凝灰岩机制砂混凝土工作性的流变学分析

机制砂的生产与应用是我国混凝土行业走向低碳发展的良好契机,但机制砂的复杂特性导致混凝土工作性较差且难以预测。为研究基于流变学特性的机制砂混凝土工作性的影响因素及变化规律,从机制砂特性及混凝土配合比参数两个角度展开,建立了流变学特性与工作性的二维、三维关系模型,并采用灰色关联度分析法,对基于流变学分析的凝灰岩机制砂混凝土工作性影响机制进行因素显著性分析。结果表明,动态屈服应力和塑性黏度与混凝土的工作性关系密切,随着石粉含量、机制砂取代率和砂率的增加,动态屈服应力呈先减小后增大的趋势,机制砂特性与混凝土各项流变性能之间的关联度在强相关的区间内,通过合理调配各因素的水平可以达到实际工程所需要的最佳工作性。

凝灰岩机制砂混凝土性能及开裂风险评估

为提高凝灰岩机制砂混凝土的抗开裂性能,以机制砂掺配比例和石粉含量为主要影响因素,提出了基于钢环约束试验的混凝土开裂风险量化评估方法。同时,对凝灰岩机制砂混凝土的工作性能、力学性能、抗渗性能以及抗硫酸盐侵蚀性能进行了系统研究。试验结果表明:对于全机制砂混凝土,在5%石粉含量(质量分数)时其工作性和强度最佳;随着石粉含量的增加,抗硫酸盐侵蚀性能、抗渗性能逐渐降低,且干缩和开裂的可能性增大。对于天然砂与机制砂混掺的混凝土,随着天然砂掺配比例的增大,混凝土的力学性能逐渐降低;在30%天然砂质量掺配比例下,具有较好的抗硫酸盐侵蚀性能、抗渗性能。全机制砂混凝土虽然在工作性方面不如全天然砂混凝土,但在强度和抗裂性能上都更优异,用机制砂去取代天然砂能得到更好的效益,但同时应当严格控制石粉含量的限值(质量分数不宜大于7%)。30%天然砂质量掺配比例下,天然砂与凝灰岩机制砂混合使用时,混凝土综合性能最佳。

凝灰岩石粉对水工泵送混凝土性能的影响

为了确定凝灰岩机制砂中合适的石粉含量,依托厦门抽水蓄能电站,通过配制三种不同石粉含量的机制砂及其混凝土,系统研究了凝灰岩机制砂石粉对水工泵送混凝土流变性能、力学性能、早期抗裂及干燥收缩性能的影响规律。结果表明:当凝灰岩机制砂中石粉含量在8%~18%内变化时,随着石粉含量的增加,水工泵送混凝土单位用水量增加、屈服应力和塑性黏度增大、混凝土干缩变大、早期抗裂性明显变差,抗压强度和劈拉强度的变化幅度相对较小,但石粉含量仅8%时混凝土保水性和黏聚性较差;将凝灰岩机制砂石粉含量控制在13%时,水工泵送混凝土综合性能较好。研究成果可为控制凝灰岩机制砂石粉含量、优化水工泵送混凝土性能提供技术支撑。

凝灰岩机制砂石粉含量对C50混凝土性能的影响

通过对C50凝灰岩机制砂混凝土的性能进行测试,研究了凝灰岩机制砂中不同石粉含量对混凝土工作性能及力学性能的影响。结果表明:当凝灰岩机制砂中石粉含量在0%~6%时,C50机制砂混凝土的坍落度和扩展度随着石粉含量的增加而增大,当石粉含量超过6%时,混凝土的坍落度和扩展度随着石粉含量的增加而减小;当石粉含量在0%~8%时,混凝土的抗压强度随着石粉含量的增加而增加,当石粉含量超过8%时,混凝土的抗压强度随着石粉含量的增加而降低;对C50混凝土而言,凝灰岩机制砂中的石粉含量对混凝土的抗氯离子渗透性能影响并不是很大。

塔里木盆地台盆区火山作用对有机质演化的影响

对塔里木盆地台盆区中1井和中11井的有机质成熟度演化规律分析发现,同处于台盆区的2口探井距离仅约13km,地层演化和构造特征相似,其有机质演化规律却截然不同。对其岩性特征和有机质演化的对比表明,发生有机质演化突变之处正是火山物质开始增多的地方,这说明火山作用的存在导致了有机质演化规律的突变。这2口井也可以作为火山作用对有机质演化规律产生影响的范例。

火山碎屑沉积岩储层泥质与凝灰含量计算方法研究

火山碎屑沉积岩储层普遍含凝灰,凝灰与泥质测井特征相似,均为高自然伽马,用常规石英砂岩的测井解释方法无法计算其储层泥质含量。研究凝灰、泥质的测井响应特征,利用中子曲线定量计算储层泥质含量;利用自然伽马与中子曲线结合,定量计算储层凝灰含量。分别用相对指示法、统计法计算储层泥质含量与凝灰含量。统计法在火山碎屑沉积岩储层中取得了较好的应用效果,其平均相对误差分别为9.6%和11.5%,为下一步开展储层评价奠定了基础。

