不同强度等级低热水泥混凝土的碳化行为研究

通过碳化深度和抗压强度的变化研究了三种强度等级下低热水泥混凝土碳化行为的差异,并以普通硅酸盐水泥混凝土作对比。结果表明:混凝土强度等级越低,则水灰比和碳化速率越大,其碳化深度也越深;相同强度等级的低热水泥混凝土比普通硅酸盐水泥混凝土的碳化深度略深;普通硅酸盐水泥混凝土和低热水泥混凝土在碳化28 d后的抗压强度均高于同水化龄期而未碳化的混凝土抗压强度;碳化对普通硅酸盐水泥混凝土的抗压强度提升的影响大于低热水泥混凝土。

玄武岩纤维对不同龄期低热水泥混凝土强度影响试验研究

系统探究不同玄武岩纤维(BF)掺量及长度对不同龄期低热水泥混凝土强度影响规律,为改善低热水泥混凝土早龄期强度提供基础。BF掺量设置为0.0%、0.1%、0.2%、0.3%,长度设置为12 mm、24 mm,养护龄期设置为3 d、5 d、7 d、14 d、28 d,得到不同BF掺量及长度对不同龄期低热水泥混凝土抗压强度影响规律。研究结果表明:不同长度及掺量的BF均能改善低热水泥混凝土的强度性能,最大增幅达20.47%。不同龄期下BF纤维掺量及长度的强度作用效应存在显著差异。除3 d龄期外,其余龄期下抗压强度随12 mm BF掺量增加呈先增加后降低的趋势,抗压强度峰值掺量为0.2%。除28 d龄期外,抗压强度随24 mm BF掺量增加而持续增大,而28 d龄期抗压强度则呈先增大后降低趋势,转折点掺量为0.1%。相同BF掺量及长度条件下,BF对短龄期低热水泥混凝土抗压强度提升效果较长龄期更为显著,推荐BF长度12 mm,掺量0.2%。

基于光纤传感技术的低热水泥混凝土温度监测及热学参数反演

利用分布式光纤传感技术对低热混凝土试验仓内部温度进行实时在线监测,据此建立混凝土浇筑仓三维有限元温度场仿真模型,对低热混凝土热学参数进行优化反演,并利用反演热学参数预测混凝土温度。结果表明,预测温度与光纤实测温度吻合较好,反演结果可信。

低热水泥混凝土早期塑性开裂风险研究

坝区大风、干热、强降温等气候特点,使得混凝土存在发生早期塑性开裂的可能。通过测定极端天气环境下(如:大风干热、大风寒潮)混凝土的含水量、贯入阻力和早期塑性开裂行为,对表面不处理、覆盖保温被和掺加聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)纤维低热水泥混凝土的早期塑性开裂风险进行了研究。结果表明:在上述两种极端环境作用下,覆盖保温被是十分有效的保湿、抗裂措施,可以明显阻止低热水泥混凝土表层水分的蒸发和散失,进而显著降低甚至完全抑制早期塑性开裂的发生。掺加PVA纤维有利于提高混凝土的塑性抗开裂能力,这主要是与纤维的桥接阻裂作用以及它们三维乱向均匀分布阻止了浆料离析所产生的沉降裂缝有关。不过,PVA纤维的加入为水分的向外迁移提供了连通通道,导致水分蒸发速率明显增大,这可能会在一定程度上加大低热水泥混凝土早期失水收缩开裂的风险。鉴于覆盖保温被可以有效阻止水分蒸发散失的作用效果,今后研究可考虑将其与PVA纤维结合使用,以更好地降低极端环境作用下低热水泥混凝土的早期塑性开裂风险。

乌东德大坝低热水泥混凝土温控防裂效果研究

鉴于目前国内高混凝土坝尚无全坝应用低热水泥的先例,结合混凝土性能特点,研究了乌东德大坝中热、低热水泥混凝土的温度控制标准、最高温度控制措施及大坝抗裂安全系数,并采用有限单元法仿真计算了典型坝段施工期温度场和温度应力场。结果表明,大坝在采用低热水泥混凝土后,最高温度明显降低,富裕度增大,同时抗裂安全系数可提高至2.0以上。结果为乌东德拱坝全面采用低热水泥混凝土提供了参考依据。

乌东德拱坝低热水泥混凝土绝热温升反演及温控措施优化研究

乌东德拱坝全坝采用低热水泥混凝土施工。现场实测资料表明,低热水泥混凝土实际绝热温升与原科研阶段相比,发热速率及总发热量更小,最高温度控制难度相对更低,温控措施有条件放宽。为尽早掌握大坝低热水泥混凝土在现有施工配合比条件下温升变化规律,采用三维有限单元法实际模拟乌东德拱坝施工浇筑过程,进行施工期温度场仿真分析,并采取自适应遗传算法根据现场实际条件和监测数据反演真实的混凝土绝热温升参数,在此基础上对大坝混凝土温控措施进行了优化和调整。基于三维有限元温度场仿真计算结果表明,在采用优化调整过的温控措施以后,河床坝段最高温度可满足设计允许最高温度控制标准,抗裂安全系数达到2.2以上,研究成果为施工提供参考依据。

低热水泥混凝土保温保湿措施研究

白鹤滩水电站坝址区干湿季节分明,日照强,冬季干燥,风速大;夏季高温、多雨。坝址区温度骤降幅度大,降温频繁,3天内降温6℃以上次数年平均在24次左右。根据以上气候特点,为降低混凝土水化热,避免大坝混凝土产生裂缝,白鹤滩水电站全坝采用低热水泥混凝土。由于低热水泥混凝土前期强度上升较慢,对防裂不利,所以混凝土表面保护、防风保湿极为重要。本文对保温、保湿施工进行研究,选择专业施工队伍,采用标准化施工工艺,可以有效防止混凝土开裂,提高混凝土工程质量。

