复合胶凝材料井壁高强混凝土的性能与水化机理

对于冻结法施工的高强井壁大体积混凝土,内壁的中心温度可达80℃,而井筒外壁内侧的温度在10℃左右,这种温度的差异必然导致井壁混凝土开裂,导致耐久性下降。针对这些问题,研究了适于井壁高强混凝土用复合胶凝材料的水化特征及其对C70混凝土性能的影响。结果表明:复合胶凝材料的总水化热是井壁混凝土用常规胶凝材料水化热的一半;从28 d到180 d,复合胶凝材料配制的C70混凝土抗压强度持续增长14.8%,且孔隙率低,有害孔减少,混凝土具有很好的抗裂性;XRD和SEM试验表明,复合胶凝材料配制的C70混凝土水化180 d后无Ca(OH)2晶体存在,主要水化产物为致密的Ⅲ型C-S-H凝胶。

深冻结井井壁大体积高强高性能混凝土的试验研究

为解决我国能源短缺问题,两淮地区掀起了建国以来规模最大的新井建设高潮,此次开发均为深部资源,井筒穿越的冲积层深厚,为了降低井壁厚度,提高井壁混凝土的耐久性,筑壁材料采用了高强高性能混凝土,为了确保施工中使用的高强高性能混凝土既经济合理又强度可靠,对深厚表土冻结井壁的高强高性能混凝土进行了试验研究,并成功在淮南矿业集团丁集矿井建设中应用。

深厚冲积层高强钢筋混凝土井壁力学特性研究

通过实验和理论计算,对在均匀荷载作用下高强钢筋混凝土井壁的力学特性进行分析。实验结果表明:高强钢筋混凝土井壁具有很高的承载力,影响其承载力的主要因素依次为混凝土的强度等级、厚径比和配筋率;在均匀外荷载作用下,混凝土强度提高10MPa,井壁的极限承载力提高4MPa左右,配筋率对井壁的极限承载力影响很小;高强钢筋混凝土井壁结构破裂时,环向钢筋沿破坏面发生塑性弯曲,混凝土破坏面与最大主应力方向的夹角为25°～30°,属压剪破坏。理论分析时,采用线性软化本构模型以及符合混凝土强度特性的Mohr-Coulomb强度准则,推导出高强钢筋混凝土井壁极限承载力的理论计算公式,并且其计算结果得到实验验证。

高强混凝土在深表土井壁中的应用探讨

深表土井筒由于凿井难度较大,为了满足工程各项要求,应优先考虑采用高强混凝土井壁。阐述了采用高强混凝土井壁的必要性。结合实例,介绍了高强混凝土配制的具体做法。指出了高强混凝土脆性等问题通过采取必要的措施是完全可以克服的,同时指出了冻结井筒采用高强混凝土井壁不必担心混凝土受冻问题。

高强钢筋混凝土预制弧板井壁力学特性分析

对高强钢筋混凝土预制弧板井壁结构的研究表明,实验结果与数值计算结果基本一致。高强钢筋混凝土预制弧板井壁结构具有很高的承载能力,影响其承载能力的主要因素依次为混凝土的强度等级、厚径比和配筋率。在均布荷载作用下,混凝土的强度等级提高10MPa ,极限承载力提高1 2 6MPa。厚径比每增加1% ,极限承载力增加0 85MPa。增大配筋率对提高其极限承载力作用不大,配筋率增大3倍,极限承载力只增加了0 1MPa。

基于三参数强度准则的高强混凝土井壁力学特性分析

为了分析高强混凝土井壁的力学特性,采用三参数强度准则推导出了高强混凝土立井井壁极限承载力理论解以及弹性区和塑性区应力与半径和荷载之间的解析表达式,并对计算结果进行了实验的验证。计算分析表明:在弹性区,高强混凝土井壁径向压应力σr随半径r的增大而增大,环向压应力σθ随半径r的增大而减少;在塑性区,径向压应力σr和环向压应力σθ均随半径r的增大而增大。当井壁内半径为4.0 m、厚度为1.0 m、混凝土强度等级为C60时,井壁极限承载力为22.87 MPa,井壁厚度每增加0.1 m,井壁极限承载力增加2.8 MPa左右。同时,混凝土井壁的环向压应力σθ达到164.38 MPa,是混凝土立方体单轴抗压强度的2.7倍左右,表明考虑了混凝土多轴强度影响的三参数强度准则更适用于高强混凝土井壁力学特性分析,为高强混凝土井壁结构的设计计算提供了的理论参考。

冻结深井井壁高强高性能混凝土配合比试验研究及其实际应用

基于某矿井建设实际问题,由于高强高性能混凝土是首次在冻结井筒中使用,为确保井壁混凝土能够达到早强和高强的目的,本试验着重研究了硅粉参量、磨细矿渣参量、粉煤灰参量、水泥用量对冻结深井井壁高强高性能混凝土早期强度、后期强度的影响。通过试验得出了各组分优化配合比。试验结果表明,配制冻结深井井壁高强高性能混凝土时硅粉参量、磨细矿渣参量、粉煤灰参量、水泥用量都有其最佳值,可显著提高混凝土的早期强度和后期强度,并将其应用到了某矿井的建设中。