小型农田水利预制砼u型槽质量影响因素实验研究 71页

分类号:密级：UDC：学号：416016213033南昌大学专业学位研究生学位论文小型农田水利预制砼U型槽质量影响因素实验研究QualityAffectFactorsResearchOfSmallIrrigationAndWaterPrecastConcreteU-shapedExperimentSlot封涛培养单位（院、系）：建筑工程学院指导教师姓名、职称：傅琼华教高专业学位种类：工程硕士学科领域名称：水利水电工程论文答辩日期：2015年5月26日答辩委员会主席：评阅人：________2015年月日n一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写）：签字日期：切A<月|日二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按“章程”规定享受相关权益。学位论文作者签名（手写）：导师签名（手写>签字日期：年g月丨日签字日期：p/c年/月r日论文题目姓名■学号论文级别博士□硕iKy7院/系/所专业E—mail备注：•开□保密（向校学位办申请获批准为“保密”，______年_月后公开）n摘要摘要混凝土配合比是影响预制混凝土U型槽质量好坏的主要因素，它关乎混凝土的各项性能，与构件的质量有着直接紧密的联系。由于生产者质量意识的薄弱，再加上没有合理的配合比方案指导生产，制作厂家都是根据经验增减用水和材料来生产制作，大多时候为了抢时间，没有按照制作规程操作，导致了许多质量问题。因此，分析研究混凝土配合比对预制混凝土U型槽构件质量的影响，对U型槽构件的制作具有指导意义。本文在分析了质量缺陷成因，了解了制作及检测技术规程后，统一制作工艺，制定配合比方案，对在不同配合比情况下预制构件的质量进行分析。研究的主要内容有：(1)分析了预制混凝土U型槽质量缺陷的成因及防治措施，介绍了构件制作及检测技术的相关内容，为构件的制作试验研究提供正确的制作方法，并给予了U型槽构件质量检测依据。(2)通过改变混凝土配合比，制作预制U型槽构件，总结制作中发现的问题，并对构件外观质量进行分析研究，得出满足外观质量要求的配合比。(3)对不同混凝土配合比情况下的混凝土VC值和抗压强度进行分析，总结出单级配小石干硬性混凝土性能的一般规律。(4)在外观质量分析的基础上，对构件内在质量即外压破坏荷载和抗渗性能试验分析。综合从构件制作到成型后的质量分析研究，得出一套合理的预制U型槽构件的制作流程和混凝土配合比方案。本论文的研究工作主要在于试图找到合理的预制混凝土U型槽制作配合比方案，对构件质量缺陷的影响因素有进一步的认识。可为今后的预制混凝土U型槽制作生产提供参考依据，指导制作厂家正确生产，也能为单级配小石干硬性混凝土性能研究提供科学依据。关键词：预制混凝土U型槽；单级配小石干硬性混凝土；混凝土配合比；制作工艺；外观和内在质量InAbstractABSTRACTProportioningofcementconcretearethemainfactorsaffectingthequalityofprecastconcreteu-shapedslot,itaffectsthevariousperformanceofconcreteanddirectcloselylinkedwiththequalityofthecomponents.Duetotheproducersofqualityconsciousnessisweak,withnoreasonableproportionplantoguidetheproduction,Productionmanufacturersarebasedonexperiencetoincreaseordecreasewaterandmaterials.Mostofthetimetheworkersforworking,notinaccordancewiththeproceduresthatcausedmanyqualityproblems.Therefore,ratioanalysisandstudyofconcreteprecastconcreteu-shapedslotcomponentqualityproductionhasaguidingsignificancefortheu-shapedslotstructure.Basedontheanalysisofthecausequality,understandtherulesofproductionandinspectiontechnology,unifiedproductionprocess,changeofplan,undertheconditionofdifferentmixingproportionofprefabricatedqualityareanalyzed.Themaincontentoftheresearchareasfollows:（1）Analysistheprecastconcreteu-shapedslotqualitydefectscausesandpreventionmeasures,expoundstheproductionofcomponentsanddetectiontechnologydiscipline,providesthecorrectcomponentproductiontestmethod,andgivestheu-shapedslotcomponentdetectionbasis.（2）Bychangingthemixproportioningoftheconcreteandprecastu-shapedslotartifacts,summarizestheproblemsfoundinproduction,researchandanalyzethecomponentappearancequality,meettherequirementsofappearancequalityofmixtureratioareobtained.（3）AnalyzeddifferentconcretemixingproportionofconcreteofVCvalueandcompressivestrength,summarizedthegeneralruleofsinglestagewithsmallstoneharshconcreteperformance.（4）Onthebasisofanalyzingtheappearancequality,damagetocomponentsinnerqualitynamelyexternalpressureloadandpermeabilityperformancetestanalysis.Comprehensivefromcomponentproductiontoformingthequalityanalysisoftheresearch,itisconcludedthatareasonablesetofprecastconcreteoftheu-shapedslotproductionprocessandplan.IInAbstractResearchworkofthispaperliesintryingtofindthereasonableprecastconcreteu-shapedgroovemakingmixturesolution,thecomponentafurtherunderstandingoftheinfluencefactorsofqualitydefects.Butforthefutureoftheprecastconcreteu-shapedslotproductionprovideareferencebasis,guidethecorrectproductionmanufacturers,alsoforsinglestagewithharshconcreteperformancestudyprovidedthescientificbasis.Keywords:precastconcreteu-shapedslot；singlestagewithsmallstoneharshconcrete；proportioningofcementconcrete；productionprocess；appearanceandinnerqualityIIIn目录目录摘要...........................................................................................................................IABSTRACT.................................................................................................................II目录........................................................................................................................IV第1章绪论.................................................................................................................11.1研究的目的和意义........................................................................................11.2预制混凝土U型渠道特点...........................................................................21.3预制混凝土U型槽生产中存在的问题.......................................................31.3.1生产者质量意识薄弱..........................................................................31.3.2生产设备落后，模具扭曲变形..........................................................31.3.3原材料配合比采用不佳......................................................................41.3.4振捣工序控制不当..............................................................................41.3.5脱模损坏，养护不当..........................................................................41.3.6运输造成损坏......................................................................................41.4国内外研究现状与进展................................................................................41.5本文的主要研究内容....................................................................................61.6技术路线........................................................................................................71.7课题来源........................................................................................................8第2章小农水U型槽构件制作及质量缺陷成因分析............................................92.1预制混凝土U型槽的定义...........................................................................92.2预制混凝土U型槽的制作...........................................................................92.2.1原材料..................................................................................................92.2.3构件制作场地....................................................................................102.2.4预制U型槽构件成型.......................................................................102.2.5预制U型槽构件养护.......................................................................102.3U型槽成型机的选择...................................................................................102.3.1自动吊模U型槽成型机构造及主要技术参数...............................112.4预制混凝土U型槽的质量要求.................................................................12IVn目录2.4.1预制混凝土U型槽的材料品质要求...............................................132.4.2预制混凝土U型槽的外形尺寸要求...............................................132.4.3预制混