高贝利特水泥低热高抗裂大坝混凝土性能的研究

对高贝利特水泥(highbelitecernent,HBc)低热高抗裂大坝混凝土的性能进行了研究,并通过与三峡二期大坝中热水泥(modeerate heatcement,MHC)混凝土的平行对比实验,论证了HBC大坝混凝土具有良好的工作性、力学性能和耐久性能。在相同配合比下,HBC大坝混凝土的绝热温升将降低3～5℃。抗裂性分析表明HBC大坝混凝土具有良好的抗裂能力。HBC大坝混凝土是一种可望在水工大体积混凝土工程中推广应用的低热高抗裂大坝混凝土。     

渗漏溶蚀作用下碾压混凝土层(缝)面抗剪强度衰减规律试验研究

采用硝酸铵溶液循环浸泡的方式加速并模拟碾压混凝土层(缝)间渗漏溶蚀过程,应用直剪法测试抗剪强度,研究了溶蚀对混凝土层(缝)面抗剪强度的影响。结果表明,碾压混凝土层(缝)间渗漏溶蚀沿着缝面的法向逐渐向两侧混凝土的内部延伸,缝面溶蚀深度,即溶蚀前锋线至缝面的距离,用酚酞指示剂+电子探针线扫描技术测定,与钙离子累计溶出量呈线性关系,可以定量表征溶蚀程度。渗漏溶蚀引起缝隙两侧混凝土的孔隙率增大,微观结构变差,混凝土层(缝)面摩擦系数、黏聚力下降,但下降速率逐渐降低,衰减规律遵循牛顿冷却定律。试验数据拟合表明,基于牛顿冷却定律建立的以缝面溶蚀深度为自变量的抗剪强度衰减模型能够很好地反映碾压混凝土层(缝)面抗剪强度变化规律。     

碾压混凝土拱坝接缝重复灌浆研究

接缝重复灌浆研究是专门针对沙牌碾压混凝土拱坝而进行的,内容包括碾压混凝土拱坝诱导缝重复灌浆管路系统布置、橡胶套阀出浆盒的结构、超细水泥灌浆材料,以及在有裂缝的混凝土块上进行的模拟灌浆试验和大比尺接缝重复灌浆模型试验。试验结果表明,橡胶套阀能实现重复灌浆,开环压力0．06～0．15MPa,超细水泥灌浆材料能灌入0．2～0．3mm的混凝土裂缝。对大比尺接缝重复灌浆模型共进行了三次灌浆,后二次为重复灌浆。取芯检查发现缝内浆材充填饱满,三次灌浆水泥结石界线因经过染色处理清晰可辨,重复灌浆效果令人满意。     

碾压混凝土拱坝接缝重复灌浆模型试验

为了模拟碾压混凝土拱坝接缝的重复灌浆，在试验室进行了大比尺混凝土模型试验。试验结果表明，研制的橡胶套阀重复灌浆盒能进行重复灌浆。水胶比1.0的超细水泥复合浆材能灌入缝宽约0.25mm的混凝土裂缝或接缝。取心样检查发现，缝内浆材充填饱满，3次灌浆的水泥结石界线因经染色处理清晰可辨，灌浆效果令人满意。     

混凝土骨料碱活性综合判定的试验研究

采用多种检测方法对某水电工程骨料碱活性进行了研究。岩相法检测结果表明,6个骨料样品中含有一定量的隐晶状石英和隐晶状玻璃质,这两种成分具有潜在的碱-硅酸反应活性。对于XJ-2骨料样品:砂浆棒快速法试验结果表明,该骨料为具有潜在碱-硅酸反应活性的骨料;混凝土棱柱体快速法和混凝土棱柱体法试验结果表明,该骨料属于后期膨胀较快的骨料。对于XJ-4骨料样品:混凝土棱柱体法试验结果表明,棱柱体试件一年膨胀率接近0.04%限值,且试件膨胀率仍继续发展,该骨料也属于后期膨胀较快的骨料,建议给予关注。研究结果为准确判定骨料的碱活性提供了技术支持,为保证工程质量奠定了基础。     

