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水文模型的研究与进展论文

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水文模型的研究与进展论文

[1]王中根,刘昌明,黄友波.SWAT模型的原理、结构及应用研究.地理科学进展,2003,22(1):79~87

[2]蒋忠诚,王瑞江等.我国南方表层岩溶带及其对岩溶水的调蓄功能.中国岩溶,2001,20(2):106~110

[3]卢卫中.岩溶流域水文模型初步研究.水文,1995(2):29~33

[4]梁虹.喀斯特流域地貌产流机制与产流特征.贵州师范大学学报,1995,14(2):23~27

[5]李道峰,田英,刘吕明.黄河河源区变化环境下分布式水文模拟.地理学报,2004,59(4):565~573

[6]Hargreaves G L,G H Hargreaves and J P benefits for Senegal River and ,1985,111(2):113~124

[7]Priestley C H B and R J the assessment of surface heat flux and evaporation using large-scale Rav,1972,100:81~92

[8]Penman H :An introductory Journal of Agricultural Science 1956.(4):7~29

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[10]Sloan P G and Moore I subsurface storm flow on steeply sloping forested Resources Research,1984,20(12):1851~1862

水量平衡模型的应用

水量平衡模型选月为计算时段,主要输入月降雨量、月蒸发量,输出月径流量,因此称为月模型。该模型以质量守恒原理为理论基础,结合流域土壤含水量,将各个水文过程或变量之间的关系通过表达式来模拟的流域水文过程。月水量平衡模型有2参数月水量平衡模型、3参数水量平衡模型和5参数月水量平衡模型。2参数水量平衡模型是针对中国南方湿润或半湿润地区,提出和建立的2参数模型模拟径流和土壤湿度过程。窟野河流域属于干旱半干旱地区,冬季干旱少雨,部分月份降雨为零,因此,选用改进的两参数的水量平衡模型进行编程计算。当降雨为零时,月径流量与土壤含水量的关系;降雨不为零时,月径流量与土壤含水量的关系。

(1)基于VB下月水量平衡模型参数率定和计算程序的编写

Visual Basic(简称VB)是美国微软(Microsoft)公司沿用Basic语言在Windows环境下开发的一种可视化程序设计语言,适合于面向对象的软件开发。Visual Basic语言却不同,它是非过程式的设计语言,具有以下优点:

a.是目前最容易学习的一种面向对象的、可视化的程序设计语言。

b.将程序和数据封装在一起视为一个对象,提高程序设计的效率,代码设计针对对象,没有复杂的程序流程。

c.开发出了功能强大的Active控件和对象,实现图像、声音、动画等多媒体功能。

d.可方便的与AutoCAD, Microsoft Access等实现无缝集成。

e.在计算速度、代码效率上,最新版本的Visual Basic语言并不比其他开发语言逊色很多。

根据月水量平衡模型的基本理论,在参数率定时,需对数据迭代运算。为避免采用人工试错法层层迭代计算的烦琐、费时及计算精度又低,基于VisualBasic程序设计语言,编写了月水量平衡模型的参数率定程序和计算程序,既提高了效率也提高了计算精度。

1)VisualBasic语言程序编写的流程图。本节在进行月水量平衡模型模拟计算时,借助VisualBasic程序设计语言进行编程,然后将率定期年份的降水量、蒸发量、径流实测值输入EXCEL表格中,在率定程序界面中直接调用EXCEL表格,进入程序运算,选取最优参数,将最优参数代入计算程序,计算模拟径流值(图)。

图 程序流程图

2)程序的界面(图、图)。

图 参数率定程序界面

图 计算程序界面

(2)径流模拟

用月水量平衡模型对窟野河流域进行模拟,降水量选取王道恒塔站以上流域内8个雨量站和新庙站以上流域内7个雨量站及温家川以上流域内11个雨量站序列资料,径流选取王道恒塔、新庙和温家川3个站的月流量资料,蒸发站选取王道恒塔、新庙、温家川的月蒸发皿观测资料。模拟结果见表,包括率定期和检验期Nash和Sutcliffe模型效率系数RNS、多年平均相对误差Re及极值模拟相对误差Remax。从表中可以看出,该模型模拟精度较高,率定期和检验期的RNS分别为、。Re和Remax较小,图~图绘出王道恒塔站、新庙站和温家川站模拟与实测月径流过程线。

表 模型参数及模拟结果

图 王道恒塔站(1969-01~1983-12)径流量过程线

图 新庙站(1969-01~1983-12)实测径流量与模拟径流量过程

图 温家川站(1969-01~1983-12)实测径流量与模拟径流量过程

从表中可以看出,率定期和验证期的月径流模拟Nash和sutcliffe效率系数RNS值均在65%以上,平均相对误差为、,也均控制在10%以内,极值误差为,控制在20%以内。从图~图可见,该模型模拟月径流过程与实测径流过程吻合较好。对于春汛3月份,由于气温回升,受冰川径流的影响,结果显示实测值与模拟值相差比较大,一般为实测值较大,模拟值较少。

VIC模型的应用

(1)VIC模型程序运行

VIC模型的运算程序是由美国华盛顿大学开发的一个用C语言编写的庞大而复杂的程序,它由200多个子程序组成。目前,VIC模型将土壤定义为三层。但在程序运算中,将土壤设计为N层,可以进行多层模拟,这有利于模型的拓展。程序的核心部分是能量和水量平衡的计算。主要包括蒸散发计算,直接径流和基流计算(图)。

图 VIC模型程序计算过程图

程序是按网格进行计算,在水量平衡模拟之前,先要对降水的分配进行处理,确定有降水的面积比例系数A,来计算土壤湿度。如果第一个时段没有降水,A取1;如果第一个时段有降水,A由降水强度来确定。当有新的降水发生或者降水强度改变时,A改变,基于此,在计算降水分配之前要均化土壤湿度成分,重新分配土壤湿度、植被截留和干湿比例参数。同时,程序对于每个网格的初始数据也要进行写入,主要包括每个网格的信息、站点信息、土壤热量节点深度、土壤热量节点温度、植被类型、网格定义信息、土壤湿度等。

在模型中,蒸散发计算主要包括冠层湿部蒸发、植被蒸腾和土壤蒸发。运用PenmanMonteith联合方程计算日蒸发,其中需要计算的有阻抗因子、植被阻抗、基于平均温度的基准高度。各种植被类型的蒸发、蒸腾和透雨量的计算模块中,主要包括以下几个子程序:

1)计算植被截留的蒸发。其中若时段为日,蒸发包括当前降水;若时段小于日,蒸发不能超过当前蓄水。

2)计算植被的蒸发蒸腾水分损失总量。

3)计算上下层土壤湿度,主要是用来判断土壤的湿度和根系比的相互影响。当每层土壤湿度都大于W0(不被土壤湿度影响的蒸腾临界值),或湿度和过半的根系超过W0时,潜在蒸发不受土壤干燥程度的影响;若土层中有不到一半的根系小于W0,额外的蒸发则由较湿润的土层提供。对于由深层土壤湿度引起的蒸发蒸腾水分损失总量,独立于各土层之外进行计算。

4)检查蒸发蒸腾水分损失总量是否导致土壤湿度降至凋萎含水量以下。土壤蒸发计算模块中,在饱和地区按照潜在蒸发能力进行计算;在部分饱和地区按照潜在蒸发能力的百分比进行计算;裸土蒸发只计算最上层。土壤临时渗透率根据土壤湿度计算。

模型程序中对于产流的计算主要包括地表径流及基流。首先需要设置残留含水量,计算基于上层土壤含水量的径流;对于地表径流只计算上层,以小时为步长计算各层之间的渗流。在计算当前土壤含水量时,要对照最大、最小含水量,确定计算值应在二者之间。基流通过Arno模型计算。

VIC模型的运行环境为UNIX工作站,所以本研究采用在 Windows下虚拟UNIX环境的方法,在虚拟的环境下运行VIC模型,编写输入输出控制程序,并调用VIC模型。VIC模型的程序来源于University of Washington网站上共享的程序源代码。

(2)VIC模型文件的输入、输出

VIC模型通过网格化来考虑每个网格单元的植被覆盖类型、降水的空间分布不均以及土壤特性对径流的影响。本研究采用10km×10km网格对研究流域进行划分。模型在每个网格上独立运行,因此参数文件、数据文件以及输入、输出文件需按网格来准备。其中,输入文件主要包括植被数据文件、土壤数据文件、气候背景数据文件以及运行控制文件和汇流文件。

本研究只针对VIC模型进行水量平衡的模拟,不计算除蒸散发外地表的能量通量,忽略了地面热通量过程,在耦合了汇流模型之后,就可以输出控制站的年、月、日径流量以及其平均值。在准备了以上的VIC模型输入文件以及控制文件后,就可以运行VIC模型并耦合汇流模型对研究流域进行径流模拟。

(3)模拟结果

根据地理位置、下垫面条件和气候特点,对窟野河流域王道恒塔站和新庙站及温家川站采用VIC模型进行模拟,以Nash和Sutcliffe效率系数和相对误差作为目标函数进行率定。通过试验模拟,在得到模拟结果的同时,也率定得到了模拟流域的最优参数(表)。图~图则描述了研究流域模拟结果的月径流过程。表给出了流域基本信息及径流模拟结果。

表 模型率定的最优参数值

表 流域基本信息和径流模拟结果

注:Er为模拟相对误差,Ce为月流量的模拟效率系数。

从模拟结果可以看出:VIC模型在窟野河流域适用性较差,评价标准多年径流相对误差Er基本控制在6%以下,其中温家川站最小,Er为;对于反映流量过程吻合程度的Nash-Sutcliffe系数Ce,其日流量过程模拟结果都较差,月流量过程模拟结果在60%~65%之间。从图~图可见,VIC模型在窟野河流域的降雨径流模拟较差,少数峰值误差较大。

图 王道恒塔站月径流过程模拟结果

图 新庙站月径流过程模拟结果

图 温家川站月径流过程模拟结果

在现阶段水文模型发展趋势下,很多水文模型在干旱半干旱地区的使用一直是水文学者面临的挑战,VIC模型虽可以在干旱半干旱地区应用,但适用性比较差,特别是月径流模拟。据分析可能有以下几方面的原因:

1)窟野河流域站点日降水量资料欠缺,且已有的站点日降水量资料质量也不高是该模型在窟野河流域模拟效果较差的主要原因。

2)VIC模型复杂的结构和庞大的参数系统,使模型在模拟水文过程时,各相关物理过程存在很多不确定性,这也是原因之一,并且这是目前分布式水文模型在干旱半干旱地区应用普遍面临的难点。

3)参数不确定性带来的误差。尽管在VIC模型中各种参数已赋予了明确的物理意义,并充分反映各种物理过程,但由于技术水平有限,以及对参数物理意义认识存在缺陷。因此,在确定参数时,虽运用了一些概化、均化公式计算的方法,但还是对模型的模拟结果造成了影响。

4)由于本模型模拟的时间尺度和空间尺度比较大,缺乏更详细的实测资料,必然会对模拟结果的精度产生一定的影响。如果有条件采用更小尺度的实测资料,会提高模拟的精度,这也需要今后做更深入的研究。VIC模型没有考虑人类活动对径流的影响,这样造成的误差也是不可避免的。

(4)流域水文模型的应用情况分析

基于物理机制的分布式水文模型可变下渗容量(简称VIC)模型和概念性集总式月水量平衡模型都在窟野河流域分别做了应用,其效果表明:月水量平衡模型和VIC模型在窟野河流域都有较好的应用,相比月水量平衡模型,VIC模型月径流模拟过程效果达60%以上,模拟结果相对较差。据分析认为:流域水文过程是一种复杂的自然现象,在一定程度上受一些不确定因素的影响,可能由于长序列资料在某种程度上均化了流域水文的随机性。从而使月水量平衡模型月降水-径流模拟比VIC模型的月降水-径流模拟效果较好。