凝土U型槽的外观质量要求...............................................142.4.4预制混凝土U型槽的外压破坏荷载要求.......................................152.4.5预制混凝土U型槽的抗渗性能要求...............................................152.5预制混凝土U型槽的质量缺陷成因分析.................................................162.5.1麻面....................................................................................................162.5.2蜂窝....................................................................................................162.5.3孔洞....................................................................................................172.5.4缺棱掉角............................................................................................172.5.5干缩裂缝............................................................................................172.6本章小结......................................................................................................17第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究..........................................193.1U型槽用干硬性混凝土配合比设计方案概述...........................................193.2干硬性混凝土性能概述...............................................................................193.3配合比方案设计...........................................................................................193.3.1混凝土配合比的计算方法................................................................203.3.2砂、石含水率的计算方法................................................................213.4U型槽配合比试验方案...............................................................................223.4.1试验的原材料....................................................................................223.4.2配合比计算结果................................................................................233.4.3试验过程及方法介绍........................................................................253.4.4U型槽外观质量分析.........................................................................263.5本章小结......................................................................................................39第4章单级配(小石)干硬性混凝土性能分析.........................................................414.1干硬性混凝土技术性质概述.......................................................................414.2性能试验方法的介绍...................................................................................414.3混凝土立方体试块强度值的选取...............................................................414.4试验成果及分析..........................................................................................42Vn目录4.4.1VC值分析...........................................................................................424.4.2混凝土试块强度分析........................................................................454.5本章小结......................................................................................................49第5章U型槽外压破坏和抗渗性能试验研究.......................................................515.1U型槽整体结构性能概述...........................................................................515.2U型槽外压破坏荷载试验过程...................................................................515.2.1实验设备............................................................................................515.2.2试验方法............................................................................................515.2.3试验结果计算....................................................................................525.2.4试验结果分析....................................................................................525.3U型槽抗渗性能试验过程...........................................................................555.3.1试验方法............................................................................................555.3.2试验结果及分析................................................................................565.4本章小结......................................................................................................56第6章总结与展望...................................................................................................586.1全文总结......................................................................................................586.2存在的问题和展望......................................................................................59参考文献：.................................................................................................................60致谢.........................................................................................................................60VIn第1章绪论第1章绪论1.1研究的目的和意义近些年来，随着我国经济的稳步增长和农村水利建设的快速推进，小型农田水利工程的数量显著增加。在此背景之下，我省农田水利工程建设得到进一步的推进与发展，随着小农水重点县建设的广泛推广，预制混凝土构件在我省小型农田水利工程建设中得到广泛应用，预制构件的使用范围和数量逐渐加大，其实际使用的预制构件种类也在不断增多，尤其是在灌溉渠道中的运用，预制混凝土U型槽在农田水利工程建设中的运用也就自然地在逐年增加。而我省大部分小农水工程多建于上世纪六七十年代，受当时技术条件和经济的制约，工程建设标准低，灌溉渠道大部分都为土渠，历经长达半个世纪之久的运行，况且由于年久失修，淤泥堵塞、倒塌、渗漏严重，输水效益低，渠系水利用系数[1]低，大都无法满足灌溉需求。进行渠道工程建设以解决土渠的诸多问题，也就尤为重要。随着经济社会的发展，农田水利建设的不断发展和制作工艺的不断丰富，灌排渠预制构件的产品质量也有所提高，对农田水利预制构件质量也提出了更高的要求。然而，我省目前大多数的预制混凝土U型槽制作厂家都是小型的生产厂家，很多都是小作坊一类，一般仅有1-2套生产设备。管理人员，生产人员文化程度普遍不高，更没有一个合理的生产配合比方案指导生产，生产人员完全根据经验称取原材料，增减材料完全依据肉眼判别，这就造成计量误差，每一锅的原材料用量都不一样，生产出的U型槽质量也有好有坏，就外观质量来说，有相对数量都达不到江西省地方标准《小型农田水利灌排渠预制混凝土构件制作与检测技术规程》（DB36/T646—2011）中的要求。有些U型槽生产厂家为了刻意追求外观质量的美观，使用粒径小的细砂，逊径的小粒径石子，生产出的U型槽，虽然外观质量达到了标准要求，但待其达到强度检测时间，对其进行外压破坏荷载检测后发现，基本上外压破坏荷载值都达不到标准要求。反之，有些厂家为了达到强度的要求，采用粗砂，超径的大粒径石子，强度虽然达到了标准要求，但制作出的U型槽，外表面蜂窝麻面多，外观质量差。针对许多U型槽生产厂家出现的这些问题，如何找到一个合理的配合比方1n第1章绪论案，既能解决生产中实际遇到的外观质量差的问题，又能够满足内在质量的要求，即抵抗外压破坏和抗渗性能的要求，显得尤为重要。因此，为了规范我省小型农田水利工程建设，保障工程效益的正常发挥，提高U型槽构件产品的质量，加快农田水利工程建设产品工业化的进程，为U型槽生产厂家提供有效、合理的U型槽配合比方案，指导其高效、正确地生产等有重要意义。1.2预制混凝土U型渠道特点混凝土U型渠道是目前世界上公认的一种优良节水灌溉设施，不仅缩短了施工工期、降低了施工成本，同时输水能力和抗冻胀性强，同时节省了渠道占地，采用U型槽输水形式比采用标准梯形断面形式至少节省了占地30%左右。最重要是防渗效果好，大幅度提高了水资源利用率，从而提高了对灌区渠系水的利用,减少了水资源的无端损耗和浪费，同时促进了地下水位的降低，防止了渍害发生，对生态环境的改善以及灌溉质量和效益的提高均十分有益。渠道采用混凝土U型槽不仅输水断面接近最优，并且具有管理方便，运行维修费用[2][3]低，工程造价低，节约材料，美观大方等优点。针对我国具有的相对数量较多的小型农田水利渠道工程而言，许多灌区项目的渠道整治工程，由于施工导流存在较大的难度，因此，往往是利用非灌溉期抢修来避开洪峰时期。而现浇混凝土U型渠槽的机械施工，存在施工工期长、质量不易保证、渠槽抗冻性能差等缺点，而预制混凝土U型渠槽则避开了这些缺陷，因而成为首选。预制混凝土U型槽不仅保留了混凝土U型渠槽原有的优点，而且有其特有的优[4]越性。其主要特点具体表现为：(1)水力学性能好，混凝土用料省。U型槽下部为水力最佳断面的半圆形断面，输水能力强。其湿周最短，较其他形状断面形成等厚度的衬砌节省了材料。(2)整体性强，受力条件好，可避免冻胀破坏。U型槽下部为半圆形的反拱形，下部分外的土体基本处于稳定状态，来自平面直立段土侧的压力很小。对来自外部的冻胀破坏有很强的抵抗能力，当冻胀力较强时，U型渠槽会整体上抬，解冻后多数又可以自行复位。在同一受冻环境条件下的冻胀程度仅为梯形渠的1/4～1/3。实践使用中未曾发现因冻胀原因而造成的断裂破坏。(3)输水水力半径大、湿周短、流速快,因而输水能力强，有利于缩短灌水周期。(4)产品质量较容易控制，便于工厂化生产制作。(5)省工省料,2n第1章绪论造价低,占地少，可现场方便地装配和拼接。采用预制混凝土U型渠道不仅具有防渗效果好、输水能力强、允许流速大、抗冻胀性能强、糙率小、强度高、使用年限长等诸多方面的优越性，还有施工便捷,质量可靠以及造价低廉等优点,故能充分发挥渠道节水和灌溉效益，节省了占地、用水和农灌成本，是提高灌溉效益和方便管理的有效途径。