工程性能

2024-09-12

工程性能(共10篇)

工程性能 篇1

0 引言

高性能混凝土 (High Performance Concrete, HPC) 的研究是当今土木工程界最热门的课题之一。高性能混凝土是20世纪80年代末一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的混凝土, 它以耐久性为首要的设计指标, 这种混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等诸多优良特性, 被认为是目前世界上性能最为全面的混凝土, 至今已在不少重要工程中被采用, 在工程安全使用期、经济合理性、环境适应性等方面产生了明显的效益, 因此被各国的学者和工程师所接受, 被认为是今后混凝土设计的发展方向。

1 高性能混凝土产生的必要性

水泥混凝土从问世以来, 经历了低强度、中等强度、高强度乃至超高强度的发展历程, 似乎人们总是乐于追求强度的不断提高。但是近四五十年以来, 混凝土结构物因材质劣化造成过早失效以致破坏崩塌的事故在国内外都屡见不鲜, 并有愈演愈烈之势。这些混凝土工程的过早破坏, 其原因不是由于强度不足, 而是由于混凝土耐久性不良。例如, 日本目前每年仅用于房屋结构维修的费用即达400亿日元以上, 日本引以自豪的“新干线”使用不到10年就出现大面积混凝土开裂、剥蚀现象。我国已建的一些工程也有类似令人堪忧的状况, 有不少混凝土工程使用寿命远低于设计要求。据统计, 我国现有建筑面积50亿m2, 其中约23亿m2需分期分批进行鉴定加固, 近10亿m2急需维修加固。1989年, 建设部科技发展司组织调查组对北京、西宁、贵阳等地的一些建筑物进行了调查, 结果表明, 建国初期的建筑均已达到必须大修的状态, 现有大多数工业建筑不能满足安全使用50年的要求, 一般使用25年~30年就需大修和加固。我国在20世纪50年代兴建的大坝有许多已经成为陷入危境的“病坝”。1985年水电部调查报告表明:我国水工混凝土的冻融破坏在“三北”地区的工程中占100%, 这些大型混凝土工程一般运行也就30年左右, 有的甚至不到20年。港口码头工程, 特别是接触海水工程, 其受冻破坏的现象更为严重, 破坏的结构主要是防波堤、胸墙、码头、栈桥等。地处寒冷地区的水电站、工业厂房、铁道桥涵、交通部门的混凝土路面、桥梁及市政工程等的混凝土, 接触雨水、蒸汽的部分, 排水系统及受渗透水作用的部分, 都受到了冻融破坏。

为使上述及类似工程继续发挥作用, 各部门每年都要耗巨资加以维修, 根据以往经验, 混凝土工程安全使用期和维护使用期的比例为1∶ (3~10) , 但维护使用期的维修费用却高达建设费用的1倍~3倍。可见, 由于混凝土的耐久性劣化或失效, 世界各国为此付出的代价十分沉重。

2 高性能混凝土的概念

高性能混凝土这一名词的出现至今也就10多年, 不同国家、不同学者按照各自的认识、实践、应用范围和目的要求, 对高性能混凝土给出了不同的定义和解释。如美国国家标准与技术研究所 (NIST) 和美国混凝土协会 (ACI) 于1990年5月在马里兰州Gaithersburg城召开的讨论会上指出:高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土, 必须采用严格的施工工艺, 采用优质材料配制的, 便于浇捣, 不离析, 力学性能稳定, 早期强度高, 具有韧性和体积稳定性等性能的耐久的混凝土, 特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。法国的Malier认为:高性能混凝土的特点在于有良好的工作性、高的强度和早期强度、工程经济性高和高耐久性, 特别适用于桥梁、港工、核反应堆以及高速公路等重要的混凝土建筑结构中。日本的小泽一雅和冈村甫认为:高性能混凝土应具有高工作性 (高的流动性、粘聚性与可浇筑性) 、低温升、低干缩率、高抗渗性和足够的强度。他们强调高性能混凝土首先应具备高工作性, 甚至要达到免振捣, 即自流平的状态。我国的吴中伟院士给出高性能混凝土的如下定义:高性能混凝土是一种新型高技术混凝土, 是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上, 采用现代混凝土技术, 选用优质材料, 在严格质量管理条件下制成的;除了水泥、水、骨料外, 必须掺加足够数量的掺合料和高效外加剂, 且水胶比较低;针对不同用途要求, 高性能混凝土对下列性能有重点地予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性及经济性, 但应以耐久性作为设计的主要指标[1,2]。

综合以上观点, 笔者认为:根据不同工程的需要及根据原材料和工程环境特点的不同, 高性能混凝土应具有不同的含义和性能指标, 概括起来应包括以下几个方面:

1) 具有良好的和易性, 无离析、泌水;具有大流动性、自密实性, 坍落度损失小;2) 凝结时间和水化放热可调控, 水化过程中体积稳定效果好, 原始缺陷少;3) 强度发展快而稳定, 早期强度高, 后期强度不下降或持续增长;4) 高韧性, 抗腐蚀性强, 可适应各种恶劣的使用环境和荷载条件;5) 对原料的适应性强, 原料来源广泛, 易于获得, 可利用工业废料, 无污染等;6) 具备实际工程所需的其他性能, 如隔音、隔热、吸潮、抗渗、耐火、微膨胀、自应力等。

3 高性能混凝土的发展方向及工程应用

高性能混凝土是以耐久性作为主要控制指标, 并能满足工程建设中的某些特殊要求, 从近几年来高性能混凝土的应用, 可以看出其今后的发展方向:

1) 自密实高强高性能混凝土:自密实混凝土及拌合物不离析而流动性很高, 在不振捣或者稍振捣的情况下能密实地充满模型, 不产生蜂窝、空洞等质量缺陷。2) 清水混凝土技术:城市的基础设施和大型公共建筑要求混凝土不仅具有结构的功能, 还同时满足装饰的功能, 这就是清水混凝土在城市桥梁工程、体育馆工程和机场候机楼等工程上广泛应用的原因。清水混凝土目前还没有统一的涵义和技术标准, 但其原材料和工艺技术都远严格于普通混凝土。采用清水混凝土不仅提高了混凝土的外观质量, 而且大大节约了装饰费用, 并给人以自然清纯等质感, 引起了人们的广泛关注。清水混凝土应该是表面光滑平整, 色泽均匀一致, 一次成型后不需另作饰面的混凝土, 可以解决高层建筑的瓷砖外饰面及抹灰内饰面因粘结不牢固而引起的安全隐患问题。3) 轻集料混凝土技术:发展轻集料混凝土是减轻结构自重, 是混凝土向轻质、高强方面发展的主要途径。4) 绿色混凝土技术:21世纪我们有可能利用现代高科技手段, 应用工业废料, 降低水泥熟料用量, 并回收利用粗骨料, 使混凝土走上绿色道路。

另外, 可降低水里工程大坝混凝土浇筑时水泥水化热的碾压混凝土技术、具有高耐磨和高抗折强度的混凝土技术、高抗冻的混凝土技术也是今后高性能混凝土的发展方向。

4结语

本文系统地阐述了高性能混凝土的发展历程、相关概念, 并从工程应用角度总结了高性能混凝土应具备的特点, 这些功能特点对于解决现今大型建筑工程中出现的问题的作用至关重要, 最后, 给出了若干高性能混凝土的发展方向。

摘要:系统地阐述了高性能混凝土的发展历程、相关概念, 从工程应用角度总结了高性能混凝土应具备的特点, 并指出这些功能特点对于解决现今大型建筑工程中出现的问题至关重要, 最后, 给出了若干高性能混凝土的发展方向。

关键词:高性能混凝土,绿色混凝土,工程应用

参考文献

[1]吴中伟, 廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社, 1999.

[2]吴中伟.高性能混凝土——绿色混凝土[J].混凝土与水泥制品, 2000 (2) :50-52.

[3]GB 50119-2003, 混凝土外加剂应用技术规范[S].

[4]GBJ 107-87, 混凝土强度检验评定标准[S].

[5]李岩.C80高强高性能混凝土的试验研究[J].山西建筑, 2009, 35 (21) :167-168.

工程性能 篇2

【关键词】岩土工程;锚固工程;长期性能;安全评价

所谓岩土锚固工程,就是指利用深埋在地下的锚杆来连接地表的结构物,使地表结构物在岩土上更加稳定,并以此来缓解岩土体所承受的荷载力。之所以要在建筑工程、水利工程等工程建设中进行岩土锚固工程施工,就是为了要起到长效加固作用,以保证建筑工程或水利工程的整体稳定性与安全性。因此岩土锚固工程本身的长期性和安全性是其必须要具备的基本性能。以下笔者就结合自己的工作体会,来谈谈如何提高岩土锚固工程的长期性能和安全性能。

1、岩土锚固工程的长期性能

这里所指的长期性能主要是指岩土锚固工作中起到主要受力作用的锚杆或锚索能够在任何环境下保持长期的稳定。在对其长期性能进行检验时,一般所依照的指标主要有:锚杆或锚索的锁定荷载是否发生变化,承载能力大小是否发生变化,外表是否出现腐蚀现象,以及所锚固地区的地层结构是否发生变动。若在对上述指标进行检测后所得变动结果都在允许范围内,则说明岩土锚固工程的锚杆与锚索发挥着正常的锚固作用。因此在进行岩土锚固工程的设计施工时,要从上述几点来加强设计与施工质量管理,以保证锚固工程的长期性能。具体来讲,提高岩土锚固工程长期性能的措施方法主要有以下几点:

1.1加强锚杆的安全性设计。一般来讲,若锚杆在受力的过程中所承受的力道不够均匀,就会使锚杆的部分钢绞线断裂,从而削减了锚杆的抗拉能力。因此在对锚杆设计时,一定要从安全方面考虑,对于锚杆的工作荷载以及自由张拉段的长度都进行严格设定,避免锚杆因本身抗拉能力较低而出现问题,影响锚杆使用的长期性能。一般来讲,锚杆的抗拔系数必须要超过2,抗拉系数至少也要为1.8。只有这样,才有可能使锚杆在拉应力的作用下维持长期稳定。

1.2加强对锚杆质量验收的管理。在长期的实践中发现,影响锚杆使用长期性能的主要原因是锚杆受到严重的腐蚀而降低 锚杆的抗拔拉能力。由于锚杆所处的环境一般都很恶劣,尤其是在水利工程中的岩土锚固工程,更是会长期受到雨水或河水的冲击与侵蚀。为此,我们必须要保证锚杆本身的质量,做好其质量验收工作,严重质量检测不合格的錨杆投入锚固工程施工中。除了要在施工时建立验收机制以外,还要在锚杆使用过程中设置一定的长效维护管理机制,以及时发现锚杆中出现的腐蚀问题,并给与其镀膜或换件的有效处理,来延长锚杆使用的寿命。

1.3积极研制高性能的新锚杆。如上文所述,影响岩土锚固工程长期性能提高的主要因素在于锚杆本身的性能以及其安装施工方式方法是否合理配套。因此加大科研投入,积极研发更多更高性能的新型锚杆或锚索是非常有必要的。如使用新型材料,使锚杆与其施工器具之间的配合更良好,施工更方便快捷,使锚杆安装后受力更均匀合理,以延长其使用寿命。再例如使用新结构形式,使锚杆的使用更灵活,能够根据实际情况变化锚杆加固的受力性能。目前已经研制成功的新结构锚杆主要有自钻式、让压式、高压灌浆式、可拆式组合等等几种新锚杆。只有不断的研究出新型的高性能锚杆,才能使我国岩土锚固工程在提高长期性能上获得更大的发展。

2、岩土锚固工程的安全评价

2.1安全评价模式

当前,岩土锚固工程在我国处于一个快速发展的时期,但是对于岩土锚固工程的长期性能缺乏系统、深入的了解,对于锚固工程的长期性的监理力度也不够,因此而导致部分锚固工程在受到一些不良因素的影响下,长期性能受到很大的影响。为了更加有效的对锚固工程的危险源进行识别,增强锚固工程的长期性能,有必要建立起一定的锚固工程的安全评价模型。

2.2锚固工程危险源识别

对于锚固工程危险源的识别,主要应当对岩土锚固工程的长期性能的影响因素进行详细的调查和研究,其主要的事项有:①工程的防水和排水设施是否齐全、完好无损,是否能够保持正常工作;②工程施工范围内是否存在可能引起锚杆服饰的介质;③如果处在夏天多雨的地区,是否会由于雨水的深入而对边坡和锚杆产生侵蚀;④周围是否有不利于锚杆安全不利的危险因素;⑤锚杆锚头、传力装置以及工程影响范围内的建筑物与岩土土体是否存在异常现象。

2.3锚固长期性能的监测与检测

为了对岩土锚固工程的危险源进行有效的识别,并且对锚固工程的安全状态和危险源的影响度进行科学的分析,必要对能够反映锚固工程长期性的指标进行长期的监测。其中,主要的监测项目有以下几个:

①锚杆现有极限承载力:可选取工程总量的10%的锚杆进行抗拔试验。其要点是采用将锚杆外露钢绞线接长的方法,对工作锚杆实施再张拉,可测得锚杆现有的极限承载力及极限承载力的损失率。同时也可获得锚杆失效时锚固段灌浆体与岩土层间的平均黏结力。

②锚杆初始预应力变化:对于永久性锚杆来说,应当将其10%的工作锚杆初始预应力变化作为主要的监测目标。主要的方法是在锚杆的荷载锁定时,进行测力计的安装,并且对其频率进行设定和定期的校对,这样便能够通过测力计的变化对锚杆初始预应力的变化进行实时的监测。

③锚杆锚头位移及被锚固结构物变位:在通常的锚固工程中,可以选择具有代表性的横断面积作为监测点,对于锚杆锚头的位置变化 以及坡面和坡体的变化进行实时的监测。针对锚杆锚头的监测,一般选择高精度经纬仪,这样能够有效的保证监测结果的准确性。

④锚杆腐蚀状况:根据国际预应力混凝土协会统计的世界各国35项锚杆腐蚀破坏案例,预应力锚杆的腐蚀主要发生在锚头和临近锚头的杆体自由段长度内。因而,锚杆腐蚀状况检查的重点是拆除锚头的混凝土保护层和离锚头1.0m范围内的灌浆体,检查筋体的腐蚀及直径变化情况。

2.4岩土锚固工程危险度评价

对于岩土锚固工程的危险度评价,首先需要根据国内外的相关技术标准,对锚固工程的安全临界技术指标进行设定,对于一些影响锚杆长期性能的因素进行分析,保证锚固工程的长期性不受影响,保证岩土锚杆工程的有效性。

3、结语

综上所述,岩土锚固工程作为一种重要的结构加固工程,在现代化工程建设中所起到的作用是无可替代的。而要想提高岩土锚固工程的长期性能和安全性,使其在工程建设中发挥更长期更可靠的作用,就需要结合锚固工程的特点以及其所处的环境进行科学分析,找出影响锚杆使用质量的因素,并加以防范和解决,还应该建立一定的安全评价模型,以更好的分析和保证岩土锚固工程的有效性。

参考文献

[1]程良奎,韩军,张培文.岩土锚固工程的长期性能与安全评价[J].岩石力学与工程学报,2008(5)

[2]白绍苓.岩土锚固工程的现状与发展探究[J].城市建设理论研究(电子版),2012(03)

浅谈建筑工程的防水性能 篇3

建筑物渗漏水对人们的日常生活造成大量麻烦,如美观的天棚吊顶因渗漏水会湿、发霉、变色;豪华的家具、装修因渗漏水浸泡、脱落;和谐的邻里因渗漏水争吵打架等。然而长期渗漏水对建筑本身也存在很大的破坏。当水分浸透到结构钢筋部位,造成钢筋锈蚀,降低钢筋的抗拉强度、膨胀钢筋体积,产生应力对混凝土内有撕裂性破坏;当水分浸透到砂浆粉刷墙处,将溶解可溶物、提高空隙率、降低强度,易造成受振倒塌、外墙返碱等,并且水受热汽化后,产生膨胀力,造成搭接缝开裂、起鼓、外墙涂料起皮、污染墙体;当浸入建筑物的室内,使内墙装饰涂料起皮变色、壁纸开胶、木质装修变形等装饰功能破坏;若保温层被水浸,导热系数增大,直接对建筑物保温性能产生破坏;若建筑物内部浸泡,造成电线漏电短路的现象也时有发生。由此可见对建筑工程进行防水是绝对不可忽视的重要问题。

本论文根据四川省德阳市华夏建筑有限公司正在建设的四川建筑职业技术学院13#学生公寓工地的实际情况,分析造成建筑防水工程渗漏的诸多原因,认为要提高建筑防水工程的质量,应以材料为基础,以设计为前提,以施工为关键,以加强管理维护为手段进行综合治理。

1 防水材料的选择

防水材料的好坏,是能否提高建筑防水工程质量的基础。目前,我国的防水材料飞速发展,产品种类繁多,无论从品种上或质量上都是很难把握。从我国现阶段的新型防水材料总体结构比例上看,沥青防水材料为主要产品,占全部防水材料的75%,高分子防水卷材占15%左右,防水涂料及其他防水材料占10%左右。这些新型建筑防水材料大致分为七大类。即:防水卷材、防水涂料、密封材料、刚性防水、金属类防水材料、瓦类防水材料和堵漏止水材料。对于如此种类琳琅的建筑防水材料在选择上应该注意以下几点。

1.1 把国家标准推荐防水材料作为考虑的前提

建设部在2004年3月发布关于《建设部推广应用和限制禁止使用技术》的第218号公告中,推荐使用的防水卷材有SBS或APP改性沥青防水卷材(Ⅱ型)、三元乙丙橡胶(硫化型)、聚氯乙烯防水卷材(Ⅱ型);防水涂料有聚氨酯防水涂料、聚合物水泥防水涂料;密封材料有建筑用硅酮结构密封胶、硅酮建筑密封膏、聚硫建筑密封膏、聚氨酯建筑密封膏、丙烯酸酯建筑密封膏,并对其主要技术性能、特点及适用范围分别做出规定。

1.2 根据设计要求,工程实际情况,市场价格等方面因素考虑选择防水材料

由于防水材料必须满足不同功能、不同技术要求的防水工程。因此在符合材料质量指标时,根据工程需要而确定,不一定是产品标准中的最高或最低指标的要求。同时兼顾市场需求,争取做到防水功能与价格合理统一。

2 防水工程设计的合理性

建筑工程的防水设计合理性,是能否确保防水工程质量的前提。因此对于建筑防水工程应遵守“因地制宜、防排结合、刚柔并济、整体密封”的原则进行设计。应根据当地的气温差、日照强度、年降水量、屋面坡度、防水层形式以及结构大小等具体情况,进行防水工程设计。同时考虑屋面、地下室、卫浴间等渗漏水集中发生部位的急时排水情况,防止水量堆积。选择防水材料时不要只考虑刚性防水,不做柔性防水,以免造成空隙渗漏。防水工程一定要做到整体密封,不可犯只做外墙防水,不做地板防水的这种掩耳盗铃的错误。