减缩剂的性能研究

为了减少大体积混凝土和抗冲磨混凝土的裂缝,本文作者进行了减缩剂的开发研究,发现混凝土如果掺加减缩剂,其干缩率将有显著的降低。在掺加减缩剂2％时,混凝土的干缩率可降低40％以上,混凝土的极限拉伸值、抗拉强度略有降低,其自生体积变形为正值,由收缩型变为微膨胀型混凝土。由抗裂性分析结果表明,减缩剂可明显提高混凝土的抗裂系数,有利于防止混凝土开裂。     

多元胶凝粉体复合效应的研究

在水泥中掺人具有不同颗粒分布和活性的细掺合料可以获得多元胶凝粉体材料。采用标准稠度用水量法和环境扫描电镜研究了多元粉体体系的紧密堆积效应。提出用标准稠度需水量比作为确定紧密堆积效应的实验方法。用水化热和抗压强度实验研究了多元胶凝粉体材料各组分的水化进程匹配和复合胶凝效应,测定了多元胶凝粉体大体积混凝土的强度和绝热温升过程。实验结果表明：改变胶凝组分的品种、含量和细度可以调控多元胶凝粉体的绝热温升和强度发展过程。以满足配置高性能混凝土的特殊技术需求。     

高频振捣对混凝土含气量和抗冻性的影响

采用4种水利水电工程常用的引气剂,配制水胶比为0.40,0.45,0.55(质量比)的二级配混凝土,检测高频振捣对混凝土含气量和抗冻性的影响.结果表明,水胶比相同时,含气量损失率基本上随着高频振捣时间的延长而增大;高频振捣时间相同时,含气量损失率随着水胶比的增大而增大;水胶比为0.40时,掺优质引气剂的混凝土其抗冻性对高频振捣并不敏感;水胶比为0.45时,高频振捣60,90 S后混凝土的抗冻性明显下降;水胶比增加至0.55时,混凝土的抗冻性随着高频振捣时间的延长迅速下降;引气剂的品质对高频振捣后混凝土的抗冻性能也有明显影响.根据试验结果,对混凝土的高频振捣时间提出了要求,可供施工参考.     

碱-硅酸反应对混凝土力学性能的影响

采用实际工程活性骨料,并参照工程配合比,成型混凝土抗压、劈拉、抗弯和轴向拉伸试验试件。经过28d标准养护后,移入温度60±1℃,相对湿度为90%~95%的养护箱中,使碱-骨料反应加速进行。在混凝土达到不同的膨胀量时取出,进行力学性能测试。结果表明,混凝土的劈裂抗拉强度、抗弯强度和轴向抗拉强度随碱-骨料反应膨胀量的增大而降低。用相对动弹性模量表征混凝土的损伤,根据混凝土力学性能和损伤量的对应关系,初步得出了ASR混凝土的力学性能衰减模型。     

冲击回波法定量评估低强和高强混凝土荷载损伤

构建了基于弹性波波速的混凝土荷载损伤度计算公式,研究了不同压缩荷载下低强(C15)和高强(C70)混凝土试件各方向的弹性波波速与损伤度发展变化。结果表明:低强和高强混凝土弹性波波速均随荷载的增加而下降,高强混凝土下降速度远大于低强混凝土;低强和高强混凝土损伤度均随荷载的增加而增大;荷载小于20%时两种混凝土损伤度接近,荷载大于20%时高强混凝土的损伤度明显高于低强混凝土;低强混凝土在30%荷载时损伤度发展存在拐点,而高强混凝土的损伤度发展不存在拐点;随荷载增加,两种混凝土弹性波波速和内部损伤度与测试方向没有相关性,说明混凝土受压损伤分布各向同性。