水工泄水建筑物高性能抗冲磨混凝土试验研究

针对水工泄水建筑物高性能混凝土高抗裂性和高抗冲磨性的要求,通过掺用具有梳型结构的聚羧酸减水剂实现水工泄水建筑物高性能混凝土,同时研究了聚丙烯纤维、粉煤灰和硅粉等因素对混凝土抗冲磨性能的影响。研究表明：聚羧酸减水剂掺量为1.0%,粉煤灰掺量为15%,硅粉掺量为10%,聚丙烯纤维掺量0.9 kg/m3时,混凝土的抗裂性和抗冲磨性能满足水工泄水建筑物高性能混凝土工程的使用要求。     

双掺硅粉粉煤灰高性能混凝土的配

结合使用高效减水剂，采用硅粉和粉煤灰双掺，不仅克服了单掺粉煤灰混凝土早期强度低和单掺硅粉混凝土早强但后期强度增长缓慢的缺点，可赋予混凝土高强、抗冲磨、抗空蚀等一系列高性，使混凝土具备良好的和易性和流动性，还能减少单位水泥用量，减轻温控负担。介绍了硅粉、粉煤灰的特性、作用机理及其对混凝土性能的影响，结合工程实例总结了硅粉粉煤灰双掺C70高性能混凝土的配制技术及其应用经验。     

严寒地区高性能混凝土抗冲磨试验研究

为了满足严寒地区水利工程的抗冲磨要求,开展了掺加引气剂、HF抗冲磨剂等外加剂,研究了水胶比、粉煤灰掺量、HF抗冲磨剂掺量对高性能混凝土抗冲磨性能的影响,以期为今后的类似工程提供一定的参考价值。研究表明：粉煤灰掺量在15%～25%时,高性能混凝土的抗冲磨强度变化趋势是先升后降,说明掺入适量的粉煤灰是可以提高抗冲磨强度的;HF抗冲磨剂能显著提高高性能混凝土的抗冲磨性能,但掺量并不是越大越好,有一个最优掺量;混凝土的抗冲磨强度随着水胶比的降低而增大,但水胶比若过小,则抗冲磨强度反而会降低。     

高性能硅粉混凝土在水电工程中的

结合使用高效减水剂和粉煤灰，不仅克服了单掺粉煤灰混凝土早期强度低和单掺硅粉混凝土早强但后期强度增长缓慢的缺点，可赋予混凝土高强、抗冲磨、抗空蚀等一系列高性能，使混凝土具备良好的和易性和流动性，还能减少单位水泥用量，减轻温控负担。介绍了C70高性能硅粉混凝土在某水电工程中的配制技术及混凝土温控措施。     

HF粉煤灰混凝土的力学变形及抗冲磨性能试验研究

为了研究了不同粉煤灰掺量、水胶比、HF抗冲磨剂掺量对混凝土的力学及变形性能和耐久性的影响规律,进行了HF粉煤灰混凝土的抗压强度、极限拉伸、抗压弹性模量等力学及变形性能试验以及HF粉煤灰混凝土的抗冻、抗渗、抗冲磨等耐久性试验。结果表明:在相同HF抗冲磨剂掺量和水胶比情况下,混凝土抗压强度并不是随粉煤灰掺量的增加而增加,而是都表现出先增加后降低的规律性现象;在相同粉煤灰掺量和水胶比情况下,随HF抗冲磨剂的掺量的增加其抗冲磨强度得到较大提高,混凝土抗压强度也有所提高,但是在提高HF掺量来增加混凝土强度的同时并考虑与之相匹配的水胶比时,这样能使HF抗冲磨剂对混凝土强度的效用更好地发挥出来;从粉煤灰掺量对不同龄期混凝土多个力学及变形性能和耐久性性能的影响规律来看,HF粉煤灰混凝土的设计龄期为90d时,粉煤灰掺量宜为25%以内,不宜超过30%;随水胶比在一定范围内的降低,混凝土抗压强度、极限拉伸值、抗拉弹性模量、轴心抗拉强度、抗压弹性模量、轴心抗压强度、抗冲磨强度均规律性提高。     

胶粉对混凝土抗冲磨性能的影响

选取颗粒粒径为8目的胶粉,按4种不同掺量配制胶粉混凝土,与基准混凝土、硅粉混凝土进行抗冲耐磨性能对比试验,以评价胶粉对混凝土抗冲磨性能的影响。结果表明:胶粉混凝土的抗冲磨强度大于基准混凝土和硅粉混凝土的抗冲磨强度,且抗冲磨强度随着胶粉掺量增加而增大,但其抗压土强度随着胶粉掺量的增加而降低;试件冲磨后,胶粉混凝土的破坏程度小于硅粉混凝土和基准混凝土,仅表层浆体破坏,胶粉在水泥石中分布均匀,与水泥石结合牢固,试件表面平整,显示胶粉混凝土具有较强抗冲磨性能。     