CEC比值法在凝灰质砂岩储层测井评价中的应用——以海-塔盆地X凹陷凝灰质砂岩储层为例

凝灰质砂岩储层一直是测井评价中的难点.凝灰质的存在使储层的孔隙结构和物性变化都很大,其含量直接影响储层参数的求取,对储层饱和度的影响不容忽视.本文以海-塔盆地X凹陷的凝灰质砂岩储层为例进行测井评价研究.基于泥质和凝灰质的测井响应差异利用粒子群和细菌觅食的混合优化算法计算储层中两者的含量,然后通过阳离子交换量(CEC)的实验数据验证了凝灰质具有导电性,进而利用CEC与电阻率之间的关系得到凝灰质电阻率的计算方法,并且应用到饱和度的计算,最终得到了一种新的计算凝灰质砂岩储层饱和度的方法——CEC比值法,并取得了良好的应用效果.

不同草种单播草坪蒸散量与脯氨酸含量的研究

对草地早熟禾、多年生黑麦草、高羊茅、狗牙根、结缕草和野牛草6种常见草坪草草坪的蒸散量进行的研究表明在充分灌水的条件下,冷地型草坪的蒸散量显著大于暖地型草坪(P<0.01);三种冷地型草坪间差异较小;暖地型草坪中狗牙根和结缕草的蒸散量显著高于野牛草(P<0.01).限制灌水条件下,6种草坪的蒸散量差异均显著(P<0.05或0.01),其顺序为:高羊茅>早熟禾>黑麦草>狗牙根>结缕草>野牛草.结缕草蒸散量在一天内随温度的升高而增加,但在温度维持在较高时由于气孔关闭导致蒸腾降低从而蒸散量降低.五种草坪草脯氨酸含量顺序为高羊茅>多年生黑麦草>草地早熟禾>结缕草>狗牙根.

凝灰岩集料针片状颗粒含量对沥青混合料力学性能的影响研究

为了探讨凝灰岩用于沥青路面表面层混合料的可行性,在凝灰岩集料针片状含量分别为8%、11%、13%、15%、18%情况下对沥青混合料开展了室内试验,测试了混合料的抗压回弹模量、劈裂强度、高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及抗疲劳性能和抗滑耐久性。试验结果表明,减小凝灰岩集料针片状含量可以改善沥青混合料的上述性能,不过其对沥青混合料抗滑耐久性的影响很有限。研究表明,严格控制集料针片状含量是将凝灰岩用于表面层沥青混合料的可行方法之一。

石粉含量对C45凝灰岩机制砂混凝土性能的影响

采用坍落度、振动凯氏球体试验,以及抗压强度、静压弹性模量、劈裂抗拉、混凝土表观电阻率试验,分析了石粉含量对C45凝灰岩机制砂混凝土(MSC)工作性、力学性能、抗氯离子渗透性能的影响;通过二次项式拟合分析,结合MSC与天然砂混凝土(NSC)的对比研究,给出了C45凝灰岩MSC的推荐石粉含量。结果表明:随着石粉含量的提高,C45凝灰岩MSC的坍落度、振动凯氏系数、抗压强度、静压弹性模量、劈裂抗拉强度、抗氯离子渗透性能均先增大后减小,存在最佳石粉含量;当对混凝土的要求为坍落度>100 mm、静压弹性模量>44 GPa时,C45凝灰岩MSC的推荐石粉含量为2%~5%(质量分数,下同);当对混凝土的要求为坍落度<100 mm、静压弹性模量<44 GPa时,推荐石粉含量为可放宽为5%~8%;合理控制机制砂石粉含量可以使C45凝灰岩MSC的综合性能优于C45 NSC。

宁波某海底盾构隧道围岩耐磨性研究

文章以宁波某海底盾构隧道为背景,对隧道围岩凝灰岩和砾石进行耐磨性实验和岩石矿物衍射分析实验,岩石矿物组成与耐磨性指数CAI值进行相关性分析。结果表明,岩石矿物组成对磨蚀性影响较大,宁波该海底隧道围岩中砾石的CAI指标5.1~6.7,凝灰岩CAI在4.0~5.5,砾石和凝灰岩对盾构机具有很强的磨蚀性;岩石矿物加权硬度与岩石耐磨性指数有较好的线性相关关系,更能准确地反映岩石矿物组成对与耐磨性之间的关系。整体来看,该隧道围岩中凝灰岩磨蚀性为较高~极高,刀具磨损较大,盾构机选型及刀具设计时应充分予以考虑。