3 防水工程的精心施工

如果有合格的防水材料,合理的防水的防水设计,但施工不认真,施工质量低劣,仍然会发生渗漏。因此,精心的施工,是提高防水工程质量的关键。防水工程的施工是一项技术性强、标准要求高的防水材料再加工过程,因此必须由经过专业技术培训,熟悉施工规范和防水材料性能特点懂得防水技术的专业防水施工队伍进行施工。严格按设计图纸和施工技术规范进行,一丝不苟、精心操作,分工序、分层次进行验收,对节点部位处理认真,不可留下任何渗漏的隐患。不要赶工期、抢进度急于完成防水工程。

4 加强管理维护是延长防水工程的重要手段

建筑房屋在长期的使用过程中,常常由于人为的损坏、严寒酷暑的温差、冰雹雨水的冲刷、材料的老化、应力作用下的反复变形以及垃圾尘土堆积堵塞等因素的作用使防水工程遭到损坏,而导致渗漏,因此加强管理维护是提高防水工程质量的重要手段。需要定期对于屋面、地下室、外墙、卫浴间的防水工程里细部节点构造处、材料之间的衔接处、不同平面之间的衔接处等容易产生渗漏的地方进行保养维护,如发现渗漏及时选择合理的方案返修,这样对于延长防水工程使用年限具有十分重要的意义。

摘要:本文分析了防水工程造成渗漏水的主要原因,以及渗漏水给人们日常生活和建筑实体带来的危害。认为要提高建筑防水工程质量要从材料、设计、施工、管理维护等方面进行综合治理。

关键词:防水工程,材料,设计,施工,管理维护

参考文献

[1]廖锦清.谈谈建筑防水工程的质量控制[J].民营科技,2009,4:202.

[2]林军.当前建筑防水工程存在的问题及改善[J].铁道建设,2009,1:47~51.

[3]李晓东.论建筑防水材料[J].林业科技情报,2008,3:75~77.

[4]张崇稳.论建筑防水工程施工的质量控制措施[J].工程技术,2008,3:185.

工程性能 篇4

关键词:波动载荷 工程机械 液压底盘

0 引言

工程机械运行的过程中,荷载通常呈现出不同的变化状态。但这种变化状态,影响着整体驱动系统的驱动力。基于此,针对工程机械性能研究十分必要,特别是处于波动载荷下工程机械液压底盘性能以及实验技术方面的研究。

1 性能研究

在当前的波动载荷下,对工程机械液压底盘性能进行研究。谈及波动载荷,影响着工程机械的动力性、燃油经济性以及系统安全性。基于具体实践过程进行分析,对工程机械底盘性能的研究,有着极其重要的意义。

1.1 问题的提出

关于工程机械本身的液压底盘而言,良好的动力性以及经济性的原则能够充分协调工程机械的稳定性。不论是在驱动层面还是在经济效益的层面,具有积极意义。基于实质角度分析可以发现,机械系统为机械自身提供原动力,促使机械能够良好运行。但为了营造良好机械运行环境,需要借助模拟的环境实现对整个工程机械液压底盘性能的影响进行评估,进而制定科学合理的技术方案,改善系统运行环境,为提高工程机械液压整体性能奠定基础保障[1]。

1.2 研究方向与内容

针对当前研究环境分析可以发现,基于工程机械液压底盘的研究已经屡见不鲜,并且在当前的研究领域中,由于受到波动载荷方面的影响,自虚拟的操作平台当中囊括了整个驱动系统以及各项加载系统当中的内容。因此,在目前已经得出结果的研究下,需要针对不同的系统模块进行液压底盘分析,为模块化运行提供基础保障。

基于现代工程机械领域当中的所有研究内容分析能够发现,其中包含的内容具备多样性的特点,涉及到机械、电力以及液压等各个环节,而液压底盘方面的研究属于相对复杂的研究领域。基于该研究内容,具体内容主要包括以下几个方面:①液压底盘运转效率研究;②运用二次调节技术手段,实现对于工程机械液压底盘的动态性能研究;③整个工程机械驱动系统的驱动力研究。针对上述各项内容的明确,是此次开展研究的核心内容,同时也是此次研究需要论证的具体问题。基于具体实践角度分析可以发现,基于机械液压底盘性能方面的运营,其可行性值得论证。

2 实验技术分析

工程机械系统液压底盘能够发挥实效,则需要波动载荷能够维持良好的自适应程度。一旦自适应的效果良好,则充分意味着该系统的表现与性能。在此次试验技术分析过程中,通过模拟的方式,确保工程机械设备本身的性能得到提升。

2.1 实验设备准备

实验设备的前期准备是实验开展的前提条件,进行具体实验分析,需要构建一个工程机械装置的操控平台,将此平台作为研究基础,添加辅助设备。在充分结合物理学特质以及力学特点的同时,需要充分发挥出实践效果以及效能因素。设计试验台加载体系,为后续理论以及运转提供基本理论,使得效能分析能够更加直观。在该实验准备过程中,由于采用二次协调技术,实现对能量的回收,并进行再次利用,发挥出节能效果,为提高机械稳定性以及经济型提供基础保障。关于二次协调的技术的原理图如下图1所示:

图1 二次协调技术原理图

基于上图可以发现,1表示为工作泵;2表示为二位四通电磁阀;3、4表示为二通插装阀;5、6表示比例溢流阀。各个设备的构成,使得二次协调技术得以实现[2]。

2.2 实验技术效能分析

由于此次试验基于波动载荷的基础之上,在统计时需要运用随机统计方法,确保在进行实验处理的过程中,控制波动载荷的影响程度。只有这样,才能够在波动载荷的基础之上,实现对非平稳数据分析结果的检测,满足确定性的考量机械驱动系统运行的平稳性分析。通过此种方法,能够满足函数表达式对于影响因素的分析,得出工程机械液压底盘系统的具体性能。

2.3 实验结果与分析

此次试验开展中,多数的实验手段主要是通过仿真软件得以实现,确保将实验平台之上的各项单一的实验设备以及元件通过信息技术的软件进一步模拟。将实物与虚拟模拟设备结合,验证性能。完成模拟实验之后,经检测,工程机械液压底盘受到波动载荷参数变化状况的影响较大。可见,波动载荷对于性能层面以及存在影响,在进行具体性能评估与操作时,则需要按照该原理以及该角度进行具体分析。基于实践的角度来看,为充分降低波动荷载负荷下对于整个系统的运行效果的影响,将误差降至最低,需要重视输入信号来源,明确压力指标,对系统当中的节点进行充分的掌握。关于在实验过程中调节之后的工程机械液压底盘如下图2所示:

图2 实验框架示意图

在上图中,其中1、2、3、4、11主要表示两位两通电磁转向阀;5、6表示三位四通电磁转向阀;7表示高速阀装置;9表示比例压力控制阀;8、10、13表示机械系统运行中的安全阀;12、14、15表示泵源。

在整个实验结构以及框架当中,其中涉及到的各项实验设备与实验结构,框架相对清晰,能够符合运作机理以及运作效用[3]。基于波动载荷下得出的结论,需要分析并阐述工程机械液压底盘驱动方面的整体运行状况,避免由于產生的波动载荷过大,导致性能检测结果无法得到保障。

在具体实验结束之后,实验结果表明,系统性能以及波动载荷,工程机械液压驱动系统当中的整体性能也将发生改变。

3 结论

综上所述,工程机械设备的运行,需要满足节能要求以及系统高效运转的目标。在此次研究中,基于波动载荷的基础之上,对于液压设备性能进行检测并改进。在未来,对于波动载荷下工程机械液压设备依旧需要进行性能的完善,为工程机械发挥出更好的效用提供基础。

参考文献:

[1]韩芳.波动载荷下工程机械液压底盘性能及实验技术研究[J].企业技术开发,2015,4(01):145-146.

[2]马登成,杨士敏,马登慧,等.工程机械波动载荷分析与模拟方法研究[J].甘肃农业大学学报,2013,10(03):136-143.

[3]冯忠绪,杨士敏.自制工程机械专业实验设备研究与实践[J].实验技术与管理,2011,4(01):51-54.

建筑工程混凝土性能研究 篇5

关键词:混凝土,性能,技术要求,结构材料,高强度,建筑工程

引言: 当前, 现代水泥工业、水泥加工工艺和施工技术飞快发展, 凝土材料品种不断增多, 因此新型混凝土材料在工程建设中的地位显得日益重要。众所周知, 钢筋混凝土结合了钢筋与混凝土的优点, 造价较低, 是土木工程结构中的首选材料, 也是新世纪最常用的结构形式之一。混凝土是现阶段建筑工程最主要的材料之一, 在住宅、商业、办公等中高层建筑中应用广泛, 其显著的特点构成了建筑工程的主要构件。因此, 在建筑施工中, 对混凝土的施工质量控制成了重要的一个环节, 通过有效的措施合理的控制及预防其质量问题的产生, 使建筑工程无论在外观上, 还是空间上达到更高的要求。

1.我国建筑行业的发展情况

自改革开放以来, 我国建筑业发展迅速。在“基于科学发展, 注重自主创新, 完善体制机制, 促进和谐社会”, 我国建筑行业已经在一个新的角度看发展的前景。进入21 世纪后, 我国建筑业企业扩大生产规模, 更加注重产业的全面健康发展, 完善法律法规, 规范市场秩序, 节能绿色建筑的发展, 提高人员的质量, 提高项目的质量, 促进科技创新, 促进信息化建设

