复合泡沫混凝土用作寒区高铁路基保温研究

针对影响寒区铁路路基稳定性及列车行车安全的土体冻胀融沉现象,提出内嵌聚苯乙烯的粉煤灰泡沫混凝土复合拼装式保温板作为基床表层保温强化层。对粉煤灰泡沫混凝土进行物理力学特性试验,并讨论内插聚苯乙烯复合板的铺设方式。结果表明,粉煤灰泡沫混凝土的导热系数在粉煤灰掺量达到50%时最大,为0.247 2 W/(m·K);抗压强度在粉煤灰掺量30%时最大,为14.10 MPa;抗折强度在粉煤灰掺量为20%时最大,为4.8 MPa。综合考虑各参数变化趋势,建议采用粉煤灰掺量为30%的泡沫混凝土作为寒区路基保温强化层材料基体,并将聚苯乙烯保温块填充以增加保温效果,按照工厂化生产、装配式施工铺设于基床表层,以确保路基稳定性及行车安全性。     

聚丙烯纤维增强泡沫轻质混凝土力学性能试验研究

针对浇筑密度700 kg/m3的泡沫轻质混凝土掺加6种长度(3,6,9,12,15,19 mm)、不同掺量的聚丙烯纤维,开展抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和抗折强度试验,研究聚丙烯纤维对泡沫轻质混凝土力学性能的影响。结果表明:当纤维长度为3,6,9,12 mm时,泡沫轻质混凝土的抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度、抗折强度均随着纤维掺量的增加先增大后减小;当纤维长度为15,19 mm,掺量≤0.2%时,其抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度、抗折强度与基准值相比稍微增加,掺量0.2%时,各参数随着纤维掺量的增加而减小;纤维长度6 mm、掺量为0.6%时泡沫轻质混凝土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度与抗折强度达到最大值。     

纤维泡沫混凝土导热特性试验研究

为增强泡沫混凝土的保温性能,以性能最优的粉煤灰泡沫混凝土为基础,通过室内试验研究所掺加的不同种类纤维的含量、长度对干密度恒为1 200 kg/m~3的泡沫混凝土导热特性的影响,得出不同种类纤维的最佳含量及长度。结果表明:基于优选的40%含量粉煤灰-水泥基泡沫混凝土,其导热系数随着养护龄期的增长呈对数下降趋势;养护龄期28 d时,含量0.15%、长度9 mm的聚丙烯纤维使泡沫混凝土导热系数达到最小值0.217 4 W/(m·K),含量0.10%、长度12 mm的玻璃纤维使泡沫混凝土导热系数达到最小值0.228 5 W/(m·K),含量0.05%、长度9 mm的玄武岩纤维使泡沫混凝土导热系数达到最小值0.239 3 W/(m·K);聚丙烯纤维对泡沫混凝土热工性的改善效果最好,玻璃纤维次之,玄武岩纤维最差。     

Ⅱ级粉煤灰掺量对混凝土放热性能和抗压强度影响的试验研究

通过室内试验研究C30和C60两种混凝土的热峰时间、温峰时间、热峰值和最大温升随Ⅱ级粉煤灰掺量的变化规律。结果表明:两种混凝土的温峰时间均随粉煤灰掺量增加而呈延迟趋势,最大温升均随粉煤灰掺量增加而呈降低趋势,粉煤灰对C30混凝土的温升降低效应要强于C60;粉煤灰掺量对混凝土的抗压强度尤其是早期强度有较大影响,在粉煤灰掺量40%时,混凝土的后期强度降低较小。此外,从理论上探讨了Ⅱ级粉煤灰对混凝土放热性能及强度的影响机理。     

高掺量粉煤灰对高性能混凝土体积稳定性及耐久性的影响

研究了粉煤灰在较高掺量时对混凝土收缩性能、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能与抗冻性能的影响。试验发现:粉煤灰掺量在0～25%范围内,混凝土收缩随着粉煤灰掺量的增加而减少,但粉煤灰掺量超过20%后,收缩减少的幅度变小;当粉煤灰掺量高于30%时,混凝土的碳化速度迅速增加,抗碳化能力降低;掺加粉煤灰能大幅度降低混凝土的氯离子渗透性,且随着粉煤灰掺量的增大,混凝土的抗氯离子渗透性越高;从重量损失率的指标来看,粉煤灰掺量越大,其重量损失率越小,抗冻性能越好。     

