一种低弹模制造技术

本发明专利技术提供一种低弹模

【技术实现步骤摘要】
一种低弹模、低渗透、高抗裂的塑性混凝土调控技术与工程应用


[0001]本专利技术属于水利工程领域，具体地说是一种低弹模
、
低渗透
、
高抗裂的塑性混凝土调控技术与工程应用
。

技术介绍

[0002]塑性混凝土具有较低的弹性模量和一定的抗渗能力，主要用于大坝防渗墙的加固
。
塑性混凝土有助于消除由于大坝防渗墙墙体变形与围土变形不同而产生的高应力状态，具有刚性混凝土所无法比拟的优越性
。
因此
90
年代以来，在土石坝除险加固中，
80
％以上采用塑性混凝土防渗墙
。
但在实际运行中仍存在坝基渗漏
、
坝后“流土”、“管涌”等影响大坝安全的关键共性问题
。
[0003]主要原因：塑性混凝土的强度
、
弹性模量和渗透系数三个关键参数难以有效协调；减小混凝土水胶比，强度增加，渗透系数降低，但弹性模量增大
。
因此，无法实现防渗墙弹性模量小，渗透系数小，强度高，抗裂性优的耐久性目标
。
既有塑性混凝土的弹性模量和渗透系数的调控主要通过减少水泥用量，掺加粘土和膨润土的技术措施来实现，
[0004]但由于粘土和膨润土的胶结性能差，配制的塑性混凝土抗压强度和抗拉强度低，断裂韧度小，影响防渗墙变形和抗劈裂能力，降低防渗墙的耐久性
。
因此既有塑性混凝土的弹性模量和渗透系数容易满足设计要求，但配制的混凝土强度往往较低，抗裂性较差，降低了防渗墙的耐久性，对降低了大坝安全性！
[0005]综上，因此本专利技术提供了一种低弹模
、
低渗透
、
高抗裂的塑性混凝土调控技术与工程应用，以解决上述问题
。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种低弹模
、
低渗透
、
高抗裂的塑性混凝土调控技术与工程应用，以解决现有技术中由于粘土和膨润土的胶结性能差，配制的塑性混凝土抗压强度和抗拉强度低，断裂韧度小，影响防渗墙变形和抗劈裂能力，降低防渗墙的耐久性
。
因此既有塑性混凝土的弹性模量和渗透系数容易满足设计要求，但配制的混凝土强度往往较低，抗裂性较差，降低了防渗墙的耐久性，对降低了大坝安全性等问题
。
[0007]一种低弹模
、
低渗透
、
高抗裂的塑性混凝土调控技术与工程应用包括以下步骤：
[0008]S1、
首先基于塑性橡胶混凝土的本构关系，以及塑性混凝土弹性模量与橡胶集料掺量
、
水胶比间的定量关系，之后选取制作塑性混凝土的原材材料；
[0009]S2、
选取的制作塑性混凝土的原材材料有：水泥
、
细骨料
、
粗骨料
、
黏土
、
膨润土
、
橡胶颗粒和水；
[0010]S3、
根据实验需求调配不同比例的橡胶颗粒和水胶比，搅拌混合，同时设置两组对照实验；
[0011]S4、
根据实验得到的弹性模量
、
抗压强度
、
抗拉强度和渗透系数的变化，判断橡胶
颗粒和水胶比添加的比例来调控塑性混凝土的强度
、
弹性模量和渗透系数三个关键参数的最佳状态
。
[0012]优选的，所述
S1
塑性橡胶混凝土的本构关系是基于废旧橡胶轮胎颗粒的弹性和吸收应力
、
变形大的特性，在塑性混凝土中掺加橡胶颗粒建立的
。
[0013]优选的，所述
S1
中塑性橡胶混凝土弹性模量
(E28d)
与橡胶颗粒掺量
(x)、
水胶比
(y)
的定量关系为：
E28d
＝
E0,28d/1.15[(x+y)]3(y≥0.70)
；
E28d
＝
E0,28d/17.2xy1/2(y<0.70)
，
E0,28d
为基准塑性混凝土弹性模量
。
[0014]优选的，所述
S2
中塑性混凝土中水泥为
100
‑
150kg/m3
，细骨料为
660
‑
842kg/m3