2.新型混凝土材料的应用前景

通过材料研选、采用特殊工艺、制造出来的具有特殊结构与表面特性的混凝土, 能减少环境负荷, 并能与生态环境相协调, 从而为环保做出贡献的新型混凝土材料在我国的应用虽然才刚刚起步, 但其发展前景被众多建筑人士所看好。因此, 新型混凝土材料应向着智能化、规模化、理论化、体系化和集成化方向发展, 以适应经济全球化的发展模式, 促进我国建筑界更广阔的发展。总而言之, 随着环境保护、保持生态多样性及维持社会可持续发展的呼声日益高涨, 新型混凝土材料的应用会越来越得到世界各国材料与环境学者的重视, 我们相信, 只要我们都意识到新型混凝土材料性能研究的重要性, 通过全面推进新型混凝土材料在我国建筑中的应用工作, 可以预见未来的我国建筑业必定进入一个全新的建筑时代。

3.加气混凝土的性能

加气混凝土作为一种新型墙体材料, 具有材料来源广、性能稳定、质轻、施工方便、造价较低, 而且保温、隔热、耐火性能好等优点, 是迄今能够同时满足墙材革新和节能50%要求的唯一墙体材料。

(1) 保温隔热性能。

干体积密度为400-700m /立方米的加气混凝土, 其导热系数通常为0.09~0.17W (W/m·k) , 粘土砖约为0.8~1.0 (W/m·k) , 普通水泥混凝土则高达1.45~1.75 (W/m·k) , 所以, 加气混凝土外墙, 其保温效果与49cm的粘土砖墙相当, 从而增加了建筑物的使用面积, 节约了采暖用煤。

(2) 阻燃性能。

在表面接触明火的情况下, 加气混凝土墙体可保持其强度的时间达180 min以上, 仅在180min后烟气才能通过, 即加气混凝土墙可保持其阻燃性180min以上。在把加气混凝土墙壁的一面幕尽于1000℃的明火达180 min后, 相对应的未基露于火焰一面的温度仅为85℃。此外, 加气混凝土的声学性能, 耐火性能和水蒸汽渗透性能也得到广泛的应用。目前, 通过改变混凝土材料中集料的级配、选用不同的集料、添加各种外加剂 (如减水剂、引气剂等) 以及添加一些其他的填料 (如纤维、各种聚合物材料等) 来改善混凝土的某些性能, 人们已经得到了许多具有良好品质的混凝土材料。如:导电混凝土、屏蔽电波及磁场混凝土、应力应变和损伤自检混凝土、调湿和温度自测混凝土等等。

4.致使混凝土产生裂缝的原因

在建筑施工过程中致使混凝土建筑物产生裂缝的原因有很多, 大致可分为内部和外部两大类, 其中内部包括原材料的质量不合格、基础沉降不均匀、模板变形、建筑结构不合理, 混凝土在进行硬化工作时放出的水化热, 内部温度升高与混凝土表面的温度形成反差, 引起拉应力的产生, 在之后的降温工作中, 由于基础和之前已成型的混凝土约束, 在混凝土内部又将会形成拉应力等等;外部原因就是指气温及周围环境湿度变化;既当这些拉应力大于混凝土所能承受的抗裂能力时, 则会产生裂缝。在现时情况中, 混凝土内部与外部往往有强烈的反差, 一般强况下混凝土的内部湿度变化慢且小而外部由于各种因素的影响湿度的变化更为剧烈。另一种造成裂缝的原因是由于养护不当, 湿度不能保持稳定, 混凝土的内外部受到的约束力不一样, 致使裂缝的发生。其次, 由于混凝土本身的脆性和不均匀性, 在运输和使用浇筑过程中, 在不均匀的部位极容易产生裂缝。在钢筋混凝土中, 拉应力主要是由钢筋承担, 混凝土只是承受压应力;在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力, 则需依靠混凝土自身承担。

5.常见的混凝土裂缝处理的基本方法

5.1 表面处理法

表面处理方法是裂缝仅在建筑工程表层, 并没有深入到混凝土内部, 因此补修的方法比较简单。施工工人在发现这种类型的裂缝时可以采取表面涂抹和表面贴补法。也就是说工人可以通过用简单的施工仪器将浆材灌入到裂缝面积延伸不大, 深度较小的裂缝当中。表面贴补适用于大面积漏水, 这样容易确定具体漏水的位置, 并且使用表面贴补可以对裂缝进行大面积的补修, 虽然比较浪费材料, 但是这么做至少确保了裂缝不会在雨天、雪天被灌入积水或者积雪。

5.2 填充法

填充法指的是裂缝宽度小于0.3 毫米、深度较浅、或是裂缝中有充填物, 用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽, 然后作填充处理。填充采用的是工程中剩余的材料对裂缝进行修补。这样做既可以节省建筑成本, 而且用填充法操作简单、费用低, 不需要单独调用麻烦的机器来帮助修补裂缝, 人工就可以做到, 为工程节约了不少时间。

5.3 灌浆法

灌浆法可以采用压送设备 (压力0.2~0.4Mpa) 将补缝浆液注入砼裂隙, 也可以采用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝。前者的优点是能够与空气隔离开来达到闭塞的目的, 密封性效果比较好, 后者是不用电力, 为整个建筑工程节省了电费, 并且也不用拖着机器拉着电线整个施工场地来回跑, 省时省力, 方便效果也非常理想。

6.混凝土裂缝预防措施

6.1 降低温度应力

裂缝的预防, 可以从从温度控制和其他影响温度的因素着手。一是温度的控制。其方法是:改善材料的配置及选材, 选用混凝土时使用干硬性的, 另外可以调配混合料以及塑化剂的比例投入施工使用, 以降低混凝土中水泥的用量;在对混凝土进行搅拌工作时, 可以事先将碎石用水降温, 这样可以有效降低在浇筑混凝土时产生的高温, 另外在炎热天气进行混凝土浇筑施工时, 为了使散热更快, 可以在混凝土浇筑时适当减少浇筑的厚度, 也可以在混凝土中埋设水管, 利用冷水降温, 另外在拆模时, 气温会骤降, 为了防止形成温差梯度, 混凝土出现裂缝, 因此在拆模时, 要进行保温工作, 避免裂缝的产生。施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构, 在寒冷季节采取保温措施。

6.2 拆模防护

在进行混凝土的施工过程中, 模板是有限的, 为了使模板的使用率提高, 因此拆模时间要更早, 当室温低于混凝土的温度, 拆模的时间就要重新考虑, 调整, 以避免早起裂缝的产生。混凝土浇筑塑型时间不够, 过早拆模会使混凝土表面形成拉应力促使温度冲击状况的产生, 由于水化热的散发, 表面引起相当大的拉应力, 此时表面温度亦较气温为高, 此时拆除模板, 表面温度骤降, 必然引起温度梯度, 从而在表面附加一拉应力, 与水化热应力叠加, 再加上混凝土干缩, 表面的拉应力达到很大的数值, 就有导致裂缝的危险, 但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小, 因为大体积混凝土的含筋率极低, 只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下, 钢的各项性能是稳定的, 而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小, 在温度变化时两者间只发生很小的内应力。

7.科学配制混凝土是保证质量的先决条件

7.1 混凝土施工配合比的换算

试验室所确定的配合比, 其各级骨料不含有超逊径颗粒, 且以饱和面干状态。但施工时, 各级骨料中常含有一定量超逊径颗粒, 而且其含水量常超过饱和面干状态。因此应根据实测骨料超逊径含量及砂石表面含水率, 将试验室配合比换算为施工配合比。其目的在于准确的实现试验室配合比, 而不是改变试验室配合比。调整量= (该级超径量与逊径量之和) - (次一级超径量+上一级逊径量)

7.2 混凝土施工配合比的调整

试验室所确定的混凝土配合比, 其和易性不一定能与实际施工条件完全适合, 或当施工设备、运输方法或运输距离, 施工气候等条件发生变化时, 所要求的混凝土坍落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求, 需将混凝土含水率及用水量做适当调整 (保持水灰比不变) 。

7.3 需满足工程技术性能及施工工艺的要求

水工素混凝土和少筋混凝土配制坍落度一般为3-5cm, 配筋率超过1%的钢筋混凝土配制坍落度一般为7-9cm, 对于桥梁施工中的箱梁采用泵送施工, 混凝土配制坍落度一般为10-14cm, 初凝时间在4 小时以上, 强度为45Mpa的缓凝早强混凝土;灌注桩要求配制强度为35Mpa, 凝结时间在10 小时以上, 坍落度一般为18-22cm的大坍落度超缓凝混凝土。按通常的配制方法使混凝土达到上述工程技术性能是困难的, 为改善混凝土性能, 提高混凝土强度, 达到工程各部位对混凝土各种性能的要求, 在混凝土中掺入不同类型的外加剂, 改善混凝土性能的科学配制, 优化混凝土的配合比, 在施工中效果明显。灌注桩用混凝土, 按通常的配制方法, 当水泥用量为420kg/m (水灰比为0.56) h, 混凝土的强度才能达到35Mpa, 但由于坍落度 (18-22cm) 过大, 均质性差, 和易性不好, 凝结时间也达不到缓凝10h, 以上的超大型缓凝要求。在配制混凝土中掺入1%的减水剂优化配合比。水泥用量每1m混凝土可节省40 公斤左右, 而且在坍落度达到18-22cm情况下, 均质性、和易性良好, 凝结时间也可以缓凝到10h以上。

8. 混凝土浇筑振捣过程是混凝土质量控制的主要环节

混凝土配合比设计、原材料的质量、配料准确、搅拌均匀运输, 浇筑振实成型, 养护等整个施工环节中, 浇筑振实成型是主要的环节。在混凝土浇筑成型时, 由于没有振实所产生的外观上的气孔、麻面、蜂窝、孔洞、裂隙等质量问题, 易引起重视, 但由于振捣不良, 所产生的内部蜂窝、孔洞所导致的内在质量问题, 人们容易忽视。而混凝土内在质量缺陷, 同样引起混凝土结构物的破坏。所以, 混凝土振捣应引起施工人员足够重视, 质检员应采取相应的有效措施, 使混凝土振捣良好。

