大掺量粉煤灰混凝土抗裂性能试验研究

混凝土的抗裂性是评价混凝土耐久性的重要指标,极限拉伸和干缩变形是影响混凝土抗裂的主要指标。粉煤灰因其优良的性能,在工程建设中得到了广泛的应用。结合实际工程,研究了掺量达到80%的粉煤灰混凝土的极限拉伸和干缩变形等性能,并且分析了粉煤灰的作用机理。结果表明：大掺量粉煤灰混凝土的干缩率随着粉煤灰掺量的增加而不断减小;随着粉煤灰掺量的增加,60 d龄期的抗拉强度和抗压强度均高于或趋近与基准混凝土;综合考虑极限拉伸和干缩变形等因素的影响,得出大掺量粉煤灰混凝土有利于提高混凝土的抗裂性能。     

养护制度和大掺量掺和料对混凝土干缩性能的影响研究

养护是获得高性能混凝土的重要环节,针对混凝土所处的环境特点,研究了大掺量矿渣和粉煤灰混凝土的干缩性能以及养护制度对混凝土干缩性能的影响规律。结果表明,在相同养护制度下,掺矿渣和粉煤灰的混凝土各测试龄期干缩率相对基准混凝土试件减小约5%～20%,有利于改善混凝土的干缩性能;延长养护时间有利于改善混凝土的干缩性能,养护时间宜根据需要适当延长,一般情况下不宜低于3d,且养护时间和养护方法对大掺量掺和料混凝土显得尤为重要。     

混凝土抗裂的粉煤灰效应

以粉煤灰的火山灰效应、微集料效应分析为基础,分析研究了粉煤灰对混凝土塑性收缩、干缩、自缩和温度收缩裂缝的影响。试验研究了粉煤灰掺量对混凝土抗拉性能的影响。研究表明掺加粉煤灰能提高混凝土的抗拉强度和极限拉应变,提高混凝土抵抗干缩、自缩和温度收缩裂缝的能力,整体上使混凝土的抗裂能力提高,但使混凝土抵抗塑性收缩裂缝的能力降低。     

渠道衬砌抗渗型稻壳混凝土力学性能试验研究

从提高稻壳混凝土抗渗性能的要求出发,对运用新配合比的渠道衬砌抗渗型稻壳混凝土的力学性能进行研究,得到粉煤灰掺量、稻壳掺量和水灰比对稻壳混凝土抗压强度的影响规律.通过对混凝土抗压强度主效应分析得到混凝土抗压强度的影响因素由大到小依次为:水灰比、稻壳掺量、粉煤灰掺量;通过对混凝土二因素间的交互效应分析得到,当3个因素中有一...     

基于陶粒纤维混凝土的衬砌渠道抗冻胀性能研究

为改善北方寒区预制混凝土衬砌渠道存在衬砌板件自重大、尺寸小、装配效率低等问题,探讨将陶粒纤维混凝土用于衬砌渠道。基于正交试验法开展9组陶粒纤维混凝土和1组C35普通混凝土冻融前后力学性能试验,并结合冻胀数值模拟分析衬砌渠道抗冻胀性能变化。结果表明：陶粒纤维混凝土抗压强度因素影响次序为页岩陶粒体积取代率>聚丙烯纤维（PP）掺量>陶粒预湿时间,抗拉强度因素影响次序为PP掺量>页岩陶粒体积取代率>陶粒预湿时间,冻融后陶粒纤维混凝土抗压、抗拉强度损失率低于普通混凝土;衬砌渠道数值模拟的抗冻胀性能变化与材料性能变化趋势一致,陶粒纤维混凝土衬砌渠道抗冻胀性能损失小于普通混凝土衬砌渠道,最优抗冻胀性能损失减小4.68%,同时衬砌板重量减小18.47%;陶粒纤维混凝土作为渠道衬砌材料具有明显质轻的装配化优势。     

双掺技术对田间配套建筑物真空脱水混凝土性能的影响

分析了单掺粉煤灰、减水剂及双掺对田间配套建筑物真空脱水与非真空脱水混凝土强度、抗碳化与氯离子等性能的影响。结果表明,真空脱水技术的应用能明显提高混凝土的性能;单掺粉煤灰或减水剂时,能一定程度提高混凝土的性能;双掺比单掺更能改善混凝土的性能;双掺技术对非真空脱水混凝土性能的影响好于真空脱水混凝土。     

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。     

石灰石粉活性及其对混凝土性能的影响

开展了石灰石粉的活性研究,验证了掺石灰石粉对水泥水化进程、混凝土抗压强度和抗渗、抗冻性能的影响。结果表明:磨细石灰石粉较I级粉煤灰的活性差,单掺石灰石粉后,不同龄期的砂浆和混凝土抗压强度较基准混凝土抗压强度有一定程度降低;一定掺量的石灰石粉与粉煤灰复掺可改善胶凝材料体系颗粒级配,从而提高混凝土早期强度;掺10%的石灰石粉对混凝土的抗渗、抗冻性能没有明显影响。     

