长江科学院院报

长江科学院院报 >

2021 , Vol. 38 >Issue 10: 148 - 155

DOI: https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210540

水工结构与材料

水工混凝土矿物掺和料的开发与应用研究综述

  • 石妍 ,
  • 李家正 ,
  • 董芸 ,
  • 周世华 ,
  • 林育强 ,
  • 陈霞
展开
  • 水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心,武汉 430010
石 妍(1979- ),女,河南新乡人,正高级工程师,博士,主要从事水工建筑材料研究。E-mail:18163559730@163.com

收稿日期: 2021-06-04

  修回日期: 2021-07-09

  网络出版日期: 2021-10-15

基金资助

国家自然科学基金项目(U2040222,51979011);中央级公益性科研院所基本科研业务费项目(CKSF2019374/CL,CKSF2019183/CL)

收起

Review of Development and Application of Mineral Admixtures for Hydraulic Concrete

  • SHI Yan ,
  • LI Jia-zheng ,
  • DONG Yun ,
  • ZHOU Shi-hua ,
  • LIN Yu-qiang ,
  • CHEN Xia
Expand
  • Research Center of Water Engineering Safety and Disaster Prevention of Ministry of Water Resources, Wuhan 430010, China

Received date: 2021-06-04

  Revised date: 2021-07-09

  Online published: 2021-10-15

Fold

摘要

历经六十余载,长江科学院材料与结构研究所对水工混凝土矿物掺和料开发与应用进行了系统的研究。首次将优质粉煤灰规模化应用于三峡工程,并开发了用于水工混凝土的磷渣粉、石灰石粉、天然火山灰等新型矿物掺和料,掌握了其影响混凝土的性能规律,编制了系列技术标准,形成了水工大体积混凝土矿物掺和料应用技术体系。部分研究成果在我国大中型水利水电工程中得到成功应用,是水利水电工程建设、混凝土矿物掺和料选择的主要依据之一。对部分研究内容进行简要介绍,包括水工混凝土矿物掺和料的分类、不同胶凝体系的水化机理、对水工混凝土性能影响以及配合比设计、施工工艺等,梳理相关科研成果,旨在推动新型矿物掺和料在大中型水利水电工程中的应用,拓展水工混凝土掺和料品种与范围,为水利水电工程混凝土的设计提供重要的理论依据,提高我国筑坝技术水平、促进水工材料学科发展。

关键词： 矿物掺和料; 水利水电工程; 水工混凝土; 开发与应用; 配合比设计

本文引用格式

石妍 , 李家正 , 董芸 , 周世华 , 林育强 , 陈霞 . 水工混凝土矿物掺和料的开发与应用研究综述[J]. 长江科学院院报, 2021 , 38(10) : 148 -155 . DOI: 10.11988/ckyyb.20210540

Abstract

For over six decades, the material and structure department of Changjiang (Yangtze) River Scientific Research Institute has carried out systematic research on the development and application of mineral admixtures for hydraulic concrete, and applied high-quality fly ash to the construction of Three Gorges Project at large scale for the first time. We studied the impacts of new mineral admixtures such as phosphorous slag powder, limestone powder, natural pozzolan, etc. on the performance of hydraulic concrete. Our laboratory established a series of technical standards as well as a corresponding application technology system. Parts of the research achievements have been successfully applied in large and medium-sized water conservancy and hydropower projects, and are regarded as major basis for the selection of hydraulic concrete mineral admixture. In this paper we briefly introduce the research contents including the classification of hydraulic concrete mineral admixtures, the hydration mechanism of different cementing systems, the impact on the performance of hydraulic concrete, the design of mix proportion, and the construction techniques. We further sort related research results in the aim of promoting the development and application of new mineral admixtures in water conservancy and hydropower projects, providing important theoretical support for the design of hydraulic concrete, and improving the dam construction technology and development of hydraulic materials in China.

Key words： mineral admixture; water conservancy and hydropower projects; hydraulic concrete; development and application; design of mix proportion