溧阳抽水蓄能电站骨料料源选择及砂石加工系统改造

溧阳电站最复杂水文地质条件下的地下洞室群、大挖大填(总开挖3 300万m3、填筑2 000万m3)施工全过程土石方动态平衡控制已在业内闻名;由于混凝土料源的复杂多变和环保要求使砂石加工系统的设计、运行、改造历时长、决策难,最终形成的粗细骨料2个独立加工系统、2种料源的解决方案,满足了施工进度、质量要求,同时对凝灰岩骨料拌制混凝土的物理化学性能有了初步的认识。

柳江盆地髫髻山组凝灰岩地球化学与熔体包裹体水含量特征

水作为岩浆体系中最主要的挥发组分,对岩浆的形成和演化有重要的影响,柳江盆地髫髻山组岩浆岩是燕山期火山活动的重要产物,尽管前人对其地球化学特征进行了大量研究,但关于柳江盆地燕山期岩浆中的水含量仍不清楚。熔体包裹体记录了原始岩浆信息,是获取岩浆水含量特征的最直接样品。本文基于全岩地球化学分析,利用标准样品建立了显微激光拉曼光谱定量熔体包裹体水含量的标定曲线,并对柳江盆地髫髻山组下部流纹质岩屑-晶屑凝灰岩中石英斑晶内的原生熔体包裹体进行了水含量定量分析。结果表明:髫髻山组下部凝灰岩样品具有富Si、Al、大离子亲石元素富集、高场强元素亏损、轻稀土富集、重稀土亏损、负Eu异常、Sr含量低等特点;熔体包裹体中水含量的定量分析结果为0.99%~4.98%,平均水含量为2.62%,与前人统计的酸性岩浆水含量基本一致。地球化学特征和熔体包裹体水含量分析结果共同揭示了研究区髫髻山期早期为富水酸性岩浆。结合髫髻山期样品的熔体包裹体水含量测定结果及其早期的大规模火山喷发背景,本文认为岩浆中高含水量增强了岩浆系统的喷发动力,是诱发研究区髫髻山期早期大规模火山爆发的有利因素之一。

不同含水状态下岩石力学特性和应力应变关系研究

进行不同含水率的狄野凝灰岩三轴试验,分析岩石在三向荷载作用下的应力-应变曲线的变化形态和峰值应力、应变和弹性模量,获得结论如下:(1)峰值应力、应变及弹性模量随相对含水率增加呈线性降低;(2)应力-应变曲线在加载初期因裂隙闭合呈上凹形态,随后近似线性增长,之后偏离线性呈上凸形态,峰值应力之前可用三次多项式较好地拟合;峰值应力之后,无论干燥状态下试件的应力快速降低,曲线呈上凹形态,还是含水状态下应力缓慢降低,呈现塑性流动,均可用分式函数较好地拟合;(3)根据提供的分段拟合函数,结合相对含水率与峰值应力、应变线性关系,可近似获得不同含水状态下岩石的应力-应变曲线。

全风化凝灰岩抗剪强度特性综合试验研究

北坑水库坝址区分布全风化凝灰岩,其作为大坝基础的可行性是项目投资与工程安全的重要影响因素。针对全风化凝灰岩开展了原位大型直剪、室内直剪和三轴压缩试验,以研究其抗剪强度特性,为坝基稳定分析提供抗剪强度参数取值的依据。对比分析不同试验方法、不同含水状态的试验值,揭示出全风化凝灰岩剪切变形、强度特征如下:(1)随剪应力增加,剪切刚度降低、剪应变加速增长;法向变形随剪应力增加而增长,呈剪缩特征。(2)内摩擦角随含水率增加而降低。(3)原位直剪实际为不固结不排水剪,其内摩擦角试验值低于室内固结快剪。(4)受原岩结构影响,原位直剪的黏聚力显著大于室内直剪和三轴剪。

冀西北地区凝灰岩吸水及膨胀特性研究

以京张高铁某隧道工程提供的膨胀性凝灰岩为研究对象,采用改进设计的岩石连续吸水膨胀力试验仪,对凝灰岩的吸水及膨胀特性进行了试验研究。以湿度应力场理论为基础,从理论上推导了凝灰岩膨胀力与含水率关系,并对试验结果进行了验证,结果表明:(1)凝灰岩的饱和吸水率为15.91%~17.83%,吸水率随着时间的增长而呈现出对数增长,吸水特征曲线可以分为3个阶段:快速吸水阶段、减速吸水阶段、残余吸水阶段;(2)凝灰岩饱和吸水膨胀力为81.87 kPa^95.4kPa,膨胀力随着时间的增长而呈现出对数增长,且具有滞后效应;膨胀特性曲线分为3个阶段:快速膨胀阶段、减速膨胀阶段、残余膨胀阶段;(3)根据推导的公式,工程上可通过测定含水率来估算凝灰岩膨胀力的大小。