大掺量粉煤灰混凝土导温系数试验研究

为研究大掺量粉煤灰混凝土的导温系数,本文利用正交试验测定在粉煤灰掺量、水胶比、砂率、减水剂掺量以及骨料干湿状态五个因素影响下混凝土导温系数的变化规律。结果表明：各因素均为混凝土导温系数的显著性影响因素,其中砂率、粉煤灰和减水剂掺量为极显著影响因素,各因素的影响顺序为：砂率>粉煤灰掺量>减水剂掺量>>骨料干湿状态>水胶比,并得到导温系数取得最大和最小时的最优配合比,最后应用回归分析得到回归方程,为大掺量粉煤灰混凝土导温系数的预估提供参考。     

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。     

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.     

双掺粉煤灰及纤维混凝土在预制U型渠道防渗工程中的应用研究

针对预制U型混凝土渠道高抗裂性和高抗渗性的要求,结合宾阳那洪水库灌区渠道防渗工程特点,通过双掺粉煤灰及聚丙烯纤维实现预制U型混凝土渠道高抗裂性和高抗渗性,研究结果表明：粉煤灰掺量为胶凝材料总量的20%,聚丙烯纤维掺量为0.9kg/m3时,预制U型混凝土渠道的抗裂性和抗渗性显著提高,经济效益显著。     

大掺量Ⅱ级粉煤灰泵送混凝土的应用与施工技术

为了更好的应用粉煤灰资源,响应国家节能减排的方针,拓宽大掺量Ⅱ级粉煤灰混凝土在混凝土工程中的应用,结合新疆喀什公格尔水电站深斜井混凝土衬砌工程的施工实践,通过系列对比性能试验选取掺量达到52%的Ⅱ级粉煤灰泵送混凝土作为研究对象用于衬砌工程,其现场质量评价结果表明：大掺量Ⅱ级粉煤灰混凝土大大改善了混凝土的可泵性,浇筑质量满足工程的设计需求,最大程度的节约了工程的成本及工期,在大倾角长距离的深斜井衬砌工程中具有无可比拟的应用优势及前景,为今后更多的大掺量Ⅱ级粉煤灰混凝土工程奠定了实践的基础。     

模袋混凝土复合断面渠道糙率系数计算与试验研究

针对目前模袋混凝土复合断面衬砌渠道糙率系数仍然根据经验确定的问题,开展了模袋混凝土护坡、砂砾石护底的复合断面渠道糙率系数的研究.将“Z-method”复合断面分割法与渠道剪应力公式结合起来,从渠道受到剪应力入手,把复合衬砌渠道断面分割成3个独立的部分,并将湿周作为基本参数进行计算,推导出了模袋混凝土复合断面衬砌渠道糙率系数的计算公式.为了验证公式的合理性,在河套灌区什巴分干渠和建设二分干渠2个不同渠段进行了原型观测试验.观测结果表明,在不同水深、流量条件下,模袋混凝土复合断面衬砌渠道的糙率系数为0.024 5~0.026 5.利用试验资料,将推导公式的计算结果与试验观测结果进行比较,最大相对误差为6.87%,表明推导出的复合断面衬砌渠道糙率系数计算公式的计算结果精度较高,能够满足实际工程应用要求.     

渠道衬砌对灌溉水利用系数的影响

【目的】研究渠道衬砌对灌溉水利用系数的影响。【方法】以新疆伊犁喀什河下游灌区为对象,根据实测资料测算不同衬砌形式典型渠段单位渠长输水损失率,据此推求不同衬砌形式、衬砌位置及不同级别渠道衬砌条件下的渠系水利用系数和灌溉水利用系数,分析了其变化规律,并建立了灌溉水利用系数与渠长衬砌率的定量关系。【结果】新疆伊犁喀什河下游灌区现状灌溉水利用系数值为0.485,如果各级固定渠道全部进行混凝土衬砌,灌溉水利用系数为0.691;采用预制混凝土U型衬砌渠道水利用系数最大,混凝土衬砌次之,浆砌石第三;衬砌在渠首的渠道水利用系数总是大于衬砌在渠尾的渠道水利用系数;从现状衬砌条件到干渠全部衬砌、干支渠全部衬砌、干支斗渠全部衬砌和干支斗农渠全部衬砌,灌溉水利用系数逐步增加的相对量分别为11.8%、14.0%、6.8%和4.7%;以渠长衬砌率为自变量,灌溉水利用系数为因变量,得到二者定量关系式。【结论】在灌区渠道衬砌方案比选中,衬砌形式优先选择预制混凝土U型渠;衬砌位置优先选择从渠首开始;衬砌渠道优先选择干支渠,其次才是斗农渠;灌溉水利用系数与渠长衬砌率呈对数关系,当渠道衬砌达到一定程度时,灌溉水利用系数增长较缓,不建议再加大投资进行渠道防渗。     