参考文献

[1] 杨华全,李文伟. 水工混凝土研究与应用[M].北京:中国水利水电出版社,2005.
[2] 杨华全,李家正. 三峡工程掺粉煤灰与矿渣微粉混凝土的性能[J]. 水利水电技术,2002,33(5): 43-46.
[3] 吴超寰. 粉煤灰在三峡工程中的应用[J].长江志季刊,2004(2):30-32.
[4] GB 1596—79,用于水泥和混凝土中的粉煤灰[S]. 北京:中国标准出版社,1979.
[5] 储传英. 三峡工程混凝土原材料研究[M].北京:中国水利水电出版社,1999.
[6] 林育强,李家正,杨华全. 磷渣粉替代粉煤灰在水工混凝土中的应用研究[J]. 长江科学院院报,2009,26(12): 93-97.
[7] 肖开涛,董 芸,杨华全. 石灰石粉用作碾压混凝土掺和料的试验研究[J]. 长江科学院院报,2009,26(4): 44-47.
[8] 石 妍,杨华美,王迎春,等. 高钛矿渣对水泥基复合材料性能的影响[J]. 2009,36(9):1-4.
[9] 石 妍,王迎春,杨华全. 灰坝磨细灰与其他粉煤灰的性能对比研究[J]. 混凝土,2009, 31(7): 69-71
[10] 王迎春,苏 英,周世华. 水泥混合材与混凝土掺和料[M].北京:化学工业出版社,2011.
[11] DL/T 5273—2012,水工混凝土掺用天然火山灰质材料技术规范[S]. 北京:中国标准出版社,2012.
[12] 宏 悦. 低温煅烧高岭土用作混凝土掺和料[J]. 中国非金属矿工业导刊, 2004(1):61-61.
[13] 张长森,孙德锋,刘 英,等. 低温烧粘土作水泥混合材的研究(一)[J]. 水泥工程,2002(3):11-12.
[14] 牟善彬,孙振亚. 烧页岩的水化活性及在水泥混合材中的应用机理[J]. 非金属矿,2002,21(1):29-30.
[15] 欧阳东,陈 楷. 低温焚烧稻壳灰的显微结构及其化学活性[J]. 硅酸盐学报, 2003, 31(11):1121-1124.
[16] 杨华全,董维佳,王仲华. 掺矿渣粉及粉煤灰混凝土微观性能试验研究[J]. 长江科学院院报,2005,22(1): 46-49.
[17] CHEN Xia, FANG Kun-he, YANG Hua-quan. Hydration Kinetics of Phosphorus Slag-cement Paste[J]. Journal of Wuhan University of Technology: Material Sciences Edition, 2011, 26(1): 142-146.
[18] 董 芸,肖开涛,杨华全. 石灰石粉对胶凝材料性能的影响[C]//中国硅酸盐学会2010年混凝土与水泥制品学术讨论会论文集.北京:中国硅酸盐学会,2010:297-303.
[19] 周世华,董 芸,杨华全. 天然火山灰质材料品质指标的分析与探讨[J]. 水利水电技术,2012.43(4): 99-101.
[20] 吴超寰,董维佳. 熟料—矿渣—粉煤灰三组份胶凝材料的长期性能研究[J]. 粉煤灰,1999,11(1): 5-9.
[21] 陈改新,纪国晋,雷爱中,等. 多元胶凝粉体复合效应的研究[J]. 硅酸盐学报,2004,32(3): 351-357.
[22] 杨华全,覃理利,董维佳,等. 掺矿渣微粉和粉煤灰的水泥胶砂性能试验研究[J].长江科学院院报,2001,18(1): 16-19.
[23] 董 芸,肖开涛. 石灰石粉作为碾压混凝土掺和料的应用研究结题报告[R].武汉:长江科学院,2009.
[24] ZHOU Shi-hua,WANG Ying-chun,YANG Hua-quan. Review on Selecting Raw Materials of Crack-resistant Concrete[J]. Key Engineering Materials,2009,405/406: 234-241.
[25] 刘数华,冷发光,王 军.混凝土辅助胶凝材料[M]. 2版.北京:人民交通出版社,2020.
[26] SHI Yan, LI Xiang, LI Yang, et al. Effect of Tuff Powder Mineral Admixture on the Macro-performance and Micro Pore Structure of Cement-based Materials[J]. Frontiers in Materials, 2020, DOI: 10.3389/fmats.2020.595997.
[27] 张建峰,杨华全,李家正,等. 磷渣细度对水泥石脆性和孔结构的影响研究[J]. 人民长江,2010,41(24): 90-93.
[28] 李文伟,周世华,苏 杰. 粉煤灰品质对水泥抗裂性的影响[J].长江科学院院报,2009,26(6): 37-39.
[29] 李文伟,李家正,杨华全,等.水工混凝土抗压强度时变模型研究[J].水力发电学报,2009,28(4):104-109.