为进一步分析比较集总式水量平衡模型和分布式可变下渗容量(VIC)模型在窟野河流域的应用,图比较了模型对月径流模拟的Nash-Sutcliffe效率系数。

图 两模型在窟野河流域效率应用比较

由图可以看出,集总式月水量平衡模型比分布式可变下渗容量(VIC)模型的模拟效果好,月水量平衡模型的Nash-Sutcliffe效率系数平均超过了70%,而可变下渗容量(VIC)模型的Nash-Sutcliffe效率系数平均在60%~65%之间。既有较好考虑物理机制又能解决水文要素时空分布不均匀性分布式水文模型是目前研究的热点,也受众多学者青睐。从理论上来看,在资料丰富且质量较好的流域,考虑产流机制分布式水文模型可以得到较好模拟效果[39],但对黄土高原的典型流域黄河中游的窟野河流域模拟结果来看,可变下渗容量(VIC)模型模拟效果并不是最好的。分析认为,黄河中游支流窟野河流域水文气象日资料欠缺,且资料的质量也不好是分布式可变下渗容量(VIC)模型模拟效果不太好的主要原因。相比分布式VIC模型,月水量平衡模型结构简洁,涉及的参数也比较少。因此,选用集总式水量平衡模型开展气候变化对水文水资源影响模拟。

混凝土损伤模型研究进展论文

水泥混凝土结构裂缝的影响、成因及防治策略论文

在平时的学习、工作中,大家都不可避免地会接触到论文吧,论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。写起论文来就毫无头绪?以下是我精心整理的水泥混凝土结构裂缝的影响、成因及防治策略论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

摘要: 水泥混凝土,也称水泥砼,由水、水泥以及多种的混合材料组成,广泛地运用于工程施工。由于水泥混凝土结构施工会受到温度、水分、技术条件等多种因素的影响,所以在使用过程中非常容易出现裂缝。结合工程实际,简要分析了水泥混凝土结构工程施工中出现裂缝的原因,并提出了相关防治措施。

关键词: 工程施工;水泥混凝土结构;裂缝;结构病害;

水泥混凝土结构裂缝,是水泥混凝土施工过程中常见的结构病害。如果处理不及时,会使水泥混凝土出现严重结构性损坏,不仅增加了水泥混凝土结构的施工造价成本,同时也缩短了水泥混凝土结构的使用年限。由于部分水泥混凝土结构施工工期较紧,对水泥混凝土结构裂缝处理不够及时,导致水泥混凝土结构建筑物在使用过程中达不到预定要求。在实际施工过程中,应在分析水泥混凝土结构产生裂缝原因的基础上,及时制订施工防治技术方案,保证水泥混凝土结构施工的持续、有效开展。

1、工程施工中常见裂缝类型

由水泥混凝土集配问题引起的裂缝

现场施工人员经验主义作祟,未能及时掌握和调整施工现场水泥混凝土配比,一味地使用实验室配比,没有根据施工现场条件及时调整水泥混凝土结构配合比例,或者使用的原材料不合格,都极易造成水泥混凝土结构的裂缝。例如在水泥混凝土结构配比中,对各类原材料、水、外加剂等因素控制不当,结构物的强度达不到设计要求,就会产生裂缝[1]。

由环境原因引起的裂缝

水泥混凝土结构环境原因引起的裂缝,主要指的是由于水泥混凝土结构施工过程中温度、湿度等环境因素的变化对结构物引起的裂缝。施工过程中出现了较大的温、湿度等环境因素变化时,会导致水泥混凝土结构物理性能发生变化,进而出现裂缝。

由基础原因引起的裂缝

水泥混凝土结构基础原因引起的裂缝,主要是指在施工过程中没有对回填土进行挤密夯实而进行水泥混凝土结构施工所产生的裂缝;如果地基土质过于松软,在水泥混凝土结构施工前未进行夯实处理,同样也会出现水泥混凝土结构裂缝。如果水泥混凝土结构物长期被基础中的渗水浸泡,也会出现不均匀裂缝[2]。

由后期养护不当引起的裂缝

水泥混凝土施工过程中,应及时进行水泥混凝土养护。如果养护不及时,水泥混凝土面层将会出现干缩性裂缝,出现水泥混凝土表面“起皮”现象;或因温度不够达不到水泥混凝土终凝条件,水泥混凝土整体出现“断板”现象。

2、水泥混凝土结构裂缝带来的影响

容易埋下安全隐患,由于水泥混凝土结构裂缝的出现会影响到水泥混凝土建筑物原有的承载能力,进而缩短了水泥混凝土结构物的正常使用时间。在建筑施工过程中,裂缝的存在可能会造成大量的返修,浪费材料,延误工期,最终造成巨大的`经济和名誉损失。水泥混凝土结构裂缝会对建筑的外观质量造成极大的影响,影响工程的质量验收和后续款项的结算。

3、工程施工过程中,水泥混凝土结构裂缝产生的原因

在水泥混凝土结构施工过程中,受到温度、湿度、原材料本身以及施工技术等多方面因素的影响,会导致水泥混凝土结构出现裂缝。

原材料的影响

水泥混凝土中的原材料对水泥混凝土结构的质量起着至关重要的作用,一旦在施工过程中采用了不合格的原材料,就容易引起水泥混凝土裂缝现象:粗细集料含泥量过大会导致与水泥的黏合度不足;粗集料针片状比例过大、粗细集料配比不均会导致水泥混凝土密实度不足;水泥的最佳用水量及初、终凝时间等会对水泥混凝土结构的整体强度和水泥混凝土结构后期养护产生影响。

施工技术的影响

在水泥混凝土结构施工过程中,要采用科学的施工技术,加强对工程管理制度、施工组织设计的时间节点等关键要素的管理。在对水泥混凝土地面施工时,要对原地面进行找平、填土、分层夯实施工,不然会使水泥混凝土路面因受力不均而产生裂缝和“断板”现象。在水泥混凝土路面施工中,要将水泥混凝土路面振捣密实,切勿出现空洞而影响水泥混凝土路面的使用年限。在水泥混凝土施工养护的过程中,要及时观察和监测水分和温度变化情况,及时掌握水泥混凝土的初、终凝时间,实施喷水、覆盖保温设施。要保证水泥混凝土结构终凝后,才可以拆除模具,以免因水泥混凝土结构未达到强度而产生裂缝,影响水泥混凝土结构的正常使用。

物理性能的影响

由于水泥混凝土属于脆性材料,环境中温度、湿度对其影响较大。在温度、湿度数值出现较大变动时,水泥混凝土结构的应力也会出现相应的变化,导致水泥混凝土结构裂缝的产生。

4、工程施工中水泥混凝土结构裂缝的预防措施

水泥混凝土结构裂缝会对建筑物整体结构埋下隐患,有可能影响到人民群众的生命财产安全。通过对水泥混凝土结构裂缝产生原因的分析,需要对其做出积极的事前、事中、事后预防。

设计过程中的预防措施

科学制订水泥混凝土的配置比例。在水泥混凝土结构配比方案制订时,要合理控制水灰比,各类外加剂的添加要符合施工现场的实际情况。在实验室水泥混凝土配比符合施工要求的情况下,要在现场及时调整配比,不能一贯地依赖于实验室的配比结果。要根据水泥混凝土结构的高度、宽度、长度及时调整钢筋分布,使水泥混凝土结构应力分布均匀。加大对水泥混凝土原材料的质量监测力度,杜绝使用不合格的原材料。要根据实际情况,适时对水泥混凝土配比进行合理调整。

施工过程中的预防措施

水泥混凝土结构的施工过程是影响工程质量的关键步骤,科学的施工工序是决定水泥混凝土结构是否产生裂缝的重要因素。在施工前要注意水泥混凝土结构原基层的平整度;施工中要严格根据设计和工艺进行施工,保证水泥混凝土结构合理的施工配合比例,满足水泥混凝土结构设计强度与材料和易性的质量要求;在水泥混凝土运输过程中时,要对水泥混凝土采取保水、保温等相关的防护措施;在水泥混凝土浇筑过程中,要适时控制水泥混凝土的出料速度,并保证水泥混凝土结构浇筑过程中要振捣密实、均匀。要注重二次抹压在水泥混凝土施工工程中的重要作用,二次抹压能够减少水泥混凝土结构裂缝的出现。二次抹压时,要适时掌握水泥混凝土结构的初、终凝时间,如果抹压时间过晚,水泥混凝土结构已经逐渐凝固,即使抹压也不能使水泥混凝土结构物理外观形态变化;如果抹压时间过早,二次抹压后水泥混凝土结构才会产生裂缝,不会对水泥混凝土结构物理外观产生影响。所以,工程施工人员需对抹压的时机进行控制,介于水泥混凝土结构初凝和终凝之间的时间段进行抹压,方能减少裂缝的产生,提高水泥混凝土结构的质量[3]。

养护过程中的预防措施

水泥混凝土结构的养护要严格按照水泥混凝土结构养护国家标准来实施,使水泥混凝土结构的裂缝降到最低。要加强温、湿度监控,严格按照水泥混凝土结构设计要求,对水泥混凝土养护的温度、湿度和技术条件进行把控;要采取措施,合理控制温度、湿度数值的变化范围,在施工中可采用水泥混凝土结构表面覆盖塑料薄膜、草席的方法,保证水泥混凝土结构物的温度,适时人工洒水来保证水泥混凝土所需的湿度。另外,在工程施工过程中,要保证水泥混凝土结构养护工作周期满足规范要求,通常情况下水泥混凝土结构养护周期为7~15d,工程施工过程中的具体养护时间应根据施工现场的实际风力、温湿度等情况而决定[4]。

5、结束语

目前,水泥混凝土结构施工已经普遍使用到了各类工程中,水泥混凝土结构的质量直接影响着工程质量。本文简要分析了水泥混凝土结构工程施工中出现裂缝的原因,并提出了防治水泥混凝土结构裂缝的措施。但是,水泥混凝土结构裂缝牵扯的因素较多,在实际工程施工中很难避免。要在水泥混凝土结构工程项目施工过程中,从施工的各个环节进行水泥混凝土结构裂缝的预防控制,使工程施工的质量和效率得到有效的保障,使建设物的使用年限得到有力的保证。

6、参考文献

[1]冯树合.工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].江西建材,2014(3):74.

[2]吴巍.基于工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防措施的分析[J].中华民居(下旬刊),2014(6):333-334.

[3]赵晓春.工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].科技致富向导,2014(29):262.

[4]沈亚萍.房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].四川水泥,2015(6):225.

浅谈再生混凝土的性能特点及其应用工学论文

在日常学习和工作中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我为大家收集的浅谈再生混凝土的性能特点及其应用工学论文,希望对大家有所帮助。

摘要 :

新建筑工程的建设和旧建筑工程的拆除都会产生大量的建筑垃圾,既造成环境污染又浪费大量资源,如何处理日益增多的建筑废弃垃圾,减轻对环境的污染,已成为各个国家必须面对的重要课题.通过分析再生混凝土的物理、力学性能、耐久性能、剪切性能以及抗震性能,探讨了再生混凝土的应用前景。

关键词 :再生混凝土;性能指标;建筑垃圾;应用前景

引言

目前我国正处于大兴土木的建设时期,土木建筑的快速发展带动了国民经济,也成为了消耗资源和产生垃圾最多的行业.为了有效减少环境污染破环,减少废弃混凝土的数量,做到可持续协调发展,目前解决该问题的方法只有再生利用,于是跟再生混凝土有关的一些技术和研究也快速发展起来。

再生骨料或再生混凝土骨料[1-2]是指将废弃混凝土块破碎、分级,并按一定的级配混合后形成的骨料,而利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土,称为再生骨料混凝土,简称再生混凝土.再生混凝土是建筑材料的循环再利用,是与生态环境发展相协调的重要一部分,也 符合国家的可持续发展战略.本文主要讨论再生混凝土基本性能,探讨再生混凝土应用工程的发展前景。

1、再生混凝土研究现状

国外研究现状国外对于再生混凝土的研究比较早,可以追溯到二次世界大战期间,连年的战争破坏了大量的建筑物,同时也产生了大量的废弃物,因此许多欧洲国家均不同程度地面临着如何处理废弃物的问题[2].20世纪50年代,苏联和德国为了处理大量废弃混凝土同时为城市重建提供新的原材料,相继开展了再生混凝土技术的研究工作.1977年日本政府制定了JIS TR A 0006《再生骨料和再生混凝土使用规范》;1991年日本政府又制定了《资源重新利用促进法》,规定建筑施工过程中产生的渣土、混凝土块、沥青混凝土块、木材、金属等建筑垃圾,必须送往“再生资源化设施”进行处理。

对于废弃物再利用,美国政府也制定了《超基金法》,规定:“任何生产有工业废弃物的企业,必须自行妥善处理,不得擅自随意倾倒.”这个规定给再生混凝土的发展提供了操作依据和法律保障.

