高粉煤灰掺量的常态混凝土性能研究

在重力式混凝土坝设计中,一些发达国家正在研究大体积常态混凝土高掺粉煤灰,以减少水泥用量、降低工程造价,减少水化热、简化温控措施,而不影响大坝质量要求的混凝土配合比。据查询国内外已建的混凝土重力坝资料,粉煤灰最高掺量不超过50%。美国外部混凝土粉煤灰掺量为25%,内部常态混凝土粉煤灰掺量为50%;日本大坝混凝土粉煤灰最高掺量为30%;我国湖南江垭大坝部分常态混凝土粉煤灰掺量为45%……,我国《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》(DL/T5055-1996)规定常态混凝土粉煤灰掺量不能超过55%。辽宁省朝阳市阎王鼻子水库大坝设计中,经试验测试,常态混凝土采用碾压混凝土配合比的水泥用量,其中粉煤灰掺量高达68.4%,其热物理性能、力学性能指标、混凝土自生体积变形等技术指标均达到设计要求。不仅单位体积节省水泥用量42.86%;而且节省胶凝材料费31.47%。在一般情况下,对于混凝土粉煤灰掺量,在我国北方较低,南方较高。该项研究,不仅突破了北方的条件限定,而且突破了国家技术规范的限定,该项研究成果,1999年通过专家技术鉴定,2001年获朝阳市科技进步一等奖,2004年获辽宁省政府科技三等奖。相信此项研究在水土保持骨干工程中应用,一定取得费省效宏的结果。建议此项研究成果能在水土保持工程措施中应用。但对北方地区,应注意研究其掺入粉煤灰后,混凝土的抗冻性。     

基于微观特性分析风积沙粉体掺入提高混凝土的抗冻性

为研究冻融-盐浸环境下风积沙粉体混凝土的微观特性,设计了强度等级为C35、C25的风积沙粉体混凝土,在浓度为0%、3%、6%硫酸镁溶液中采用快冻法进行抗冻性试验,同时借助核磁共振技术、场发射扫描电镜及能谱分析研究其孔隙特征、微观形貌及水化产物。结果表明,风积沙粉体的掺入显著提高混凝土的抗冻性,且适当提高强度等级,有利于提高风积沙粉体混凝土抗冻性,其中强度等级为C35的风积沙粉体混凝土在6%MgSO_4溶液中可承受高达425次冻融循环;相对于基准组,风积沙粉体混凝土中有发育状况良好的针柱状产物钙矾石、纤维状产物石膏生成,填充因冻胀应力作用产生的裂隙,使其内部有害及多害孔数量低于普通混凝土29.78%,抗冻性增强。     

渠道衬砌抗渗型粉煤灰-稻壳混凝土抗渗性能试验

为了满足渠道衬砌的需要,提高稻壳混凝土的抗渗性能,在稻壳混凝土中加入了粉煤灰。该文通过试验对渠道衬砌抗渗型粉煤灰-稻壳混凝土的抗渗性能进行了研究,得到粉煤灰质量分数、稻壳质量分数和水灰比对粉煤灰稻壳混凝土抗渗性能的影响规律,同时得到了粉煤灰-稻壳混凝土相对渗透系数小于0.783×10-8 cm/s的混凝土配合比。通过对混凝土抗渗性能主效应分析得到混凝土抗渗性能的影响因素顺序：水灰比>稻壳质量分数>粉煤灰质量分数;粉煤灰-稻壳混凝土的相对渗透系数随着粉煤灰质量分数和稻壳质量分数的增大呈现出先减小后增大的抛物线的变化趋势,随着水灰比的增大呈现出一直增大的线性变化的规律。试验结果表明在不降低混凝土导热系数的前提下,在稻壳混凝土中掺入粉煤灰后确实能提高稻壳混凝土的抗渗性能。     