乌东德大坝低热水泥全级配混凝土强度性能试验研究

为正确评价乌东德大坝低热水泥混凝土的强度性能,在施工现场分春夏秋冬4次浇筑成型低热水泥全级配和湿筛混凝土试件,开展不同龄期混凝土抗压强度、劈拉强度、轴压强度和弹性模量试验研究。根据试验结果,对低热水泥混凝土强度性能的时变特性及全级配和湿筛混凝土强度性能的换算关系展开分析。结果表明,不同季节低热水泥混凝土的抗压和劈拉强度均达到设计强度;365d龄期混凝土强度性能相较于设计龄期仍有明显增长;低热水泥全级配和湿筛混凝土抗压和劈拉强度的换算关系均服从正态分布,具有95%保证率的换算关系分别为0.68和0.62。实际大坝工程,建议根据分析需要选用平均值或95%保证率的比值作为换算关系。

中热水泥混凝土和低热矿渣水泥混凝土性能比较

中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥在大体积混凝土中应用较为普遍,在大体积混凝土中通常还掺加引气剂,减水剂和粉煤灰,以提高混凝土的耐久性。粉煤灰掺量对中热硅酸盐水泥混凝土和低热矿渣水泥混凝土有较大的影响。掺有粉煤灰的中热硅酸盐水泥混凝土和低热矿渣水泥混凝土在抗压强度,极限拉伸性能,抗冻性能,抗渗性能等有各自不同的特点。

乌东德大坝低热混凝土自生体积变形规律反馈分析研究

低热水泥混凝土在乌东德水电站全坝采用,为掌握大体积低热水泥混凝土的自生体积变形特点,本文基于乌东德大坝无应力计监测资料,利用大坝混凝土线胀系数反演值7.53×10^(-6)/℃,分离出自生体积变形数据,并结合自生体积变形试验数据,研究低热水泥混凝土的自生体积变形规律,分析结果显示:(1)各试验结果和反馈结果均显示自生体积变形普遍呈微膨胀变形,未见明显收缩;(2)90 d龄期自生体积变形平均值约23.19×10^(-6),180 d龄期约为31.90×10^(-6),200 d后变形大致稳定,增长速率明显变小,变形为35.22×10^(-6);(3)反演得到自生体积变形规律与试验结果略有不同,变化过程中的收缩阶段较短,且部分无应力计的反演结果明显偏大;(4)分析导致反演自生体积膨胀量存在差异的原因是线胀系数的取值和各坝段混凝土所经历的温度历程不同所致,不同的温度条件下混凝土水化速度的不同,进而引起自生体积变形过程不同。

由中低热混凝土楔入劈拉试件确定拉伸强度及断裂韧度

本文采用最大骨料粒径均为d_(max)=20 mm的中、低热水泥混凝土楔入劈拉试件,通过外推法得出无尺寸效应的拉伸强度f_(t)和断裂韧度K_(IC),并与试验得出的强度值和双K断裂理论计算得出的断裂韧度进行比较,验证了采用外推法确定中、低热水泥混凝土楔入劈拉试件的拉伸强度值f_(t)和断裂韧度值K_(IC)的适用性和可靠性。同时得出了中、低热水泥混凝土楔入劈拉试件在采用外推法确定拉伸强度f_(t)和断裂韧度K_(IC)时较为合适的虚拟裂缝值。

不同温度对混凝土坯层间劈裂抗拉强度影响试验研究

研究不同环境温度作用下混凝土坯层间性能的变化规律,对预测施工风险及施工过程中准确控制坯层结合质量具有重要意义。通过测定低热水泥混凝土在不同温度作用下坯层间的劈裂抗拉强度及坯层覆盖时下层混凝土的含水量和贯入阻力,对不同温度作用下低热水泥混凝土坯层间性能劣化机理进行了分析。结果表明:随着温度的升高,低热水泥混凝土的贯入阻力不断增大,表层含水量及劈裂抗拉强度逐渐降低。这主要是与温度影响着坯层间混凝土的水化速率、最终水化程度及上下层骨料间的嵌入程度有关。此外,引入了成熟度理论,建立了基于等效龄期的混凝土坯层间劈裂抗拉强度预测模型,根据该模型可以准确预测混凝土坯层间劈裂抗拉强度,并对坯层间结合质量进行实时预警和控制。

蒸发抑制剂对白鹤滩大坝混凝土层间性能影响

研究水分蒸发抑制剂在不同环境条件下对低热水泥混凝土层间性能的影响,对控制大坝施工质量具有重要意义。本文通过开展复杂环境下水分蒸发抑制剂对混凝土贯入阻力、表层含水量及劈裂抗拉强度影响的试验研究,探究了水分蒸发抑制剂对混凝土层间性能的影响规律及机理。研究结果表明:低风速时,水分蒸发抑制剂可以有效减缓混凝土表层含水量的下降,降低贯入阻力;而当风速较高时,由于抑制剂溶液无法稳定成膜导致其对混凝土表层水分蒸发的抑制效果变差。此外,喷洒水分蒸发抑制剂可以在一定程度上提高低风速时混凝土的层间劈裂抗拉强度,但在高风速作用下会产生不利影响,这可能与高风速下抑制剂溶液无法稳定成膜且会导致下层混凝土表层产生浮浆等原因有关。本文定量化分析了水分蒸发抑制剂对混凝土层间性能的影响,为实现混凝土层间性能控制提供参考依据。