国内研究现状

我国对再生混凝土的研究工作起步相对较晚,目前还停留在实验室研究阶段,不过政府对再生混凝土研究工作相当重视,相继投入了不少的资金,也取得了一些成果.同济大学对再生混凝土技术进行了大量的研究工作[2-3],包括再生混凝土的强度和工作性能、废弃混凝土破碎及再生工艺研究、再生混凝土耐久性研究、再生混凝土梁柱试验研究、再生混凝土框架节点试验研究、再生混凝土框架结构抗震性能的研究等.2007年同济大学编写了地方标准《再生混凝土应用技术规程》(DG/TJ 08-2018-2007),为再生混凝土的应用提供了技术指导。

另外,中科院、东南大学、浙江大学和北京工业大学等相关科研单位也对再生混凝土开展了大量的研究工作,并开发了相关的再生混凝土技术。

2、再生混凝土性能特点

物理力学性能东南大学陈亮等对再生骨料混凝土技术开发与研究的最新进展进行了综述与对比分析[3],分析结果表明再生混凝土的破坏过程和破坏模式与普通混凝土基本一致.从破坏形态来看,再生混凝土的破坏基本上始自粗骨料和水泥凝胶体面的黏结破坏,再生混凝土的长期抗压强度发展规律与普通混凝土有所差异.分析还指出,全部采用废混凝土作骨料的再生混凝土与相同配合比的普通碎石混凝土相比,抗压强度降低9%,抗拉强度降低7%,抗压弹性模量降低28%,抗拉弹性模量降低34%,说明再生混凝土脆性降低,韧性增加.而全部采用废弃混凝土作骨料的再生混凝土较相同配合比的普通混凝土极限拉应变增大28%,拉伸弹模降低34%,抗压强度比有所增加,说明再生混凝土的抗裂性能较好。

中国科学院武汉岩土力学研究所骆行文等通过一系列试验,分析研究了不同再生混凝土取代率对静力力学性能的影响,研究了再生混凝土声波传播特征参数随再生混凝土轴向压缩变形的变化规律[4].指出随着再生混凝土取代率的增加,再生混凝土的应力峰值在减小,再生混凝土的弹性模量和变形模量也在降低.分析还表明再生混凝土声波传播速度随着再生混凝土的轴向压缩变形先增大后减小,在再生混凝土轴向压缩过程中,超声波在再生混凝土中波幅先增大后减小。

同济大学肖建庄通过不同再生粗骨料取代率下再生混凝土的单轴受压应力应变全曲线试验,分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土的应力应变全曲线形状和再生混凝土抗压强度、弹性模量、峰值及极限应变的影响[5].研究表明,再生混凝土的应力应变全曲线的总体形状与普通混凝土的相似,但曲线上各特征点的应力和应变值有所区别;再生混凝土的棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值高于普通泥凝土;再生混凝土的峰值应变大于普通混凝土;再生混凝土的弹性模量明显低于普通混凝土.分析还指出再生混凝土应力应变全曲线的上升段和下降段可以分别用3次多项式和有理分式分别进行拟合。

浙江大学徐亦东等采用优质矿物掺合料和高效减水剂成功配制出C40—C60高性能再生混凝土,并采用电液伺服压力试验机对高性能再生混凝土进行单轴受压试验,测得其应力应变曲线并进行理论分析,总结出了再生混凝土单轴受压应力应变全曲线的数学表达式,与试验结果吻合较好[6-7]。

西班牙加泰罗尼亚理工大学等设计4种不同的再生混凝土粗集料取代率,通过4种混凝土的搭配比例来得到相同的抗压强度,分析了再生混凝土的力学性能[8].试验中,回收集料处于吸水状态,但不饱和,以控制新拌混凝土的性能、有效水灰比和更低的强度偏差.结果表明采用中低抗压强度的集料生产再生混凝土,其必要性已被证实归结于水泥的用量,测定了再生混凝土相对较低的弹性模量,此结果验证了几位学者提出的数学模型的有效性。

葡萄牙里斯本理工大学等通过不同的养护条件分析了再生混凝土的物理力学性能,分析了再生混凝土的抗压强度、劈裂强度、弹性模量和磨耗值,分析结果表明影响再生混凝土物理力学的养护条件大体上跟普通混凝土一致[9]。

意大利马尔凯理工大学Valeria Corinaldesi等采用取代率为30%的再生集料配制再生混凝土,分析了梁柱结合处再生混凝土在周期荷载下适用于结构的可行性[10].当取代率为30%时,再生混凝土与普通混凝土有几乎相同的抗压强度,然而,再生混凝土的抗拉强度、劈裂强度和弹性模量比普通混凝土偏低.基于周期荷载试验结果,通过参数裂缝类型、分布能、延展性和设计值来评价梁柱结点处的性能,结果显示,利用再生混凝土浇筑的结点具备充足的结构性能。

耐久性能

武汉大学刘数华、饶美娟对再生混凝土的变形性能主要包括弹性行为、干缩与徐变、温度变形性能,再生混凝土的耐久性包括渗透性、抗冻耐久性和抗化学侵蚀性能[11].对再生混凝土的变形性能和耐久性能进行深入分析,结果表明,再生骨料对再生混凝土变形性能和耐久性能虽有不同影响,但亦可满足于工程应用。

湖南省高速公路管理局龚先兵和长沙理工大学刘朝晖、李九苏对道路再生骨料混凝土的耐久性进行系统试验研究,包括抗硫酸盐侵蚀试验、抗冻性试验和干缩性试验,结果表明,再生骨料混凝土的耐久性能能够满足道路工程的需要[12]。

浙江大学徐亦冬,沈建生根据再生骨料的特性并结合当今的研究热点“高性能混凝土”技术,使再生混凝土向高性能化的方向发展[13].研究表明,尽管再生骨料属于低品质骨料,但通过将粉煤灰、矿渣及硅灰等矿物掺合料应用于再生混凝土中,充分利用粉体的优化组合以及界面强化效应,可使再生混凝上具有良好的工作性及较高的强度等级。

安徽水利水电学院的魏应乐对再生混凝士的抗渗性、抗冻融性、抗碳化、氯离子渗透性、硫酸盐侵蚀、耐磨性进行了分析,并提出了减小水灰比、掺加粉煤灰、采用二次搅拌工艺、减小再生骨料最大粒径、采用半饱和面于状态等改善再生混凝土耐久性的措施[14].研究结果表明,再生混凝土的抗渗性、抗冻融行、抗硫酸盐侵蚀性、抗氯离子渗透性和耐磨性均较普通混凝土弱。

美国威斯康星大学麦迪逊分校等在中干试验环境下,对引气型再生混凝土和非引气型再生混凝土进行自由状态下冻融耐久性试验[15],结果表明,直接冻融坚固性试验为判断再生混凝土集料的坚固性提供了更为实际的试验条件,硫酸盐坚固性试验不能预测再生混凝土集料的冻融难易程度。

英国诺桑比亚大学Alan Richardson等基于质量损失和极限抗压强度2个指标,采用对比试验,对再生混凝土的冻融耐久性试验进行研究[16],结果表明,再生混凝土与普通混凝土几乎有着相似的耐久性,原因归结于在分批前对再生集料仔细的选择和处理.耐久性是材料的一个重要指标,再生集料需要被大量的测试以便用于工业生产,本文表明了未来应用的可能性。

抗剪性能

广西大学黄莹、邓志恒等通过对四点受力等高变宽梁进行剪切试验,探讨水灰比相同的条件下,再生骨料取代率对再生混凝土剪切性能的.影响[17].研究表明,再生混凝土剪切破坏形态和普通混凝土相似,但其抗剪强度和变形能力均低于普通混凝土.在对再生混凝土抗剪强度、剪切变形和剪切模量分析的基础上,绘制了再生混凝土的剪应力应变曲线,建议了剪应力应变曲线方程和剪切模量的计算公式。

广东省建筑科学研究院黄健和同济大学建筑工程系肖建庄、雷斌对影响再生混凝土梁抗剪承载力的各因素作了定性分析,得出再生混凝土梁抗剪机理,包括剪跨比、混凝土强度及配箍率在内的诸多因素对再生混凝土梁抗剪承载力的影响趋势与普通混凝土梁基本一致的结论[18].同时指出增大荷载分项系数可明显提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标,但在配箍率较小时,荷载分项系数提高至时再生混凝土梁抗剪可靠度也不能满足可靠度要求.增大再生混凝士抗压强度平均值,使其标准值达到与普通混凝土相同的水平,再生混凝土梁的抗剪可靠度均可满足规范要求,这是提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标的最佳途径。

西安建筑科技大学刘丰、白国良等试验采用等高变宽梁,考虑混凝土强度等级和再生骨料取代率,研究了再生混凝土梁的抗剪强度和变形及其发展规律[19],得出了再生混凝土梁抗剪极限承载力与取代率没有直接关系的结论,同时还得出再生混凝土梁的切应力主应变曲线接近直线,试验所得抗剪强度相对普通混凝土较低的结论。

郑州大学的张雷顺通过13根再生混凝土梁与普通混凝土梁的对比试验,对再生粗骨料取代抗震性能同济大学建筑工程系的肖建庄、朱晓晖完成了3种不同再生粗骨料取代率再生混凝土框架边节点在恒定竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究[23],指出再生混凝土节点的破坏过程与普通混凝土相类似,虽然再生混凝土节点的抗震性能略低于普通混凝土,但再生混凝土节点的延性等抗震性能仍满足相应抗震设防要求,说明再生混凝土可用于有抗震设防要求的框架节点中。

同济大学结构工程研究所的孙跃东等通过对3榀1∶2比例框架模型在不同的竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能的对比试验,研究了再生混凝土框架在低周反复荷载作用下以及不同轴向力作用下对再生混凝土框架抗震性能的影响[24].结果表明,再生混凝土框架,在不同轴力和低周反复荷载作用下,其受力特性、破坏形态和破坏机制没有明显的差别,破坏机构均表现为明显的“强柱弱梁”类型;再生混凝土框架具有较好的抗震性能,结构进入弹塑性阶段后,框架的滞回曲线均比较丰满,表明框架都具有良好的耗能能力;框架的位移延性系数为~,表明框架延性良好,再生混凝土框架的位移延性小于普通混凝土框架,随着轴向荷载的增加,框架的延性降低。

北京工业大学建筑工程学院的张建伟、曹万林等进行了7个剪跨比为的中高剪力墙低周反复荷载试验研究[25],在试验的基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度、滞回特性、耗能及破坏特征.研究表明,再生细骨料掺量的增加,使再生混凝土中高剪力 墙的抗震性能有所降低以及随着配筋率的提高,其承载力、延性、耗能能力有所提高.同时指出轴压比的提高,使再生混凝土剪力墙的承载力提高,弹塑性变形能力降低。

北京工业大学的尹海鹏等进行了1根普通混凝土柱和3根不同取代率的再生混凝土柱模型的低周反复荷载试验研究[26],模型按1/2缩尺.试验结果表明,随着再生骨料取代率的增加,其混凝土的弹性模量明显减小,试件初始刚度明显下降、承载力呈下降趋势、耗能值下降,抗震能力呈下降趋势,并指出再生混凝土柱可用于多层结构轴压比较小的柱的抗震设计。

3、存在问题及应用前景

存在问题最近几年再生混凝土研究工作取得了一些成就,不过,鉴于再生骨料自身的局限性和目前我国对再生混凝土利用的实际情况,还存在一些障碍和不足,主要表现在以下几个方面。

(1)目前合适的处理废弃混凝土的设备与相关技术较少,对废弃混凝土再生利用的认识还不到位.

