氯盐环境下杂散电流对水泥水化产物赋存状态的影响

设计了氯盐环境下水泥净浆加载杂散电流的浸泡试验,分析了试验现象,测定了不同周期溶液的pH值和Ca²⁺含量,表征了水泥水化产物中Ca²⁺的溶出特征,并通过XRD、TG和SEM-EDS测试进一步分析了氯盐环境下杂散电流对水泥水化产物的组成、含量及微观形貌的影响。试验结果表明：氯盐环境下,杂散电流将加速水泥水化产物中Ca²⁺的溶出,引起CH和C-S-H凝胶的分解,影响F盐的生成,改变CH和C-S-H凝胶的微观形貌;杂散电流对水泥基材料中不同部位水泥水化产物赋存状态的影响不同,其机理主要在于杂散电流引起的离子迁移及环境pH改变。     

冷却方式对高温后水泥石物相组成的影响

借助X衍射分析(XRD)及综合热分析(TG-DTA)技术,研究了水泥石在高温(300~600℃)水冷后的物相组成变化。结果表明:高温后,不同条件下的水泥石除不同程度的脱水分解外,均出现了二次水化及严重碳化,其碳化程度由低到高为:自然冷却、水冷却、水冷后静置;破坏样中Ca(OH)_2和CaCO_3质量分数受Ca(OH)_2分解温度范围影响显著。     

真空脱水工艺下的混凝土性能

为提高混凝土保护层的抗渗透性能并避免表面裂缝的产生,从而提升钢筋混凝土的耐久性,采用真空脱水工艺,通过宏观性能试验结合微观孔结构分析,研究了真空脱水混凝土的性能及其性能改善机理。试验结果表明:（1）真空脱水混凝土的配合比在试验设计范围内取较低的初始水胶比、较少的单位用水量和比非真空混凝土增加约20 %以上的适宜砂率,可以提高真空混凝土的真空脱水率和混凝土性能;（2）采用真空脱水工艺后,混凝土28 d抗压强度的提高值随着水胶比的增大而增加;混凝土72 h抗冲磨强度的提高值随着水胶比的增大而减小,低水胶比混凝土的抗冲磨性能的提高效果尤为显著;（3）与非真空混凝土相比,真空混凝土的干缩变形减小,抗渗透性能显著提高。孔结构分析结果表明:真空脱水主要增加了混凝土中20~50 nm这一孔级的体积含量,混凝土总孔隙率明显降低、最可几孔径减小、临界孔径和平均孔径均明显减小,从而优化和细化了混凝土孔结构。真空脱水工艺可以作为提高钢筋混凝土保护层性能的有效措施,供设计和施工参考。     

高水头船闸阀门顶缝空化切片试验研究

针对日益严峻的高水头单级船闸阀门顶缝空化问题,采用能够真实反映缝隙流特性的1:1切片模型试验,研究阀门顶缝空化特性及门楣自然通气防空化机理。研究表明,随着空化的发展,缝隙段依次发生喉口跌坎空化、主流中心空化和阀门面板空化,缝隙段负压区不断延伸,直至整个缝隙段达到稳定的-10 m水柱负压,压力脉动很小;门楣自然通气通过增加缝隙段压力,消除主流中心空化和阀门面板空化,抑制喉口跌坎空化。当采用门楣自然通气措施后,缝隙段压力稳定在-2 m水柱左右,空化消失,缝隙段水流脉动压力增大;缝隙段压力与单宽通气量近似二次多项式关系,通气量极值对应的缝隙段压力约-2 m水柱,此时缝隙段压力与通气量达到平衡状态,当缝隙段压力逐渐升高时,门楣通气量逐渐降低,直至自然通气停止。     

高寒区高混凝土坝关键技术难题与解决途径

随着小湾、锦屏一级等300 m级特高混凝土坝的陆续建成,我国混凝土筑坝技术水平迈入了世界先进行列。相对而言,高寒区混凝土筑坝技术是我国坝工技术的短板,世界上高寒区混凝土坝也出现了较多严重事故。未来,我国即将在高寒地区建设QBT、叶巴滩等特高混凝土坝,面临挑战。为此,基于典型工程的统计数据分析了我国高寒区的气象、水文特点,结合当前混凝土坝的技术进展评述,提出了高寒区混凝土筑坝亟待攻克的诸如高强高抗冻高抗裂大坝混凝土的制备与施工质量控制、混凝土坝施工运行全过程防裂、大坝表面耐久防护与安全监控三大关键难题,阐明了其中的关键科学问题、技术难题、总体技术路线和近期要研究的主要问题,为实现高寒区高混凝土坝高质量建设与长期安全运行指明了技术路径,可为相关研究提供参考。     

高速水流下空蚀热效应对水泥水化产物的破坏

随着坝工技术的提高和水力资源的深入开发利用,高坝建设发展迅速,其泄量大、流速高时的泄洪消能和抗空蚀保护问题是目前建设中的主要技术难题。区别于传统对高速水流引发空蚀的力学破坏定义,本研究从热学角度阐述了空蚀引起破坏的机理。本研究利用超声波空蚀仪进行不同类型水泥净浆空蚀试验,综合空蚀破坏面表面分析和对空蚀破坏后的水泥水化产物微观成分分析,对空蚀在硬化水泥表面产生的热效应进行测定和研究分析,初步讨论空蚀热效应对混凝土结构的破坏机理。试验结果表明,空蚀对水泥净浆表面的破坏不仅是简单的力学破坏,同时空蚀热效应还可以造成水泥水化产物的部分分解。具体而言,经过6 h超声空蚀试验后的试样,水化凝胶损失量不低于40%,氢氧化钙的损失量在25%以上,这对硬化水泥浆体的劣化有较为显著的影响。     

基于旋转空蚀试验的水泥基材料破坏研究

利用自主研发的旋转空蚀设备对不同龄期的硬化水泥净浆和硬化水泥砂浆进行连续空蚀试验,观察分析空蚀区和磨蚀区破坏方式的异同,并利用SEM、EDX、XRD、TGDSC等分析手段观察空蚀对于水泥基材料壁面的破坏形貌,研究空蚀过程对水泥水化产物的破坏。试验结果表明,经过2 h连续不断地空蚀试验破坏,水泥基材料表面尖锐的边缘发生钝化,表现为片状,杆状晶体基本消失,形成熔融组织。空蚀对水泥净浆表面的破坏不仅是简单的力学破坏,同时空蚀效应可以造成水泥水化产物的部分分解,其破坏形式为热分解。具体而言,经过2 h旋转空蚀试验后的28 d水泥净浆试样,水化凝胶损失量不低于30%,氢氧化钙的损失量在25%以上,对硬化水泥浆体的劣化有较为显著的影响。