9.混凝土受各种因素影响而产生变形也要引起足够重视

混凝土的变形主要有硬化过程的自生体积变形, 湿胀干缩变形, 温度变形和在荷载作用下的变形。混凝土的湿胀干缩是由于混凝土中水分的变形而引起的, 干缩裂缝产生的原因是:混凝土成形后, 养护不良, 受到风吹日晒, 表面水分蒸发快、体积收缩受到内部混凝土的约束, 出现拉应力, 引起混凝土表面开裂;或者构件水分蒸发, 产生的体积收缩受到地基或垫层的约束。

总结:

房屋建筑施工过程中混凝土的施工是一项专业性非常强的综合作业, 必须确保房屋建筑工程的施工质量。高性能混凝土的研制, 突破了以往的混凝土的技术性能缺陷, 同时也对节能、工程质量、环境维护等方面产生了积极的影响。因此, 高性能混凝土研制成功是混凝土发展历程中的重要里程碑, 也是混凝土技术性能进步的标志, 其在工程上的应用范畴将越来越广泛, 取得更好的技术经济效应。

参考文献

[1]闫向群, 张莉;关于钢筋混凝土结构中裂缝问题的探讨[J];吉林建材;2004年03期

[2]杨嗣信;吴琏;当前在建筑设计和施工中急需解决的若干问题的探讨[J];施工技术;2006年05期

[3]刘西拉;樊静;通过现场测试结果修正钢筋混凝土结构的可靠度[A];混凝土结构基本理论及应用第二届学术讨论会论文集 (第三卷) [C];2009年

塔器的性能研究及工程应用分析 篇6

1 实验数据及其分析

1.1 实验介绍

本实验为冷模实验,设备为1600 mm×400 mm的矩形塔。实验过程如下:采用空气-水系统,空气由鼓风机输入,气体流量由毕托管测定;自来水用离心泵输送,液体流量由转子流量计设定,由实验塔板流出的液体返回水槽循环使用。塔板为浮阀塔板和固阀塔板,开孔率均为12.9%,板间距HT为600 mm,出口堰高hw为50 mm。

1.2 压降的比较及分析

塔板压降一般分为两类:干板压降和湿板压降。所谓干板压降即塔板上没有液体时的压降;湿板压降即塔板上有液层时的压降,包括干板压降,液层压降,克服浮阀自身重力的压降和克服液体表面张力的压降[1,2]。

在液流强度为0、45 m3/(m·h)时,分别测定固阀塔板和浮阀塔板的压降,结果见图4。由图4可知,固阀塔板的干板压降和湿板压降均小于浮阀塔板,其原因主要是浮阀塔板需要克服浮阀自身的重力。从图4中也可以看出:在气速较小时,浮阀塔板和固阀塔版的干板压降差别较大;在气速较大时,浮阀塔板和固阀塔版的干板压降差别较小。其原因是:当气速较小时,浮阀塔板上浮阀开度较小,气体通过浮阀塔板的面积小于对应的固阀塔板,而阀孔气速高于对应的固阀塔板,导致固阀塔板和浮阀塔板压降差别较大;当气速较大时,浮阀塔板上浮阀全开,固阀塔板和浮阀塔板的气体通过面积没有太大差别,此时二者的压差主要是浮阀自身重量造成的,而且此时浮阀自身重力引起的压降在浮阀塔板的湿板压降中所占的比重减少,导致了固阀塔板和浮阀塔板的压降差别较小。从图4还可以看出:固阀塔板的湿板压降和浮阀塔板的湿板压降之差随气速变化不大。其原因在于:清液层对浮阀的开度起了一定的调节作用,且由于清液层的存在,浮阀自身的重力引起的压降在湿板压降中占比变小,且波动较小。由于固阀压降低于浮阀,因此从工厂节能的角度考虑,工程设计可以优先选用固阀,尤其是在操作压力较低时,其节能效果尤其明显[1]。

实验过程中也测定了液流强度和阀孔动能因子对固阀塔板的压降的影响,实验结果见图5。由图5可以看出:当阀孔动能因子在5至12 m/s·(kg/m3)1/2时,塔板压降变化平稳;当阀孔动能大于13 m/s·(kg/m3)1/2时,塔板压降急剧增加。因此为了降低压降和塔器的稳定操作,推荐动能因子不要大于12 m/s·(kg/m3)1/2,但是当塔板压降并不是决定因素时,阀孔动能因子可以适当提高[4,5]。

1.3 雾沫夹带的比较及分析

在液流强度为45 m3/(m·h)的条件下,固阀塔板和浮阀塔板的雾沫夹带率的实验结果见图6。由图6可知:在相同气速下,固阀塔板的雾沫夹带率比浮阀塔板略低。其原因在于:固阀塔板的液面梯度较小;由于气体分布不均,导致浮阀塔板上不同的浮阀开度不同;由于通过浮阀塔板的气体波动,导致浮阀塔板上单个浮阀开度在一直变化。多个因素叠加和互相影响,导致通过浮阀的气体夹带了更多的液体至上层塔板。因此,当遇到由于雾沫夹带导致浮阀塔不能正常操作,改造时可以考虑更换为固阀塔板;或者当气相通量较大时,也可以考虑使用固阀塔板。

实验中测定了不同液流强度下的雾沫夹带率与阀孔动能因子的关系,结果见图7。气速的上限一般受雾沫夹带的限制。由图7可以看出:当阀孔动能因子低于17 m/s·(kg/m3)1/2时,雾沫夹带率小于10%;甚至有的工况下,阀孔动能因子高于20 m/s·(kg/m3)1/2时,雾沫夹带依然低于10%。因此,当塔板压降不是决定因素时,阀孔动能因子可以适当提高[4,5]。

1.4 泄漏率的比较及分析

在液流强度L为45 m3/(h·m)时,分别测定了阀孔动能因子对固阀塔板和浮阀塔板泄漏率的影响,实验数据见图8。从图8中可以看出:在相同气速下,固阀的泄漏率大于浮阀。其原因是:浮阀可以通过改变阀孔开度,调节阀孔气速,降低泄漏率。

从图8还可以看到:对于浮阀,当阀孔动能因子小于5 m/s·(kg/m3)1/2时,泄漏率急剧增加;对于固阀,当阀孔动能因子小于8 m/s·(kg/m3)1/2时,泄漏率急剧增加。因此在工程设计中,浮阀阀孔动能因子应不小于5 m/s·(kg/m3)1/2;固阀阀孔动能因子应不小于8 m/s·(kg/m3)1/2[4,5]。

2 结论

(1)本文通过对固阀塔板和浮阀塔板性能的研究和比较,得到:固阀塔板的压降低于浮阀塔板,雾沫夹带率低于浮阀塔板,泄漏率比浮阀塔板略高。

(2)本文通过研究阀孔动能因子对固阀和浮阀塔板水力学影响,找到了适合固阀塔板和浮阀塔板的阀孔动能因子,可以用于塔板类型的选择、扩能改造和节能等。

(3)鉴于固阀、浮阀塔板良好的水力学性能,且结构简单易于清理,可以广泛应用于化工、石油化工、制药和炼油等产业,对提高生产能力,改善产品质量和节能将会有很明显的经济效果。

参考文献

[1]李玉安.梯形导向浮阀塔板的流体力学和传质性能的研究[J].华东理工大学学报,1996,22(4):406-411.

[2]孙兰义,刘立新,杨德连.半椭圆固阀塔板性能研究[J].化工进展,2007,26(6):878-881.

[3]兰州石油机械研究所.现代塔器技术[M].北京:中国石化出版社,2005:200-400.

[4]中国石化工程建设公司.塔器工艺设计规定[S].中国石油化工集团公司企业标准,2008:1-23.

工程性能 篇7

关键词:细砂,基床表层,填料,物理力学性能

新建三北羊场至上海庙地方铁路路基采用国铁Ⅱ级次重型铁路标准, 线路走行于毛乌素沙漠西缘, 地形相对开阔, 波状起伏, 线路通过地带大部分为固定沙丘 (地) 、半固定沙丘 (地) , 局部存在流动沙丘、流动沙地, 沿线地层主要为粉细砂及泥岩夹砂岩。根据《铁路路基设计规范》要求, Ⅱ级铁路基床表层应优先选用A组填料, 其次为B组填料, 对不符合要求的填料, 应采取土质改良或加固措施。由于泥岩具弱膨胀性, 不宜作为路基填料, 绝大多数地段需采用粉细砂作为路基填料;通过对当地粉细砂土样的土工试验, 粉细砂为C组填料, 不能作为基床表层的填料使用, 须采用土质改良措施。因此, 对粉细砂改良后的物理力学性质进行详细的试验研究是非常必要的。文中按照TB 10001-2005, J 447-2005铁路路基设计规范对路基填料的要求, 从工程试验的角度研究了水泥改良细砂后的物理力学性能。

1试验方法

试验按照TB 10102-2004, J 338-2004铁路工程土工试验规程进行。土样取自DK78+600取土场, 水泥采用普通硅酸盐P.O32.5水泥, 预定水泥掺量为3%, 5%, 7%。制件过程严格控制试件质量、试件高度和试件的含水率, 养生时采用塑料薄膜密封、同组试件装箱放置, 养生温度为20 ℃±2 ℃。

采用重型击实试验法测定其不同水泥掺量下的最大干密度和最优含水量, 试件压实系数采用0.93, 根据不同水泥掺量的最优含水量制备试件, 分别进行了龄期7 d与14 d的压缩试验、三轴剪切试验及无侧限抗压强度试验。