橡胶粉掺量对泡沫混凝土性能影响的研究

利用由废旧轮胎制成的橡胶粉、普通硅酸盐水泥和复合类发泡剂制备干密度为500 kg/m~3的泡沫混凝土。研究了橡胶粉掺量对泡沫混凝土抗压强度、孔隙率、吸水率、抗裂性能的影响,并通过电子扫描显微镜对其微观结构进行了分析。结果表明:随着橡胶粉掺量的增大,泡沫混凝土的开裂时间显著延长,裂缝发展速度明显减缓,抗压强度、孔隙率及体积吸水率逐渐减小。     

常用掺合料Ⅱ级粉煤灰和S95磨细矿渣粉的影响系数研究

采用水泥胶砂强度检验方法,测定了Ⅱ级粉煤灰和S95磨细矿渣粉单掺和复掺时不同掺量的影响系数(称实测影响系数),同时利用现行JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》确定了对应的影响系数(称规程影响系数)。分析了2种影响系数的相关关系及两者随掺合料掺量的变化规律。结果表明:单掺Ⅱ级粉煤灰和复掺Ⅱ级粉煤灰与S95磨细矿渣粉时实测影响系数与规程影响系数显著线性相关,单掺S95磨细矿渣粉时实测影响系数与规程影响系数不存在线性相关关系;单掺时随着掺合料掺量的增加影响系数减小,复掺且掺量一定时随着粉煤灰掺量的增加影响系数亦减小;考虑到实测影响系数的误差和规程影响系数的偏差,采用规程影响系数不会影响到混凝土配合比设计的准确性。     

复掺钢渣和粉煤灰对透水混凝土性能的影响

研究了复合引入炼钢废渣和粉煤灰对透水混凝土性能的影响,并对透水混凝土的透水系数和强度进行了分析。结果表明:粉煤灰、钢渣和水泥作为胶结料复合使用,对各物料的水化反应起到促进作用。当粉煤灰掺量为15%、钢渣掺量为10%时,透水混凝土28 d抗压强度和透水系数均较高。粉煤灰和钢渣复合加入,使胶结料连接桥更致密,强度更高。     

C50大体积混凝土温度应力测试及抗裂性能研究

为研究不同配合比条件下高强度大体积混凝土浇筑早期内部的温度、应力变化以及提高早期抗裂性能的技术途径,采用温度应力传感器分别测试尺寸为6.5 m×2.0 m×4.5 m的粉煤灰掺量为15%以及粉煤灰和矿粉双掺总量为33%的C50大体积混凝土早期的温度及应力变化。研究结果表明:以上2种混凝土在3 d龄期时抗压强度均不低于设计值的80%,劈拉强度均大于2.6 MPa。混凝土内外最大温差出现在3~4 d之间,最大拉应力也出现在大约3~4 d之间,采用粉煤灰和矿渣双掺的混凝土,掺合料掺量占胶凝材料30%以上,能够有效降低混凝土早期内外温差且3 d抗拉强度并未显著降低,有利于提高混凝土的抗裂性。     

双掺高性能混凝土配合比试验研究

双掺粉煤灰和磨细矿粉可以改善混凝土耐久性能,对比研究了不同粉煤灰与磨细矿粉掺量混凝土的工作性、抗压强度及耐久性能的影响.试验结果表明,随着粉煤灰和矿粉总掺量的增大,混凝土的早期抗压强度降低,抗碳化能力下降,但混凝土抗氯离子侵蚀的能力差异不大;总掺量相同时,矿粉相对于粉煤灰的掺量越高,混凝土的抗压强度越高,抵抗氯离子的能力越强,但对碳化的影响规律不显著,粉煤灰与矿粉双掺混凝土存在一个最佳掺量.     