因此，推广和应用预制混凝土U型渠槽显得十分适宜且很有必要，在渠道工程建设中更加充分、合理、有效地利用预制混凝土U型槽，适合我国基本国情，便于推广使用。1.3预制混凝土U型槽生产中存在的问题由于生产厂家生产制作中没有合理的生产配合比方案，再加上生产者质量意识的薄弱。在生产制作中，原材料的质量和规格没达到制作标准所需要求，如粗骨料的超逊径，细骨料细度模数超出，天然砂、石含泥量过大等一系列问题，均可导致产品表面形成蜂窝、麻面、孔洞等外观质量缺陷。以及在制作中制作工艺的不恰当也是导致质量缺陷的主要原因，这些质量缺陷诱因需要引起广泛的重视，以便在制作中避免，并找到相应的解决措施，指导其生产出高质量的预制混凝土U型槽构件，确保生产厂家能够高效率、低成本、高质量地生产。针对U型槽生产厂家普遍存在的这些问题，具体阐述如下。1.3.1生产者质量意识薄弱生产者和使用者认为U型槽构件大多用于小型农田水利工程的渠道之中，外观质量的好坏不会影响其使用，即使由于质量原因导致的使用功能问题，也不会对经济损失和人员伤亡造成重大影响，后果并不严重，故在U型槽构件的生产制作过程中缺乏对外观和内在质量的要求，从而影响了构件的外观质量。且制作厂家的生产者大多数是临时农民工，他们农忙时忙农活，只有到农闲时到厂里做工，导致了工人的经验没有得到积累和传承，对产品质量也造成影响。1.3.2生产设备落后，模具扭曲变形生产设备和模具质量的好坏对U型槽构件质量的影响起关键性作用。若是设备和模具都达不到标准要求，U型槽的质量肯定会受损。具体体现在：(1)模具表面凹凸不平，使U型槽构件表面粗糙不光滑。(2)模具接缝处衔接不当，导3n第1章绪论致U型槽构件底部出现错位和松动。(3)模具设计结构不合理、材料选用不当、刚度不够使模具使用中变形或走模，造成U型槽构件的棱角不清、平面翘曲、尺寸偏差过大等质量缺陷，同时模具在变形后导致漏浆，造成U型槽表面不该出现的蜂窝麻面。(4)在生产制作的过程中为了节省时间赶进度没有清理模具，造成了模具上水泥浆的累积越来越多，进而导致构件表面蜂窝麻面的形成。1.3.3原材料配合比采用不佳在制作过程当中，出现因构成混凝土原材料的质量、规格以及配合比选用不当，具体表现为：砂细度模数偏大、粗骨料粒径过大、石子用量多、混凝土拌合物和易性不佳等，都会导致产品表面形成蜂窝、麻面、裂缝、孔洞、缺棱掉角等缺陷。1.3.4振捣工序控制不当在U型槽的制作成型过程中，振捣是必不可少且很重要的环节。由于振捣方式不当和时间不够导致的振捣不密实，或者由于过度振捣导致混凝土离析，都比较容易使产品表面出现蜂窝麻面，甚至是孔洞或其他质量缺陷。1.3.5脱模损坏，养护不当U型槽构件的制作工艺要求，U型槽构件在振捣工序完成后，需立刻脱模，但由于脱模时间过早，混凝土本身强度低，若脱模中操作不当很容易造成产品的边角破损和变形。在U型槽构件正常脱模放置后，若对其养护不及时，混凝土中的水分过早蒸发导致较大的收缩变形，从而在混凝土表面出现干缩裂纹。1.3.6运输造成损坏构件制作成型并脱模后，需用专用手推车运输至指定放置地点，在运输过程中若场地不平整定会使手推车颠簸，容易使产品产生不该有的裂缝或缺棱掉角。并且，很多构件都是在预制场制作并养护好后，在二次搬运到施工场地的上下车以及车辆运输过程中，造成缺边掉角和断裂破损的情况。1.4国内外研究现状与进展近些年来，水利工程界的学者们对预制混凝土U型槽质量缺陷成因问题进4n第1章绪论行了大量的试验研究，积累了许多宝贵的经验理论。但是随着农田水利工程建设的不断发展和构件制作工艺的不断完善，对灌排渠预制构件的质量要求进一步提高，现对预制混凝土U型槽外观和内在质量问题成因展开深入研究，试图从根本上解决U型槽构件的质量问题缺陷。目前，国内外对预制混凝土U型槽质量缺陷成因的研究主要集中在两大方向上：(1)通过对预制混凝土U型槽制作工艺的分析，总结出导致构件质量缺陷的成因。(2)从研究干硬性混凝土配合比出发，分析配合比的改变对外观和内在质量的影响，制定预制混凝土U型槽配合比方案，然后通过制作成型并洒水养护后，分析其外观质量，经过强度试验，得到其耐久性，从而得出其适宜的配合比。长期以来，U型槽制作工艺与构件质量缺陷的联系引起了国内外众多专家学者的重视，经过长期的试验研究和制作经验总结，U型槽的制作工艺得到了充分完善，取得了丰硕的成果。[5]早在1993年，王瑞琪、朱跃进、陈孝周提出手工操作现浇U型槽渠道普遍存在着施工复杂、质量难控制、造型困难等缺陷，预制混凝土U型槽的应用,体现了预制构件拼装衬砌的优点，使之少受气候条件、地下水位、地形地质条件和能源条件的影响。但是，常规的预制工艺普遍存在着浇筑不便、模板制作困难、模板周转慢、工效低、成本高等一系列问题。为此，他提出了一种先用平板浇筑振捣后弯曲成型的混凝土U型槽预制方法，突破了传统的制作工艺,基本上解决了现浇与传统预制混凝土U型槽施工和制作中存在的间题,具备了操作简便、制模简单、振捣容易、质量易于保证、工效高、成本低廉等优点,为混凝土U型槽预制生产提供了新方法,同时为混凝土U型渠道衬砌的推广开辟了光辉前景。[6]德国建筑材料学者ViktorMechtcherine等提出了谐波振动密实方式。该方法考虑到通常的混凝土预制构件成型机在制作中的冲击振动方式噪音大、设备负荷高、模具磨损快等缺陷，设备的磨损往往又会使机器无法达到最佳工作状态，从而导致制作出的产品质量下降。该成型方法的基本原理是，在高频、高振幅条件下让承担振动作用的所有设备系统都能产生正弦振荡波。并通过对该试验装置中“励磁系统”的不断改进和设计调整，对谐波振动密实方式的实用性进行了测试。该试验方式的结果表明，该装置因消除了冲击振动波，从而使设备模具磨损以及噪音扩散等缺陷都得到了较大的改善。从混凝土制品的生产5n第1章绪论实践上得到积极的结论，混凝土布料除应该均匀分布之外，“导入”均匀的振动力和高效的密实，都可以使制作出的产品质量得到显著提高。[7]关于干硬性混凝土配合比的设计研究，金国栋、金丽莉、金秀艳认为干硬性混凝土与塑性混凝土相比，具有水泥用量小、水灰比小、砂率小、收缩小、高强、快硬，密实性好、抗渗性和抗冻性强等特点。对水泥的节省、成本的降低、质量的提高、模板周转率的提高、工期的保证等有十分重要的意义。通过多次的试验研究发现，在材料选用方面，对水和水泥的要求与塑性混凝土一致，尽量选择膨胀系数小和低水化热的水泥；应尽可能采用含泥量少、级配良好的中砂；粗骨料的含泥量必须得到严格控制，粒径尺寸应根据构件的尺寸确定，要求级配良好、吸水率小。试验室通过多次试验证明，由于干硬性混凝土的水及水泥用量都较少，粗、细骨料所占比例大,这使得混凝土的密度得到增加。因此，在使用相同的原材料情况下，干硬性混凝土的强度和耐久性性能最好。[8]陈式华、陈卫芳、章晓桦通过试验研究发现，采用干硬性混凝土，用振动挤压方式成型制作预制构件是可行的，制作出的构件性能满足设计所需要求，混凝土密实性好，构件表面光滑平整，生产质量也易于控制。干硬性混凝土的抗压强度随水灰比变化规律明显，符合混凝土的一般规律；抗压强度受制作中的振动次数影响较大，振动次数不够将导致强度值偏低，达不到设计强度要求。[9]在预制混凝土U型槽质量方面的研究，周玑莹等在大量实际检测工作基础上，结合实际生产过程，对U型槽构件外观质量的缺陷问题进行了分析，提出了相应解决的办法和措施。[10]李焱、戴国强、杨能辉从江西省U型槽构件实际运用的情况出发，对生产时的技术因素进行分析，从生产技术角度出发，列出了导致构件质量缺陷问题的部分原因，结合U型槽构件外压强度检验方法，分析了U型槽构件外压破坏荷载不合格的成因，并对生产制作过程中相应的质量问题提出了控制措施。通过上面的介绍可以看出，关于预制混凝土U型槽质量缺陷问题已有很多学者做了大量的研究工作。造成混凝土预制构件质量问题的原因很多，有生产技术因素、人为操作因素等，究其根本还是配合比方案的正确性。如果在确保生产技术和人员操作无误的情况下，采用正确的配合比方案制作构件，由此得到满足外观和内在质量要求的预制构件。6n第1章绪论1.5本文的主要研究内容导致预制混凝土U型槽质量缺陷的原因很多，有些是由于人为因素，这些在实际生产制作中，加强管理、提高生产人员的质量意识就可以避免的。然而，如果是由于组成混凝土的材料不合格，配合比选用不合理的话，光是修正U型槽的制作工艺是得不到改善的，这就需要对配合比方案做深一步的试验研究。本论文通过亲身参与预制混凝土U型槽构件的制作，并在吸取、总结前人研究成果的基础上，纠正U型槽的外在质量诱因，统一制作工艺，改变混凝土配合比，试验分析在不同用水量、水胶比、粉煤灰掺量下，构件的外观质量、单级配小石干硬性混凝土的主要技术性质、以及构件外压破坏荷载值和抗渗性能的变化规律。主要的研究工作内容有以下几个方面：(1)了解并掌握U型槽构件的制作工艺，总结构件质量问题的成因。(2)实地调查取证、计算试拌，制定出配合比试验方案。(3)按照方案中的配合比，制作成型U型槽，总结制作中遇到的问题状况，对成型后的构件进行外观质量和单级配小石干硬性混凝土主要技术性质分析，洒水养护到达龄期后，对构件进行外压荷载破坏和抗渗性能试验。(4)将不同配合比情况下的构件外观质量、外压破坏荷载和抗渗性能结合分析，得出适宜的配合比方案。1.6技术路线影响预制混凝土U型槽质量的主要因素有混凝土配合比、人为的操作、机械设备质量、材料的粒径等，配合比方案是影响U型槽质量的关键因素之一。因此，总结归纳这些影响因素，试验研究出合理的配合比方案，这就需要设计合理的技术路线对其进行研究，本论文所采用的研究路线如下图1.1所示。7n第1章绪论收集国内外有关预制混凝土U型槽研究资料实地调查取证省内多家U型槽制作厂家确定本论文的研究内容和方法U型槽制作工艺调整配合比制作混凝土性能分析质量分析适宜的配合比方案结论与建议图1.1技术路线1.7课题来源本课题来源于江西省水利厅科技项目。8n第2章小农水U型槽构件制作及质量缺陷成因分析第2章小农水U型槽构件制作及质量缺陷成因分析2.1预制混凝土U型槽的定义过水断面为U型形状的预制混凝土渠槽构件，简称U型槽，其下部分为半圆形曲面,上部分为与地面垂线成一定倾角的斜平面,与下半圆连接成斜壁，表示为Ud×h×δ。U表示构件的外观形状为U型，d表示U型槽下圆弧内壁的直径大小，h表示U型槽槽口至下圆弧内壁的深度，δ表示U型槽槽壁的厚度，单[11]位均以mm表示。本文试验是以U300×480×35为研究对象，表示为U型槽的下圆弧内壁直径是300mm，槽深是480mm，槽壁厚度是35mm。U型槽按照规格的大小，可分为整体式和组装式两种。规格较小，一次性振捣成型的预制混凝土U型槽称为整体式U型槽；规格较大，必须由多块预制混凝土板组装成型的预制混凝土U型槽称为组装式U型槽。2.2预制混凝土U型槽的制作组成混凝土的原材料、配合比、构件制作各环节及成型后的构件均应进行质量控制和检查。在构件的制作成型过程中，应对其质量检查，了解动态信息。2.2.1原材料(1)水泥：制作预制U型槽构件所用水泥的强度等级不应低于32.5，水泥性能检测需符合GB175－1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》中的要求。(2)水：混凝土拌合所用的水需符合JGJ63－1989《混凝土拌合用水标准》中的要求。(3)细骨料：制作构件所用的砂宜采用细度模数为2.3～3.0的中砂，细骨料各项性能检测应符合GB/T14684－2001《建设用砂》中的要求。(4)粗骨料：对于不加钢筋的素混凝土构件，所用粗骨料的最大粒径不应超过壁厚的1/2，粗骨料各项性能检测应符合GB/T14685－2001《建筑用卵石、碎石》中的要求。(5)掺合料：允许往混凝土拌合物中添加适量的掺合料，但添加的掺量和品种应根据工程实际的具体技术要求，掺合料的资源和品质条件均应通过试验论9n第2章小农水U型槽构件制作及质量缺陷成因分析证加以确定。当掺合料为粉煤灰时，粉煤灰性能检测应该符合GBJ1461596－1990《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的要求。2.2.2混凝土配合比制作预制U型槽构件所用混凝土最大水胶比不大于0.60，混凝土配合比设计方法参照SL352－2006《水工混凝土试验规程》和JGJ55－2011《普通混凝土配合比设计规程》中的要求执行。2.2.3构件制作场地制作预制U型槽构件的场地需平整坚硬、运行可靠且维护良好，仓库、成品堆放处及加工棚不仅要布置得安全紧凑，并且得避免相互干扰。场地内外交通得方便，便于运输，原材料、电源和水源供应得充足。2.2.4预制U型槽构件成型(1)构件成型机宜采用水利部推广使用的设备。(2)构件成型机要有震动和液压装置，模具应具备排水孔和排气孔。(3)构件制作中需一次性喂料成型。(4)喂料完成后，所用震动时间不应少于30s，保压次数不应少于1次，保压持续时间不应少于10s。2.2.5预制U型槽构件养护预制混凝土U型槽构件因其壁薄、外露面积大的特点，若养护不及时，表面容易出现干缩裂缝，影响构件质量，因而养护工作尤其重要，需有专人负责。混凝土预制构件成型完毕后，需对其及时进行养护，养护前需避免太阳直接暴晒，并连续养护，养护时间不得少于28d，在养护期内构件表面需始终保持湿润。气温低于5℃时需对构件采取防冻处理，例如：用草帘、芦苇等物遮盖构件表面。2.3U型槽成型机的选择预制混凝土U型槽的制作办法多种多样，有采用小型振动棒插入振捣方式生产的自制钢模，但由于混凝土有一定时间的养护期，因此需要耗费大量的钢模,导致施工不经济、生产效益低，不适宜农田灌溉大批量使用的生产需求；也10n第2章小农水U型槽构件制作及质量缺陷成因分析有使用卷板式混凝土U型槽和振动台振动预制等办法，但生产出的U型槽质量大都不能满足小型灌排渠道工程设计要求。辅以U型内侧表面振动的立式、震动、压实成型机（上下U型与槽壁厚同宽的钢模保护成型）可立即脱模，经过一周的洒水养护，便可运输安装使用，适合农田灌排大批量使用的需要，提高了生产效率，该成型机关键在于，预制时要注意所用混凝土配合比、材料质量以及压实成型的震动和保压时间的控制。本次试验采用震动与液压相结合的“自动吊模U型槽成型机”制作U型槽。采用震动加液压方式的“自动吊模U型槽成型机”制作U型槽，较普通的“开关门式U型槽成型机”，省去了模具开关门工序，节省了人工、时间，提高了工作效率，并且不存在构件端头连接部位易疏松的缺陷，避免了槽连接部位裂缝缺陷的出现。采用高振幅与液压相结合，对水泥、石子、砂子所拌和调制的各种单级配干硬性混凝土，进行强制成型。震动与液压的结合，可以使所成型拌合物产生最佳游动性，达到良好的和易性。构件内多余的水和空气在高幅震动和挤压条件下排出，使构件内部密实。同时构件外表面浆液饱满，达到外光。