(2)废弃混凝土来源广泛且非常复杂,如何合理分级处理是需要解决的关键问题。

(3)相应的标准规范太少,实际操作时比较困难,目前还难以大面积推广。

应用前景

再生骨料混凝土与普通混凝土相比,虽然在物理力学性能等指标上稍有逊色,但毋庸置疑的是,再生混凝土具有广阔的应用前景.具体应用时,可根据结构所处的部位进行选择性替代[27-28].对于主要的承重结构,再生粗骨料取代率可以适当减少,设定限值或容许范围.对于一般结构工程,例如人行道板、桥梁护栏、防护砌块和其它附属结构,取代率可根据情况适当增大。

摘要:

为了有效减轻不断增加的废弃混凝土带来的环保压力,减少资源浪费,建议对废弃混凝土回收处理成再生骨料,部分或全部代替天然骨料来配置再生混凝土,使废弃混凝土变成土木工程领域的绿色资源。文章从再生骨料生产工艺、性能,再生混凝土物理性能、力学性能及其耐久性等方面介绍了再生混凝土技术在国内外的研究进展,主要从材料、结构、力学性能,耐久性方面分析了再生混凝土的基本特性及其研究存在的问题,指出了需进一步深入研究的方向,为再生混凝土技术在科研与工程应用中提供参考意见。

关键词:

再生混凝土;再生骨料;力学性能;耐久性

1、再生混凝土简介及其研究的必要性

再生混凝土(Recycled Concrete),是指将废弃混凝土块经裂解、破碎、清洗与筛分后,制成混凝土骨料,部分或全部代替天然骨料配制而成新混凝土。它是再生骨料混凝土(Recycled Aggregate Concrete,RAC)的简称。

近年来,我国建筑垃圾逐年上升,建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的30%~40%,其中主要是废弃混凝土,这些垃圾严重影响了城市生活环境,造成了很大的环境污染。目前国内处理这些废弃混凝土的方法有两种:一、运往郊外堆存。这会成为新的垃圾源,显然不可取;二、作为回填材料简单地使用。这会浪费资源,不符合我国建设资源节约型社会要求。据估计,2008年发生的汶川特大地震,产生的建筑垃圾约3亿吨,地震所造成的建筑垃圾量远远超过中国每年建筑施工所产生的建筑垃圾的总和,地震所造成的建筑垃圾量十分庞大,如何对其进行资源化利用,是摆在我们面前的一个新的课题,也是一个挑战。再生混凝土技术是一个很好的解决方法,通过对废弃混凝土的再加工来恢复其原有性能,形成新的建材产品,从而既能对有限的资源进行再利用,又解决了部分环保问题。这既是发展绿色混凝土,实现建筑资源环境可持续发展的重要途径,也是建设资源节约型、环境友好型社会的具体体现。

2、再生骨料的生产工艺及性能

再生骨料的生产工艺

对废弃混凝土进行充分再利用的前提是要保证再生骨料生产工艺是经济可行的。再生骨料的生产需要解决一系列问题,包括对废弃混凝土块或钢筋混凝土块的回收、破碎与筛分等。简单的混凝土破碎及筛分工艺如图1所示。

再生骨料的性能

经过破碎处理的废弃混凝土,生产出的再生骨料含有30%左右的硬化水泥砂浆,这些水泥砂浆大多独立成块,只有少量附着在天然骨料的表面,导致了再生骨料密度小,吸水率高,粘结能力弱的特点。一般地,再生骨料棱角较多,表面比较粗糙。对废弃混凝土块进行再生破坏过程中,由于积累了损伤,会使再生骨料内部产生大量的微裂纹。研究表明,同天然骨料相比,再生骨料孔隙率较高,密度较小,吸水性增强和骨料强度较低。

3、再生混凝土物理性能及力学性能

再生混凝土物理性能

由于再生骨料的表观密度比天然骨料小,因此再生混凝土的密度比普通混凝土低。随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土的密度有规律地减小,如果再生混凝土全部采用再生骨料,则其密度比普通混凝土相比,降低了 。再生混凝土有自重低的特点,这能降低结构自重,提高构件的抗震性能。同时,由于再生骨料孔隙较高,使得再生混凝土具有良好的保温性能。

再生混凝土的强度

再生混凝土的强度与基体混凝土(相对于再生混凝土而言,用来生产再生骨料的原始混凝土称为基体混凝土)的强度、再生骨料破碎工艺、再生骨料的替代率以及再生混凝土的配合比等密切相关。由于基体混凝土的强度等级、使用环境各不相同,裂解、破碎的'工艺及质量控制措施的差异,导致再生混凝土强度变化的规律性不明显,不同的研究者所得的结论也有所差异。Hansen的试验结果表明,随着基体混凝土强度的降低,再生混凝土的强度也下降。一般情况下,再生骨料混凝土的抗压强度基体混凝土或相同配比的普通混凝土的抗压强度更低,降低范围为0%-30%,平均降低15%。邢振贤等全部采用废弃混凝土再生骨料制作出再生混凝土,指出再生混凝土的抗弯强度约为基准混凝土强度的75%-90% 。和配合比相同的基准混凝土相比,抗压强度降低了9%,抗拉强度降低了7%。

应该注意的是,再生骨料表面包裹着水泥砂浆,使再生骨料与新的水泥砂浆之间弹性模量基本一样,界面结合可能得到一定的加强。以此同时,再生骨料表面的大量微裂缝会吸入新的水泥颗粒,使得接触区的水化更加完全,最终形成致密的界面结构。由于界面结合得到加强,一定程度的补偿了因再生骨料强度较低而导致的再生混凝土性能的劣化。

再生混凝土的弹性模量

由于再生骨料中有大量的老旧砂浆附着于原骨料颗粒上,导致再生混凝土的弹性模量通常较低,一般约为基体混凝土的70%-80%。再生混凝土弹性模量低,变形大,因此它的抗震性能和抵抗动荷载的能力较强。水灰比对再生混凝土的弹性模量影响较大,当水灰比由降低到时,再生混凝土的抗压弹性模量增加。

再生混凝土的干缩与徐变

再生混凝土的干缩量和徐变量比普通的混凝土增加了40%-80%。再生骨料的品质、基体混凝土的性能以及再生混凝土的配合比决定了干缩率的增大数值。Yamato等人研究表明,当天然骨料与再生骨料共同使用时,再生混凝土的干缩率会增加;水灰比增加时,再生混凝土的干缩率也会增加。

4、再生混凝土的耐久性

再生混凝土的抗渗性

与混凝土渗透性有关因素主要分为两类。

(1)混凝土拌和料的组分、拌和物配合比以及工艺参数,即拌和料的制备、成型和养护等;

(2)混凝土随时间而发生的变化,即在外部环境、结构应力、流体性能和渗透条件等因素作用下,混凝土内部发生的物理和化学变化。

由于再生骨料的孔隙率较大,因此再生混凝土的抗渗性比普通混凝土低。但是往再生混凝土里掺加粉煤灰之后,由于粉煤灰能使再生骨料的毛细孔道细化,因而很大地改善了再生混凝土的抗渗性。

再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性

再生混凝土的孔隙率及渗透性较高,它的抗硫酸盐侵蚀性比普通的混凝土差。同样的,往里面掺加粉煤灰,能够减少硫酸盐的渗透,使其抗硫酸盐侵蚀性有较大改善。

再生混凝土的抗裂性

与普通混凝土相比,再生混凝土极限伸长率增加了。再生混凝土弹性模量较低,拉压比较高,因此再生混凝土抗裂性比基体混凝土更好。

再生混凝土的抗冻融性

再生混凝土的抗冻融性比普通混凝土差。Yamato等人研究表明,再生骨料与天然骨料共同使用时或者减小水灰比可提高再生混凝土的抗冻融性。

5、结语

通过对再生混凝土的研究,我们得出以下结论与建议,希望能够引起行业或者有关部门的重视。

第一,再生混凝土技术可以从根本上解决废弃混凝土的出路问题,既能减轻废弃混凝土对环境的污染,又能节省天然骨料资源,具有显著的社会、经济和环境效益,是发展绿色混凝土的主要途径之一,符合我国可持续发展战略的要求。

第二,在工程应用研究中,不单要对如何提高再生混凝土的强度进行研究,而且还要对其耐久性如抗渗性、抗裂性等加强研究,来逐步提高再生混凝土的性能。

第三,同普通混凝土相比,再生混凝土的配合比设计和施工工艺均有许多不同之处,应区别对待。

第四,对再生混凝土进行合理设计,基本上能够达到普通混凝土的性能要求。为了更好地推广应用再生混凝土技术,我们还需要对其结构性能(抗弯,抗剪,抗冲切及抗震等)和设计方法多加强研究。

第五,再生混凝土与普通混凝土在原材料、配合比以及施工工艺等方面有重大差异,按照现行普通混凝土的标准、规程等显然是有许多不足之处的;另一方面,国内的水泥、骨料与国外使用的水泥、骨料在成分和性能上差别也较大,因而更不能直接使用国外的相关标准。因此,建议结合再生骨料分级情况,尽早制定出适合国内情祝的再生混凝土的有关标准和规程。

第六,通过对再生混凝土的经济性进行综合研究,在我国广泛推广应用再生混凝土,同样需要xx积极的产业政策扶持和国家的法律法规保障。

参考文献

[1] 苏南,王博麟.废混凝土回收粗粒料品质与再生混凝土工程性质之探讨[J].中国土木水利工程学刊,2009,12(03):435-444.

[2] 吴中伟.绿色高性能混凝土与科技创新[J].建筑材料学报,2011 (01):1~5.

[3] 邢锋,冯乃谦,丁建彤.再生骨料混凝土[J].混凝土与水泥制品, 1999(02):10~13.

[4] 孙跃东,肖建庄.再生混凝土骨料[J].混凝土,2014(06):33-36.

[5] 邢振贤,周日农.再生混凝土性能研究与开发思路[J].建筑技术开发,2005,25(05):28-31.