客运专线高性能混凝土电通量影响因素试验研究

研究目的:试验研究各种因素对客运专线高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律,为优选混凝土配合比参数和指导施工提供依据.研究结论:电通量作为客运专线高性能混凝土耐久性的重要评价指标受到多种因素的影响:随着水胶比的增加,混凝土电通量逐渐增加;含气量对混凝土电通量影响不大,含气量达4.0%时混凝土电通量仍能满足耐久性要求;应严格控制混凝土用砂含泥量小于4.0%;40%的粉煤灰掺量不仅是混凝土抗压强度的拐点,也是耐久性指标的极限点;粉煤灰烧失量对混凝土早期及28 d电通量影响较大,对56 d龄期混凝土的电通量影响不太明显;对于混凝土电通量而言,外加剂有个临界掺量.     

配置高性能粉煤灰隧道混凝土的正交试验研究

采用正交试验方法,研究了水胶比、胶凝材料用量、粉煤灰掺量、超量取代系数4个因素对隧道二次衬砌粉煤灰混凝土抗压强度和抗渗性的影响规律.研究结果表明,水胶比和粉煤灰掺量对混凝土的7 d抗压强度影响比较显著,水胶比和超代系数对混凝.土的28 d抗压强度影响比较显著,粉煤灰混凝土的28 d抗渗性主要取决于水胶比.根据各因素的影响规律和程度,从技术经济的角度出发,推断出各因素配制隧道二次衬砌粉煤灰混凝土的合理水平.     

纤维混杂效应对混凝土轴心抗压强度的影响

以8种单掺和3种混掺的方式掺入纤维素纤维与聚乙烯醇纤维,探究其对C50混凝土轴心抗压强度的影响。结果表明:单掺纤维素纤维能有效提高混凝土轴心抗压强度,掺量为1.5 kg/m3时达到最优,此时轴心抗压强度比不掺时提高12%;单掺聚乙烯醇纤维会降低混凝土轴心抗压强度,掺量为3.5 kg/m3时降低明显。纤维素纤维和聚乙烯醇纤维混掺时,聚乙烯醇纤维掺量在0～2 kg/m3时有正混杂效应;聚乙烯醇纤维掺量为3.5 kg/m3时有负混杂效应。据此提出纤维混杂效应函数,利用MATLAB进行多项式曲面拟合,得出纤维素-聚乙烯醇混杂纤维混凝土轴心抗压强度混杂效应函数,以表征纤维素纤维与聚乙烯醇纤维混杂效应对混凝土轴心抗压强度的影响规律。     

可再分散沥青粉末改性水泥砂浆性能试验研究

研究了可再分散沥青粉末掺量对水泥砂浆的强度、吸水率、收缩性能以及孔结构的影响。试验结果表明:当沥青粉末掺量不超过水泥砂浆胶凝材料总量的30%时,随着沥青粉末掺量的增加,砂浆的抗压强度、抗折强度、弹性模量均降低,砂浆的折压比增大,韧性提高,收缩率减小;沥青粉末的掺入改变了砂浆的孔结构,随着沥青粉末掺量的增加,砂浆的总孔隙率增加;由于沥青的憎水作用,掺沥青粉末砂浆的吸水率比不掺沥青粉末砂浆的吸水率低。     

蒸养混凝土早期力学性能影响因素研究

研究了水胶比、超细粉煤灰掺量和砂率对不同粗骨料（碎石和碎卵石）蒸养混凝土早期力学性能的影响,主要包括抗压强度、棱柱体强度和弹性模量。试验结果表明：水胶比时蒸养混凝土弹性模量的影响较大,随着水胶比的增大,蒸养混凝土的弹性模量降低;随着超细粉煤灰掺量增加,蒸养混凝土的力学性能略有改善;当砂率大于0．3时,对蒸养碎石混凝土的弹性模量影响较大,而对蒸养碎卵石混凝土的力学性能均有影响。     