氯盐侵蚀和干湿循环条件下浮石混凝土的耐久性

为了探究干湿循环条件下氯离子对浮石混凝土的侵蚀机制,借助核磁共振测试技术,分析浮石混凝土在干湿循环条件下微观孔隙结构特征,对侵蚀后的浮石混凝土内部微观结构进行X射线衍射物相分析与电镜扫描分析,进而探讨浮石混凝土抗氯离子侵蚀性能。研究结果表明,在氯盐侵蚀作用下,浮石混凝土和普通混凝土的质量损失变化率与相对动弹性模量变化趋势相一致;发现浮石混凝土谱面积是普通混凝土谱面积的1.0～1.7倍;浮石混凝土侵蚀破坏主要为内部发育新的小孔隙和中小孔隙向大孔隙和裂纹发育造成的,普通混凝土侵蚀破坏主要为内部的微小孔隙和小孔隙向大孔隙和裂纹发育造成的;浮石混凝土(0.1～1.0 μm孔隙所占比重较多,普通混凝土(0.01～0.1 μm孔隙所占比重较多;干湿循环120次后浮石混凝土孔隙度增加26.7%,自由流体饱和度减少1.0%,干湿循环120次后普通混凝土孔隙度增加77.8%,束缚流体饱和度减少7.3%;氯盐侵蚀后均生成以Friedel盐为代表的多种腐蚀结晶物。该研究可为浮石混凝土在氯盐环境下农业水利建设提供理论依据。     

几个甘蔗新品种的抗旱性和抗寒性比较研究

以G11为对照，通过电导率极值、束缚水／自由水之比、脯氨酸、丙二醛等生理生化指标对来自台湾、美国、日本以及广西自育的7个甘蔗新品种进行抗旱性和抗寒性比较研究。结果表明：T20和T22抗旱性最强，T23、T16、G17、G11抗旱性中等，CP80／1827、NL8抗旱性最弱；G17、T16、T20及对照种G11抗寒性较强，T22抗寒性中等，其它品种抗寒性较弱。     

三板拼接式小型U形混凝土衬砌渠道冻胀破坏力学模型

研究土体冻胀对渠道混凝土衬砌结构的影响,对于保障季节性冻土地区渠道输水效率具有重要意义。以三板拼接式小型U形渠道混凝土衬砌结构为对象,研究其在冻胀作用下的受力状态。依据叠加原理将冻胀视为重力、切向冻结力、法向冻结力及法向冻胀力的共同作用,利用结构整体及局部的平衡关系,根据渠道的结构型式、破坏特征及原型观测结果,建立了衬砌结构的冻胀破坏力学模型,给出了便于设计应用的计算公式。对野外观测中的某渠道各部位内力计算结果表明,三板拼接式小型U形渠道混凝土衬砌结构以压弯为主,与实际破坏特征相吻合。刚性接缝处承受较大的轴力和剪力,是结构受力的薄弱位置。为减轻冻胀破坏程度,进一步建议衬砌板直线段倾角α在[22,26]度间取值,坡板弧段圆心角θ略大于U形渠底圆心半角,法向冻结力的合力作用点为从渠顶沿直线段向下2/3处。研究结果可以为季冻区三拼式小型U形混凝土衬砌渠道的设计提供参考依据。     

Effect of a fly ash and gypsum mixture on rice cultivation

Abstract

The salt titration (ST) method was evaluated as a method to determine ZPC in comparison with the potentiometric titration (PT) method for 26 soils with variable charge clays, i.e., Oxisols and Ultisols from Thailand and Andisols from Japan. In addition to the determination of ST-pH₀ as the zero point of charge, a calculation procedure (STPT method) was adopted here in order to acquire more information from the titration curve. Furthermore, for the purpose of cross-checking of ZPC determined by the PT method, the ST procedure was successively applied to the samples analyzed by the PT method (PTST method).

The soil to solution ratios of 1: 10 to 1: 5 gave almost an identical ST-pH₀ value for every soil. The values of both ST-pH₀ and PT-ZPC ranged from 4.7 to 6.3 for the Andisols, while for the Oxisols and Ultisols, they were always below 4.2. The difference between the values of ST-pH₀ and PT-ZPC was only slight for the Andisols, whereas it was sometimes large (0.4 pH unit) for the Oxisols and Ultisols. Nevertheless, it was concluded that the ST method with its modification (STPT) was comparable to or even better than the PT method for the soil characterization work due to its convenience and simplicity.     

