纤维混杂与微膨胀高性能井壁混凝土的配制、性能试验与微观分析

发布时间：2020-06-14 12:39

【摘要】：在深厚冲积层中,冻结法凿井已成为最有效的井筒施工方法之一。随着冲积层厚度增加,为抵御强大的外荷载,井壁厚度和混凝土强度等级不断增大,由于施工时水化热高、温差大,井壁混凝土裂缝也随之增多。当冻结壁解冻后,井壁渗漏水严重已成为冻结法凿井的一大工程技术难题。针对这一技术难题,本文进行了纤维混杂与微膨胀高性能井壁混凝土的配制、性能试验与微观分析研究。论文首先进行了纤维混凝土和膨胀混凝土试配试验,通过四因素三水平正交试验,得到纤维混杂与微膨胀高性能井壁混凝土的最佳配合比为水:水泥:NF-F:膨胀剂:聚乙烯醇纤维:仿钢纤维:砂:石子=166.112:410:130:32.8:1.092:5:615.992:1095.096。然后,分别进行了纤维混杂与微膨胀高性能井壁混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗渗性能、限制膨胀率、膨胀自应力、早期抗裂性能、温度自应力等相关性能及对比试验;并对不同养护状态下的井壁混凝土进行了 X衍射和扫描电镜细观分析,具体成果如下:(1)试验研究结果表明,适量的纤维混杂能够产生正效应,抗压、抗拉强度均优于单一纤维混凝土。在限制养护状态下,纤维混杂与微膨胀井壁混凝土的抗压强度提高9%,劈拉强度提高28.2%,能够满足冻结法凿井对井壁混凝土的抗压、劈裂抗拉强度要求。(2)在限制养护状态下,单掺混杂纤维混凝土抗渗能力降低41.896%,单掺膨胀剂混凝土的抗渗能力提高了 94.822%,纤维混杂与膨胀剂复合则使井壁混凝土的抗渗性能力提高了 86.954%,所以这一新型复合井壁材料具有优越的抗渗性能。(3)纤维混杂与膨胀剂复合井壁混凝土具有膨胀应力适中,膨胀应力落差小的优点。在井壁混凝土中加入混杂纤维和膨胀剂,可避免早期裂缝的产生。(4)纤维混杂与膨胀剂复合新型井壁混凝土材料平均温度膨胀系数仅为5.722×10-6/°C,较基准组的平均温度膨胀系数减小了 43.099%,温度自应力测定也表明纤维混杂与膨胀剂复合新型混凝土可降低自身温度应力达48.12%。(5)通过对不同养护状态下的混凝土进行X衍射分析和扫描电镜分析,表明Ca(OH)2晶体是膨胀混凝土的主要膨胀源。纤维混杂对Ca(OH)2衍射峰没有太大影响,而膨胀剂掺量会对Ca(OH)2晶体含量产生影响;同时,限制养护状态会在一定程度上限制Ca(OH)2晶体生长,有利于结晶压力的形成。所以,纤维混杂与膨胀剂复合是通过二者的协同作用来改善混凝土内部孔结构和限制微裂纹的发展,以此来减少渗水通道、提高井壁混凝土的抗渗性能。图34表26参90
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD265.3
【图文】：

图１技术路线图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｒｏａｄｍａｐ逡逑

图２石料筛分图逡逑Ｆｉｕｒｅ邋２邋Ｓｔｏｎｅ邋ｓｃｒｅｅｎｉｎｄｉａｒａｍ逡逑

【参考文献】

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本文编号：2712793