论水泥最新研究进展的论文

水泥混凝土结构裂缝的影响、成因及防治策略论文

在平时的学习、工作中,大家都不可避免地会接触到论文吧,论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。写起论文来就毫无头绪?以下是我精心整理的水泥混凝土结构裂缝的影响、成因及防治策略论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

摘要: 水泥混凝土,也称水泥砼,由水、水泥以及多种的混合材料组成,广泛地运用于工程施工。由于水泥混凝土结构施工会受到温度、水分、技术条件等多种因素的影响,所以在使用过程中非常容易出现裂缝。结合工程实际,简要分析了水泥混凝土结构工程施工中出现裂缝的原因,并提出了相关防治措施。

关键词: 工程施工;水泥混凝土结构;裂缝;结构病害;

水泥混凝土结构裂缝,是水泥混凝土施工过程中常见的结构病害。如果处理不及时,会使水泥混凝土出现严重结构性损坏,不仅增加了水泥混凝土结构的施工造价成本,同时也缩短了水泥混凝土结构的使用年限。由于部分水泥混凝土结构施工工期较紧,对水泥混凝土结构裂缝处理不够及时,导致水泥混凝土结构建筑物在使用过程中达不到预定要求。在实际施工过程中,应在分析水泥混凝土结构产生裂缝原因的基础上,及时制订施工防治技术方案,保证水泥混凝土结构施工的持续、有效开展。

1、工程施工中常见裂缝类型

由水泥混凝土集配问题引起的裂缝

现场施工人员经验主义作祟,未能及时掌握和调整施工现场水泥混凝土配比,一味地使用实验室配比,没有根据施工现场条件及时调整水泥混凝土结构配合比例,或者使用的原材料不合格,都极易造成水泥混凝土结构的裂缝。例如在水泥混凝土结构配比中,对各类原材料、水、外加剂等因素控制不当,结构物的强度达不到设计要求,就会产生裂缝[1]。

由环境原因引起的裂缝

水泥混凝土结构环境原因引起的裂缝,主要指的是由于水泥混凝土结构施工过程中温度、湿度等环境因素的变化对结构物引起的裂缝。施工过程中出现了较大的温、湿度等环境因素变化时,会导致水泥混凝土结构物理性能发生变化,进而出现裂缝。

由基础原因引起的裂缝

水泥混凝土结构基础原因引起的裂缝,主要是指在施工过程中没有对回填土进行挤密夯实而进行水泥混凝土结构施工所产生的裂缝;如果地基土质过于松软,在水泥混凝土结构施工前未进行夯实处理,同样也会出现水泥混凝土结构裂缝。如果水泥混凝土结构物长期被基础中的渗水浸泡,也会出现不均匀裂缝[2]。

由后期养护不当引起的裂缝

水泥混凝土施工过程中,应及时进行水泥混凝土养护。如果养护不及时,水泥混凝土面层将会出现干缩性裂缝,出现水泥混凝土表面“起皮”现象;或因温度不够达不到水泥混凝土终凝条件,水泥混凝土整体出现“断板”现象。

2、水泥混凝土结构裂缝带来的影响

容易埋下安全隐患,由于水泥混凝土结构裂缝的出现会影响到水泥混凝土建筑物原有的承载能力,进而缩短了水泥混凝土结构物的正常使用时间。在建筑施工过程中,裂缝的存在可能会造成大量的返修,浪费材料,延误工期,最终造成巨大的`经济和名誉损失。水泥混凝土结构裂缝会对建筑的外观质量造成极大的影响,影响工程的质量验收和后续款项的结算。

3、工程施工过程中,水泥混凝土结构裂缝产生的原因

在水泥混凝土结构施工过程中,受到温度、湿度、原材料本身以及施工技术等多方面因素的影响,会导致水泥混凝土结构出现裂缝。

原材料的影响

水泥混凝土中的原材料对水泥混凝土结构的质量起着至关重要的作用,一旦在施工过程中采用了不合格的原材料,就容易引起水泥混凝土裂缝现象:粗细集料含泥量过大会导致与水泥的黏合度不足;粗集料针片状比例过大、粗细集料配比不均会导致水泥混凝土密实度不足;水泥的最佳用水量及初、终凝时间等会对水泥混凝土结构的整体强度和水泥混凝土结构后期养护产生影响。

施工技术的影响

在水泥混凝土结构施工过程中,要采用科学的施工技术,加强对工程管理制度、施工组织设计的时间节点等关键要素的管理。在对水泥混凝土地面施工时,要对原地面进行找平、填土、分层夯实施工,不然会使水泥混凝土路面因受力不均而产生裂缝和“断板”现象。在水泥混凝土路面施工中,要将水泥混凝土路面振捣密实,切勿出现空洞而影响水泥混凝土路面的使用年限。在水泥混凝土施工养护的过程中,要及时观察和监测水分和温度变化情况,及时掌握水泥混凝土的初、终凝时间,实施喷水、覆盖保温设施。要保证水泥混凝土结构终凝后,才可以拆除模具,以免因水泥混凝土结构未达到强度而产生裂缝,影响水泥混凝土结构的正常使用。

物理性能的影响

由于水泥混凝土属于脆性材料,环境中温度、湿度对其影响较大。在温度、湿度数值出现较大变动时,水泥混凝土结构的应力也会出现相应的变化,导致水泥混凝土结构裂缝的产生。

4、工程施工中水泥混凝土结构裂缝的预防措施

水泥混凝土结构裂缝会对建筑物整体结构埋下隐患,有可能影响到人民群众的生命财产安全。通过对水泥混凝土结构裂缝产生原因的分析,需要对其做出积极的事前、事中、事后预防。

设计过程中的预防措施

科学制订水泥混凝土的配置比例。在水泥混凝土结构配比方案制订时,要合理控制水灰比,各类外加剂的添加要符合施工现场的实际情况。在实验室水泥混凝土配比符合施工要求的情况下,要在现场及时调整配比,不能一贯地依赖于实验室的配比结果。要根据水泥混凝土结构的高度、宽度、长度及时调整钢筋分布,使水泥混凝土结构应力分布均匀。加大对水泥混凝土原材料的质量监测力度,杜绝使用不合格的原材料。要根据实际情况,适时对水泥混凝土配比进行合理调整。

施工过程中的预防措施

水泥混凝土结构的施工过程是影响工程质量的关键步骤,科学的施工工序是决定水泥混凝土结构是否产生裂缝的重要因素。在施工前要注意水泥混凝土结构原基层的平整度;施工中要严格根据设计和工艺进行施工,保证水泥混凝土结构合理的施工配合比例,满足水泥混凝土结构设计强度与材料和易性的质量要求;在水泥混凝土运输过程中时,要对水泥混凝土采取保水、保温等相关的防护措施;在水泥混凝土浇筑过程中,要适时控制水泥混凝土的出料速度,并保证水泥混凝土结构浇筑过程中要振捣密实、均匀。要注重二次抹压在水泥混凝土施工工程中的重要作用,二次抹压能够减少水泥混凝土结构裂缝的出现。二次抹压时,要适时掌握水泥混凝土结构的初、终凝时间,如果抹压时间过晚,水泥混凝土结构已经逐渐凝固,即使抹压也不能使水泥混凝土结构物理外观形态变化;如果抹压时间过早,二次抹压后水泥混凝土结构才会产生裂缝,不会对水泥混凝土结构物理外观产生影响。所以,工程施工人员需对抹压的时机进行控制,介于水泥混凝土结构初凝和终凝之间的时间段进行抹压,方能减少裂缝的产生,提高水泥混凝土结构的质量[3]。

养护过程中的预防措施

水泥混凝土结构的养护要严格按照水泥混凝土结构养护国家标准来实施,使水泥混凝土结构的裂缝降到最低。要加强温、湿度监控,严格按照水泥混凝土结构设计要求,对水泥混凝土养护的温度、湿度和技术条件进行把控;要采取措施,合理控制温度、湿度数值的变化范围,在施工中可采用水泥混凝土结构表面覆盖塑料薄膜、草席的方法,保证水泥混凝土结构物的温度,适时人工洒水来保证水泥混凝土所需的湿度。另外,在工程施工过程中,要保证水泥混凝土结构养护工作周期满足规范要求,通常情况下水泥混凝土结构养护周期为7~15d,工程施工过程中的具体养护时间应根据施工现场的实际风力、温湿度等情况而决定[4]。

5、结束语

目前,水泥混凝土结构施工已经普遍使用到了各类工程中,水泥混凝土结构的质量直接影响着工程质量。本文简要分析了水泥混凝土结构工程施工中出现裂缝的原因,并提出了防治水泥混凝土结构裂缝的措施。但是,水泥混凝土结构裂缝牵扯的因素较多,在实际工程施工中很难避免。要在水泥混凝土结构工程项目施工过程中,从施工的各个环节进行水泥混凝土结构裂缝的预防控制,使工程施工的质量和效率得到有效的保障,使建设物的使用年限得到有力的保证。

6、参考文献

[1]冯树合.工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].江西建材,2014(3):74.

[2]吴巍.基于工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防措施的分析[J].中华民居(下旬刊),2014(6):333-334.

[3]赵晓春.工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].科技致富向导,2014(29):262.

[4]沈亚萍.房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].四川水泥,2015(6):225.

水泥喷粉深层搅拌桩沉桩问题分析及处理论文

摘要:深层搅拌桩进行地基加固有喷粉和喷浆两种施工方法,设计人员在地基天然含水量大于60%的情况下,从降低地基含水量考虑,常常选用喷粉法。而在天然地基含水量大的情况下采用喷粉法施工,由于流塑状淤泥在喷粉施工时风压气流的作用下,在搅拌过程中因受扰动发生液化,强度来不及形成,造成沉桩。通过施工现场试验,证明改用喷浆法施工的搅拌桩解决沉桩问题是有效的,工程造价变化不大,是可行的。

关键词:路基工程 深层搅拌桩 沉桩 喷浆法

一、前言:

深层搅拌桩经过近二十年的发展,由于施工技术和施工机械的成熟已经被广泛地用于软土地基加固、边坡支护、基坑及堤坝防渗等方面。深层搅拌桩可以增加软土地基的承载力,减少沉降量,提高边坡的稳定性,以及具有快速、经济、有效等特点,而被应用在公路桥头软土地基上,以加快公路的施工进度,消除或缓解桥头跳车等问题。其施工方法分为喷粉和喷浆两种方法。设计人员在地基天然含水量大于60%的情况下,从降低地基含水量考虑,常常选用喷粉法。由于地质条件千变万化,其中若存在淤泥含水量过大,采用喷粉法则可能出现沉桩问题。以下通过对采用喷粉法出现沉桩工程问题分析及提出处理方法与同行探讨。

二、工程实例

1、工程简况

某高等级公路在K9+753~K10+836桥头186m采用水泥喷粉桩处理,水泥喷粉桩按正三角形布置,桩径采用50cm,桩距,平均桩长10m,水泥掺入比15%,即每延米50kg水泥,标号425#。施工单位在施工配套设备进行标定、试桩方案经过监理单位和业主单位同意的情况下采用喷粉法进行试桩试验,共试59根,其中的21根桩发生沉桩,沉桩深度一般为不等。

2、沉桩原因分析

水泥深层搅拌桩加固机理是通过水泥的水解和水化反应、水泥水化物与土颗粒之间的离子交换和团粒化作用、凝硬作用、碳酸化作用等一系列化学反应而成为具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩体。因此,可从地质、施工工艺两方面来分析沉桩原因。

地质方面,由于各地质层土质的差异而产生水泥加固土的效果不同,一般认为含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好,而含有伊里石、氯化物和水铝英石等矿物的粘性土以及有机质含量高、酸碱度(PH值)较低的粘性土加固效果较差。各地质层的含水量的不同,也是引起水泥和土一系列化学反应而形成强度的速度不同的原因。

施工工艺方面,水泥与土搅拌不均匀,甚至水泥与土无法混合。这与施工机械的各施工参数有关,如钻进速度、钻头转速、提升速度、喷粉压、水泥用量等有关。必须通过试验桩根据不同地质层、不同土质、不同土压力找到合适的施工参数,加以严格控制,使桩体均匀,防止缩颈、断颈等现象。

1)地质方面

在第一次试桩的一排7根桩中,靠路线前进方向右侧有4根桩沉桩。在试桩后第七天对其中两根进行抽芯检测,发现桩体上均有两段水泥明显不凝固。在试桩后第十天对发生沉桩的地质进行补勘,具体地层由上至下为:

①填砂:河砂,层厚为.