2.3.1自动吊模U型槽成型机构造及主要技术参数自动吊模U型槽成型机隶属于农田水利U型槽机的一种，它由机座、机架梁、U型内模加外模以及加压头组成。U型内模固定在机座上；U型外模上端与位于机架梁上的两只吊模油缸连接，并通过连接板、套筒与外模的三根定位轴相互活动连接；加压头与位于机架梁上的液压油缸和加压定位轴相互连接。本次试验的成型机为新型农田水利U型槽成型机，具有劳动效率高、生产成本低、废品率低的特点，脱模时U型外模自动提起，成型的产品可方便取出，省时省力。其主要技术参数如下：1.机长宽高=1.70.82.25m；2.工作电压：3805V；3.系统排量：36L/min；4.配用功率：Y132-4-5.5KW；5.震动功率：Y802-2-2.2KW；6.机重：1080kg；7.工作压力：12MPa；8.每次成型件数：1件；11n第2章小农水U型槽构件制作及质量缺陷成因分析9.每小时产量：U型30-60件；10.标准成型高度：480mm。2.4预制混凝土U型槽的质量要求目前大部分中小型构件都采用预制方式进行制作，预制构件由于是工厂化生产的产品，其原料、工艺、设备、操作均较稳定，加上出厂前按规范标准进行了严格系统检验，质量一般优于现场粗放型制作的结构构件，而且不仅提高了劳动效率，还降低了成本。在实际建设市场上，预制构件厂家数量众多，构件类型、尺寸、结构型式种类繁多，质量水平参差不齐，各个省份甚至地区的构件类型和质量标准都存在较大差异。随着农田水利建设的不断发展和制作工艺的不断丰富，灌排渠预制构件的产品质量有所提高，产品类型也在不断增多，使用范围和数量也在逐渐加大，这也使得农田水利建设对预制混凝土U型槽的质量要求也越来越高，预制混凝土U型槽的质量保证也显得尤为重要。然而预制混凝土构件的质量缺陷时常出现在在生产制作及养护期间，如何对其防治，是确保生产出合格预制构件的主要因素。预制混凝土渠槽所用混凝土抗压强度等级不应低于C20，技术参数要求均取行业规范、标准规定的上限。预制混凝土U型槽的质量要求，在验收中主要体现在材料品质、构件外观质量、构件外压破坏荷载及抗渗性能的要求上。这就需要有预制混凝土U型槽制作质量的评定标准，如表2-1的所示。12n第2章小农水U型槽构件制作及质量缺陷成因分析表2-1预制混凝土U型槽总体质量尺寸评定标准质量标准或允许偏差(mm)项次检验项目检验方法检查数量合格优良主控钢板尺、外项1槽截面最大与最小差≤8%≤6%10点目卡钳检测拉线用钢板1平面度±20±155点尺检测一般钢板尺、外项2折皱不平度≤3%D≤2.5%D5点目卡钳检测3周长±L/1000钢卷尺检测5点备注：1.D—直径；2.L—设计周长。2.4.1预制混凝土U型槽的材料品质要求预制混凝土U型槽的材料品质要求，主要包括组成混凝土的原材料：水、水泥、掺合料、砂、石等以及预制构件的整体结构性能。材料的品质基本上可通过试验检验出其性能符合性。预制混凝土U型槽用材方面的要求除了强度稳定和耐久性方面的技术指标符合外，对骨料粒径亦作出明确要求。例如，制作U型槽所用混凝土的强度等级不应低于C20，水泥的强度等级宜不低于32.5。如对细骨料的要求，其细度模数需是2.3～3.0的中砂，若砂过细，混凝土强度达不到要求，若砂过粗，则外观质量较差也达不到要求。对粗骨料粒径的要求，最大粒径宜15mm，素混凝土构件不得大于壁厚的1/2，筋混凝土构件不得大于壁[11]厚的1/3，且不得大于环向钢筋净距的3/4。同时为改善外观质量可加入掺合料粉煤灰用于混凝土配合比中。2.4.2预制混凝土U型槽的外形尺寸要求所谓U型槽构件的外形尺寸要求即是对预制混凝土U型槽三维空间各尺寸的准确性及偏差要求。根据DB36646-2011《小型农田水利灌排渠预制混凝土构件制作与检测技术规程》中的要求，如表2-2的规定13n第2章小农水U型槽构件制作及质量缺陷成因分析表2-2预制混凝土U型槽主要尺寸允许偏差项目允许偏差(mm)检验方法槽净深±5Ⅱ级钢卷尺量测槽两端及中部，取较大值槽口净宽±5Ⅱ级钢卷尺量测槽两端及中部，取较大值槽壁厚±3Ⅱ级钢卷尺量测槽两端及中间，取较大值槽长度±10Ⅱ级钢卷尺量测槽底及两端，取较大值槽对角线差±12Ⅱ级钢卷尺量测槽交叉对角，取较大值2.4.3预制混凝土U型槽的外观质量要求不论是预制还是现场浇筑的水泥混凝土构件，其外观质量均是构件质量好坏的直观体现。因此，对构件外观质量的确保和提高有益于混凝土工程质量的[11]保证。预制混凝土U型槽外观质量要求及检验方法如表2-3所示。表2-3预制混凝土U型槽外观质量要求项目质量要求检验方法孔洞任何位置不宜有目测主要受力位置不宜有蜂窝目测和百格网次要受力位置总面积低于构件面积1.0%对构件性能使用有影响的裂缝不宜有裂缝目测对构件性能使用无影响的龟裂缝不宜有连接部位缺陷构件端头部位混凝土疏松不宜有目测外形缺陷构件端头缺棱掉角、扭曲变形不宜有目测露筋配筋渠槽不宜有目测麻面、粘皮构件内表面总面积低于构件面积10％目测和百格网注：⑴孔洞指构件混凝土中孔穴的长度和深度均超过构件厚度1/3。⑵蜂窝指构件混凝土表面因缺少水泥砂浆包裹而导致石子外露的缺陷。⑶裂缝指伸入构件混凝土内的裂痕和缝隙。⑷连接部位缺陷指构件连接部位的混凝土疏松、不密实。⑸外形缺陷指构件端头不直、倾斜、缺棱掉角等。⑹露筋指构件内所用钢筋因未被混凝土包裹而形成外露的缺陷。⑺麻面、粘皮指构件内表面不光洁平整，有麻面、粘皮的缺陷。14n第2章小农水U型槽构件制作及质量缺陷成因分析对于预制混凝土U型槽的质量稳定，尺寸准确，外表面光滑平整，无蜂窝、裂缝等要求可在原材料选择，制作工艺，改变配合比等方面严格把关得以解决。并且由于其外观质量可以直接呈现，易于发现改正。但混凝土预制构件的整体结构性能问题，往往会被忽视，若外压破坏荷载和抗渗性能达不到标准要求，对预制混凝土U型槽构件将会带来更大的潜在危害。2.4.4预制混凝土U型槽的外压破坏荷载要求每米U型槽构件在外侧压力作用下破坏时的极限荷载值，单位以KN/m计，称为U型槽构件外压破坏荷载。预制混凝土U型槽外压破坏荷载值的判定标准应符合表2-4的规定。表2-4预制混凝土U型槽构件外压破坏荷载要求直径d槽净深h槽壁最小厚度δ外压破坏荷载最小值规格mmmmmmKN/mU200×300×35200300353.0U300×300×35300300353.0U300×350×35300350353.0U300×400×40300400403.0U400×350×35400350352.8U400×400×40400400402.8U400×450×40400450452.8U500×420×40500420402.7U500×500×45500500452.7U600×500×45600500452.5U600×600×45600600452.5备注：表中未提及到的构件规格，可参照与表中规格相近的大一级构件规格要求执行。资料来源：本表来自于本文参考文献中的[11]。2.4.5预制混凝土U型槽的抗渗性能要求往衬砌好的U型槽构件里注水，注水高度为构件深度的3/4，24小时后，对外壁潮片面积量测，需小于总面积的5%，并且不应有水珠流淌，则判定为合格。15n第2章小农水U型槽构件制作及质量缺陷成因分析2.5预制混凝土U型槽的质量缺陷成因分析通过对U型槽厂家的实地考察和参与U型槽的生产制作，并对预制混凝土U型槽质量缺陷的深入分析、摸索，总结出了构件制作成型过程中存在的外观质量缺陷形式和种类，经过实际的试验实践和现场总结，得出了外观质量缺陷的成因，既有人员管理操作不到位、生产过程不规范以及技术不合理，也有成型机械损坏等原因。通过相应的措施和办法解决，使构件的质量得到有效控制和完善提高，取到了一定的实际效果，为U型槽的生产制作提供了参考。预制混[12]凝土U型槽常见的质量缺陷问题具体体现如下。2.5.1麻面指构件表面不够光洁，混凝土表面未由水泥砂浆包裹形成相应的平整外表面，而是呈现出无数豆粒般大小的不规则凹点，凹点直径通常小于5mm。一般成因为：(1)振捣不充分，气泡没能及时排除并滞留于混凝土和模板间，造成麻面。(2)混凝土没能一次性连续喂料，新旧混凝土间隔时间过长，振捣时已有部分旧混凝土凝固，导致新旧混凝土层间结合部位麻面问题的出现。(3)混凝土喂料前对模板清理及湿润不当，干模具将混凝土中的水分吸走，或者由于模具产生缝隙而漏浆的原因，导致构件表面砂浆缺损，进而产生麻面。(4)模具表面附有原混凝土浆、砂浆、水泥浆等其它不洁净杂物，导致混凝土构件制作成型后表面出现麻面。防治措施：(1)控制振捣时间，最低不少于规范规定。(2)模具表面始终保持洁净，避免其它杂物附粘。(3)制作前需对模具进行充分润湿。(4)喂料需一次性连续进行，避免停滞时间过长。2.5.2蜂窝指构件混凝土表面缺乏水泥包浆，粗骨料间存在空隙，使构件混凝土表面形成或多或少的窟窿，形状不规则，大小如蜂窝，石子外露大于5mm。一般成因为：(1)混凝土配合比采用不合理，石头多、砂子少；在称量过程中的砂、石、水泥、水计量不准；砂、石级配不好，超径严重。(2)模具跑漏浆严重，振捣不足或过度。(3)混凝土拌合物过干，振捣设备振捣力不足或次数不够。(4)混凝土喂料方法不当，混凝土离析。(5)混凝土搅拌不充分与振捣不足使混凝土密实性欠缺，造成构件表面局部砂浆缺损严重。防治措施：(1)严格控制混凝土配合比，并做到材料称量准确。(2)控制混凝土搅拌和振捣时间，最短不得少于规范要求，同时也不得过度振捣。(3)底垫板和定型垫板需放置平整，避免产生漏浆缝隙。16n第2章小农水U型槽构件制作及质量缺陷成因分析2.5.3孔洞指混凝土中孔穴的长度和深度均超过构件厚度1/3，结构内局部或部分存在没有混凝土的空隙。一般成因为：(1)内外模板间距小，导致振捣困难。(2)混凝土流动性差，或混凝土出现离析，粗骨料下沉集中，造成混凝土浇筑不畅。(3)振捣作用不足，造成部分混凝土松散。(4)水泥结块或骨料中含有冰块、泥块等杂物。防治措施：(1)严格控制好砂石骨料的粒径，避免出现超径。(2)对原材料检测，原材料各项性能需满足标准要求。(3)制作中振捣需充分，避免振捣不密实。2.5.4缺棱掉角指构件边角处局部混凝土掉落导致边角不规则。其产生的原因是：(1)用专用手推车脱模操作过程中用力过猛，边角受外力或重物撞击，棱角被碰掉。(2)U型槽成型后，用专用车运输过程中，路面不平整，造成构件边角掉落。(3)模具表面残渣未清理干净。防治措施：(1)拆模时注意对边角的保护，避免用力过猛。(2)路面需保持平整，防止运输中颠簸。(3)模具表面需清理干净，不得粘有残浆杂物。2.5.5干缩裂缝指混凝土经过一段时间养护后，出现表面性的较细较浅裂缝。其产生的原因是：(1)混凝土成型后养护不当，受到风吹日晒使混凝土表面水分过多散失，导致表面收缩剧变，而混凝土内部温度变化很小、收缩小，由于混凝土内部的约束作用产生拉应力而引起开裂。(2)采用含泥量大的粉砂作为原材料配制混凝土，导致构件抗拉强度低，收缩大。防治措施如下：(1)控制混凝土水灰比、水泥用量和砂率不要过大。(2)避免使用过量粉砂，并严格控制砂、石的含泥量。(3)养护前避免太阳直接暴晒，构件在连续养护期内始终保持湿润，有必要的话对养护时间适当延长。2.6本章小结本章主要分析总结了预制混凝土U型槽的制作工艺，构件质量要求标准，以及制作过程中出现的质量缺陷成因分析。同时结合制作工艺和质量要求，从中得出质量缺陷的成因和防治措施。现将其归纳如下：(1)自动吊模U型槽成型机作为新型农田水利U型槽成型机，省去了大量的17n第2章小农水U型槽构件制作及质量缺陷成因分析模具使用，有效地降低了废品率，具有劳动效率高、生产成本低的特点，可作为试验设备使用。(2)成型机振捣不充分或者充分振捣都会造成构件表面的蜂窝麻面，因此在构件制作过程中，需要控制好成型机的振捣时间。(3)当制作工艺和原材料选择都恰当时，混凝土配合比就成了影响构件质量好坏的原因也是根本原因，因此有必要对其配合比展开深入研究。18n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究3.1U型槽用干硬性混凝土配合比设计方案概述制作U型槽所用混凝土为单级配的小石干硬性混凝土，然而，国内外对其研究较少。U型槽生产厂家在U型槽制作过程中，没有相应的配合比方案指导生产。工人根据经验肉眼观察或者“手捏成团，落地分散”的办法来判定混凝土的干硬状态增减材料，导致实际制作时的配合比不确定，制作出的U型槽外观质量没有保障，有好有坏，参差不齐。因此，有必要对U型槽制作研究，制定出适宜恰当的配合比方案，解决生产厂家没有正确的生产配合比方案的难题，为U型槽生产厂家提供实际合理的配合比生产方案，指导工人生产出外观合理，质量优良的U型槽构件。3.2干硬性混凝土性能概述区别于具有一定坍落度大小的塑性混凝土，干硬性混凝土要求坍落度小于10mm，几乎没有流动性，通过调整水胶比和减水剂等来实现。干硬性混凝土的性能与普通混凝土不同，具有水灰比小、用水量小、收缩小，高强、快硬并且密实性好、抗渗、抗冻性强等特点，不仅节约了水泥用量、降低了成本，并且，由于其早期强度高，干硬性混凝土制品可立即拆模，因而可提高模板的周转率、[24]保证了工期。3.3配合比方案设计本次试验所用混凝土为单级配的小石（卵石，粒径为5-20mm）干硬性混凝土，组成混凝土的四项基本材料为水、水泥、砂、石，四者的相对用量用水灰比、砂率、单位用水量三个对比关系表示，三个对比关系与混凝土性能密切相关，故将这三个对比关系称为配合比的三个参数。下面分别对这三个参数进行[13]阐述。(1)水灰比：混凝土中水的用量与水泥用量的比值。在组成材料不变的情况下，水灰比的大小直接关乎混凝土的强度和耐久性。水灰比过小，相当多水泥19n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究将成填充料，水灰比过大，将导致混凝土拌合物粘聚性和保水性不佳。但在满足混凝土强度及耐久性要求前提下，应采用较大的水灰比，可以达到节约水泥的目的。对于单级配的小石干硬性混凝土而言，水灰比不应大于0.60。(2)砂率：混凝土中砂的用量占砂、石总用量的百分率。砂率对混凝土拌合物的和易性有着显著影响，砂率要有一个合理的取值范围，处于这一范围的砂[31]率叫合理砂率。合理砂率大小的选取受诸多因数影响，例如，石子的品种、品质、最大粒径、砂子的细度模数和水胶比等。因此，合理砂率的确定需要预先估计设定，然后通过拌制混凝土进行和易性试验对比，选出合理砂率。3(3)单位用水量：1m混凝土的用水量。单位用水量是混凝土拌合物流动性的主要控制因素，单位用水量的选取应根据骨料的品质及级配、骨料的最大粒径、掺合料、水泥需水性和适宜的砂率等通过试验确定。3.3.1混凝土配合比的计算方法根据SL352-2006《水工混凝土试验规程》，混凝土胶凝材料的用量(mm)、水泥用量m和掺合料用量m按下式进行计算：cpcpmwmm(3.1-1)cpw(cp)m1(P)(mm)(3.1-2)cmcpmP(mm)(3.1-3)pmcp式中：m—每立方米混凝土中水泥用量，kg；cm—每立方米混凝土中掺合料用量，kg；pm—每立方米混凝土中用水量，kg；wP—掺合料掺量；mw/(cp)—水胶比。