渠道衬砌状况对渠系水利用系数的影响分析

灌区渠道通常进行衬砌以提高渠系输水效率,为了提高灌区渠系水利用状况,研究不同衬砌状况下对渠床防渗效果的影响,确定灌区范围内多种情景下的渠系最佳衬砌方式.以湖北省钟祥市石门水库灌区为研究区,通过现场勘测渠系分布状况,采用以"考斯加科夫渠道渗漏经验公式法"为基础的渠系水利用系数测算软件对研究区的渠系水利用系数进行推算.根据可能存在的衬砌状况,设置了不同的衬砌情景,计算各情景的渠系水利用系数.结果表明:该区现状渠系水利用系数为0.713;若渠道不采取衬砌措施,渠系水利用系数仅为0.604;若全部渠道均设有混凝土衬砌,渠系水利用系数可高达0.969.灌区每立方米混凝土衬砌的年节水量的变化范围是70.47～157.40 m3,平均值为114.10 m3.分析表明,随着渠道衬砌率的提高,各级渠道的渠道水利用系数及渠系水利用系数均近似呈线性增长.在工程量或投资一定的条件下,如果对渠道进行部分衬砌,应优先选择渠道上游位置衬砌;如果对斗渠或农渠只选择某一级衬砌时,应优先衬砌农渠.     

渠道水利用系数计算方法及误差分析

以内蒙古河套灌区隆胜示范区为研究实例,选取隆胜示范区永刚分干和西济支渠衬砌段测流成果,采用两种近似方法计算渠道水利用系数,即采用渠道首端流量、单公里长度渗漏损失流量和渠道总长度3个参数估算渠道水利用系数,并分别与准确计算渠道水利用系数的方法首尾法即采用同时测流的渠道上下断面流量的计算方法比较,进行误差分析,提出了在缺乏资料前提下相对准确的近似计算渠道水利用系数的方法,用于灌区节水改造后渠道水利用系数的估算和预测,对于计算灌区节水潜力和评判灌区水利用效率都有着十分重要的意义.     

Ⅲ级粉煤灰与镁渣耦合对C30混凝土抗压强度的影响研究

为有效和充分利用Ⅲ级粉煤灰与镁渣,以常用强度等级C30混凝土为研究对象,Ⅲ级粉煤灰取代率和镁渣掺量为因素,设计混合均匀试验方案U12(6,4),试验研究二因素耦合条件下混凝土的强度变化规律。对试验结果应用最小二乘拟合,建立了混凝土强度与粉煤灰取代率、镁渣掺量的非线性关系模型。因素效应分析表明:影响混凝土强度的主要因素是粉煤灰取代率,其次是镁渣掺量;Ⅲ级粉煤灰取代率的强度效应为负效应,镁渣掺量不大于49%时其强度效应为正效应,粉煤灰与镁渣的耦合效应为正效应;从强度和经济角度评价,以高粉煤灰取代率,较高镁渣掺量为混凝土配合比调控的最佳组合;对于C30混凝土,Ⅲ级粉煤灰与镁渣的合理组合为f=36%,m=5%。     

基于渗漏损失的渠系水利用系数分析

渠系水利用系数是衡量灌区渠系输水效率的一个重要指标,其准确推算,对于评估灌区渠系状况和管理水平具有积极意义。以内蒙古河套灌区义长灌域皂火干渠人民支渠控制范围为研究区,通过现场勘测渠系分布状况,采用以考斯加科夫渠道渗漏经验公式法为基础的渠系水利用系数测算软件对研究区的渠系水利用系数进行推算。根据可能存在的衬砌状况、渠道流量、地下水埋深设置了不同的情景,计算各情景的渠系水利用系数。结果表明:该区现状渠系水利用系数为0.728;若渠道不采取防渗措施,渠系水利用系数仅为0.567;若全部渠道均设有混凝土衬砌,渠系水利用系数可高达0.934。分析表明,如果对渠道进行部分衬砌,优先选择渠道上游位置衬砌,可提高渠系水利用系数;在衬砌条件相同的情况下,输水流量较大或地下水位较高时,渠系水利用系数也较高。上述结果对于选择衬砌方案和渠道的运行管理具有实际意义。     

混凝土渠道衬砌形式防渗效果试验与分析

通过对河北省石津灌区混凝土渠道的衬砌形式、结构形式、伸缩缝填充形式等采用动水法测量渠道输水损失分析,从防渗效果与投资二方面综合考虑,确定"现浇混凝土+保温板,树脂油膏砂浆填缝"形式是适合石津灌区的渠道防渗形式,为灌区节水改造工程提供理论依据。