，粗骨料为
765
‑
983kg/m3
，黏土为
120
‑
160kg/m3
，膨润土为
40
‑
60kg/m3
，橡胶颗粒为
10
‑
30kg/m3。
[0015]优选的，所述
S3
中水胶比为水与胶凝材料的比值，同时胶凝材料由水泥
、
粉煤灰
、
粘土和膨润土组成
。
[0016]优选的，所述塑性橡胶混凝土的本构关系为：上升段：
(0≤
ε
/
ε
c≤1)
，
σ
/fc
＝
1.2(
ε
/
ε
c)+0.17(
ε
/
ε
c)2
‑
0.43(
ε
/
ε
c)3
；下降段
(
ε
/
ε
c≥1)
，
σ
/fc
＝
(
ε
/
ε
c)/[0.61(
ε
/
ε
c
‑
1)2+(
ε
/
ε
c)]fc
为峰值应力，其中
ε
c
为峰值应变
。
[0017]优选的，所述
S3
中设置两组对照实验的基准原则为：控制一种变量不变，使另一种变量增大或者减少，最后观察变化的变量对实验数据产生的影响
。
[0018]一种低弹模
、
低渗透
、
高抗裂的塑性混凝土调控技术与工程应用，包括以下实验数据：
[0019]与既有塑性混凝土性能比较，在增加橡胶集料的基础上，同时降低水胶比，混凝土的弹性模量减小，渗透系数降低，抗压和抗拉强度提高，断裂韧度增大，抗裂性增强；
[0020]既有塑性混凝土的弹性模量为
850MPa
，渗透系数为
4.7
×
10
‑
7cm/s
，抗压强度为
1.6MPa
，抗拉强度
0.2MPa
，起始断裂韧度和失稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低弹模
、
低渗透
、
高抗裂的塑性混凝土调控技术，其特征在于：包括以下步骤：
S1、
首先基于塑性橡胶混凝土的本构关系，所述塑性橡胶混凝土的本构关系为：上升段：
(0≤
ε
/
ε
c≤1)
，
σ
/fc
＝
1.2(
ε
/
ε
c)+0.17(
ε
/
ε
c)2
‑
0.43(
ε
/
ε
c)3
；下降段
(
ε
/
ε
c≥1)
，
σ
/fc
＝
(
ε
/
ε
c)/[0.61(
ε
/
ε
c
‑
1)2+(
ε
/
ε
c)]fc
为峰值应力，其中
ε
c
为峰值应变，以及塑性混凝土弹性模量与橡胶集料掺量
、
水胶比间的定量关系，之后选取制作塑性混凝土的原材材料；
S2、
选取的制作塑性混凝土的原材材料有：水泥
、
细骨料
、
粗骨料
、
黏土
、
膨润土
、
橡胶颗粒和水；
S3、
根据实验需求调配不同比例的橡胶颗粒和水胶比，搅拌混合，同时设置两组对照实验；
S4、
根据实验得到的弹性模量
、
抗压强度
、
抗拉强度和渗透系数的变化，判断橡胶颗粒和水胶比添加的比例来调控塑性混凝土的强度
、
弹性模量和渗透系数三个关键参数的最佳状态
。2.
如权利要求1所述低弹模
、
低渗透
、
高抗裂的塑性混凝土调控技术，其特征在于：所述
S1
塑性橡胶混凝土的本构关系是基于废旧橡胶轮胎颗粒的弹性和吸收应力
、
变形大的特性，在塑性混凝土中掺加橡胶颗粒建立的
。3.
如权利要求1所述低弹模
、
低渗透
、
高抗裂的塑性混凝土调控技术，其特征在于：所述
S1
中塑性橡胶混凝土弹性模量
(E28d)
与橡胶颗粒掺量
(x)、
水胶比
(y)
的定量关系为：
E28d
＝
E0,28d/1.15[(x+y)]3(y≥0.70)
；
E28d
＝
E0,28d/17.2x...

【专利技术属性】
技术研发人员：王可良，刘刚，范圣伟，郑茂海，胡春水，郭培义，何岗忠，李涛，孙培吉，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：