低水温下大流动性环氧树脂水下修补砂浆的制备

水电站泄水建筑物水下修补施工对环氧树脂修补砂浆的流动性有更高要求,特别是低水温环境下仍然具有大流动性、可以自流平。选用Dinger-Funk方程优化填料粒径分布,优选粒径分布指数为0.4、紧密堆积空隙率仅0.251%的填料,将环氧树脂砂浆流动度提高到18.3 cm;增加稀释剂用量,由20份增加到40份,5℃下环氧树脂基液黏度显著降低73%,砂浆流动度由13.5 cm提高到17.0 cm;为了抵消稀释剂掺量增加和低温所导致的砂浆强度降低,添加30份三环氧官能团树脂增加树脂基液活性,5℃下砂浆的28 d水下粘结强度和抗压强度分别为2.9 MPa、88 MPa,相比未添加的分别提高142%、115%。

双江口大坝心墙盖板混凝土开裂主次因素的定量分析

针对大渡河流域双江口大坝心墙盖板混凝土的开裂问题,文章从温度应力、固结灌浆抬动力及围岩松弛卸荷三方面对裂缝成因进行了定量分析。结果表明:当未采取有效温控措施时,浇筑7 d后混凝土所受平均温度应力增加至2.0 MPa,防裂安全系数降低至1.05~1.1。在固结灌浆时,温度应力进一步叠加盖板抬动产生的0.3~0.5 MPa水平拉应力,则所受拉应力增加至2.3~2.5 MPa,超过混凝土自身抗拉强度,安全系数降低至1.0以下,必然发生开裂。此外,由于浇筑时间更晚、高程更高、开挖更早和围岩松弛卸荷程度更高等因素,自2019年至2021年的裂缝数量及总长度涨幅达10倍。

大流动性高水陆强度比的水下不分散混凝土的配制

目前已建大中型水电工程中普遍存在冲磨、空蚀破坏,有的甚至危及建筑物的结构安全,需对运行期水电站进行修补。开展高性能水下修补材料研究,对保障泄水建筑物混凝土结构服役寿命,确保水利水电工程使用安全至关重要。采用絮凝剂、硅灰、粉煤灰等材料进行试验配制,获得施工性能优异、水陆强度比高的水下不分散混凝土。研究结果表明:采用2%自行研制的HB7-28型絮凝剂、内掺8%的硅灰、10%粉煤灰组合材料,可配制出扩展度超过500mm、水下抗分散能力提升46%、28d水陆强度比高达94%的高性能混凝土。

湿喷混凝土回弹率影响因素的研究进展

为了理清湿喷混凝土回弹率的主要控制因素,提高喷射支护技术的经济性,从混凝土原材料、配合比、施工工艺三个方面综述了各因素对回弹率的影响。从原材料角度,掺加掺合料、掺加纤维、提高掺合料细度、降低骨料最大粒径等措施均可降低混凝土在喷射传输过程中的分散性,降低回弹率;从配合比角度,增加胶凝材料用量、提高混凝土稠度、调整适宜的坍落度和凝结时间等措施均可提高喷射混凝土的粘附效率,降低回弹率;从施工工艺角度,适当提高一次喷射厚度、取直角作为喷射角、控制合理的工作风压等措施均可显著降低回弹率。目前研究多针对单一因素进行考察,忽略了各因素对回弹率的耦合作用。今后应进一步加强耦合作用相关理论研究,建立各因素间的内在联系,强化动态调控机制。

纳米级掺合料和粗合成纤维对湿喷混凝土回弹率的影响

降低喷射混凝土回弹率可提高支护效率、降低地下空间的坍塌及岩爆风险。为分析纳米级掺合料、粗合成纤维对喷射混凝土回弹率的影响,基于湿喷工艺对比了纳米级掺合料与同掺量硅灰在改善湿喷混凝土回弹率方面的差异;比较了不同纳米级掺合料掺量、细度条件下各湿喷混凝土的回弹率区别;研究了粗合成纤维掺量、长径比、混杂方式等对回弹率的影响。结果表明:应用纳米级掺合料有助于降低湿喷混凝土的回弹率;与同掺量硅灰相比,纳米级掺合料湿喷混凝土的回弹率降低了17%～25%,且回弹率随纳米级掺合料掺量提高、细度增加而降低。粗合成纤维可降低湿喷混凝土的回弹率,但受材质影响较小,存在较低回弹率的最佳长径比和掺量,分别为38和10 kg/m^3。长径比76和长径比30的2种粗合成纤维混杂使用时,可进一步降低回弹率。

纳米材料改善普通干湿喷射混凝土回弹率和强度现场工艺试验

普通C20~C30干喷或者湿喷混凝土边墙和顶拱的综合回弹率一般为20%~30%,且干喷混凝土的强度经常不合格。通过在新建京张铁路、白鹤滩水电站、锅浪跷水电站、成都地铁18号线共4个工程的现场工艺试验表明,在普通的C20~C30干喷或者湿喷混凝土中,掺入10%自行研发的HB7-2型无机粉体纳米材料等量替代水泥,能够让综合回弹率减少52%~72%,并降低到10%以下,一次喷层厚度达到30 cm,24 h内初期强度显著提高、28 d强度提高20%以上,每个开挖支护循环的时间至少节约0.7 h,整体上提高地下洞室开挖支护的质量、安全性和经济性。

黑云钾长粗粒花岗岩抗冲磨混凝土配合比设计研究

采用黑云钾长粗粒花岗骨料并在低热水泥体与硅粉的胶凝材料系下,水胶比0.31时可配制出C9050抗冲磨混凝土。其典型特点为,混凝土28d到90d的抗压强度增长幅度低于经验低热水泥混凝土的增长幅度;弹性模量在25GPa~27GPa之间,比同类型混凝土低20%以上,而极限拉伸值高10%~20%;抗冲磨强度总体而言与同类工程经验水平相当。