2试验结果及分析

2.1 筛分试验

通过筛分试验, 粒径0.5 mm~0.25 mm的颗粒质量占土样质量的1.4%, 粒径0.25 mm~0.075 mm的颗粒质量占土样质量的95.2%, 粒径小于0.075 mm的颗粒质量占土样质量的3.4%。粒径大于0.075 mm的颗粒质量超过土样总质量的85%, 土样定名为细砂。

2.2 击实试验

试验采用重型击实试验, 试验结果见表1及图1。

通过表1及图1分析:1) 水泥掺量大的土样击实曲线较陡;2) 最大干密度、最优含水率随水泥掺量的增大而增大;3) 水泥掺量大于5%时, 最优含水量变化较大, 而最大干密度变化较小。

2.3 压缩试验

采用压实系数0.93的试样在最优含水率、饱和含水率状态下分别进行压缩试验, 试验结果见表2, 表3及图2, 图3。

通过表2, 表3及图2, 图3分析:1) 在最优含水率及饱和含水率的状态下, 水泥掺量3%, 5%, 7%的土样均为低压缩性土。2) 压缩模量随水泥掺量的增大而增大, 压缩系数随水泥掺量的增大而减小。3) 在相同龄期、相同水泥掺量条件下, 试样在最优含水率状态下的压缩性小于饱和含水率状态下压缩性。4) 试验结果表明, 在同一压力变化范围内随着水泥掺量的增加土的压缩性变小。

2.4 三轴剪切试验

土的抗剪强度指标有内摩擦角 (φ) 和粘聚力 (c) , 其极限状态的大小主应力应满足以下条件:

σ1=σ3×tan2 (45°+φ/2) +2×c×tan (45°+φ/2) (1)

A=tan2 (45°+φ/2) , B=2×ctan (45°+φ/2) , 则得:

σ1=A×σ3+B (2)

由最小二乘法原理可得:

A=Νσ1σ3-σ1σ3Νσ32- (σ3) 2,

B=σ1σ32-σ1σ3σ3Νσ32- (σ3) 2

其中, Nσ3与σ1试验值的组数。

三轴剪切试验是在圆柱形试样上施加最大主应力 (轴向应力) σ1和最小应力σ3, 保持σ3不变, 改变σ1, 使试样中的剪应力逐渐增加, 直到达到极限平衡破坏, 通过3个~4个试样的不同σ3的试验, 求得土的抗剪强度。本次试验采用不固结不排水 (UU) 试验, 试验结果见表4。

2.5 无侧限抗压强度试验

无侧限抗压强度是土在侧面不受限制的条件下抵抗垂直压力的极限强度。试验结果见表5。

通过表5分析:1) 在相同龄期情况下, 随着水泥掺量的增加无侧限抗压强度增大。2) 相同水泥掺量的土样, 随着龄期的增加无侧限抗压强度增大。3) 在相同龄期、相同水泥掺量条件下, 试样在最优含水率状态下的无侧限抗压强度值大于饱和含水率状态下无侧限抗压强度值。4) 试验结果表明, 随着水泥掺量的增加土的无侧限抗压强度明显增大。

3水泥最佳掺量的确定

砂土的抗剪强度和无侧限抗压强度是工程设计的重要指标, 从技术经济和工程性能的角度, 水泥掺量的增加将增加工程费用, 而在实际工程中高掺量也难以达到。因此, 通过不同水泥掺量得出的力学指标来判断水泥的最佳掺量比具有重要的工程意义。

从工程试验的结果看, 掺加水泥后的细砂其压缩性、抗剪强度和无侧限抗压强度均得到明显的改善, 在最优含水率状态下, 水泥掺量5%, 7 d龄期时无侧限抗压强度值为0.30 MPa, 水泥掺量7%, 7 d龄期时无侧限抗压强度值为0.48 MPa, 参照《铁路路基规范》对Ⅱ级铁路基床表层填料的要求, 水泥掺量5%, 7%时的改良土均可作为路基基床表层填料使用。从节约工程投资和工程性能角度综合分析, 水泥掺量5%可作为最佳配比参考值。

4结语

1) 从以上水泥改良细砂试验可知, 细砂采用水泥改良后各项力学指标都得到了明显的改善, 且随着水泥掺量比的增加抗剪强度相应的增大, 水泥掺量5%可作为最佳配比参考值。

2) 应进一步结合工程实际, 现场测试研究水泥改良细砂的实际应用效果。

3) 结合我国在风沙地区修筑铁路的经验, 对于不缺乏A, B填料的铁路, 应优先采用A, B组填料填筑基床表层, 而对于缺乏A, B组填料的铁路, 采用何种掺合料对粉细砂进行改良缺乏工程试验研究及应用。本次试验是结合内蒙古地区三北羊场至上海庙地方铁路缺乏基床表层填料的情况下采用水泥对粉细砂进行了改良试验研究, 是否可采用其他掺合料进行改良还有待进一步的试验研究。

参考文献

[1]南京水利科学研究院土工研究所.土工试验技术手册[M].北京:人民交通出版社, 2003.

[2]TB 10102-2004, J 338-2004, 铁路工程土工试验规程[S].

[3]TB 10001-2005, J 447-2005, 铁路路基设计规范[S].

公路工程机械使用性能与维护 篇8

1 影响工程机械使用性能的主要因素

根据工程机械的使用特点, 结合公路路机械设备使用情况的体会, 总结出影响工程机械使用性能的六个主要因素。

1.1 走合期

新车首次使用必须进行走合或跑合运转。一般工程机械走合运转时间要在100h以上, 汽车走合里程在1000km以上, 负载在80%以下。有的单位对走合不重视, 表现在不走合就投产;长时间超负荷工作, 造成发动机拉缸抱瓦;长时间高速运转, 造成喷油器雾化不良、抱瓦、活塞烧顶、粘环, 甚至不能启动:操作时不看仪表, 机油温度和冷却温度过高时, 仍然工作;走合期内, 不检查机油平面和其它油面。

1.2 合理使用

如果一台发动机的使用寿命为一万小时, 使用得合理会延长上千小时。否则, 将提前损坏。不合理使用主要表现在:

(1) 不遵守操作规程不按规定使用机械, 连续超负荷, 使机械严重损坏。

(2) 施工中, 工序安排不合理未能创造良好的施工条件, 道路不平、灰尘多。柱塞副、喷油器及曲轴瓦等处严重磨损, 履带或轮胎行走机构也会加剧磨损。

(3) 保养不及时未能及时更换各种滤芯, 甚至完全卸去滤芯。

(4) 没有注意气温对机械使用寿命的影响气温过低, 影响燃油蒸发, 热量损失大.润滑油粘度大, 蓄电池工作能力降低, 导致发动机启动困难, 机件磨损加剧;气温过高。润滑油变稀, 机油压力降低, 油性变差, 加剧机件磨损。高温时, 离合器和制动器等机件也会因强烈磨擦而烧毁。

1.3 维修保养

及时的维修保养是保证工程机械正常工作, 充分发挥效能的关键。提高保养维修质量必须注意以下几点:

(1) 必须克服“重生产轻维修”的缺点, 日常保养与维护不能少;必须送修及时, 绝不允许带病作业;

(2) 条件必须具备, 在没有场地、设备等必要的条件时, 切勿勉强拆修, 因为不能保证修理质量;

(3) 拆装零件注意保管, 拆装前后, 零件要摆放整齐, 严防磕碰、日晒雨淋;

(4) 拆装要按一定的工艺进行:先总成, 后部件、零件, 要使用专用工具拆装, 切忌用榔头敲打;

(5) 尊重原件配合间隙, 装配间隙不能任意改变, 必须按使用说明书进行拆装, 装配后要作试运转。

1.4 润滑油

润滑油质量和数量对工程机械的正常工作都有很大影响。目前存在的主要问题是:

(1) 使用润滑油不分牌号, 这种情况造成变质、结胶.发动机烧坏、变速箱齿轮严重磨损;

(2) 未按使用说明书的要求及时更换润滑油, 不分季节不按要求更换和使用润滑油, 都能造成润滑油老化变质, 加速机械磨损;

(3) 使用质量不好或放置时间过长的润滑油, 在机件内不能形成油膜, 不起润滑作用。

1.5 封存

由于任务变化和条件影响而必须停机封存时, 必须妥善管理, 严防风吹、日晒、雨淋, 造成锈蚀和损坏。封存后, 最易产生以下两个弊病:

(1) 金属锈蚀:由于管理不善造成件零锈蚀后, 断面缩小, 强度降低, 失去使用价值。防止锈蚀的方法是不让金属零件裸露在空气中;

(2) 橡胶制品老化变质:老化的橡胶元件变质硬化, 强度降低, 出现裂缝和小洞, 失去弹性, 寿命大减。防止老化变质的方法是, 尽量避免阳光直射、避免高温, 防止与矿物油接触, 解除胎压。

1.6 机械事故

防止机械事故是延长使用寿命的重要措施。机械事故分为责任事故与非责任事故。造成机械事故的原因主要有几下个方面:

(1) 使用维护原因:维护保养不良、驾驶不当或缺油、缺水而导致机件损坏、变速箱与散热器等被损坏、翻车、工作装置断裂等;

(2) 水的原因:冬季不放水或放水不彻底, 以致冻坏发动机散热器与水箱等;

(3) 质检原因:修理质量差且未经检验就出厂、跑合不当而造成烧瓦或装配不牢、螺栓松动、各部组件分离、总成损坏;