当掺合料掺量为0时，p、pm、mp均为0。砂、石料的用量则由已知的用水量、胶凝材料用量和砂率，依据计算结果较为精确的“绝对体积法”进行计算确定。每立方米混凝土中砂、石的绝对体积为：mmmwcpVs,g1(3.2-1)wcp20n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究砂料用量：mVS(3.2-2)ss,gvs石料用量：mV1(S)(3.2-3)gs,gvg3式中：Vs,g——砂、石的绝对体积，m；m—每立方米混凝土中用水量，kg；wm—每立方米混凝土中水泥用量，kg；cm—每立方米混凝土中掺合料用量，kg；pm—每立方米混凝土中砂料用量，kg；sm—每立方米混凝土中石料用量，kg；g—混凝土的含气量；S—体积砂率；v3w—水的密度，kg/m；3c—水泥的密度，kg/m；3p—掺合料的密度，kg/m；3s—砂料的饱和面干表观密度，kg/m；3g—石料的饱和面干表观密度，kg/m。不同级别的石料用量应按选定的级配比例计算。列出混凝土各组成材料的计算用量和对应比例。3.3.2砂、石含水率的计算方法在实际称量砂、石料之前，需要对砂、石料的用量计算，采用体积法计算时是以饱和面干为基准的，而实际使用的砂、石料均达不到饱和面干的要求，故需要对其进行含水率的换算，在称取用水量时扣除砂、石的含水，称取砂、石用量时，实际是称量相当于等量饱和面干砂、石的湿砂、石的量。砂石料的[14]表面含水率均按公式3.3计算（准确至0.1%）：GG12m100(3.3)sG2式中：m—表面含水率，100%；sG—湿试样质量，g；121n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究G—饱和面干试样质量，g。2以两次测得的平均值作为试验结果，如果两次测得的值相差大于0.5%时，试验得重做。3.4U型槽配合比试验方案根据调查取证省内多家U型槽制作厂家，了解U型槽具体的制作工艺流程，亲身体验U型槽的制作，并在多家U型槽原有的制作经验基础上，取回原材料，经过计算，试拌，查阅相关文献分析推理。初步定出配合比方案中的三个参数，材料在饱和面干下的单位用水量为160、170、180和190(kg)，砂率为40%、50%、60%，水胶比为0.30～0.60。不加掺合料情况下，调整水胶比，通过研究分析和试验，得出适宜的配合比。进而研究添加掺合料粉煤灰，掺量分别为10%、20%对构件外观质量是否有所改善。综合试验设备、场地、原材料供应等因素，选取了符合预制混凝土U型槽生产各项条件的“江西省万年通科技有限公司”试验制作。称取材料，用搅拌锅搅拌2-3min钟后，成型一组混凝土试块(待28天龄期后，进行混凝土试块强度试验)；并用维勃稠度仪测得混凝土的VC值；紧接着用“自动吊模U型槽成型机”制作U型槽，对构件尺寸量测，并分析其外观质量。3.4.1试验的原材料试验之前需要对试验所需的原材料性能进行检测，各材料性能检测如下。水泥：采用“江西省弋阳海螺水泥有限责任公司”生产的P.C32.5级复合硅3[15][16]酸盐水泥，水泥的密度为3000kg/m，水泥检测成果见下表3-1。表3-1水泥质量试验成果表凝结时间抗折强度抗压强度水泥细度minMPaMPa安定性品种(%)初凝终凝3d28d3d28dP.C32.53.0合格1602324.57.019.234.9砂料：采用江西省万年县当地的天然河沙，饱和面干表观密度为3[18]2600kg/m，细骨料颗粒级配成果见下表3-2。22n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究表3-2砂料颗粒级配筛孔尺寸细度52.51.250.630.3150.16底盘（mm）模数分计筛余重29.3044.5733.8744.01256.5385.055.87（g）2.32累计筛余百5.914.821.630.481.898.8100.0分率（%）粗：3.7～3.1；中：3.0～2.3；细：2.2～1.6石料：采用江西省万年县当地的天然鹅卵石，粒径为5-20mm小石，饱和面3[19]干表观密度为2600kg/m，粗骨料检测成果见下表3-3。表3-3石料颗粒级配筛孔尺寸（mm）20105底盘分计筛余重（g）12.291042.341410.26270.00累计筛余百分率（%）0.438.690.1100粉煤灰：采用江西省景德镇发电厂生产的II级粉煤灰，表观密度为3[14]2200kg/m，试验检验结果见表3-4。表3-4级粉煤灰的检验结果细度烧失量需水量比含水量强度活性密度检测项目3（%）（%）（%）（%）指数（%）（g/cm）标准要求≤25≤8≤105≤1.0≥70.0/检测结果19.92．61020.2782.2水：当地自来水，各项指标均符合第二章中的规定。3.4.2配合比计算结果试验之前还需要知道混凝土各组成材料的用量和对应比例，以便试验时按照材料的用量称取材料。对试验所需的原材料用量计算结果如下(实际制作时按照每个配合比6块构件的量换算)。不掺粉煤灰，改变单位用水量、砂率，调整水灰比，制作预制混凝土U型槽，试验研究不同用水量、砂率、水灰比对U型槽构件外观质量的影响。350%砂率时，在各个单位用水量情况下,1m混凝土各个材料用量（每个序号代表该组配合比）计算结果分别为：单位用水量为160，计算结果如表3-5；单位用水量为170时，计算结果如表3-6；单位用水量为180时，计算结果如表3-7；单位用水量为190时，计算结果如表3-8。23n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究表3-5不掺粉煤灰160用水量50%砂率序号水胶比水(kg)水泥(kg)砂(kg)砂率石（kg）A600.6016026797650%976表3-6不掺粉煤灰170用水量50%砂率序号水胶比水(kg)水泥(kg)砂(kg)砂率石（kg）G300.3017056783350%833G350.3517048686850%868G400.4017042589450%894G450.4517037891550%915G500.5017034093250%932G550.5517030994550%945G600.6017028395750%957表3-7不掺粉煤灰180用水量50%砂率序号水胶比水(kg)水泥(kg)砂(kg)砂率石（kg）H300.3018060080650%806H350.3518051484450%844H400.4018045087150%871H450.4518040089350%893H500.5018036091050%910H550.5518032792450%924H600.6018030093650%936表3-8不掺粉煤灰190用水量50%砂率序号水胶比水(kg)水泥(kg)砂(kg)砂率石（kg）B300.3019063377950%779B400.4019047584850%848B450.4519042287050%870B500.5019038088850%888B600.6019031791050%91040%砂率时，选取50%砂率，外观质量较好的170、180用水量，计算结果分别如表3-9和表3-10。表3-9不掺粉煤灰170用水量40%砂率序号水胶比水(kg)水泥(kg)砂(kg)砂率石（kg）C300.3017056766740%1000C400.4017042571640%1073C500.5017034074640%1119C600.6017028376540%114824n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究表3-10不掺粉煤灰180用水量40%砂率序号水胶比水(kg)水泥(kg)砂(kg)砂率石（kg）D300.3018060064540%967D400.4018045069740%1045D500.5018036072840%1092D600.6018030074940%112360%砂率时，选取180用水量，0.50水胶比试验，计算结果如表3-11。表3-11不掺粉煤灰180用水量60%砂率序号水胶比水(kg)水泥(kg)砂(kg)砂率石（kg）M500.50180360109260%728根据不掺粉煤灰预制混凝土U型槽在不同单位用水量、砂率、水灰比情况下的外观质量，选取砂率比较合理的50%，用水量较合适的180用水量，掺10%粉煤灰，计算结果如表3-12；掺20%粉煤灰，在不同用水量情况下(180用水量较小，混凝土拌合物偏干)，计算结果如表3-13。表3-12180用水量掺10%粉煤灰50%砂率序号水胶比水(kg)水泥(kg)粉煤灰（kg）砂（kg）砂率石（kg）L300.301805406079750%797L400.401804054586350%863L500.501803243690550%905L600.601802703093150%931表3-13不同用水量掺20%粉煤灰50%砂率序号水胶比水(kg)水泥(kg)粉煤灰（kg）砂（kg）砂率石（kg）F400.401803609085850%858F600.601802406092750%927K450.451903388485750%857K600.601902546392750%927N400.4021042010578350%7833.4.3试验过程及方法介绍[14]材料称取：称取材料之前，先测得砂、石料的含水率，在扣除砂、石料含水量之后，按照试验所计算好的每一次试验量，对材料进行称量，混凝土组成材料的配料量均以重量(kg)计。每次称量完后用黑色塑料薄膜遮盖砂、石骨料，以免水分蒸发，或者遇到雨雪天气，使含水率发生改变。试验过程中还需定时测定砂、石骨料含水量。各种材料称量的偏差，不应超过表3-11的规定。25n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究表3-14组成混凝土材料的称量允许偏差材料名称称量允许偏差（%）水、水泥、掺合料±1粗、细骨料±2[14]混凝土拌和：放入材料之前，对搅拌锅润湿，并检查拌和机叶片的磨损情况。将称好的石料、胶凝材料、砂料、水依次加入搅拌锅，开动搅拌机搅拌2-3min后，将拌好的混凝土拌合物卸在润湿好的混凝土平面上，刮出粘结在搅拌锅上的拌合物，人工翻拌2-3次，使之均匀。[11]自动吊模U型槽成型机的制作工艺：选取模具表面平整、设计结构合理和质量合格的“自动吊模U型槽成型机”。每一次制作前都要对模具进行清理，制作时先放置底垫板，放下模具，开启振动，向模具内腔喂料，由模具两端点开始向中部进行，喂至模具上口料平为止。关闭震动，放置企口朝下的定型垫板，开启震动，压头下行至限位保压2次，使构件体内多余的水分、气体排出。从震动开始到结束总的震动时间须大于所要求的30s，两次的保压时间不应少于10s的要求。关闭震动，压头压着定型垫板的同时提起模具，用专用车将构件脱离模具，送往养护现场。对内模具进行清理，放置低垫板，放下外模具进行下一个构件制作。[11]预制场地的选择和布置：制作生产前需对预制构件的制作场地进行处理和布置，以达到生产时所需要求。预制场地必须要平整、整洁，不存在坑坑洼洼、杂物，以便于专用车运输构件；场地内外交通需方便，便于材料的运输和装卸；材料、水源及电源供应充足；加工棚、成品堆放处及仓库既要布置得安全紧凑，又不得相互干扰。[11]U型槽构件的养护：预制混凝土U型槽构件成型完毕后，用黑色塑料薄膜将制作好的构件遮盖，避免太阳直接曝晒，导致因水分的过早蒸发，造成构件表面收缩变形而出现干缩裂纹；或者遇到雨雪天气，对构件造成冲刷和冻胀破坏，不仅破坏了构件表面，损坏了外观质量，而且还降低了混凝土抗压、抗渗、抗冻等性能。在规定的6-18h内，对构件及时洒水养护，养护需连续进行，养护时间不少于28d，在养护期内需始终保持混凝土构件表面湿润。3.4.4U型槽外观质量分析根据预制混凝土U型槽外观质量检测方法和判定标准，结合制作中出现的26n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究问题，以及U型槽成型后展现出来的外观现状，对U型槽在不同用水量、砂率、水胶比、粉煤灰掺量情况下的外观质量进行综合分析。不掺粉煤灰，160用水量，50%砂率，水灰比为0.60时，混凝土拌合物偏干(故没必要对0.60以下水灰比制作)，制作出的U型槽表面通体不光滑平整，混凝土包浆差，有较多麻面和石子外露的蜂窝；有贯穿内外表面的大小裂缝，会影响到构件的性能和使用；同时有大块的边角掉落，存在缺棱掉角的外形缺陷，如下图所示。A60U型槽外表面A60U型槽内表面不掺粉煤灰，170用水量，50%砂率时，在不同水灰比情况下外观质量阐述如下。水灰比为0.30、0.35时，混凝土拌合物偏干；制作出的U型槽表面有很多石子外露明显的蜂窝，内外表面均有较多麻面，内表面有影响到构件性能和使用的大裂缝；表面伴有白色浆液析出。0.30水灰比时，同时存在边角掉落的缺棱掉角的外形缺陷；运输过程中易导致裂缝和缺边角。水灰比为0.40、0.45、0.50时，混凝土拌合物偏干；制作出的U型槽内表面有较多明显石子外露的蜂窝，外表面蜂窝相对较少，内外表面均有较多麻面，但比G35少。水灰比为0.55、0.60时，制作出的U型槽内外表面光滑平整，没有蜂窝，麻面也较少。各个水灰比情况下构件的外观质量状况，如下图所示。27n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究G30U型槽G30U型槽G35U型槽G40U型槽内表面28n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究G45U型槽G50U型槽内表面G55U型槽内表面G55U型槽外表面29n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究G60U型槽内表面G60U型槽外表面不掺粉煤灰，180用水量，50%砂率时，在不同水灰比情况下外观质量阐述如下。水灰比为0.30、0.35时，与170用水量一样，混凝土拌合物偏干；制作出的U型槽表面有很多明显石子外露的蜂窝，内外表面均有较多麻面；表面伴有白色浆液析出。但当水灰比增加到0.40以上后，制作出的U型槽内外表面光滑平整，没有蜂窝。0.40水灰比时，麻面较多，0.45以上后麻面也较少。各个水灰比情况下，构件外观质量状况，如下图所示。