②粉质粘土:灰黄、灰褐色,可塑,稍湿~湿,随深度增加渐变为软塑状,层厚为。

③淤泥:深灰、灰黑色,软塑~流塑,饱和,粘性强,滑腻,岩性均一,底部含腐殖物,层厚为。

④淤泥质粘土:灰、青灰色,软塑,饱和,粘性较强,均匀,层厚为。

⑤淤泥夹砂:灰、青灰色,软塑,含较多中粗砂,含量在30%~50%,松散状,层厚为。

⑥砂层:浅灰色,稍密~中密,饱和,以粗砂为主,含粘性土,级配良好,层厚为。

⑦粉质粘土夹砂:灰黄、棕黄色,软塑,湿,含量在20%~50%,岩性不均,层厚为。

⑧砂层:以中粗砂为主,灰白、灰黄色,中密,饱和,含粘性土,级配良好,层厚为。

软土物理力学指标很差,淤泥平均含水量为90%,天然孔隙比,直快剪C=,φ=。

从以上地质补勘分析,主要有以下原因:

(1)由于该段淤泥含水量为90%,而喷粉(50~60kg/m)后水泥在桩体内吸水是有限的,参照相近项目试验结果可知,短期内水泥加固土含水量减少量低于水泥掺入比,也就是该段淤泥经水泥加固土的含水量仍为75%以上,搅拌时的土和水泥还是处于流塑~软塑状,压缩模量小,抗剪强度低;喷50~60kg/m水泥9m后增加4500~5400KN自重力。处于流塑~软塑状水泥加固土压缩模量小,自身自重引起桩压缩量就大;水泥加固土抗剪强度低自身自重引起侧向挤出量大;

(2)桩身周围土受扰动土体下沉后,土对桩侧表面产生向下的负摩阻力。当土和水泥还是处于流塑~软塑状、压缩模量小、抗剪强度低时,在负摩阻力的作用下发生沉桩。

(3)该段淤泥的灵敏度大,灵敏度是原状试样的无侧限抗压强度与相同含水量重塑试样的无侧限抗压强度之比。从试桩现场,试桩桩位砂垫层表面挤压出来的`淤泥很稀,表明其重塑后强度很低,灵敏性高。

(4)喷粉在桩体内吸水,引起桩体周围土体孔隙压力消散、产生下沉,短时间增加对桩体的负摩阻力,而此时水泥加固土的强度很低且增长慢。

总的来说,是在喷粉初期,水泥加固土的强度承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力的作用而发生沉桩。

2)施工工艺方面

在施工工艺方面,针对沉桩问题,结合地质情况较差的实际,在施工工艺上找沉桩的原因。试桩时各施工参数(钻进速度、钻头转速、提升速度、喷粉压、水泥用量等)作了有效控制。在第二次试桩52根桩中,采用不同钻进速度、不同钻头转速、不同提升速度、不同喷粉压、不同水泥用量进行严格控制。试桩中虽然采用加大喷粉量至75kg/m,仍未解决沉桩问题。

察看试桩现场,试桩桩位砂垫层表面存在大量淤泥,据分析软塑~流塑状淤泥是在喷粉施工时风压气流的作用下,搅拌过程中因受扰动发生液化,液化的淤泥上涌至地表面,造成桩体范围内淤泥质的减少而沉桩。

增加喷粉量解决不了沉桩问题的原因在于:

(1)增加喷粉量即增加桩体自重力;

(2)增加喷粉量导致喷粉在桩体内吸水量增加,引起桩体周围土体孔隙压力消散加快、产生下沉,短时间对桩体的负摩阻力增大,因增加喷粉量水泥加固土的强度提高不显著,在喷粉初期,水泥加固土的强度仍承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力的作用而发生沉桩。

3、处理方法

通过以上分析,沉桩是由于在喷粉初期,土体受扰动,水泥加固土的强度承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力的作用而发生沉桩。改用在水泥浆液中加入适量的早强剂喷浆法施工可以解决喷粉法施工成桩初期水泥加固土的强度承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力发生沉桩问题。主要原因:

(1)早强剂可以使水泥加固土的强度迅速提高,而早强剂在水泥浆中搅拌可以较均匀;

(2)水泥浆液注入土体发生水泥的水解和水化反应、水泥水化物与土颗粒之间的离子交换和团粒化作用、凝硬作用、碳酸化作用等一系列化学反应而成为具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩体时,浆液本身存在足够水,不需吸收天然地基的水,并未引起桩体周围土体孔隙压力消散、产生对桩体的负摩阻力。

因此,改用喷浆法施工并在水泥浆液中加入适量的早强剂,以解决喷粉法施工成桩初期水泥加固土的强度承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力的作用而发生沉桩的问题。

喷浆施工参数:

成桩直径: 50㎝

钻进速度: 控制在2~3档(30~50cm/min)

电流表读数: 进入持力层I≥60A

桩底持续喷浆搅拌时间: ≥30s

提升喷浆速度: ≤30cm/min

喷浆压力: ~

水泥浆水灰比:

早强剂掺量(水泥掺比):

水泥浆搅拌时间: ≥30min(每拌)

喷浆搅拌桩施工工艺按中华人民共和国交通部发布《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》JTJ017-96关于加固土桩技术规范进行。全部穿过淤泥进入持力层50㎝。

以上施工参数进行现场试桩,试桩七天后进行桩体抽芯检测,从桩体抽芯结果来看,成桩连续性与完整性均较好,无沉桩问题。由业主组织设计单位、监理单位和施工单位召开软基处理技术专题会议,决定K9+753~K10+836桥头186m原采用喷粉法施工搅拌桩改为喷浆法施工,原合同单价不变。该段在改用喷浆法施工后,无出现沉桩问题,证明采用喷浆法施工的搅拌桩解决沉桩问题是有效的。工程造价变化不大,经济上是可行的。

三、结语

在高含水量软基中采用深层搅拌桩处理,从降低地基含水量考虑,常常选用喷粉法施工。而当采用喷粉法出现沉桩问题时,改用在水泥浆液中加入适量的早强剂喷浆法施工来解决沉桩问题。经实践证明采用喷浆法施工的搅拌桩解决沉桩问题是有效的、经济上是可行的。

旧水泥混凝土路面碎石化技术应用的探讨工学论文

摘 要:旧水泥混凝土路面碎石化技术应用,碎石化技术是目前旧水泥混凝土路面维修改造最好的技术之一。

关键词:碎石化技术;施工质量标准;结构组合;使用条件

1 概述

碎石化的定义

水泥混凝土路面碎石化是一种旧水泥混凝土路面破碎处治技术,是对旧水泥混凝土路面大修或改造的重要手段。该技术是将旧水泥混凝土路面的面板,通过专用设备一次性破碎为咬合嵌挤碎块柔性结构,可充分利用旧路残余强度,且保护环境,节约资源。这种结构不仅具有一定的承载力,而且具有有防止或限制反射裂缝发生、发展的作用,破碎后的粒径范围为2~40cm,力学模式趋向于级配碎石。

碎石化技术的主要特点

通过破碎将旧水泥混凝土路面结构强度降低到一定程度,防止反射裂缝的发生,同时能实现结构强度与反射裂缝两者较好的平衡。旧水泥混凝土路面进行碎石化后具有以下特点:碎石化能使原水泥混凝土板块在平面上强度分布均匀;碎石化能保留原水泥混凝土路面的一定强度;碎石化能可以消除原水泥混凝土路面病害;碎石化后的粒径合理,不会产生应力集中现象。

碎石化技术的主要优势

旧水泥混凝土路面碎石化后,可以直接作为新路面结构的基层或底基层,如果旧水泥混凝土路面碎石化后具有较高的强度,能够满足道路承载要求,可作为路面基层直接加铺路面面层,新加铺面层可以是沥青混凝土路面,也可以是水泥混凝土路面。

碎石化技术专用设备及特点

实施碎石化的主要设备为MHB(Multipe-Hed Breaker)多锤头破碎机和Z型压路机。

多锤头破碎机(MHB)由两部分组成,前半部分为柴油发动机动力系统,后半部分为破碎系统,中间备有2排各3对650kg的锤头,两侧各有1对865kg翼锤。每对锤头的'提升高度可以根据需要随意调节,其最大提升高度110cm。

MHB的破碎机理是通过重锤的下落对水泥混凝土板块产生瞬时、点状的冲击作用,其具有以下特点:整幅车道宽度单次多点破碎;锤击功可以方便调节;破碎效率很高;破碎后颗粒组成特性较好;破碎后的表面平整度较高;方便调节,作业灵活。

Z型压路机是一种在钢轮表面带有Z状纹理的振动式压路机,自重不小于10吨,其作用是进一步碾压碎石化后的路面,为加铺提供一个平整的表面。

石化技术的强度形成机理

水泥混凝土路面碎石化后分为表面细粒散层、碎石化层上部和碎石化层下部三个层次。

(1)碎石化后表层约2~5cm,在压实过程中,颗粒被压密,形成嵌挤薄层,通过洒布透层油,具有较高的黏结力,并具有一定的强度和稳定性;

(2)碎石化层上部厚度约10cm,强度主要有:一是来源于内摩阻角,粒径越大则内摩阻角越大;二是来源于预应力,水泥混凝土面板在破碎时,混凝土产生侧向体积膨胀,混凝土颗粒的粒径越小,膨胀趋势越大,产生的预应力越大;

(3)碎石化层下部厚度约10cm,是“裂而不碎、契合良好、联锁咬合”的块体结构,该结构静定且自稳,具体表现形式为各种形式的咬合梁、拱结构,在外力作用下产生咬合嵌挤作用,比普通嵌锁作用更大,提供的强度更高,具有更好的结构稳定特性。

2 MHB碎石化施工质量标准

路面碎石化后的粒径范围要求

水泥混凝土板块一般在20~26cm之间,破碎后顶面粒径较小,下部粒径较大。路面碎石化后的粒径是控制基层强度及新加铺路面不出现早期反射裂缝的关键参数,作为控制碎石化工艺的关键指标,参照国外资料及国内研究成果,碎石化粒径应满足表要求。

路面碎石化后顶面的当量回弹模量和回弹弯沉要求

水泥混凝土路面碎石化后顶面的当量回弹模量是新加铺结构设计的基本参数之一,一般情况下,对于直接加铺沥青混凝土的路面结构,回弹模量平均值宜控制在150~500MPa之间。碎石化后的回弹弯沉与回弹模量之间存在着联系,在将碎石化后的板块及其下结构层视为同种材料构成的情况下,可以参照路面补强公式得到:

Ez=(1000pD/l0)m1m2

式中:p-弯沉测定车的轮胎压力;

D-与弯沉测定车双圆轮迹面积相等的承载直径;

l0-原路面计算弯沉;

m1-用标准轴载汽车在原路面上测得的弯沉值与用承载板在相同压强条件下所测得的回弹变形值之比,即轮板比,一般取;

m2-原路面当量回弹模量扩大系数。

MHB碎石化施工质量标准及检测频率

为满足直接加铺面层的技术要求,保障加铺层施工质量,根据课题研究和实验路的测试,结合路面设计的规范要求,提出MHB碎石化施工质量标准及检测频率。

碎石化层作为基层直接加铺沥青路面,目前我国技术规范中没有相应规定,本技术指标要求是在参考我国现行技术标准《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)和原技术标准(JTJ034-93)的基础上,结合实验路的实际情况提出的,具体实施中可以灵活掌握。如果碎石化层的表面平整度与上述要求差异较大,在铺筑沥青路面前,必须进行处理。处理措施主要有:

(1)据平整度情况合理合理选择沥青混合撩的型号;

(2)填充级配碎石找平、碾压后洒布热沥青或乳化沥青,再进行压实;

(3)采用其他合适的技术措施进行找平。如果不进行找平,可能会影响沥青路面的平整度,影响路面的使用效果。

3 碎石化后沥青加铺层结构组合

结构组合的原则

研究表明,工程中可能出现的碎石化后颗粒粒径或回弹模量的不同情况,可采用的结构组合原则有:

(1)碎石化施工中应尽量参照推荐的颗粒粒径和回弹模量推荐范围进行破碎,在此范围内时,沥青加铺层要求采用密级配沥青混凝土,并可考虑加铺防水封层;

(2)当碎石化后颗粒粒径稍偏大、回弹模量偏高时,可考虑采用开级配大粒径透水性沥青碎石(简称为LSPM)加防水封层的结构组合方式,其上沥青混凝土仍需采用密级配;

(3)当碎石化后颗粒粒径稍偏小、回弹模量偏低时,要保证加铺层总厚度,可考虑设置FDAC抗疲劳层,以防止疲劳开裂,其他沥青层仍需采用密级配;