(4) 管理原因:因管理不善而丢失主要随机附件和工具。

2 工程机械的维护

2.1 使用方面

为了延长施工机械的寿命, 在使用方面必须坚持实行“二定三包”制度 (定人、定机、包使用、包保管、包保养) , 机械操作人员要做到“三懂” (懂构造、懂原理、懂性能) , “四会” (会使用、会保养、会检查、会排除故障) , 正确使用机械, 严格执行安全技术操作规程, 并对机械设备实行目标成本管理, 将操作者经济效益与机械使用费 (如燃料电力费, 维修费, 保养费, 工具费等) 挂钩, 并加强对机管人员的职业道德教育与培训。这里需要特别指出的一个常被忽视的问题, 即环境因素对使用机械的影响。施工机械大部分是露天作业, 作业地点经常变动所以其性能受到作业场地的温度, 氯压, 污染, 路况及天气等因素的影响很大。不少施工单位由于忽视了环境因素对使用机械的影响, 未采取相应的保护性或适应性措施, 致使机械使用性能降低, 使用寿命缩短, 甚至酿成事故。如果在施工现场采取有效措施, 如经常使施工便道保持平整, 及时养护;雨天将便道上的水坑及时填平, 晴天经常洒水, 减少灰尘;修施工便道时因地制宜地减少坡度等, 都对延长机械寿命有利。

2.2 保养方面

对机械实行定期保养是延长机械寿命的关键。铁路施工单位对机械的保养有很多的明确规定, 但是不少施工单位对机械的保养有很多的明确规定, 但是不少施工单位一到工期紧, 任务重时往往忽视保养工作, 认为机械在政党运行, 没有故障, 无需停下来进行保养。因为保养能消除机械隐患, 若不及时保养, 往往会使机械设备出现大的故障, 甚至发生事故。这样既增加维修费用, 又耽误工程工期。

2.3 维修方面

维修工作是延长机械设备使用寿命的重要环节, 采用合理的维修方法可以有效地延长工程机械的使用寿命。

工程性能 篇9

【关键词】土壤固化剂;水利工程;应用

过去,我们在对水利工程的堤防进行加固处理的过程中,通常会采用加高或者加宽的方式,以此达到水利工程的施工设计要求。在防渗的处理上,通常会对堤基采用相应的截渗措施从而达到工程的设计要求。但是通过这些方法来对堤坡或者堤脚进行防渗加固处理时,往往会投入大量的财力,并且水利工程的位置也很难承受这样的加固处理。而土壤固化剂就是对土体结构进行处理,而且其具有经济环保、防渗抗压性能高等特性,根据其不断的改善与发展,相信在日后会代替混凝土等材料,以作为一种新型的建筑材料才进行工程的加固处理。土壤固化剂的使用非常简单,也就是根据土体结构的特性,在其中掺入适量的固化剂,然后将土壤与固化剂和匀并压实,这样就可以达到工程施工的要求。

1.高性能土壤固化剂的特点

高性能土壤固化剂由于具有经济环保、施工方便、成本低等优点被广泛应用到土木工程当中,尤其是在水利工程中,通过使用固化剂来改变土壤的结构,这样就可以是工程达到防渗漏的效果,并且保证了工程的质量。土壤固化剂由于具有非常多的优点而被土木工程所推崇,并且它也在逐渐替代过去的石灰、水泥等各种筑路材料,它能够有效的节约能源资源,具有经济成本低、环境污染少等特点。它是土木工程中实现可持续发展的新型技术之一。与传统的石灰、水泥相比,这种材料具有高性价比、经济和环境效益高等特点,并且它能够实现传统材料不能实现或解决的特殊问题,其运用范围非常广泛。目前已被运用在水利工程当中,以达到护坡、防渗的效果。

2.土壤固化剂的固化原理

土壤固化剂也就是根据土壤结构的特性,掺入适量的固化剂,以改变土壤的结构。它有利于将土壤中多余的水分通过结晶的方式固定下来,从而减低土壤表面的电流,增强土壤的电解质层的浓度,是土壤中的电解质颗粒凝聚起来,然后再填充土壤中的孔隙,最后再通过压实,从而使得土壤的密实度增高,稳定性增强,进而形成另一种土壤结构,此时的土壤就能够达到之前土壤达不到的密度,在工程中起到稳定的作用。土壤结构通过掺入土壤固化剂之后,其刚度、稳定性、剪力强度等都得到进一步的提高,这种不仅有利于充分发挥水利工程的质量,延长其使用寿命,还在一定程度上节约了经济成本,提高了工程的社会、经济、环境效益。

3.土壤固化剂的多重优势

对于需加固的土壤,根据土壤的物理和化学性质,只需掺入一定量的固化剂,经拌匀、压实处理,即可达到需要的性能指标。其特点是路用技术指标优良、工程造价低、施工方便、缩短工期,尤其是有利于生态环境保护。采用土壤固化剂可以替代大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石、砾石等传统筑路材料,节省资源、能源,节约土地,保护植被,大幅度减少二氧化碳等温室气体的排放量,有利于生态环境保护,经济、环境效益特别明显,是公路工程可持续发展的创新型交通技术之一。由于它比传统的水泥、石灰等土壤固化材料具有更好的性能和经济、环境效益。

3.1万能兼容

土壤的分析、实验是固化剂在应用中的繁杂前期,实验配比时间长,耽误工期影响施工,无论是粘土还是沙土、含高盐量还是有机质的土壤均能兼容,处理效果十分显著,是传统材料不能比的。

3.2远超国标

经过无数次专家试验和施工检测证明无侧限抗压强度、干密度、弯沉等各项指标远远超过国家标准。

3.3高斥水性

攻克了“防水、防翻浆遂:一固化剂真正的核心技术,这是大多数固化剂无法逾越的瓶颈,从而有效解决了基层因水浸泡下沉开裂的问题。

3.4节约工期

高性能的固化剂使原来的施工周期轻轻松松缩短到3—7天,有条件的地方碾压完毕即可正常通车。

3.5节约成本

节约大量外来路料的材料费、运杂费和施工、维护劳力费,可降低综合成本40~50%。

3.6施工简单

只要经过简单培训,应用传统的道路设计标准、简单的的施工流程、排水方式和施工方法即可。

3.7防热抗冻

优良的性能不受热、霜冻或潮气影响,抗冻能力极强,从而减少路面因低温缩裂、高温膨胀而损坏的现象。

3.8节能环保

传统筑路材料开采破坏植被,污染环境。尤其是石灰,水泥生产中要消耗大量的煤炭资源并释放大量的二氧化碳温室气体,加剧了全球温室效应。该技术减少了这些传统胶结材料的使用量,有利于节省资源和能源,有利于生态环境的保护。

3.9具有广泛的实用性

由于它比传统的水泥、石灰等土壤胶结材料具有更好的性能和经济、环境效益,还能解决水泥、石灰、粉煤灰等胶结材料在土壤加固时难以解决的一些特殊问题,具有独特的土壤固化效果和广泛的实用性,已经被广泛应用于公路的基层及底基层、建筑地基的处理等领域。

4.在堤防加固工程中的应用方法

4.1堤面道路

将土壤固化剂用于道路路基或路面,在国内外已有较为成熟的应用经验。固化堤面不仅可以方便交通和汛期抢险,而且可以防止雨水在堤顶渗透给大堤造成的破坏。

4.2护坡

护坡的主要作用是防止波浪对堤身的破坏,造成护坡破坏的主要原因有(1)护面材料的重量不足或厚度不够,不能阻止破碎波射流的冲击和坡面波动水流的冲刷,以及内压力的浮托作用;(2)坡面的保护范围不够,在边界处土料遭到冲蚀,以至于损及护面层本身;(3)堤身压实质量差,产生不均匀沉陷,引起护坡面板塌陷倾毁。在波浪较小地区,一般采用干砌石护坡;在波浪较大地区,多采用浆砌石护坡或预制的钢筋混凝土板铺砌;在护坡工程中采用土壤固化剂固化当地的土壤或天然砂砾石料,可以根据不同工况的需要制作护坡,从而达到防冲防浪的目的。制作护坡前,应进行坡面压实,斜坡压实可采用斜坡振动碾压实,也可采用电动打夯机夯实。坡面压实前应清除原坡面杂草、根系和表面腐植土层,测定原始干密度、含水量,作为护坡加固的参考依据。

5.总结

水利工程总会受到多种自然条件的影响其中就包括土质,造成的工作状态也复杂复杂,因此工程技术人员应有忧患意识,在设计和施工等主要环节,严格把好质量关。土壤固化剂作为一种新型的堤防加固材料,尚没有形成统一的行业规范,土壤固化剂在水利工程施工中应用及质量检验和控制方法,目前也没有统一的标准,因此采用土壤固化剂固化砂卵石料。

【参考文献】

[1]邵仁建,章伟平.土壤固化剂在渠道防渗工程中的应用[J].江西水利科技,2002,(02).