H30U型槽H35U型槽30n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究H40U型槽内表面H40U型槽外表面H45U型槽H50U型槽31n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究H55U型槽H60U型槽不掺粉煤灰，190用水量，50%砂率时，在不同水灰比情况下外观质量阐述如下。水灰比为0.30时，混凝土拌合物偏干；在U型槽制作过程中，模具空腔难以用混凝土拌合物填充满，达不到标准高度，导致无法压实成型，构件不密实，运输中松动，使构件产生贯穿内外表面的大小裂缝；混凝土包浆不良，内外表面不光滑平整，有很多麻面和石子外露的蜂窝。水灰比增大到0.40以上后，混凝土拌合物即由干变湿，内外表面虽然没有蜂窝，但和180用水量时相比，其麻面、孔洞更多，并且由于不能压制垫板脱模，脱模时定型垫板被模具带起，导致构件右端上边角外侧有破损裂缝。各个水灰比情况下，构件外观质量状况，如下图所示。B30U型槽内表面B30U型槽脱模前32n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究B40U型槽上边角B50U型槽上边角B50与H50外表面对比B60U型槽上边角根据不掺粉煤灰，50%砂率，不同用水量情况下的外观状况，改变砂率为40%、60%，对其外观质量进行试验研究分析。40%砂率，170用水量，在不同水灰比情况下外观质量阐述如下。水灰比为0.30时，混凝土拌合物偏干，制作的U型槽蜂窝麻面多，有白色浆液析出；水灰比大于0.40时，虽然没有蜂窝，但由于混凝土拌合物偏湿，不能够压着定型垫板脱模，脱模时定型垫板被模具带起，导致构件右端上边角外侧有较严重的破损裂缝。并且，上下边缘弧粗糙，有明显石子外露。各个水灰33n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究比情况下，构件外观质量状况，如下图所示。C30U型槽C40U型槽右边角C50U型槽右边角C50U型槽内表面34n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究C60U型槽右边角左边为40%砂率右边为50%砂率40%砂率，180用水量，在不同水灰比情况下外观质量阐述如下。外观质量与170用水量类似，水灰比为0.30时，混凝土拌合物偏干，蜂窝麻面多，有白色浆液析出；水灰比大于0.40时，虽然没有蜂窝，但脱模时不能压着定型垫板，导致构件右端上边角破损。并且，上下边缘弧粗糙，有明显石子外露。各个水灰比情况下，构件外观质量状况，如下图所示。D30U型槽D40U型槽上边角35n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究D50U型槽上边角D60U型槽上边角60%砂率，180用水量，0.50水灰比，内外表面光滑平整，没有蜂窝，麻面较H50要少些。外观质量如下图所示。M50U型槽H50U型槽掺10%粉煤灰，180用水量，50%砂率，外观质量阐述如下。水灰比为0.30时，制作的U型槽有少许蜂窝，麻面较多，水灰比大于0.40后，内外表面较不掺粉煤灰光滑平整，没有蜂窝，麻面也较少。各个水灰比情况下，构件外观质量状况，如下图所示。36n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究L30U型槽L40U型槽L50U型槽L60U型槽掺20%粉煤灰，在不同用水量情况下，50%砂率，外观质量阐述如下。180用水量，选取中间水胶比为0.40时，混凝土拌合物特干，表面包浆不好，石子外露明显，内外表面布满大小裂缝。水胶比增加到为0.60时，混凝土拌合物仍偏干，表面包浆不好；有贯穿内外表面的大裂缝，如下图所示。37n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究F40U型槽F60U型槽加大用水量到190，0.45、0.60水灰比时，混凝土拌合物偏湿，不能够压着定型垫板脱模，运输中易变形，如下图所示。K45U型槽K60U型槽210用水量，选取0.40水灰比，制作震动成型时，表面泛浆离析；运输过程中容易变形；U型槽成型放置后，下沉明显，厚度变厚，如下图所示。38n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究震动泛浆离析N40U型槽3.5成因分析在不同用水量和水灰比条件下制作预制混凝土U型槽，混凝土拌合物偏干导致外表面蜂窝麻面多，也有偏湿导致构件变形。用水量少、水灰比小时，在制作震动保压后，无水泥浆泛出，导致构件表面蜂窝麻面多。用水量过大时，在制作震动保压过程中，水泥浆多，模具排水孔不能及时将浆液排出，造成泛浆离析。因此，适宜的用水量和水灰比，应该既能够保证有足够的水泥浆，模具排水孔还能够及时将浆液排出。3.6本章小结本章较详细地介绍了从预制混凝土U型槽配合比试验方案的制定到具体的试验制作，并对构件在不同用水量、砂率、粉煤灰掺量、水灰比等情况下的外观质量进行对比分析。得出的一般结论如下：(1)从外观质量来判断，单位用水量不宜过小，也不宜过大，否则都达不到外观质量要求。160单位用水量时，混凝土拌合物太干，构件表面蜂窝、麻面、裂缝很多。190单位用水量，水胶比为0.30时，模具空腔难以用混凝土拌合物填充满，无法压实成型；水胶比0.40以上时，混凝土拌合物即太湿，无法压制脱模。(2)若水胶比过小，单位用水量少，水泥用量过大时，会导致水泥未完全水化，相当多的水泥成了填充料，造成白色浆液析出。39n第3章配合比方案对U型槽外观质量影响因素研究(3)混凝土拌合物不宜太干，否则制作的U型槽构件运输中易产生裂缝、缺棱掉角；同时也不宜太湿，否则将无法压制定型垫片脱模，定型垫片被脱模机带起，产生边角裂缝。(4)砂率的改变对外观质量有影响，在一定范围内，砂率越高，外观质量越好。60%砂率比50%砂率外观质量好，50%砂率比40%砂率要好，40%砂率时，各个用水量和水灰比情况下，外观质量均不达标，应以舍弃。(5)不掺粉煤灰，50%砂率，170用水量，水灰比为0.55～0.60，以及180用水量，水灰比为0.40～0.60时，外观质量均可达到相应的规范要求，可供选择。(6)掺加粉煤灰对外观质量有改善作用，但掺量不宜太大，掺量过大，导致胶凝材料的比表面积显著增大，故所需的用水量也就明显增加。10%掺量较大程度上改善了外观质量，但当掺量加大到20%后，混凝土拌合物变干，反而使外观质量变差，加大用水量后又偏湿，无法压制脱模。40n第4章单级配（小石）干硬性混凝土性能分析第4章单级配(小石)干硬性混凝土性能分析4.1干硬性混凝土技术性质概述通过查阅相关文献资料可知，国内外对于常态和干硬性混凝土的研究颇多，但对于单级配小石的干硬性混凝土研究甚少，因此，有必要对其性能进行试验研究分析，总结出单级配小石干硬性混凝土的各项性能规律。混凝土拌合物的“和易性”和“混凝土强度”作为混凝土主要技术性质中的其中两项，和易性是指混凝土拌合物易于施工操作并能达到质量均匀、成型密室的性能，混凝土强度分为抗压、抗拉、抗弯及抗剪等，其中的抗压强度作为混凝土重要质量指标，又与混凝土的其它性能指标密切相关。和易性和混凝土抗压强度的影响因素很多，主要有原材料的种类、含砂率、及掺合料的品种及掺量等。对于干硬性混凝土而言，其和易性指标应采用维勃稠度，混凝土抗压强度采用立方体抗压强度。依据第三章中单级配小石干硬性混凝土的配合比方案，改变水灰比、砂率、粉煤灰掺量对其维勃稠度(即VC值)和混凝土抗压强度进行研究分析。4.2性能试验方法的介绍维勃稠度是以时间秒(s)计，代表的是混凝土拌合物振实所需要的能量，时间越短表明越容易被振实，反之时间越长越难被振实。混凝土立方体抗压强度是指采用边长为150mm的立方体试件，按碾压混凝土试件的成型方式成型，在标准条件养护下，养护至28d龄期后用标准试验方法所测得的极限抗压强度。混凝土拌合物VC值试验和立方体抗压强度试验方法阐述如下：(1)混凝土拌合物VC值试验：由于生产U型槽所用混凝土为单级配的干硬性混凝土，其坍落度小于10mm，因此采用无需对坍落度测量的碾压混凝土VC值试验方法对已拌制好的混凝土拌合物进行VC值试验。试验方法见SL352-2006《水工混凝土试验规程》中“6.1碾压混凝土拌合物工作度试验”。(2)混凝土立方体抗压强度试验：试块到达28d龄期时，从养护室取出，进行抗压试验。试验步骤见SL352-2006《水工混凝土试验规程》中“4.2混凝土立方体抗压强度试验”。试验结果处理按以下规定执行。41n第4章单级配（小石）干硬性混凝土性能分析4.3混凝土立方体试块强度值的选取混凝土试件以搅拌锅出机口的混凝土拌合物随机取样为主，每组混凝土的3个试件在同一锅混凝土中取样制作。并按下列规定计算确定出强度代表值。(1)以每组三个试件的抗压强度算数平均值为该组试件的强度代表值。(2)当一组试件中抗压强度的最大值或最小值中的一个与中间值之差超过15%时，取三个试件的抗压强度中间值作为该组试件的强度代表值。(3)当一组试件中抗压强度的最大值或最小值与中间值之差都超过15%时，该组试件的抗压强度不作为评定依据，应以舍弃。4.4试验成果及分析根据第三章中所制定的配合比方案，在预制混凝土U型槽制作过程中，对在不同配合比情况下所拌制的混凝土，对其进行VC值和抗压强度试验，并对其不同的VC值和抗压强度值进行对比分析。4.4.1VC值分析经过试验得到混凝土拌合物在不同的用水量、水灰比、砂率以及粉煤灰掺量情况下的VC值试验结果。不掺粉煤灰，50%砂率时，各个用水量情况下VC值试验结果分别为：单位用水量为160，如表4-1；单位用水量为170，如表4-2；单位用水量为180，如表4-3；单位用水量为190，如表4-4。表4-1不掺粉煤灰160用水量50%砂率序号水灰比VC值（s）A600.6011.0表4-2不掺粉煤灰170用水量50%砂率序号水灰比VC值（s）G300.3015.0G350.3511.0G400.409.0G450.458.0G500.507.5G550.557.0G600.605.042n第4章单级配（小石）干硬性混凝土性能分析表4-3不掺粉煤灰180用水量50%砂率序号水灰比VC值（s）H300.3014.0H350.3510.0H400.407.5H450.457.0H500.506.0H550.555.5H600.605.0表4-4不掺粉煤灰190用水量50%砂率序号水灰比VC值（s）B300.3012.0B400.407.0B450.454.0B500.503.5B600.603.0从表可见，VC值随水灰比和用水量的变化规律明显，变化幅度大。混凝土拌合物在同一用水量情况下，VC值均随水灰比的增加而减少，同一水灰比情况下，VC值随用水量的增加而减少。不掺粉煤灰，50%砂率，170、180、190用水量，VC值—水灰比变化规律，见图4-1。VC值与水灰比关系曲线图不掺煤灰50%砂率170用水量16不掺煤灰50%砂率180用水量1412不掺煤灰50%砂率190用水10量8VC值(s)64200.300.400.450.500.60水灰比图4-1不掺粉煤灰，40%砂率时，各个用水量情况下VC值试验结果分别为：单位用水量为170，如表4-5；单位用水量为180，如表4-6。43n第4章单级配（小石）干硬性混凝土性能分析表4-5不掺粉煤灰170用水量40%砂率序号水灰比VC值（s）C300.308.5C400.406.0C500.505.5C600.605.0表4-6不掺粉煤灰180用水量40%砂率序号水灰比VC值（s）D300.307.5D400.405.5D500.505.0D600.604.5从表可知，40%砂率时，VC值与用水量和水灰比的变化规律与50%砂率时是一致。并且，在同一用水量和水灰比情况下，40%砂率VC值均比50%砂率的小，说明其它条件不变，减少砂率，相应的VC值也随之减小，并且40%砂率较50%砂率VC值变动幅度小。不掺粉煤灰，170、180用水量，40%、50%砂率，VC值—水灰比变化规律，见图4-2。VC值与水灰比关系图不掺粉煤灰170用水量40%砂率16不掺粉煤灰180用水量40%砂率1412不掺粉煤灰170用水量50%10砂率8不掺粉煤灰180用水量50%VC值(s)6砂率4200.30.40.50.6水灰比图4-210%粉煤灰掺量，50%砂率，180用水量时，VC值试验结果如表4-7。20%粉煤灰掺量，50%砂率，各个用水量情况下，VC值试验结果如表4-8。表4-7掺10%粉煤灰180用水量50%砂率序号水胶比VC值（s）L300.308.0L400.407.5L500.505.5L600.604.044n第4章单级配（小石）干硬性混凝土性能分析表4-8掺20%粉煤灰50%砂率序号水胶比VC值（s）F400.4035.0F600.609.0K450.455.5K600.605.0N400.402.010%粉煤灰掺量，在同一用水量情况下，与不掺粉煤灰一样，VC值也随水灰比的增大而减少。同时，较不掺粉煤灰，水灰比小于0.40时，掺粉煤灰其VC值减小明显，水灰比大于0.40时，VC值相差不大。两者的对比关系如图4-3所示。粉煤灰掺量加大到20%后，其对应的VC值较10%掺量明显偏大，此时，加大用水量，VC值随之减小，与不掺粉煤灰时的变化规律一样。10%粉煤灰掺量与不掺VC值对比1610%粉煤灰掺量180用水量50%砂率14不掺粉煤灰180用水量50%12砂率)s10值(8VC64200.30.40.50.6水胶比图4-34.4.2混凝土试块强度分析经过试验得到混凝土拌合物在不同的用水量、水灰比、砂率以及粉煤灰掺量情况下的混凝土立方体试块抗压强度试验结果，并对其进行分析。不掺粉煤灰，50%砂率时，各个用水量情况下混凝土强度试验结果分别为：单位用水量为160，如表4-9；单位用水量为170，如表4-10；单位用水量为180，如表4-11；单位用水量为190，如表4-12。45n第4章单级配（小石）干硬性混凝土性能分析表4-9不掺粉煤灰160用水量50%砂率序号水灰比立方体试块抗压值（MPa）A600.6016.8表4-10不掺粉煤灰170用水量50%砂率序号水灰比立方体试块抗压值（MPa）G300.3043.9G350.3541.1G400.4039.8G450.4538.1G500.5035.4G550.5528.7G600.6027.7表4-11不掺粉煤灰180用水量50%砂率序号水灰比立方体试块抗压值（MPa）H300.3042.6H350.3539.8H400.4038.2H450.4535.7H500.5033.3H550.5527.1H600.6025.3表4-12不掺粉煤灰190用水量50%砂率序号水灰比立方体试块抗压值（MPa）B300.3041.8B400.4037.1B450.4534.5B500.5029.4B600.6023.9从表可以看出，混凝土的抗压强度随水灰比变化规律明显。在同一用水量情况下，混凝土试块抗压强度随水灰比的增大而降低，同一水灰比情况下，随用水量的增加而减少。