(4)回弹模量小于120MPa时需要考虑增设补强层,按照新建路面结构设计。 沥青加铺层四种机构组合方式

(1)作透层、封层后,直接加铺上、中、下面层的密级配沥青混凝土;

(2)加铺LSPM,然后采用两层两面的形式;

(3)加铺抗疲劳层后,再加铺沥青混凝土;

(4)加铺无机结合料稳定类基层,然后加铺沥青面层。

根据研究成果,碎石化后的回弹模量大致可分为5个级别,相应的加铺结构组合形式可按表3标准选取。

4 碎石化技术适用条件和注意问题

碎石化技术的使用条件

碎石化的技术条件

碎石化技术是旧水泥混凝土路面重建技术的主要方案之一,国内外研究和工程实践证明,只要旧水泥混凝土路面满足表4所列条件,就可以应用碎石化的技术进行重建改造。其他因素如板块断裂程度、坑洞、接缝损坏、表面裂缝与层状剥落等不是决定应用碎石化技术的必要条件。

碎石化的经济条件

碎石化工艺应用与原路面补修存在经济平衡点,这个平衡点可用修补比率来反映,国外算例中修补比率为13%左右,山东的经济平衡点是修补面积为20%~25%时,进行破碎改造更为经济。

直接加铺面层时的技术要求

水泥混凝土路面碎石化后直接加铺沥青面层时,应遵循如下原则:

(1)回弹模量平均值一般在150~500MPa左右,部分原路面水泥混凝土材料较好时,回弹模量会更大,现场测试中出现个别值在600MPa、700MPa的情况,进行上部结构设计时,必须将弯拉指标作为主要设计指标;

(2)等级较高的公路上,碎石化层上的沥青混凝土结构一般不宜小于12cm;

(3)实验段已用于80%(整幅路面)断板的水泥混凝土路面,80%以下断板时使用不会有问题;

(4)上面层必须密级配防水型沥青混合料;

(5)必须完善排水设施;

(6)在碎石化程度较高,测试回弹模量数据较小时,应注意下面层的抗疲劳特性。

碎石化技术应用的注意问题

在满足技术、经济条件要求的前提下,应用MHB进行碎石化前还需要综合考虑以下因素:

(1)水泥混凝土路面基层的破坏程度决定了其碎石化施工的颗粒控制和工艺要求。对于损害严重的水泥混凝土路面,必须判断其基层状态。一般情况下,基层破坏程度越高。破碎后粒径越小。

(2)水泥混凝土路面基层的破坏程度是判断严重病害路面是否可用碎石化工艺的重要标准;当基层严重破坏时,碎石化后板块容易丧失颗粒间的嵌挤作用,导致模量下降,容易导致沥青路面层出现疲劳破坏。此时应用碎石化,应注意提高上部路面结构设计安全性。

(3)排水设施是碎石化的必须辅助工程。完善排水设施是防止碎石化后沥青加铺层再次发生水损坏的重要措施。

这里所有要求,共同构成碎石化技术的应用条件和决策依据,是确定旧水泥混凝土路面能否实施碎石化技术以及能否直接加铺沥青混凝土面层的必要条件。

结语:重点就碎石化使用条件、强度机理、加铺层组合、施工质量标准及检测频率的关键技术进行介绍,为旧水泥混凝土路面改造提供参考依据。

参考文献

[1]水泥混凝土路面碎石化改造技术应用与探讨[J].北京:公路,.

[2]大碎石沥青混合料柔性基层在老路补强中的应用研究[J].西安:中国公路学报,.

[3]水泥混凝土路面碎石化中MHB设备应用[J].北京:公路交通科技,.

[4]旧水泥混凝土路面碎石化后的沥青加铺层设计[J].北京:公路交通科技,.

[5]国外水泥混凝土路面碎石化技术简介[J].北京:公路,.

豆豉的研究与进展论文

看这篇文章:豆豉返霜现象的分析研究。叶云花等。文章提到:豆豉产品在长期贮藏过程中,其表面会产生一些颗粒状白色物质,即豆豉返霜现象。 …… 豆豉表面的颗粒状白色物质主要为酪氨酸。我扫了眼文章,只是提到影响美观,似乎对健康问题不大,毕竟豆豉本身就是利用细菌发酵制作的产品,吃的就是发出的“霉”。欢迎讨论与纠正。

原料配方 大豆100千克 盐18千克 白酒1千克 水1~5千克制作方法1、 原料选择:酿制的原料多取自安县秀水地区的黑色大豆,这种大豆颗粒大小如花生仁,酿出的豆豉质量最佳;普通黄豆制成的豆豉色、香、味皆次之。2、 生产时间:选择在冬、春两季,温度低,发酵效果好,尤以冬季生产贮存到次年六月的成品质量最佳。3、 工艺严格,制作考究:潼州豆豉泡料要求的温度在40~50℃。蒸料使用木甑(蒸桶),火力要猛,蒸制时间可随季节气温不同灵活掌握,一般在小时左右。蒸料当中要上下翻动一次。蒸料上架後保持适当温、湿度,任其自然发酵。大约经过15~21天,菌丝茸毛长稳,有香味散出即可下架。下架後,加盐、白酒、水,拌匀後入坛封存。坛用泡菜坛,密封水槽不能缺水。後熟期约需9~12个月

那颗粒就是豆鼓啊。。。。。

民间有“每天吃豆三钱,何须服药连年”、“五谷宜为养,失豆则不良”的谚语,说明豆类在日常饮食中起着决定性的作用。下面整理了,关于豆豉作用功效,欢迎阅读。

豆豉营养与牛肉相当

试验证明,豆豉的营养几乎与牛肉相当,豆豉含蛋白质为393%而牛肉为,脂肪含量豆豉为,牛肉为,最重要的是它对血栓的作用。

豆豉最早记录在我们中国,后来海外。我国台湾人称豆豉为“荫豉”,日本人称豆豉为“纳豉”,东南亚各国也普遍食用豆豉。

豆豉是用黑豆或黄豆作原料,经过一番洗净、蒸煮、冷却后放入缸中发酵、盐渍,最后晒干而成的,按加盐与否分成咸淡两种。

血栓患者多进食

老年人因脑血栓会造成老年痴呆症,现代医学尚束手无策。

最近,日本医学家发现,中国人用黑豆制成的豆鼓,含有大量能溶解血栓的尿激酶。更使人惊奇的是,豆豉所含的细菌能产生大量维生素 B 和抗生素。因此他们认为老年人多吃豆豉能有效地预防脑血栓形成。

还有一种说法是说豆豉中含有大量能溶解血栓的尿激素,能有效地预防脑血栓的形成。总之,吃豆豉对改善大脑的血流量和防治老年性痴呆症很有效果。

豆豉: 40倍防冠心病的力量

豆豉中钴的含量是小麦的40倍,有良好的预防冠心病的作用;钼的含量是小麦的50倍,硒的含量比高硒食物大蒜、元葱还高,而钼和硒两种元素虽然不能治疗癌症,但是都具有极强的抗癌作用。

食用方法做菜配食,不要矫枉过正

但是要提醒老年人注意的是,豆豉随好,也不能多吃,每日以50克内为宜。

可加入豆豉的菜色 :豆豉蒸排骨、豆豉回锅肉、豆豉蒸鱼、豆豉鸡丁,鸡、鸭、猪肉、牛肉都可以加入豆豉。

而且豆豉加工中会加入很多盐分,所以如菜肴中已加入豆豉,则应减少烹调用盐量,以免摄入盐分过多,从而降低患高血压、心脏病和中风的风险。

豆类家族七大保健功效

近日,美国《赫芬顿邮报》载文,总结出经科学证实的“豆类的七大保健功效”。

1延缓衰老。

研究发现,红葡萄酒中关键成分白藜芦醇可阻止DNA损伤,抗击衰老。美国《食品科学与营养评论》杂志刊登一项新研究发现,一些豆类中白藜芦醇含量可与红酒媲美,其中黑豆和扁豆中含量最多。

2降血压。

《美国高血压杂志》最新载文称,科学家对8项相关研究结果梳理分析发现,所有研究都表明常吃豆类食物(如豌豆、黑豆)可显著降低收缩压和舒张压水平。

3预防癌症。

美国《体外细胞与发育生物学》杂志刊登一项新研究发现,常吃豆类可以使乳腺癌、肝癌、直肠癌、前列腺癌和胃癌等癌症发病率显著降低。

4降低胆固醇。

《加拿大医学会杂志》刊登一项新研究发现,每天饮食中增加一份豆类食物就可以使“坏”胆固醇(LDL)水平降低25%,进而降低心脏病风险。

美国《医药食品杂志》刊登一项涉及35名肥胖男性的最新研究发现,为期8周的研究结束后,吃豆最多的参试者体内脂肪、胆固醇水平、血压及能量代谢都得到大幅改善。

5降低食欲,预防过量饮食。

美国《食欲》杂志刊登一项新研究发现,豆类有助于减少对甜食和快餐等不健康食物的渴望,进而防止过量饮食。参试者每天吃4盎司(约合113克)鹰嘴豆,12周之后,其排便更规律,消化系统也更健康。

6改善肠道菌群。

有益菌对免疫功能、肌肤修复、正常消化和降低肠癌风险等都起到重要作用。美国《农业食品化学杂志》刊登一项新研究发现,常吃豆类,摄入更多豆类纤维有助于肠道细菌产生更多有益健康的物质。

7杀灭真菌。

美国《当代医学化学进展杂志》刊登一项新研究发现,在豆类中发现的化合物有助于杀灭真菌和预防真菌感染。

小小的豆豉对于老年人而言好处多多,在国际上被称为“营养豆”,它不仅开胃消食、祛风散寒,还能预防脑血栓形成和老年痴呆发生。

水稻研究历史进展论文

水稻作为我国主要的粮食作物,在其 种植 过程中就需要广泛应用高产栽培技术,高产栽培技术可以大大增加我国水稻产量,促进农民的增收。下面是我精心推荐的水稻种植技术论文,希望你能有所感触!

水稻的种植技术

[摘要]我国是种植水稻面积最大的国家,水稻作为我国的主要粮食作物之一,已经具有多年的栽培历史。本文以灵桥镇种植为主要研究对象,对该地区的水稻种植现状进行了介绍。之后本文对该地区水稻种植中存在的问题进行了剖析,并提出了一系列的解决 措施 。

[关键词]水稻种植 栽培技术 方法 研究

[中图分类号]S511 [文献标识码]A [ 文章 编号]1003-1650(2016)02-0094-01

1.灵桥镇目前水稻种植现状

从农户水稻种植的现状来看,其规模上已经达到了6000亩,其中每年的亩产也达到了400多公斤,而这个数字也会以更快的速度持续增长,由此可见作为水稻种植大镇的农技推广中心更应该做好水稻种植问题的研究。但是从实际情况来看,其在种植的过程中也存在着一些难题,本文将对灵桥镇水稻种植过程中遇到的问题进行如下剖析

2.种植难题

选种播种不当

首先年轻一代对种粮意识淡薄,而中老年一代老百姓 文化 程度普遍偏低,缺乏科学地选种知识和技术,在选种播种的过程中就出现了一些问题,例如在选取种子时不够仔细,导致许多携带病毒或者低产的种子被播撒到田间。选种不合理的问题已经严重导致了水稻减产,为了更好地解决该问题,加强对水稻种子的选取工作十分重要。但是从实际状况来看,我地区的水稻种植户尚未具备该意识,仍然是采用传统的种植方式,对水稻种子的选取重视力度不够。同时种植户未能接受到专业的种植方法培训,以致选取了不健康不抗毒的幼苗。选种播种不合理现象也是屡见不鲜。

