冻融因素作用下,初始损伤对混凝土性能劣化的影响明显增强;腐蚀和冻融的叠加作用引起混凝土内部微裂纹的产生和连通,而初始损伤的存在使得微裂纹网络体系更加发达,呈现龟裂状延伸和扩展。     

混凝土水化热对白垩系地层井壁与冻结壁温度影响的实测研究

在西部白垩系地层煤矿立井冻结法凿井施工过程中,通过分析2个代表性水平层位温度的现场监测数据,得到了冻结凿井期间外壁及冻结壁温度变化的基本规律。研究表明:外壁浇筑后即出现温度迅速增长阶段,两监测层位在1.5 d内温度上升幅度最大可达68.4℃,且粗粒砂岩受水化热影响的温度上升速率大于细粒砂岩;大量水化热使两监测水平保持了较长的正温养护时间,对外壁混凝土早期强度增长有利;同时,释放的水化热使冻结壁出现大范围升温以至局部融化(融化深度达305 mm),对冻结壁的强度造成不利影响。通过分析和探讨水化热对井壁及冻结壁的影响规律,对西部白垩系地层井筒冻结工法设计与施工具有重要意义。     

高层建筑基础大体积混凝土水化热系数研究

文章分析了水化热系数对大体积混凝土温度场的影响,从高层建筑基础与水工结构大体积混凝土的不同点角度出发,运用ANSYS有限元软件对其温度场进行了数值模拟,通过与实测数据的对比,确定了高层建筑基础大体积混凝土水化系数较适宜的取值范围。     

复合胶凝材料井壁高强混凝土的性能与水化机理

对于冻结法施工的高强井壁大体积混凝土,内壁的中心温度可达80 ℃,而井筒外壁内侧的温度在10 ℃左右,这种温度的差异必然导致井壁混凝土开裂,导致耐久性下降。针对这些问题,研究了适于井壁高强混凝土用复合胶凝材料的水化特征及其对C70混凝土性能的影响。结果表明：复合胶凝材料的总水化热是井壁混凝土用常规胶凝材料水化热的一半;从28 d到180 d,复合胶凝材料配制的C70混凝土抗压强度持续增长14.8%,且孔隙率低,有害孔减少,混凝土具有很好的抗裂性;XRD和SEM试验表明,复合胶凝材料配制的C70混凝土水化180 d 后无Ca(OH)2晶体存在,主要水化产物为致密的Ⅲ型C-S-H凝胶。     

深厚表土中圆筒形冻结壁和井壁的力学分析

为保障深厚表土层中冻结法凿井的冻结壁和竖井井壁 (简称两壁) 在施工和生产中的安全和可靠性,基于深厚表土层中井壁破裂灾害的机理,探讨两壁的力学模型和方程,用解析分析的方法,对井壁三维应力σz,σt,σr的求值及其在强度理论中的位置进行研究.结果表明,表土段井壁要承受自重和竖直附加力,这是深厚表土段井壁发生破裂灾害的主要原因,也是与岩石段井壁受力的根本区别,因而在深厚表土段"两壁"需按三维空间进行设计;必须把竖向应力σz和环向应力σt分别作为控制因素进行设计计算和核算.为减小竖直附加力,在井深大于200 m时,井壁结构设计宜采用井壁竖向可缩装置.     

粉煤灰膏体充填材料水化放热特性的微量热测试与分析

采用TAM Air等温微量热仪对8种配比的粉煤灰膏体充填材料的水化放热速率和水化热进行了微量热测试与分析。结果表明：粉煤灰膏体充填材料水化放热速率明显表现出起始、诱导、加速、快速降速、缓慢降速和稳定等6个阶段;随粉煤灰和煤矸石掺量的增加,水化诱导和加速阶段时间延长、但放热速率和水化热降低;在所测材料配比范围内,水胶比对水化放热速率无明显影响,而添加剂仅加速了水化诱导阶段的水化放热速率。基于测试结果,在不考虑与外界热交换的理想条件下,计算出纯水泥、水泥∶粉煤灰=1∶3+添加剂和水泥∶粉煤灰∶煤矸石=1∶3∶5+添加剂等3种材料充填体7 d温度升高的理论预测值分别为69,22.9和10 ℃。     

塑性混凝土防渗墙在截渗坝中的应用

塑性混凝土是近年来发展的一种新型防渗墙体材料,在防渗工程中得到了广泛的应用,墙体结构的可靠性对防渗效果起到至关重要的作用。本文采用有限元计算方法,研究了塑性混凝土防渗墙在静力荷载以及地震荷载作用下的变形特性和应力特性,并且对其可靠性作出评价。结果表明,塑性混凝土防渗墙和墙体外围土体之间变形协调,应力状态良好,具有较好的抗震性能。     

负温井壁混凝土用多功能防冻剂的研究

为了使负温井壁混凝土能够在负温条件下凝结与硬化,并满足其各项性能要求,采用高效减水剂 防冻剂 早强剂 引气剂复合的技术路线,通过正交试验设计复配了适应负温早强流态井壁混凝土的复合多功能防冻剂.结果表明:针对负温混凝土,影响强度的主要因素是高效减水组分的掺量,而影响凝结时间的主要因素是防冻组分的掺量,综合考虑混凝土所处环境等因素后,最终确定各组分掺量之间的最佳配比.复合防冻剂的掺量为水泥质量的4.5%,可起到减水、早强、防冻及抗冻的作用.