不掺粉煤灰，50%砂率，170、180、190用水量，混凝土试块抗压强度—水灰比变化规律，见图4-4。46n第4章单级配（小石）干硬性混凝土性能分析混凝土抗压强度与水灰比关系图不掺煤灰170用水量50%砂率不掺煤灰180用水量50%砂50率40不掺煤灰190用水量50%砂MPa)率(3020抗压强度1000.300.400.450.500.60水灰比图4-4不掺粉煤灰，40%砂率时，各个用水量情况下混凝土试块抗压强度试验结果分别为：单位用水量为170，如表4-13；单位用水量为180，如表4-14。表4-13不掺粉煤灰170用水量40%砂率序号水灰比立方体试块抗压值（MPa）C300.3036.8C400.4037.1C500.5037.9C600.6026.1表4-14不掺粉煤灰180用水量40%砂率序号水灰比立方体试块抗压值（MPa）D300.3033.6D400.4036.5D500.5039.0D600.6029.0从表可以看出，不掺粉煤灰，40%砂率，在同一用水量情况下，混凝土试块强度与水灰比关系变化规律与50%砂率不同，混凝土试块强度随水灰比的增大，先增后减，并且两者存在交集。不掺粉煤灰，170、180用水量，40%、50%砂率，混凝土抗压强度与水灰比变化规律对比关系，见图4-4。47n第4章单级配（小石）干硬性混凝土性能分析不同砂率170和180用水量抗压强度对比图不掺煤灰50%砂率170用水)50量不掺煤灰50%砂率180用水(MPa40量30不掺煤灰40%砂率170用水量20不掺煤灰40%砂率180用水量10混凝土抗压强度00.300.400.500.60水灰比图4-510%粉煤灰掺量，50%砂率，180用水量时，混凝土抗压强度试验结果如表4-15。20%粉煤灰掺量，50%砂率，各个用水量情况下，混凝土抗压强度试验结果如表4-16。表4-15掺10%粉煤灰180用水量50%砂率序号水胶比立方体试块抗压值（MPa）L300.3028.5L400.4028.9L500.5025.1L600.6015.7表4-16掺20%粉煤灰50%砂率序号水胶比立方体试块抗压值（MPa）F400.4012.7F600.6017.3K450.4522.7K600.6020.6N400.4022.2掺10%粉煤灰，与不掺粉煤灰混凝土抗压强度与水灰比变化规律一样，在同一用水量情况下均随水灰比的增大而减少。同时，较不掺粉煤灰，其混凝土抗压强度更低。两者的对比关系如图4-6所示。粉煤灰掺量加大到20%后，在各个用水量情况下，其对应的混凝土抗压强度较不掺粉煤灰明显偏小。48n第4章单级配（小石）干硬性混凝土性能分析10%煤灰掺量与不掺混凝土试块强度不掺煤灰180用水量50%砂)50率MPa40掺10%煤灰180用水量50%砂(率302010混凝土抗压强度00.300.400.500.60水胶比图4-64.5本章小结本章依据第三章中单级配小石干硬性混凝土配合比方案，对混凝土主要技术性质中的VC值和抗压强度进行试验，并对两者的主要影响因素：用水量、砂率、水灰比以及掺合料试验研究，分析其一般规律。总结出的结论如下。(1)单级配小石干硬性混凝土VC值与水胶比的变化规律明显，混凝土拌合物在同一用水量情况下，VC值随水胶比的增加而减少，同一水灰比情况下，VC值随用水量的增加而减少。(2)其它情况不变，减少砂率为40%时，VC值与水胶比的变化规律不变，砂率的改变不会影响VC值与水胶比的变化规律，但相应的VC值会随之减小，并且40%砂率较50%砂率VC值变化幅度小。(3)粉煤灰掺量的大小对VC值有较大影响，但其一般规律不变。粉煤灰掺量为10%时，VC值低于不掺粉煤灰，粉煤灰掺量为20%时，VC值大于掺10%粉煤灰。(4)结合第三章中对混凝土拌合物外观状态分析可知，VC值的大小与混凝土拌合物的干湿状态呈对应关系，混凝土拌合物偏干的话，其对应的VC值大，反之，偏湿的话对应的VC值也要更小。并且外观质量较合理时，其VC值较小时为5s左右，较大为7.5s左右，大小变化范围小。(5)50%砂率时，在同一用水量情况下，混凝土试块抗压强度随水灰比的增大而降低，强度随水灰比变化的规律较好。而且，同一水灰比情况下，混凝土49n第4章单级配（小石）干硬性混凝土性能分析试块抗压强度随用水量的增加而减少。(6)砂率的改变对混凝土试块抗压强度有影响。减少砂率为40%时，在同一用水量情况下，混凝土试块抗压强度随水灰比的增大，先增后减，与50%砂率抗压强度有交集。水灰比较小时，40%砂率抗压强度要小于50%砂率，随着水灰比的增大，40%砂率抗压强度要大于50%砂率。(7)掺加粉煤灰对混凝土试块抗压强度有影响，但其一般规律与不掺粉煤灰时一样。掺10%、20%粉煤灰时，混凝土试块28天抗压强度较不掺粉煤灰偏低。50n第5章U型槽外压破坏和抗渗性能试验研究第5章U型槽外压破坏和抗渗性能试验研究5.1U型槽整体结构性能概述U型槽构件除需要满足外观质量要求外，还应具有抗渗性、抗外压、抗内压等整体结构性能，因此在外观质量分析基础上对其整体结构性能进行试验研究。有些U型槽构件由于强度没达到标准要求，在运输过程中即已经破损，造成了损失，因此U型槽构件强度的保证显得尤为重要。因此有必要对构件进行外压破坏荷载，检验其抵抗外压的强度。同时因承担过水作用还需要满足抗渗的要求，故还需对其进行抗渗性能试验。预制混凝土U型槽整体结构性能的检验包括外压荷载和抗渗性能的试验，得出外压破坏荷载值和抗渗性能，并对其分析，总结出一般规律。5.2U型槽外压破坏荷载试验过程5.2.1实验设备构件外压破坏荷载试验所用设备主要由反力架、分体式千斤顶、锚杆拉力机及数显压力表构成。反力架必须要有足够的刚度和强度，以使受荷载的部位不因受力而产生变形，它由上梁、中梁、底梁、加荷小梁、直径为18mm的传力[11]钢筋及拉杆组成。数显压力表量程为6.00KN,精度为0.01KN。5.2.2试验方法先将一斗车砂铺设在试验场地，将底梁和拉杆先安装至地面上并埋入预先铺设的砂。将U型槽构件侧转90°安放在底梁上，使渠槽上口面与水平地面垂直，底梁外侧与槽上口面相距10cm。将预先铺设的砂用来调整槽体的位置，使槽身底侧与底梁充分接触。然后沿槽身上侧面距上口面10～15cm范围内铺设砂垫，砂垫表面要求水平，将中梁放置于砂垫上，中梁外侧与槽上口面相距10cm，使其受压部位在竖直方向上与底梁相同。在已划分好三分点位置的中梁三分点处安放传力钢筋，将加压小梁放置在传力钢筋上，在小梁正中处放置千斤顶，最[11]后放置上梁并用螺母固紧。试验装置示意图如5-1所示。安装中应事先将千斤顶与上梁用铅丝吊扎，起保护作用，以防止试验中由51n第5章U型槽外压破坏和抗渗性能试验研究于构件断裂破坏而使千斤顶突然掉落，造成危险。试验中试验人员还应避免离得过近，以免构件外压破坏后，中梁、小梁、构件碎片等掉落，对试验人员造成伤害。试件准确安装就位后开始手动加荷，并按每分钟不大于1KN/m的速度[11]均匀加荷，直至试件断裂破坏为止。图5-1预制混凝土U型槽外压荷载试验示意图5.2.3试验结果计算试验所得的破坏荷载值需经过换算，得出外压破坏荷载值，换算公式如5.1[11]所示：FF0P(5.1)外L式中：F—破坏荷载值(KN)F—(上梁＋中梁＋小梁＋千斤顶)自身重量(KN)0L—槽身实际受压长度(m)P—外压破坏荷载值(KN/m)外5.2.4试验结果分析由第三章中在不同配合比下构件外观质量分析可知，160用水量太小，制作出的构件有贯穿内外表面的大裂缝；40%砂率时，构件外观质量较50%砂率的差，给以否定。因此，对构件进行的外压荷载试验，选取外观质量较好的50%砂率，其单位用水量为170、180、190；以及对外观质量有所改善的10%粉煤灰掺量，单位用水量为180时制作的构件。由表2-4可知，本次试验的U型槽外压破坏需要满足的最小荷载值为52n第5章U型槽外压破坏和抗渗性能试验研究3.0KN/m，已知槽身实际受压长度L为0.48m，(上梁＋中梁＋小梁＋千斤顶)自重F为0.15KN，由公式5-1可知，所需满足外压破坏荷载最小值P为1.44MPa，0外破坏荷载最小值F为1.29KN。构件洒水养护90天龄期后，分别选取不掺粉煤灰，50%砂率，170、180、190单位用水量以及180单位用水量，10%粉煤灰掺量，外加180用水量，60%砂率。选取其中的三件构件对其进行外压破坏荷载试验，试验结果分别如表5-1、5-2、5-3、5-4、5-5所示。表5-1不掺粉煤灰170用水量50%砂率序号水灰比破坏荷载值（KN）G350.353.373.463.77G400.403.153.263.34G450.453.023.053.07G500.501.801.902.11G550.552.732.892.90G600.602.112.702.84表5-2不掺粉煤灰180用水量50%砂率序号水灰比破坏荷载值（KN）H300.303.563.623.68H350.353.323.383.50H400.403.173.213.28H450.453.093.123.15H500.503.033.043.05H550.552.973.053.05H600.602.692.722.93表5-3不掺粉煤灰190用水量50%砂率序号水灰比破坏荷载值（KN）B400.403.363.483.51B450.453.153.203.24B500.502.922.983.16B600.602.642.742.84表5-4掺10%粉煤灰180用水量50%砂率序号水灰比破坏荷载值（KN）L300.303.083.233.29L400.402.812.902.99L500.502.552.582.60L600.601.431.561.77表5-5不掺粉煤灰180用水量60%砂率序号水灰比破坏荷载值（KN）M500.501.841.962.0753n第5章U型槽外压破坏和抗渗性能试验研究由于G30内表面有影响到构件性能和使用的大裂缝，B30高度不够，并有贯穿内外表面的大小裂缝，所以外压荷载试验时应以舍弃。由表可见，在保证预制混凝土U型槽无裂缝和构件尺寸无偏差前提下，其外压破坏荷载值随水胶比变化规律明显。同一配合比制作的构件，其外压破坏荷载值偏差不大，比较合理，故求其均值，得出水胶比和外压破坏荷载值的关系曲线图，如图5-2、图5-3所示，并对其深入分析研究，得出结论。U型槽构件外压破坏荷载与水灰比关系170用水量50%砂率不掺煤灰4.00180用水量50%砂率3.50不掺煤灰3.002.502.00(MPa)1.501.000.50外压破坏荷载平均值0.000.300.350.400.450.500.550.60水灰比图5-2170用水量与180用水量掺10%粉煤灰与不掺外压破坏荷载对比180用水量不掺煤灰50%砂4.00率3.50180用水量掺10%煤灰50%3.00砂率)2.502.00MPa(1.501.000.50外压破坏荷载平均值0.000.300.400.500.60水胶比图5-3掺10%粉煤灰与不掺粉煤灰由图可知，在不同的用水量和掺粉煤灰情况下，外压破坏荷载值均随水胶比的增大而减小。相同砂率，170、180用水量时，其外压破坏荷载值相差不大，54n第5章U型槽外压破坏和抗渗性能试验研究掺10%粉煤灰较不掺，其外压破坏荷载值明显偏小，当水胶比增大到0.60时，外压破坏荷载值骤降，故从外压强度保证来看，水胶比不宜过大。不掺煤灰，50%砂率，在170、180、190用水量情况下，以及掺10%粉煤灰，180用水量时，其外压破坏荷载值均大于最小值1.29KN，满足标准要求。在试验中发现，构件尺寸需标准，不得存在弯曲变形，以免U型槽构件受压处槽身没能与低梁、中梁充分接触，导致受压不均匀，进而对外压破坏荷载值产生影响。通过对外压破坏断面处的分析发现，外压破坏荷载值较大的话，其断面处石子充分均匀填充，且石子大都劈裂破坏。反之，外压破坏荷载值偏小的话，其断面处石子填充不充分，水泥浆间隙大，且石子劈裂破坏较之少，石子大都保持完整。用外压破坏荷载值较大的G35和较小的M50断面图片对比可知，如下图所示。G35断面图M50断面5.3U型槽抗渗性能试验过程5.3.1试验方法首先在U型槽构件放置处旁边选取地势较平的场地，将场地整平。场地的选择便于构件的搬运。选取同一水胶比标号的3件构件排成一排，放置于已平整过的水平地面上，用小砖块或者石块将成排的构件两侧固定，两端用砖块或者预制构件封堵，相邻构件之间预留2cm的缝隙。拌制砂浆勾缝，勾缝须密实，以免构件漏水。抗渗性能试验砌筑示意图如图5-4所示。待水泥砂浆硬化后，注55n第5章U型槽外压破坏和抗渗性能试验研究水进行试验。注水高度为U型槽深度的3/4，待注水24小时后，若外壁潮片面[11]积小于外壁总面积的5%，且无水珠流淌，则判定为合格。砖块固定砖块固定砂砂两端封堵浆浆两端封堵Ｕ型槽勾勾Ｕ型槽缝缝图5-4抗渗试验衬砌示意图5.3.2试验结果及分析构件洒水养护90天龄期后，与外压破坏荷载试验一样。分别选取50%砂率，170、180、190单位用水量，以及180单位用水量，10%粉煤灰掺量时，选取其中的三件构件对其进行抗渗性能试验。试验中发现，除170用水量，0.30水灰比，以及190用水量，0.30用水量，由于有贯穿内外表面的大小裂缝，导致构件外壁裂缝处外表面潮湿并伴有水珠流淌。其它配合比情况下的构件外壁均无潮片，更没有水珠流淌，满足《小型农田水利灌排渠预制混凝土构件制作与检测技术规程》规范中的要求。5.4本章小结本章选取了砂率合理的50%砂率，以及对外观质量有改善的10%粉煤灰掺量，在不同的单位用水量和配合比情况下制作的构件，进行外压破坏荷载和抗渗性能试验研究，总结出了一定的规律。(1)水胶比的改变对构件外压破坏荷载值影响明显，在不同用水量和粉煤灰掺量下，均随水胶比的增大而减小。(2)构件外压破坏荷载值受砂率的改变影响较大，其它条件不变，增大砂率56n第5章U型槽外压破坏和抗渗性能试验研究其外压破坏荷载值减少明显，故不建议采用砂率较大的60%砂率。(3)掺一定量的粉煤灰对构件外压破坏荷载值影响较大，其值明显较不掺的小，且水胶比不宜太大，否则荷载值将达不到要求。(4)构件内部石子是否均匀填充以及断面处石子是否劈裂破坏，都将对构件外压破坏荷载值产生影响。(5)造成构件外壁潮片和水珠流淌的主要诱因是表面的大小裂缝，水沿着裂缝缝隙渗流溢出。57n第6章总结与展望第6章总结与展望6.1全文总结小型农田水利预制混凝土U型槽的质量包括外在和内在质量，构件质量的影响因素很多。在实际的制作过程当中，由于设备模具的扭曲变形、制作工艺不当、人为质量意识薄弱等导致的质量问题，屡见不鲜。这些问题只需加强人员的管理，改进设备，严格按照制作规范生产便可避免，而针对现如今国内外对制作的原材料“单级配小石干硬性混凝土”研究少，还没能有指导生产的合理配合比方案，生产工人只能凭借经验生产，也就是配合比采用不佳导致的质量缺陷却没能得到解决。