田间管理不当

水稻种植后的工作就是田间管理,加强对水稻的田间管理工作相当重要。但是当地种植户却未能够认识到田间管理工作的重要性,以致很多时候对水稻稻田弃之不顾。究其原因首先是水稻种植户的田间管理意识不足,其次是在田间管理的工作中很多种植户未能够做到仔细谨慎,因此导致很多突发问题的发生而无解决办法,例如病虫害的袭击、自然灾害的发生等。面对该问题很多种植户显得力不从心,所以应当充分提高水稻种植的田间管理。

病虫害的侵害

病虫害的爆发对于水稻种植户来说就是灾难,每年在病虫害暴发的高峰期,水稻种植户会因此而受到巨大的损失。但同时病虫害也是导致水稻减产的常见问题,因此加强病虫害的防治工作显得尤为重要。我地区在病虫害的防治工作上仍然是采取事后处理的办法,这就大大提高了水稻产量降低的几率。水稻病虫害的防范和治理不是一蹴而就的,需要依靠科学的办法和措施,但是当地很多种植户依靠的是传统的治理办法,如果出现了较大面积的病虫害侵袭,很多种植户通常会选择怨天尤人、束手无策。

3.解决水稻种植难题的措施

水稻的选种和催芽

由上述的水稻种植问题中不难看出,水稻种子的选取十分重要,其可以直接决定水稻的产量高低。因此要想提高水稻的质量和产量,就必须加大对水稻种子选择的把关,种植户应充分重视起水稻的选种和催芽工作。

选种

首先第一步就是水稻种子的选择,这一步骤对于水稻栽培来说至关重要,因此需要对水稻的选种进行严格的把关。根据该地区的种植习惯,本文建议种植户可以依靠多年的水稻种植实践 经验 。首先在选取种子时要注意选择颗粒饱满,并且是抗逆性较强的种子。其次是将水稻种子进行翻晒1至2天,之后用盐水进行选种,筛选出颗粒不饱满的水稻种子并去除。

催芽

在选取到最适宜播种的水稻种子后,第二步就是要加强对水稻种子的催芽工作。选取成功的种子要经历一定的消毒处理,消毒方法可以采用稀释了100倍的多菌灵进行浸泡,浸泡的时间不宜过长,一般来说1-2天为最好。之后要进行催芽工作,催芽需在27~28摄氏度的环境下进行。

加大田间管理的力度

加强水稻田间管理,不仅要从施肥的角度考虑,同时也要认识到病虫害防治工作的重要性,以及收割时机的选取的必要性。

合理施肥

肥水管理一直以来都是田间管理工作的重点,适宜的水分和肥料对于水稻的生长是很有帮助的。因此在肥料的选取工作上要格外重视,当地应充分利用牲畜的粪便、饼肥、草塘泥等物质,底肥在土壤翻耕时亩施猪、羊栏肥1000-1500公斤。移栽前一天亩施碳酸氢铵40公斤+过磷酸钙40公斤。栽后5天施第一次分蘖肥,亩施尿素公斤,氯化钾5公斤。栽后12天施第二次分蘖肥,亩施尿素10公斤,氯化钾公斤。7月18日左右,亩施促花肥45%复合肥15公斤,尿素5公斤。8月5日左右,亩施保花肥45%复合肥10公斤。8月20日左右施粒肥,亩施45%复合肥5公斤。抽穗后喷施磷酸二氢钾或喷施宝作根外追肥。这样不仅可以起到保护环境的作用,对于水稻来说则是很好的肥料,方法是机肥充分腐熟之后辅以使用。除此之外面肥的使用也不可忽视,可以采用硫氨酸或是尿素。这种混合的施肥方式可以给予土壤足够的养分,从而更好地促进水稻的生长。在肥料的保存和运输上也要加大重视,首先要在规范的市场购买肥料,其次在运输上要避免二次污染,最后保存肥要注意放置在干燥的环境中。

病虫害防治

病虫害的防治工作一直以来都是水稻种植的一大难题,因为病虫害的出现往往会造成极大的破坏力。同时当地在病虫害的防治工作上也是捉襟见肘,因此本文将给出以下防治措施:首先当地应事先对水稻病虫害的类型进行掌握,并且做好对症下药的准备工作。除了要在适当时期对水稻进行农药喷洒工作,更应该注重对环境的保护,因此在农药喷洒过后要对残留农药进行清理。患有病害的水稻会在田间进行病害的传播,因此必须及时地清除掉。

适宜时期进行收割

水稻的收割也是一门重要的学问,在收割之前种植户应该做好人员、机器、设备的准备。其次在收割时间的把握和选取上也要做到准确无误,一般来说水稻的收割时间决定了水稻的精米率和产量,在下枯霜之前就要完成对水稻的收割,避免对水稻的产量产生危害。根据当地的收割习惯,每年的9月下旬和10月下旬就可以进行水稻的收割工作。

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1、1964年,袁隆平在我国率先开展水稻杂种优势利用研究,并提出通过培育雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系的三系法途径来培育杂交水稻,以大幅度提高水稻产量。 但工作刚刚起步,就开始了“文化大革命”。在上级有关部门的支持下,他避开干扰,依靠社会主义的大协作精神,带领助手刻苦钻研,克服种种困难,经过10年奋战,终于攻克了三系法杂交水稻研究中的难题。

1、1964年,袁隆平在我国率先开展水稻杂种优势利用研究,并提出通过培育雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系的三系法途径来培育杂交水稻,以大幅度提高水稻产量。  但工作刚刚起步,就开始了“文化大革命”。在上级有关部门的支持下,他避开干扰,依靠社会主义的大协作精神,带领助手刻苦钻研,克服种种困难,经过10年奋战,终于攻克了三系法杂交水稻研究中的难题。

2、1972年袁隆平与同事们一起率先育成我国第一个实用的水稻雄性不育系及其保持系“二九南1号”,并于1973年实现“三系”配套,1974年选育成第一个强优组合“南优2号”,1975年研究出一整套生产杂交种子的制种技术,1976年开始,杂交水稻在全国大面积推广,比常规稻平均增产20%左右。由此,袁隆平成为世界上第一个成功地将水稻杂种优势应用于生产的科学家。

3、1980年以来,袁隆平又先后育成“威优64”、“威优49”等几个大面积推广的早熟、多抗新组合。1987年,两系法杂交水稻研究列入国家“863”计划,袁隆平挂帅开展全国性的协作攻关。历经九年的艰苦攻关,1995年,两系法杂交水稻研究成功,普遍比同熟期的三系杂交稻每亩增产5%—10%。

4、1998年,袁隆平主持的长江流域两系法杂交早籼稻选育研究获得突破,育成优质、高产、早中熟的两系早籼稻组合,为解决长期以来长江流域早籼稻米质不好、产量不高的难题提供了有力的技术支撑。

5、1998年,超级杂交稻研究被列为国家“863计划”重点项目,袁隆平出任首席责任专家;2000年,超级杂交稻实现百亩示范片亩产700公斤的第一期目标;2004年,超级杂交稻实现百亩示范片亩产800公斤的第二期目标;现正朝着百亩示范片亩产900公斤的第三期目标努力,计划到2010年实现。

袁隆平研究水稻的艰辛历程如下:

1960年7月,袁隆平在农校试验田中意外发现一株特殊性状的水稻。他利用该株水稻试种,发现其子代有不同性质。因为水稻是自花授粉的,不会出现性状分离,所以他推论该为天然杂交水稻。随后他把雌雄同蕊的水稻雄花人工去除,授以另一个品种的花粉,尝试产生杂交品种 。

1961年春天,袁隆平把这株变异株的种子播到创业试验田里,结果证明了1960年发现的那个“鹤立鸡群”的植株,是“天然杂交稻”。

1964年7月5日,袁隆平在试验稻田中找到一株“天然雄性不育株”,经人工授粉,结出了数百粒第一代雄性不育株种子  。

1964年到1965年,两年的水稻开花季节里,袁隆平与科研小组在稻田进行杂交育种试验。后在稻田里找到了6株天然雄性不育的植株。经过两个春秋的观察试验,对水稻雄性不育材料有了较丰富的认识,根据所积累的科学数据,在大学毕业工作12年左右的他,发表在1966年第17卷第4期《科学通报》上。

1965年7月,袁隆平又在安江农校附近稻田的南特号、早粳4号、胜利籼等品种中逐穗检查14000多个稻穗中逐穗检查到6株不育株,并在此后两年播种中,连同上年发现的不育株,共计找到6株。经过连续两年春播与翻秋,共有4株成功繁殖了1~2代。其研究彻底推翻由传统经典理论米丘林、李森科的“无性杂交”学说,并推论水稻亦有杂交优势。

1966年2月28日,袁隆平发表第一篇论文《水稻的雄性不孕性》,刊登在中国科学院主编的《科学通报》半月刊第17卷第4期上。

5月,国家科委九局局长赵石英同志,获悉袁隆平发表的《水稻的雄性不孕性》一文后,高度重视,以科委九局名义致函湖南省科委与安江农校,支持袁隆平的水稻雄性不育研究活动,指出这项研究的意义重大,如果成功,将使水稻大幅度增产  。6月,文化大革命开始,袁隆平遭受冲击,水稻雄性不育试验被迫中断。

1967年4月,袁隆平起草“安江农校水稻雄性不孕系选育计划”,呈报省科委与黔阳地区科委。6月,由袁隆平、李必湖、尹华奇组成的黔阳地区农校(安江农校改名)水稻雄性不育科研小组正式成立。

1968年4月30日,袁隆平将珍贵的700多株不育材料秧苗,插在安江农校中古盘7号田里,面积133平方米。5月18日晚上,中古盘7号田的不育材料秧苗,被全部拔除毁坏,成为未破的谜案。袁隆平心痛欲绝。事发后第4天才在学校的一口废井里找到残存的5根秧苗,继续坚持试验。

1970年夏,袁隆平从云南引进野生稻,拟在靖县(安江农校又搬迁到了靖县)做杂交,后因没有进行短光照处理而未成功。秋季,袁隆平带领科研小组李必湖、尹华奇来到海南岛崖县南江农场进行三季水稻实验条件良好的海南,进行研究试验,向该场技术员与工人调查野生稻分布情况。

1971年春,湖南省农业科学院成立杂交稻研究协作组,袁隆平调省农业科学院杂交稻研究协作组工作。

1973年,协作组通过测交找到了恢复系,攻克了“三系”配套难关。10月,袁隆平在苏州召开的水稻科研会议上发表了《利用“野稗”选育三系的进展》的论文,正式宣告中国籼型杂交水稻“三系”已经配套  。

1975年,袁隆平攻克了“制种关”,摸索总结制种技术成功。11月,袁隆平和李必湖在观察杂交水稻生长情况。在党和国家的大力支持下,全国有19个省、市、自治区先后组成科研协作组,开展群众科学实验,成功地育成了杂交水稻。

1976年,杂交水稻成功推广。

1977年,袁隆平发表了《杂交水稻培育的实践和理论》与《杂交水稻制种与高产的关键技术》两篇重要论文。

1980年10月,攻克了制种关 。

1980年10月,我国第一个研究杂交水稻的育种家、湖南省农业科学院研究员袁隆平,经过10多年刻苦的研究实验,在有关科研单位的协作下,攻克了制种关,使杂交水稻的研究获得全面成功,为水稻增产开辟了新的途径。

2010年3月,袁隆平院士团队和张启发院士团队合作,共同研究转基因水稻。在合作交流会上,袁隆平称,为了消除公众对转基因抗虫稻米安全性顾虑的问题,他愿意作为第一个志愿者来吃!

3月12日,袁隆平在报告会上就转基因抗虫水稻的安全性实验、抗除草剂转基因作物为什么能够减少除草剂用量等问题与张启发院士进行了讨论,并表示支持政府关于转基因作物研发的决策。

2017年9月,在2017年国家水稻新品种与新技术展示现场观摩会上,袁隆平宣布一项剔除水稻中重金属镉的新成果:“近期我们在水稻育种上有了一个突破性技术,可以把亲本中的含镉或者吸镉的基因‘敲掉’,亲本干净了,种子自然就干净了” 。

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