粉煤灰对高性能混凝土早期收缩的抑制及其机理研究

自收缩是引起低水胶比高性能混凝土早期开裂的主要原因。通过不同掺量粉煤灰混凝土自收缩的测定,研究粉煤灰对高性能混凝土自收缩的抑制作用。通过水化结合水和内部孔含量的测定以及微观结构形貌分析,研究粉煤灰抑制自收缩的作用机理。研究表明:粉煤灰通过改变胶凝材料体系水化速度、徐变系数、弹性模量,可以有效抑制早期混凝土的自收缩。粉煤灰掺量在0~20%范围内,混凝土自收缩随着粉煤灰掺量的增加而减少,但粉煤灰惨量超过20%后自收缩减少的幅度变小。粉煤灰抑制自收缩的作用在初凝至1 d龄期内非常突出。     

再生骨料混凝土配合比设计及改性研究

采用正交试验设计方法对再生骨料混凝土（RAC）的配合比进行了试验设计,探讨了水胶比、再生骨料掺量以及超细粉煤灰（UFA）掺量等因素对再生骨料混凝土强度的影响规律;采用多元回归分析方法,建立了再生骨料混凝土强度与胶水比、再生骨料掺量及UFA掺量的经验公式。在此基础上,研究了粉煤灰单掺、粉煤灰与矿渣双掺时再生骨料混凝土强度和弹性模量的影响,对再生骨料混凝土抗压强度与抗折强度、劈拉强度的相关关系进行了回归分析。     

养护条件对矿物掺和料混凝土吸水率和电通量的影响

采用粉煤灰和矿渣粉复掺取代50%水泥,研究养护时间、养护湿度以及覆膜养护对混凝土吸水率和电通量的影响。试验结果表明:复掺矿物掺和料混凝土的标准养护时间越短、养护湿度越低、拆模前覆膜养护温度越高,混凝土吸水率越大,抗氯离子渗透性越差。在相同养护条件下,复掺粉煤灰-矿渣粉的混凝土吸水率比单掺煤灰的小,比单掺矿渣粉的大,抗氯离子渗透性能比单掺粉煤灰的好,但是比单掺矿渣粉的差。     

内养护技术对不同强度等级高性能混凝土性能的影响

使用多孔陶粒作为内养护水的引入媒介,针对铁路桥梁工程中常用的低强C30和高强C60高性能混凝土,对比研究内养护技术对高性能混凝土抗压强度、弹性模量、抗氯离子渗透性、抗早期开裂性能的影响和变化规律。结果表明:随着内养护水用量逐步增加,C30和C60高性能混凝土各龄期的抗压强度和弹性模量略有下降,但降幅不大;当陶粒掺量为20%时,C30混凝土的抗压强度和弹性模量分别下降19.5%和4.4%,而C60混凝土的抗压强度和弹性模量分别仅下降4.9%和3.8%;采用内养护技术后,混凝土的抗氯离子渗透性能明显提高,当陶粒掺量为20%时,C30和C60混凝土电通量的降幅分别达41.0%和58.5%,且C30和C60混凝土均在平板约束早期塑性开裂测试中历经48h未出现开裂,可见选择合理的内养护配合比,可以有效改善不同强度等级高性能混凝土的抗早期开裂性能,陶粒掺量过高或过低均无法达到理想的抗早期开裂效果。     

高温对早龄期混凝土力学性能的影响

研究了掺10%粉煤灰和掺10%矿粉的早龄期(标准养护7,14,21,28 d)混凝土经历不同高温作用后质量烧失率和残余抗压强度的变化规律。结果表明:2种混凝土试件不同龄期的质量烧失率均随着温度(300,500,700℃)的升高而增大,并且相同龄期质量烧失率增长趋势相近;500℃高温时,掺粉煤灰混凝土试件14,21,28 d龄期的残余抗压强度分别降至常温时的92%,83%,63%,掺矿粉的混凝土试件分别降至常温时的89%,78%,62%;700℃高温时,2种试件残余抗压强度均降至常温时的30%～40%,基本丧失承载力。基于此给出了经受高温后早龄期混凝土残余抗压强度与温度的关系式,可供实际工程参考。