复掺粉煤灰和硅粉抗冲磨混凝土配合比设计及抗裂性能

抗冲磨混凝土(Abrasion Resistant Concrete)的抗裂性在学术上研究得较少。研究认为针对高水头、高速挟沙水流,抗冲磨混凝土的抗裂性应作为主要耐久性指标。为此设计了一系列不同配合比的抗冲磨混凝土,以脆性系数、干缩率2种指标,探讨了粉煤灰和硅粉对抗冲磨混凝土抗裂性能的影响。结果表明:在掺20%FA、20%FA+(5%、8%、10%)SF的水泥胶凝材料浆体中,脆性系数与干缩率较小,水化产物以水化硅酸钙占主体,浆体结构致密,充分说明粉煤灰和硅粉可优化浆体结构,对提高抗冲磨混凝土的抗裂性有利。     

HF抗冲磨混凝土配合比设计试验研究

高性能混凝土配合比一般根据强度进行设计,而结合耐久性进行配合比设计的方法尚未深入研究。为了得到满足耐久性要求的HF抗冲磨混凝土配合比,决定采用正交试验方法,依据HF抗冲磨混凝土工作性、力学性能以及耐久性三方面性质进行适配。结果表明：使用水胶比0.35、粉煤灰取代率25％、HF抗冲磨剂掺量2.5％、砂率35％为参数进行配合比设计时,可使设计强度C40的HF抗冲磨混凝土在满足工作性、力学性能的前提下,又能达到良好的抗冲耐磨性能。在青海某水电站工程应用中,按照该配合比成型的混凝土耐久性好,能够满足工程设计要求。     

基于分形理论的大掺量粉煤灰混凝土抗冲磨性能评价

为研究大掺量粉煤灰混凝土的抗冲磨性能并对其进行评价,进行了不同水胶比、不同粉煤灰掺量和不同龄期影响下的大掺量粉煤灰混凝土抗冲耐磨性能的试验研究,以求能够从中得到相关规律,并且运用分形理论推测混凝土磨损表面与抗冲磨强度的对应关系。研究表明：随着粉煤灰掺量的增加,混凝土抗冲磨强度的变化趋势是先上升后降低,在一定的水胶比（0．3～0．4）条件下,粉煤灰掺量为50％可以满足相关要求;混凝土抗冲磨强度与试件磨损表面分数维之间明显线性相关,可从材料磨损表面分析去推测它的抗冲磨强度,分数维越大,抗冲磨强度就越小。     

抗冲磨混凝土的研究应用和发展

介绍了水工抗冲磨材料研究的重要性及其现状，重点总结了几种常用抗冲磨混凝土的增强机理及工程应用情况，在此基础上得出实现混凝土高抗冲磨性的途径。最后指出应尽快制定统一的抗冲磨性能评定标准以及应用大掺量超细矿物和高性能外加剂是抗冲磨混凝土研究发展的趋势。     

IWSF-FA模袋混凝土抗压强度、孔隙结构和物质组成

为优化模袋混凝土衬砌性能,合理利用当地粉煤灰和废弃硅粉代替部分水泥制备模袋混凝土衬砌.通过抗压强度试验、固体紫外试验、核磁共振和热重试验研究双掺粉煤灰-工业废弃硅粉替代适量水泥后对模袋混凝土抗压特性、内部孔隙结构和水化物质组成的影响.结果表明:合理双掺工业废弃硅粉和粉煤灰(如FA15S4)可以提高模袋混凝土的抗压强度;紫外吸收光谱表明其水化产物C-S-H和CH组成优于其他组别;核磁共振T₂谱分布呈现“三峰结构”,左峰信号幅度最高,双掺工业废弃硅粉-粉煤灰有利于改善其内部孔隙结构.并且双掺工业废弃硅粉和粉煤灰后,热学性质良好.建立了基于BP神经网络理论的模袋混凝土早期抗压强度预测模型,预测结果与试验测试值的最大相对误差为2.7%.研究结果可为工业废弃硅粉和粉煤灰混凝土在水工衬砌工程中的应用提供参考依据.     

水工抗冲磨混凝土试验研究

结合某工程实际,研究其大坝抗冲磨部位使用的抗冲磨混凝土的配合比设计.并对试验配合比的抗冲磨混凝土的力学变形性能、抗冲磨性能、抗裂性能以及抗渗性能和抗冻性能进行试验研究.同时,对掺入抗冲磨剂、聚羧酸类减水剂、萘系减水剂的抗冲磨混凝土的抗裂性能进行对比试验研究,结果表明:不同种类的外加剂对抗冲磨混凝土的抗裂性能有较大的影响.     