[30] YANG Hua-quan, ZHOU Shi-hua, DONG Yun. Research on the Volume Stability of Ternary Cementitious Systems Incorporating Fly ash and Slag[J]. Key Engineering Materials, 2009, 405/406: 256-261.
[31] 杨华全,周世华,董 芸,等.水泥-粉煤灰-矿渣粉三元胶凝体系体积稳定性的研究[J].长江科学院院报,2009,26(3): 36-39.
[32] XIAO Kai-tao, YANG Hua-quan, DONG Yun. Study on the Influence of Admixture on the Chemical Shrinkage of Cement-based Material[J]. Key Engineering Materials, 2009, 405/406: 226-233.
[33] 周世华,董 芸. 天然火山灰作为掺和料在水工混凝土中的应用研究结题报告[R].武汉:长江科学院,2012.
[34] 周世华,董 芸,杨华全. 不同胶凝体系水泥浆体线膨胀系数的研究[J]. 长江科学院院报,2008. 25(1):70-72.
[35] 杨华全,李鹏翔,陈 霞. 水工混凝土碱-骨料反应研究综述[J].长江科学院院报,2014,31(10): 58-61.
[36] 董 芸,杨华全,李鹏翔. 天然火山灰质材料对骨料碱活性的抑制研究[J].混凝土, 2011(11): 77-79.
[37] 杨华全,王迎春,曹鹏举,等. 三峡工程混凝土的碱—骨料反应试验研究[J]. 水利学报,2003(1): 93-97.
[38] 陈文耀,李文伟. 三峡工程高性能大坝混凝土配合比设计技术措施[J]. 水利学报,2000(5): 49-53.
[39] 杨华全,陈如华,王仲华. 三峡工程大坝混凝土的配合比设计[J].长江科学院院报,2001,18(5): 41-45.
[40] DL/T 5330—2015,水工混凝土配合比设计规程[S].北京:中国电力出版社,2015.
[41] DL/T 5720—2015,水工自密实混凝土技术规程[S]. 北京:中国水利水电出版社,2015.
[42] 石 妍,李家正,杨华全,等. 四级配碾压混凝土的探索性试验研究[C]//全国特种混凝土技术及工程应用学术交流会暨2008年混凝土质量专业委员会年会论文集.北京:中国土木工程学会,2008:99-104.
[43] 林育强,石 妍,李家正,等.四级配碾压混凝土现场施工工艺试验研究[J].水力发电学报,2012, 31(5): 245-249.
[44] DL/T 5055—2007, 水工混凝土掺用粉煤灰技术规范[S].北京:中国电力出版社,2007.
[45] DL/T 5387—2007, 水工混凝土掺用磷渣粉技术规范[S]. 北京:中国电力出版社,2007.
[46] DL/T 5304—2013,水工混凝土掺用石灰石粉技术规范[S]. 北京:中国电力出版社,2013.
[47] DL/T 5777—2018, 水工混凝土掺用硅粉技术规范[S]. 北京:中国电力出版社,2018.
[48] 吴超寰. 三峡工程混凝土掺用粉煤灰超过一百万吨[J]. 粉煤灰, 2002, 14(2):36-36.
[49] 李文伟,陈文耀. 三峡工程混凝土的耐久性[C]//全国混凝土耐久性学术交流会论文集. 北京:中国土木工程学会,2000:1-7.
[50] 李文伟,郑 丹,陈文耀. 三峡工程大坝混凝土长龄期性能试验研究[J]. 水力发电,2009(12):87-92.
[51] 董 芸,李家正. 索风营水电站大坝碾压混凝土配合比设计与试验研究[C]//庆祝坑口碾压混凝土坝建成二十周年暨龙滩200 m级碾压混凝土坝技术交流会论文集.北京:中国水利学会,2006:206-212.
[52] 吴元东. 索风营水电站碾压混凝土大坝质量控制综述[C]//庆祝坑口碾压混凝土坝建成二十周年暨龙滩200 m级碾压混凝土坝技术交流会,北京:中国水利学会,2006:404-408.
[53] 林育强,杨华全,李家正,等. 四级配碾压混凝土性能及施工应用[C]//中国碾压混凝土筑坝技术.北京:中国环境出版社,2015:299-304.
[54] 董 芸,肖开涛. 锦屏一级水电站招标施工设计阶段大坝混凝土性能特殊专题试验研究报告[R].武汉:长江科学院,2008.
[55] 李鹏翔,苏 杰,杨华全. 锦屏一级水电站大奔流沟砂岩碱活性抑制试验研究[C]//水工大坝混凝土材料与温度控制学术交流会论文集.北京:中国水力发电工程学会,2009:97-103.
[56] 肖开涛,董 芸. 石粉替代部分粉煤灰对碾压混凝土性能的影响研究[J]. 水力发电,2007,33(12): 85-88.
[57] 李 响,石 妍. 西藏DG水电站凝灰岩粉混凝土应用关键技术研究最终成果报告[R].武汉:长江科学院,2017.
Options
文章导航

/

〈 〉

*严禁使用本系统存储、处理、传输涉密信息*
版权所有 © 《长江科学院院报》编辑部
技术支持：北京玛格泰克科技发展有限公司