[01150198]大体积碾压混凝土防裂关键技术研究

大型碾压混凝土重力坝的施工建设中,大坝各部位混凝土结构易产生裂缝,有时问题还会非常突出,困扰大坝的施工建设和施工质量。与此同时,碾压混凝土坝的施工技术水平是影响其施工进度和施工质量的关键,同时也是提高坝体整体性和抗裂性能的基础。本文在已有研究成果的基础上,结合目前碾压混凝土坝在防裂领域的研究情况,在外掺MgO碾压混凝土特性、新型混凝土外加剂和新型混凝土复合材的研制及其在碾压混凝土温控防裂中的作用研究、温度控制防裂方法、碾压混凝土坝施工技术创新等几项关键技术问题进行了较深入系统的研究,主要研究内容如下： （1）从理论上分析MgO的膨胀机理,并依托工程试验研究MgO混凝土的膨胀过程和特性,根据试验结果,提出了描述MgO膨胀变形过程的计算模型,以求能够在数值计算中进行仿真模拟;开展了快速均匀拌制外掺MgO碾压混凝土的工艺方法研究,采用制取MgO悬浮液和MgO悬浮液采用多点分加入的创新方法,实现了在保证工程质量和良好温控防裂效果的前提下,达到简化施工、加快施工速度、创造更大经济、社会效益的目的。 （2）研制了一种复合新型外加剂,能使水泥水化放热具有延迟性、多峰性,通过它可有效延长混凝土水泥水化放热半熟龄期,优化水化放热过程,特别适合水工大体积混凝土的特性要求;还重点进行了其与通水冷却技术措施的耦合作用研究,发现其能有效提高混凝土内通水冷却降温效果,对混凝土结构温控防裂具有重要的实用价值,提出了一种有效提高通水冷却降温效果的温控新方法。 （3）导致混凝土产生裂缝的因素很多,其中混凝土自生体积收缩变形是混凝土发生裂缝的主要因素之一,是混凝土防裂的关键技术问题之一。本文以高钙、高硫粉煤灰和磷矿渣等原料为基础,研制了一种微膨胀型混凝土外掺复合材料,可有效降低混凝土收缩变形,对减少混凝土裂缝具有重要作用。该复合材采用消解（水化、陈化）、各种原材按一定比例复合粉磨等处理工艺,在混凝土中的外掺量可高达60%,各项性能表现优于普通粉煤灰,尤其是混凝土自生体积变形与普通粉煤灰相比明显减小,减小量达到20-25μm收缩微应变,这一性能对水工大体积混凝土来说是有利的,大大降低了混凝土开裂的风险,减小了温控防裂的难度;另外与普通粉煤灰相比,本复合材料还具有价格优势,价格降低约100元/吨,经济效益明显;更为重要地是,提出了一种资源化利用高硫高钙粉煤灰的方法,使得长期以来作为废渣弃用的资源得到有效利用,其环保、社会效益显著。该技术已申请国家技术发明专利。 （4）多项碾压混凝土筑坝施工技术难题得到了进一步解决。其中,发明了一种大坝坝身排水孔施工的新方法。该发明采用设置过渡节、分段施工的创新方法,有效解决了坝体排水孔施工与碾压混凝土铺筑、碾压等工序施工之间干扰性大的问题,确保了排水孔的施工质量,为碾压混凝土快速作用创造了有利条件,且可比普通方法节约施工费用30%-50%,该技术已获我国专利授权。发明了一种自行式电力高频混凝土振捣机。该设备采用了电力系统作为振捣器的动力源,与进口设备相比,本设备具有结构简单、经济适用等优点,能被广大中小施工企业采用,有利于我国整体施工技术水平的普遍提高。