工程性能 篇10

我国煤矿工程地质和水文地质条件复杂, 矿井水害是我国煤矿开采中普遍且经常发生的地质灾害, 也是影响矿山安全生产的重要不安全因素。注浆法是治理矿井水害及破碎围岩加固的重要技术方法。目前工程中最常用的注浆材料是水泥浆液, 很多机构也研制出了可注性较好的化学注浆材料, 但是水泥浆液和化学浆液都有其固定的缺点。针对水泥浆材和化学浆材的优缺点, 本文中把水泥浆液与脲醛树脂化学浆液结合起来, 形成具有新组分、新特点的多组分体系的“复合浆液”, 使其每种组分都不同程度地发挥作用, 并利用试验来初步分析其工程性质, 以期得到一定的工程利用价值。

1 水泥基复合浆液作用机理及配比试验

脲醛树脂与水泥共混后, 一部分脲醛树脂浆液中的羟甲基-CH2OH会和水泥的水化产物Ca (OH) 2发生下述反应[1]:

以及-NHCH2OH与水泥中含有的多价金属化合物及其盐类发生类似上述配位反应。这些多价金属主要是Fe3+、Fe2+、Mg2+、Al3+等。这些反应均使树脂与水泥在硬化过程中能形成无数张纵横交错的网, 结成一个强度很高的整体。

以水泥浆液作为主剂 (用425#普通硅酸盐水泥配制, 水灰比为1∶1) , 以脲醛树脂浆液作为减水剂和饱和剂, 二者以不同比例 (重量比) 混合后再添加不同比例 (重量比) 的碱性促凝剂进行配比试验, 其结果如表1、图1、图2所示。

根据试验结果可知:碱性促凝剂能够有效地缩短混合浆液的凝胶时间, 另一方面, 固结体强度随促凝剂用量加大而降低, 而加大脲醛树脂浆液比例则有利于提高固化强度。分析认为, 树脂浆液的加入可以有效地分散水泥颗粒, 影响水泥聚集, 从而延长了水泥浆液的凝胶时间。但树脂浆液与水泥在硬化反应过程中能形成网状结构, 有利于聚合体整体强度的提高。

2 三种注浆材料的模拟试验

2.1 注浆材料和被注介质

为研究水泥基复合浆液的工程性质, 本文选择粗粒砂、细粒砂和无烟煤粉三组介质建立试验模型, 对脲醛树脂化学浆液、水泥浆液和水泥基复合浆液三种注浆材料的充填扩散情况及其固结特点进行对比, 并分析其与被注介质的相互作用机理。其中水泥浆液为425#硅酸盐水泥浆液 (水灰比1∶1) 。脲醛树脂化学浆液为双液浆, 以脲醛树脂作为主剂;以8%的草酸水溶液作为固化剂。水泥基复合浆液以425#硅酸盐水泥、脲醛树脂浆液和水按质量比2∶1∶1配制成主剂, 以23.1%碱性促凝剂作为固化剂。

被注介质选用砂土和无烟煤粉。其中砂土分为粗粒组和细粒组两种。分别对三组被注介质随机抽取四组样品, 进行物理指标测试, 取其平均值, 三组被注介质的物理参数如表2所示。

2.2 模型箱

模型箱长×宽×高的尺寸为70 cm×70 cm×80 cm, 垂直两个面由7 mm厚的有机透明玻璃组成, 便于外部观察浆液的渗透情况。其注浆模型坐标图如图3所示。

2.3 试验步骤

(1) 在试验模型箱内, 装入筛分好的砂子或无烟煤粉, 加水调匀, 分层夯实, 填满模型箱, 在填砂或无烟煤过程中留设注浆管。

(2) 向模型箱内注水, 直至模型箱放水口处流出水量稳定, 且模型箱上部溢出为止, 使砂子或无烟煤粉充分饱和。

(3) 待模型箱内的砂土或无烟煤粉饱和固结2 d后进行注浆。

(4) 对模型箱进行注浆试验。

(5) 注浆结束后, 脲醛树脂浆液固结、析水3 d, 水泥浆液和水泥基复合浆液固结、析水7 d, 再对模型箱进行揭露, 观察浆液扩散区域、浆液渗透范围、浆液渗流通道和浆液结石体形状。

2.4 试验结果及其讨论

2.4.1 浆液在不同介质中扩散特点

(1) 粗粒组砂土。根据试验结果, 三种浆液在粗粒组砂土中都表现出较好的渗透扩散性, 所形成的固砂体形状近似球体。其中, 脲醛树脂化学浆液的最大扩散距离为26 cm;水泥浆的最大扩散距离为13 cm;水泥基复合浆液的最大扩散距离为15 cm。脲醛树脂化学浆液在注浆开始时, 浆液主要从注浆管的孔口位置, 在三维方向上呈放射状扩散。当注入到一定阶段时, 扩散到外层的浆液粘度增大开始凝胶, 随着注浆的继续, 刚凝胶很薄的壳体就被挤裂, 产生注浆劈裂通道, 随后注入的浆液通过劈裂通道向周围渗透扩散。水泥浆液在注浆孔口位置产生了纯浆液固结体, 浆液围绕中心孔口位置向周围挤密渗透扩散。水泥基复合浆液由于凝胶时间短, 注入砂土时浆液在短时间内即发生凝胶, 浆液主要围绕注浆管孔口位置向周围扩散充填, 以渗透扩散为主。

(2) 细粒组砂土。三种浆液在细粒组砂土的扩散情况主要反映为浆液渗透扩散不均匀, 形成的固砂体形状不规则。其中, 脲醛树脂化学浆液的最大扩散距离为30 cm;水泥浆的最大扩散距离为3 cm;水泥基复合浆液的最大扩散距离为5 cm。脲醛树脂化学浆液在灌注初期显现出良好的渗透扩散性, 但由于凝胶时间较短, 且细粒组砂土孔隙性相对较小, 渗透性相对较弱, 随着浆液的絮凝, 浆液主要通过劈裂作用产生扩散通道, 浆液形成的固砂体形状极不规则。水泥浆液在细粒组砂土中的渗透扩散性极低。由其形成的固砂体情况可以看出, 浆液只在注浆管孔口处向四周产生挤密作用, 形成了一个长条状的凝固体, 向外渗透扩散效果甚微。水泥基复合浆液的渗透扩散性能受到所掺加的水泥浆液影响, 再加上浆液的凝胶时间很短, 因此, 尽管注浆压力很大, 其在细粒组砂土中的渗透扩散性也很差, 浆液在注浆管孔口处凝胶, 向四周扩散距离很小。

(3) 无烟煤粉。浆液在无烟煤粉中的扩散与砂土有较大区别, 主要为浆液固结体呈薄片状扩散, 浆液分布很不均匀。其中, 脲醛树脂化学浆液的最大扩散距离为35 cm;水泥浆的最大扩散距离为15 cm;水泥基复合浆液的最大扩散距离为17.5 cm。脲醛树脂化学浆液在无烟煤粉中的渗透主要依赖于劈裂作用形成扩散通道。浆液在注浆孔口平面上沿水平方向向四周产生劈裂作用, 形成片状劈裂通道, 随后注入的浆液通过劈裂通道向周围渗透扩散。水泥浆液在煤粉中的扩散效果较差, 虽然浆液也产生劈裂作用, 但其劈裂扩散效果较化学浆液差的多, 浆液扩散距离很短。水泥基复合浆液因其掺加水泥颗粒的原因, 再加上浆液的凝胶时间很短, 浆液只向上呈片状劈裂扩散。分析其原因, 主要是因为煤粉颗粒细小, 颗粒级配较好, 孔隙性差, 渗透系数远小于砂土, 浆液在孔隙中基本无法形成有效的渗透。但由于煤粉重度较小, 拘束应力相对较低, 便于浆液劈裂扩散。另一方面, 从浆液对煤粉的固结情况看, 其固结特点与砂土有较大差异。浆液对砂土的固结主要是充填孔隙后对固体颗粒产生了粘着力所致, 而对煤粉的固结则主要是浆液对煤粉颗粒的吸附作用。

2.4.2 浆液与被注介质相互作用机理

本次注浆模拟试验反映出的浆液和被注介质之间的相互作用主要有渗透作用、挤密作用和劈裂作用[2~4]。本次试验发现:浆液在粗粒组砂土的大孔隙介质中注浆主要发生渗透作用。脲醛树脂化学浆液在细粒组灌注初期也显现出良好的渗透扩散性;水泥颗粒型浆液在细粒组砂土和无烟煤粉这些小孔隙介质中的注浆主要发生着挤密作用, 浆液扩散距离很小;在渗透性较低的细粒组和无烟煤粉组中的化学浆液注浆都出现了明显的劈裂作用, 浆脉发育。水泥颗粒型浆材在无烟煤粉中注浆也出现了片状劈裂作用。

3 结论

(1) 以水泥浆液为注浆主剂, 脲醛树脂浆液为辅剂配制的水泥基复合浆液具有物态稳定性较好、聚合速度可调节幅度大的技术性能。

(2) 碱性促凝剂对水泥基复合浆液固化强度影响较大, 随促凝剂用量的提高浆液固化强度明显降低。

(3) 水泥基复合浆液凝胶时间可以根据工程实际条件进行调节, 提高碱性促凝剂的浓度可以有效的提高浆液凝胶时间。

(4) 模拟对比试验结果表明水泥基复合浆液在粗粒组砂土中主要发生渗透作用, 在细粒组砂土和无烟煤粉这些小孔隙介质中主要发生挤密作用。其可注性介于脲醛树脂化学浆液和水泥浆液之间, 在试验中的速凝效果一定程度验证了其用作快速堵水注浆材料的可行性。

摘要:配制出水泥-脲醛树脂双液注浆材料, 通过试验进行了水泥基复合浆液的性能对比研究, 并对其工程性能指标进行了测试。为了解水泥基复合浆液在不同孔隙介质中的可注性, 论文采用粗粒组砂土、细粒组砂土和无烟煤粉进行了脲醛树脂化学浆液、水泥浆液和水泥基复合浆液的模拟注浆对比试验, 并分析三种注浆材料与被注介质相互作用机理。

关键词:注浆材料,水泥基复合浆液,模拟试验,作用机理

参考文献

[1]阮文军, 靖向党, 王彪.磷酸盐缓凝剂的优选与水泥复合浆液性能研究[J].地质与勘探, 2002, 38 (4) :83-86.

[2]Costas A.Anagnostopoulos.Laboratory study of an injected granular soil with polymer grouts[J].Tunneling and Underground Space Technology, 2005, (20) :525-533.

[3]Burak Felekoglu.Optimization of self-compacting filling grout mixtures for repair purposes[J].Construction and Building Materials, 2006, (10) :1-8.

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