不同复垦时间的粉煤灰充填复垦土壤重金属污染与评价

为了解粉煤灰充填复垦土壤重金属污染情况，通过实地试验与现场采样化验相结合的方法，对复垦时间不同的粉煤灰复垦土壤里砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)、铅(Pb)、铜(Cu)、硒(Se)、锌(Zn)、、镍(Ni)和氟(F)等重金属和微量元素含量的时空变异性进行了研究。结果发现：以土壤本底值作为评价标准时，粉煤灰充填复垦土壤整体处于受污染状态。其中，表层复垦土壤受到Cd、Se、Zn、F 4种元素污染较重；粉煤灰充填复垦土壤适合旱作，不适合用作水田；随着复垦时间的增加，表层复垦土壤的污染指数呈递增趋势。     

粉煤灰与糠醛渣混合人工土壤的主要化学性质

To solve soil shortage in reclaiming subsided land of coal mines, the principal chemical properties of artificial soil formed by mixing organic furfural residue and inorganic fly ash were examined. The results indicated that the artificial soil was suitable for agriculture use after irrigation and desalination, the available nutrients in the artificial soil could satisfy the growth demand of plants, and the pH tended to the neutrality.     

再生骨料透水混凝土强度及透水性能试验

利用再生废弃混凝土骨料制备透水混凝土是目前研究的热点和趋势,其中强度和透水性是其关注及目前亟待突破的关键性能。以废弃的预制混凝土梁构件为再生骨料来源制备透水混凝土,并以水胶比0.3,砂率10%为基准,设计6组配合比,并通过标准养护下的立方体试块试验,研究了单一因素下再生骨料透水混凝土的孔隙率、透水性及其强度性能,其范围分别为孔隙率17.8%~23.8%,渗透系数0.27~0.57 cm/s以及抗压强度4.0~9.63 MPa。结果表明,再生骨料透水混凝土基本性能够满足要求,其中内掺粉煤灰能大幅提高其抗压强度,提高约44%,外掺钢纤维提高透水性,掺入萘系高效减水剂及硅粉的效果不明显。此外,再生骨料透水混凝土的毛细吸水过程与普通混凝土类似,即前期吸水快,后期趋于平缓。     

粉煤灰改良重金属污染农田的修复效果植物甄别

为了评判粉煤灰作为重金属钝化剂在实际重金属污染土壤改良修复中的应用潜力,该试验以潼关县某村庄因散户冶炼黄金导致的重金属污染农田为研究对象,运用粉煤灰化学改良工程手段对污染土壤进行了原位修复,并通过种植植物甄别对修复效果进行了进一步分析评价。结果表明,试验区农田土壤中重金属Cd污染最为严重,其次为Hg和Pb,3种重金属的质量分数分别介于1.29~6.13,0.53~4.14和63.19~448.97 mg/kg之间,平均含量分别是《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准值的6.17、1.64、0.33倍,其中Cd全部超出国家土壤环境质量标准二级标准,Cd、Hg、Pb污染超标率分别为100%、64.28%、7.14%。土壤Pb和Cd的生物有效性与总量呈显著正相关关系。经粉煤灰改良后,土壤Hg、Cd和Pb有效态质量分数平均值分别降低28.57%、24.36%、31.83%,粉煤灰对重金属Hg和Pb有一定的钝化作用。但植物甄别试验中,所有植物均吸收了一定的Cd,但植株中Cd含量没有达到Cd超富集植物的标准,其中曼陀罗对Cd的单株吸收量最高,为0.1498 mg/株。单位面积中繁穗苋对Cd的吸收量最高,为68.04 g/hm2,说明经粉煤灰化学改良的重金属污染农田土壤中重金属仍具有较高的生物可利用性。研究表明,采用粉煤灰进行重金属污染农田改良的手段仍需进一步研究,使修复后的土壤种植模式改变或种植低累积植物物种以阻隔Cd向作物可食部位的迁移。     

粉煤灰和聚丙烯酰胺固沙效果的风洞试验

寻找经济高效的固沙措施对于防治风沙危害具有重要意义。该文采用室内风洞试验,研究了不同粉煤灰施用率(10%,20%和30%)的固沙效果及在粉煤灰最佳施用率的基础上不同聚丙烯酰胺(PAM)施用率(0.05%和0.1%)对其的强化作用。试验研究结果表明,沙土施加粉煤灰后起动风速显著提高,施加PAM进一步小幅提高其起动风速;粉煤灰施用率为20%的沙土可以最有效地抵御8m/s净风和风沙流历时10min的吹蚀;施加粉煤灰的沙土在14m/s净风和风沙流历时10min的吹蚀条件下发生中度风蚀,其风蚀率随着粉煤灰施用率的增大而呈逐步降低的趋势;施加粉煤灰和PAM的沙土可以有效地抵御14m/s风沙流历时30min的吹蚀;从经济意义上考虑,推荐粉煤灰施用率为20%和PAM施用率为0.05%的用量水平处理用于风蚀防治。