渠道衬砌胶粉混凝土性能试验研究

以C20W6F100混凝土为基准,配制胶粉掺量为6%、9%的胶粉混凝土和粉煤灰掺量为20%粉煤灰混凝土,进行拌合物性能、力学及耐久性能对比试验。结果表明:胶粉使混凝土拌合物的含气量增加,强度、弹性模量降低;胶粉混凝土的抗渗性能、抗冻性能以及抗冲磨性能优异,优于基准混凝土和粉煤灰混凝土。这表明,在胶粉掺量一定的条件下,胶粉混凝土应用于渠道衬砌是可行的。     

新疆拦河坝硅粉混凝土现场施工工艺研究

介绍了硅粉混凝土的研究现状、硅粉的性能特点及其对混凝土性能的影响情况,并在此基础上分析了硅粉混凝土裂缝产生的原因。结合新疆拦河坝实际工程,研究了硅粉混凝土现场浇筑施工工艺,得到采用"浇筑-快速收光-塑料薄膜覆盖"施工工艺,在浇筑的5 000多m3硅粉混凝土中仅出现两条裂缝,很好的解决了硅粉混凝土早期塑性干缩和温度裂缝的问题。     

胶粒混凝土抗冲磨性能研究

采用混合正交试验设计方法对胶粒混凝土的配合比进行了试验设计,探讨了胶粒掺量、胶粒粒径、水灰比试验因素对胶粒混凝土抗冲磨性能的影响规律,分析了每个因素水平对胶粒混凝土抗冲磨性能的影响及各个水平之间的差异。试验结果表明:胶粒掺量和水灰比是影响胶粒混凝土抗冲磨性能的显著因素,胶粒粒径为不显著因素;与基准混凝土相比,胶粒的掺入可提高混凝土的抗冲耐磨性能。采用多元回归分析的方法,建立了胶粒混凝土抗冲磨性能与水灰比、胶粒掺量、胶粒粒径的经验公式。     

硅灰对混凝土耐久性的影响

硅粉是硅合金与硅铁合金制造过程中高纯石英、焦炭和木屑还原产生的副产品,是从电弧炉烟气中收集到的无定型二氧化硅含量很高的微细球形颗粒。硅粉一般含有90%以上的SiO2,且大部分为无定型二氧化硅。硅粉用于提高新拌混凝土及硬化后混凝土的性能,具有火山灰活性的硅灰对混凝土的耐久性有明显的改善作用。     

提高水工建筑物抗冲磨蚀性能对策探讨

探讨了含沙水流冲磨蚀破坏水工水工建筑物的机理;分析了水工水工建筑物抗冲磨性能与其体型设计、材料选择、施工工艺、运行管理的关系;指出在试验研究基础上合理确定水工混凝土的设计参数、采用喷涂聚脲弹性体等技术,是提高水工水工建筑物抗冲磨蚀性能的有效途径。     

水工混凝土抗冲磨试验方法（水下钢球法）改进研究

研究通过改进水工混凝土抗冲磨(水下钢球法)两个试验参数,第一个是冲磨介质钢球的形貌,将现行规范中圆形表面光滑的钢球形貌,改为带有尖角的圆形六面体;第二是调整了钢球的级配及数量;通过对比试验表明：与现行规范方法相比,改进后方法对于高强混凝土,其磨损率提高一倍及抗冲磨强度减少一半,磨损后试件表面严重磨损,平均磨损深度从2～4mm增加到10～35mm,反映了混凝土本体而非表层的抗冲磨性能,磨损效果显著提高,更能反映C40以上高性能抗冲磨混凝土的磨损速度和抗冲磨强度。     

掺合料对砂浆抗渗性能影响的研究

在混凝土工程中，渗漏问题一直是困扰工程界的疑难病症，一直是科研人员着力研究解决的重要课题。本文以防水砂浆为技术依托，运用微细颗粒级配增密原理和复合叠加原理，对粉煤灰、硅粉等掺合料对砂浆抗渗性能影响的规律性进行了研究，并在此基础上，得出在砂浆中复掺10%的粉煤灰和4%的硅粉对砂浆抗渗性能改善最好,对无机刚性防水材料方面的研究有一定的贡献。     

干湿循环作用下硅粉轻骨料混凝土抗硫酸盐性能分析

为探究干湿循环条件下硅粉轻骨料混凝土的硫酸盐侵蚀机理,选取内蒙古和林格尔县浮石,以硅粉等质量取代6%的水泥,通过NMR技术,分析硅粉轻骨料混凝土在硫酸盐侵蚀和干湿循环耦合作用下的孔隙变化规律,利用扫描电镜观察混凝土微观形貌变化,借助XRD进行物相分析.研究表明:在硫酸盐侵蚀过程中,硅粉混凝土与普通混凝土的质量损失率变化规律一致,均在60次时出现拐点;经历90次循环后,硅粉组的最大孔隙减小了56.5%,普通组的最大孔隙减小了18.8%,证明硅粉的掺入可有效细化孔隙;循环初期两组混凝土的无害孔均低于10%,循环过程中有小孔隙向大孔隙发展的趋势;在SEM扫描电镜照片中可看到孔隙中生成的石膏与钙矾石AFt,可观察到90次循环后混凝土内部的细长裂缝;2组混凝土在经历90次循环后均出现较多的CaSO₄·2H₂O衍射峰,生成物多为硫酸盐、碳酸盐结晶水合物.该研究成果可为在硫酸盐环境下水工构筑物的工程建设提供理论参考.