纳米材料在喷射混凝土中的应用研究

在成都地铁18号线5标龙泉山隧道C25喷射混凝土中掺入了10%的HB7-2W型纳米材料以等量替代水泥,可将混凝土1 d强度由5 MPa提高至10 MPa以上,28 d的抗压强度提高30%,综合回弹率降低60%以上,施工工效提高27.4%;喷射混凝土过程中的粉尘浓度降低幅度达到47%;耐久性方面,抗冻等级达到F200以上,抗渗等级达到W8,抗硫酸盐侵蚀等级达到KS50,电通量仅为400 C,为地铁洞挖隧道支护提供了一种高强、高效、节约成本的新型材料。

磷渣粉在成都地区商品混凝土中的应用研究

基于降低生产成本的需要开展了磷渣粉在商品混凝土中的应用研究。在综合考虑商品混凝土性能要求、磷渣粉性能特点和配合比经济可行性后,采用了磷渣粉等量替代部分水泥而不改变配合比其他参数的方案,结果表明:在已掺加18%~20%磨细灰的C30和C35混凝土中可分别再掺入30~70 kg/m^(3)和40~80 kg/m^(3)磷渣粉,其性能仍满足要求,且按照2021年度夏秋季市场价计算的每m^(3)原材料成本可降低9~24元。但应根据气温变化和工程结构类型对磷渣粉掺量进行动态调整。

高分散性硅灰对混凝土性能影响的研究

本文研究了预分散处理前后的硅灰分散性及其对混凝土性能的影响,验证了提高硅灰分散性可以提高其填充性和火山灰活性、进而提高混凝土性能的假设。通过偏光显微镜、悬浮液静置沉降高度测试,证明了经分散处理的硅灰具有良好的分散性。混凝土性能测试的结果表明:经预分散处理的对比未处理的硅灰能够降低混凝土孔隙率10%,减少渗水高度56%,提高混凝土28 d强度26%,说明预分散处理后可明显提升硅灰的填充能力及火山灰活性。阐述了对高分散性硅灰对混凝土性能影响的研究。

黑云钾长粗粒花岗岩抗冲磨混凝土配合比设计研究

采用黑云钾长粗粒花岗骨料,在由低热水泥体与硅粉制成的胶凝材料系条件下,水胶比为0.31时可配制出Cg50抗冲磨混凝土。抗冲磨混凝土的典型特点为,其28~90d的抗压强度增长幅度低于经验低热水泥混凝土的增长幅度;弹性模量为25~27GPa,比同类型混凝土低20%以上,而极限拉伸值高10%~20%。其抗冲磨强度总体而言与同类工程经验水平相当。

预分散硅灰对混凝土性能的影响

本文通过对比预分散硅灰与未处理硅灰的分散性及其对混凝土性能的影响,验证提高硅灰分散性可提高其填充性、火山灰活性,从而提高混凝土性能的假设;通过偏光显微镜、悬浮液静置沉降高度测试,说明经处理硅灰具有良好的分散性;通过混凝土性能测试,表明预分散硅灰相比未处理硅灰,可降低混凝土孔隙率10%,减少渗水高度56%,提高混凝土28d强度26%,说明硅灰预处理能明显提升其填充能力及火山灰活性。

调控磷渣粉凝结时间和初期活性的实用工艺研究

针对磷渣粉缓凝和初期活性指数低的特点,对其进行了粉磨和浸泡并测试了处理前后的凝结时间和初期活性指数,结果表明:浸泡可以抑制缓凝效果并提升1 d活性指数,但对3 d、7 d活性指数的影响有限;经粉磨及浸泡综合处理后,相同粉磨时间的磷渣粉3 d、7 d活性指数的最大增长幅度可达7%、17%;浸泡后,磷渣粉颗粒表面的氟、磷元素减少。

HBT系列大土木工程新材料的研发与应用

本文概括介绍了中国水利水电第七工程局有限公司试验检测研究院针对水利水电、铁路、公路、市政等大土木工程施工对质量、安全、进度、效益四方面的切实需要,所研发的HB7系列新材料中的6种典型新材料:针对水工抗冲磨混凝土和易性差、黏度大、容易开裂研发的混凝土抗冲磨剂;针对喷射混凝土回弹率高、一次喷射厚度薄、施工效率低、强度不合格、耐久性差、粉尘大研发的喷射混凝土用纳米材料:针对水泥价格高、粉煤灰保供困难、普通磷渣粉缓凝且早期强度低研发的改性磷渣粉掺合料;针对土压平衡式盾构渣土流动性过大不能适应皮带机快速出渣需求且增大运输成本研发的包水处理材料。

不同岩性机制砂在川藏铁路周边重大工程的应用

采用不同岩性机制砂配制铁路混凝土是解决川藏铁路天然砂匮乏的重要手段。本文针对川藏铁路周边重大工程——水电站、公路、铁路中不同岩性机制砂的应用案例进行了调研、统计。对水电和铁路行业标准中机制砂性能差异,特别是石粉定义的差异进行了对比,并按照统一的铁路行业标准分析了其他行业工程不同岩性机制砂中石粉的差距;对不同岩性机制砂的配合比进行统计,重点分析了水电行业与铁路行业配合比中名义用水量的差异,并按照统一的铁路混凝土配合比名义用水量分析了不同岩性机制砂配合比中用水量的差距;对苏洼龙水电站花岗岩机制砂的混凝土性能进行了统计、评定,为不同岩性机制砂大量应用于川藏铁路建设的可行性提供有利参考。