本文依据预制混凝土U型槽的制作规范，统一制作工艺，通过改变配合比制作构件，并对其外观质量和耐久性性能试验分析研究。总结了在制作中人员操作对构件质量问题的影响和耐久性试验中发现的问题，得出了合理的配合比制作方案，并总结出了原材料的各项性能，为制作出高质量的预制U型槽构件提供了现实的指导依据。分析过程中主要对构件的三个方面进行考虑，即外观质量、外压破坏荷载和抗渗性能试验等。论文研究的主要内容包括如下：(1)首先分析了U型槽构件的制作工艺流程，分析总结了质量缺陷的成因和防治措施，如需要保证选材(砂、石粒径、含泥量等合理)和配合比方案(水量、水泥、砂、石等用量比例合理)恰当为前提，规范制作工艺，避免人为操作不当因数；并对外压破坏荷载和抗渗试验做了详细的介绍，为构件的试验研究提供了规范的制作方式、标准要求和数据分析依据。(2)制定配合比方案，按照规范要求对其进行制作，介绍了详细的制作过程，总结了制作中发现的问题，如脱模用力过大会导致原本标准的构件变形、装料前需对拌合物搅拌充分以免造成集中蜂窝和白色的水泥浆液析出。(3)对不同配合比所拌制的混凝土进行立方体试块抗压强度、VC值分析，并对所制作的构件进行外观质量分析，得出单级配小石干硬性混凝土的一般规律，用水量、水胶比变化对构件外观质量的影响，得出的相应结论如下：(a)砂率和粉煤灰掺量的改变对混凝土抗压强度有影响，50%砂率时，混凝土试块抗压强度值随水胶比和用水量的增大而减小的规律，不随粉煤灰的添加而改变；40%砂率时，混凝土试块抗压强度值随水胶比增大先增后减。58n第6章总结与展望(b)VC值与水胶比的变化规律明显，并受粉煤灰掺量影响。VC值随水胶比和用水量的增大而减小的规律，不随砂率的大小而改变。(c)外观质量的好坏与单位用水量、水胶比、砂率和粉煤灰掺量有关。单位用水量过小，混凝土拌合物过干，制作的构件裂缝、蜂窝多；水胶比过小，水泥用量大，相当多的水泥成了填充料，有白色浆液析出；单位用水量过大，混凝土拌合物偏湿，无法压制脱模，运输中易变形。砂率不宜过小，否则外观质量达不到标准要求。适量的粉煤灰掺量对外观质量有改善作用。(4)在分析完构件外观质量的基础上，进一步对其外压破坏荷载和抗渗性能试验研究，得出外压破坏荷载值与组成构件的水胶比之间关系，得出能够同时满足外观质量和内在质量的配合比。通过试验发现，满足外观质量要求的配合比制作的构件，其外压破坏荷载值和抗渗性能都能够满足规范要求，故单位用水量为170，50%砂率，水灰比取值范围为0.55～0.60；单位用水量为180，50%砂率，水灰比取值范围为0.40～0.60时，可作为合理的配合比方案指导生产。6.2存在的问题和展望由于预制混凝土U型槽质量要求包括多个方面，影响质量的因子也是方方面面，各种影响因子难以考虑周全。因时间和个人精力有限以及条件的限制，本文进行的初步分析和试验研究，仍然存在一些未考虑到的质量方面要求和质量影响因素，有待今后作进一步深入详细的探讨和研究。问题分析如下：(1)本论文对质量分析中，选取的是混凝土抗压强度，构件外观质量，外压破坏荷载以及抗渗性能。然而，构件实际的质量要求还不止这些，还有内压破坏荷载等。(2)本文对砂率的改变对混凝土性能和构件质量研究中，主要选取的是40%和50%砂率，对60%砂率没能进行深入的研究。(3)对用水量、砂率以及粉煤灰掺量的试验研究，取值变动大，没有更加细化地试验研究。(4)如今预制混凝土U型槽的下圆弧直径尺寸大小千变万化，规格有从200mm到600mm不等，根据现有的试验制作条件，本文仅选取了直径为300mm的作为试验研究对象。因此在对实际U型槽外压破坏荷载分析时，得考虑到构件本身的直径尺寸。59n参考文献参考文献[1]张德才.“U”型混凝土槽在小农水重点县项目中的应用[J].甘肃农业，2012，(19):98～99.[2]谢兰芬.混凝土预制“U”型槽在渠道整治中的作用[J].四川水利，2008(2)：44.[3]贲庆明,扈军.混凝土预制“U”型槽防渗效益浅析[J].吉林水利，2007，(9)：47～48.[4]王海霞.“U”型混凝土预制槽在渠道防渗衬砌工程中的应用[J].水利水电建设，2013，(5)：57～59.[5]王瑞琪，朱跃进，陈孝周.混凝土U型渠槽预制新工艺及其配套机械[J].浙江水利科技，1993，(1)：35～39.[6]ViktorMechtcherine，UlnichPalzer.干硬性混凝土制品生产工艺与技术的现状[C].崔玉忠.建筑砌块与砌块建筑.2010：9～14.[7]金国栋，金秀艳，金丽莉.干硬性混凝土配合比设计[J].内蒙古公路与运输，2009，(108)：23～25.[8]陈式华，章晓桦，陈卫芳.干硬性混凝土预制块配合比及性能试验研究[J].浙江水利科技，2013，(185)：73～74.[9]周瑛，李焱，李凯.U型槽外观质量问题的成因与控制措施[J].江西水利科技，2011，37(4)：278～279.[10]李焱，杨能辉，戴国强.U型槽质量问题的成因及控制措施[J].江西水利科技，2013，39(3)：242～244.[11]江西省质量技术监督局.DB36/T646—2011小型农田水利灌排渠预制混凝土构件制作与检测技术规程[S].南昌：2011.[12]赵金环.混凝土预制构件常见质量通病及防治[J].科技信息：242.[13]李亚杰，方坤河主编.建筑材料(第6版)[M].北京：中国水利水电出版社，2008，100～112.[14]中华人民共和国水利部.SL352—2006水工混凝土试验规程[S].北京：中国水利水电出版社，2006.[15]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB175-2007通用硅酸盐水泥[S].北京：中国标准出版社，2007.[16]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T12573—2008水泥取样方法[S].北京：中国标准出版社，2009.[17]国家质量技术监督局.GB/T17671—1999水泥胶砂强度检验方法（ISO法）[S].北京：中国标准出版社，1999.[18]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T14684—2011建设用砂[S].北京：中国标准出版社，2012.[19]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T14685—2011建设用卵石、碎石[S].北京：中国标准出版社，2012.[20]中华人民共和国国家经济贸易委员会.DL/T5144-2001水工混凝土施工规范[S].北京：中国电力出版社，2002.[21]陈兴帅.U型槽结构钢筋混凝土配合比设计及应用[J].山东交通科技，2011，(5)：67～68.[22]甘继胜，何清举，李昭生.高强度干硬性混凝土护坡砌块配合比设计[J].水电能源科学，2009，27(6)：116～117.[23]苏炜焕.聚丙烯纤维混凝土U型槽配合比试验研究[J].吉林水利，2013，(2)：1～3.60n参考文献[24]任志强，陈涛，崔培强.锡张高速C25干硬性混凝土配合比设计研究[J].建材世界，2012，33(5)：28～30.[25]梁冠成.混凝土预制构件生产周期内裂缝的形成及其防治[D].华南理工大学，2009.[26]周任荣.混凝土U型槽在大型灌区末级渠系防渗衬砌中的施工与质量控制[J].湖南水利水电，2011，(4)：10～11.[27]吴小林.预制小型混凝土质量通病防治措施[J].中国水运，2013，13(10)：304～306.[28]盛天保.预制混凝土构件质量检验评定中的几个问题[J].建筑技术，21(12)：734～735.[29]黄龙显，潘颖.小型混凝土预制构件的施工工艺及质量控制[J].西部交通科技，2007，36(3)：36～38.[30]丁浩.混凝土预制构件的质量控制要点[J].黑龙江科技信息：278.[31]郭傲，赵铁军，王鹏刚.砂率对干硬性混凝土性能的影响[J].铁道建筑，2015，(2)：137～139.[32]覃献基.小型农田水利渠道设计与施工[J].科技风，2012：176～177.[33]李振球.对小型农田水利工程中渠道设计的探究[J].工程科技：200.[34]赵红升，静国佳.干硬性混凝土预制件施工问题探讨[J].工程与建设，2012，26(2)：251～253.[35]KANGJingfu，WANGXiufen.EffectsofGHAdmixtureontheEarlyStrengthofFlyAshConcreteandMortar[J].JournalofWuhanUniversityofTechnology-Mater，2008：755～757.[36]S.S.J.Moy&C.Tayler.TheEffectofPrecastConcretePlanksOnShearConnectorStrength[J].ElsevierScience,1996，36(3)：201～213.[37]廖俊萍.矿渣微细粉商品混凝土在蒸养预制构件中的应用[J].全国建筑科学核心期刊，2004，(177)：58～59.[38]刘木兰.浅谈预制混凝土U型槽在重点县工程建设中的应用[J].科协论坛，2010，(8)：9～10.[39]姜英俊，张瑞华，郭友文.渠道混凝土预制U型槽衬砌施工优缺点的对比分析[J].2013，41(12)：184～185.[40]丛全日.预制混凝土U型槽在渠道中的应用[J].水利科技，2014,(31)：214.[41]周栋梁，张建纲，杨勇.功能型聚羧酸外加剂在混凝土预制构件中的应用[J].混凝土与水泥制品，2013(6)：29～32.[42]高勤.预制“U”型混凝土渠道断面优化设计[J].潮州水资源公报，2009，21（1）:80～82.[43]高峰，黄修桥，王景雷.渠道防渗与灌溉用水有效利用系数关系分析[J].中国水利前沿，2009：22～24.[44]张志彬.现浇混凝土U型槽的施工[J].海河水利，1994：41～42.[45]赵德军.U型防渗渠施工技术[J].新疆农垦科技，2005，(2)：27～28.[46]李安国.我国渠道防渗工程技术综述[J].防渗技术，2000，6(1)：1～4.[47]王永宁.现浇混凝土U型渠道衬砌工艺流程及质量控制[J].农田水利工程，2008，(6)：41～43.[48]谭挥.砼U型渠道在节水灌溉中的应用[J].现代农业科技，2010(4)：296.[49]中华人民共和国建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB50204—2002，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.[50]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB50268—2008，给水排水管道工程施工及验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.61n参考文献[51]中国建筑科学研究院.CECS40:92,混凝土及预制混凝土构件质量控制规程[S].北京：中国计划出版社，1992.[52]吕祖云，彭小斌.U型渠在赣抚平原灌区末级渠系试点改造中的应用[J].江西水利科技，2006，32(4)：220～222.[53]刘娟，张胜东.浅谈预制U型槽在实际工程中的应用[J].内蒙古水利，2009，(3):90～91.[54]常文.现浇混凝土U型渠施工及防渗抗冻胀效果分析[J].山西建筑，2004，30(21)：85.[55]宣连喜,臧志凌,李世良.预制混凝土U型槽在寒区渠道防渗中的应用[J].黑龙江水专学报，2004，31(1)：95～96.[56]GANJisheng,HEQingju.DesignofProportionforHighStrenghHarshConcreteRevetmentBlocks[J].WaterResourcesandPower,2009.[57]Kelham,S.AWaterAbsorptionTestforConcrete,MagazineofConcreteResearch,1988,40(143):107～109.[58]LowSuiPheng.Just-in-TimeManagementofPrecastConcreteComponents[J].JournalofConstructionEngineeringandManagement,2001,127(6):494～501.[59]C.-M.Aldea,S.P.Shah,A.Karr.Permeabilityofcrackedconcrete[J].MaterialsandStructures,1999(32):370～376.[60]D.Breysse,A.Ammouche.Crackingandpermeabilityofconcreteundertension[J].MaterialsandStructures,1996(29):141～151.[61]王继新，艾永梅，尹卫东.浅谈U形混凝土防渗渠道设计施工技术[J].防渗技术，2000，6(2)：42～43.[62]王秘.混凝土U型槽在小型井灌区节水灌溉中的应用[J].水利科技与经济，2013，19(2)：81～84.[63]黄晓刚.混凝土U型槽在节水灌溉中的应用[J].东北水利水电，1998：40.[64]岳杰，丛日新.混凝土U型槽节水灌溉技术的应用及效益分析[J].吉林水利，2003，(5)：34～36.62n致谢致谢岁月如梭，光阴似箭，两年的研究生求学生活转瞬即逝，站在毕业的门槛上，内心充满感慨。在此谨对那些引导我、帮助我、鼓励我的人表示深深的谢意。感谢导师傅琼华教授的悉心教导。在这两年的研究生学习生活期间，导师亦师亦友，她作为老师，孜孜不倦地点拨迷津，指引了方向，给予了动力；作为朊友、长辈，她关怀备至，使我感念至深。能师从傅老师，我深感荣幸。在此谨向傅老师表示最诚挚的敬意和感谢！特别感谢江西省水利科学研究院戴国强在论文写作过程中给予的全力支持和帮助，感谢导师傅琼华教高主持论文后期阶段的修改工作。感谢建筑材料所所长高江林给予的指点及所里的龚英，熊阳，曾争，幸乾松在实验过程中给予的大力帮助；感谢和我一起实习帮助我的同学战友曾圣懿和胡招波；感谢陪我一起度过美好时光的室友和同学们。感谢家人在我读研期间给予的支持和帮助，正是有了他们默默无闻的支持和不计回报的付出，才使我在学校安心读书、潜心做研究，并顺利完成研究生学业！对答辩委员会各位专家老师百忙之中参加我的论文答辩，表示由衷的感谢。由于本人在读研学习期间的精力、学识有限，在预制混凝土U型槽质量影响因素方面的研究和应用还有待迚一步深入，论文撰写当中难免出现诸多错漏之处，敬请各位读者批评指正！封涛2015年5月63