在建隧道排水系统结晶堵塞试验

为了探究在建公路隧道排水系统结晶堵塞机理，分析隧道排水系统结晶堵塞的发展过程，自主研制了可模拟隧道初支混凝土、地下水渗流过程、隧道排水系统的试验装置系统。通过该系统模拟了富水隧道排水系统渗流结晶过程；通过检测隧道排水管排出溶液的pH值、总碱度、Ca²⁺浓度以及排水管内的结晶量等，研究了速凝剂掺量、地下水水质对生成结晶体的影响。结果表明：结晶体的主要成分为CaCO₃，结晶体中的钙元素主要来源于水泥；地下水的渗流过程会致使混凝土中的Ca²⁺析出，最终流出排水管或以CaCO₃结晶体形式沉积在排水管内；排水管流出溶液的pH值和总碱度变化曲线基本呈现先快速下降，后缓慢下降趋于稳定的趋势，结晶体生成的溶液环境pH值和碱性较高。对于一般水质：4种速凝剂掺量条件下排水管流出溶液pH值变化范围在11.4~12.6之间，初始总碱度最高达12 650 CaCO₃ mg·L^-1，稳定后溶液碱度均大于500 CaCO₃ mg·L^-1；对于碳酸氢钠型水质：4种速凝剂掺量条件下pH变化幅度在9.62~12.25之间；初始总碱度最高达1 252 CaCO₃ mg·L^-1，稳定后溶液总碱度均大于550 CaCO₃ mg·L^-1；0%和6%速凝剂掺量下结晶体生成量明显大于10%和20%掺量，10%掺量下结晶体生成量最小；碳酸氢钠型水质条件下，水泥水化产物Ca （OH）₂会直接和HCO₃^-发生化学反应，生成CaCO₃结晶体，较一般水质结晶体的生成速率更快，生成量更多。     

戈壁盐渍土地区水泥稳定碎石击实特性研究

戈壁盐渍土地区具有年温差较大、集料和拌合用水含盐量高等特征。为了分析温度、硫酸盐含量对水稳碎石击实特性的影响,首先通过击实试验分析了温度、硫酸钠含量对最佳含水率、最大干密度影响。其次,采用极差法分析了温度、硫酸钠含量对最大干密度的影响程度。基于此,通过SEM电镜扫描试验分析了击实后水稳碎石的微观结构。结果表明：温度<32.4℃且逐渐减小,最大干密度减小,最佳含水率增大;温度>32.4℃且逐渐增大,最大干密度增大,最佳含水率减小。硫酸钠含量增大,水稳碎石湿润性减小,最大干密度减小,最佳含水率增大;极差分析表明最大干密度受温度(0.055)影响比硫酸钠含量(0.016)大;温度>32.4℃,水稳碎石结构密实,孔隙最少,易击实;温度<32.4℃且逐渐减小,水稳碎石结构复杂,难击实。因此温度、硫酸钠含量可通过改变硫酸钠3种状态(Na₂SO₄溶液、Na₂SO₄·10H₂O、无水Na₂SO₄晶体)所占比例来改变水泥稳定碎石...     

瓦斯隧道气密性混凝土性能研究

为研究胶凝材料体系和气密剂掺量对气密性混凝土性能影响,通过调整胶凝材料二元体系的组成、比例以及气密剂掺量制备了C30气密性混凝土,研究了胶凝材料体系和气密剂掺量对C30气密性混凝土新拌性能(含气量和工作性能)、力学性能(抗压强度和抗折强度)、耐久性能(抗氯离子渗透性能和抗渗等级)和透气性能(透气系数)影响。结果表明,增加胶凝材料体系中粉煤灰用量可减少新拌混凝土含气量,同时提升混凝土坍落度、抗压和抗折强度、56d电通量、透气系数等指标;气密剂在合理掺量范围内可改善混凝土抗渗性能,为保证C30气密性混凝土同时具备良好的力学性能和抗渗性能,建议水泥和粉煤灰二元体系中比例为280∶100,而气密剂掺量不小于6.05%。随气密剂掺量增加,C30气密性混凝土透气性能增加,且气密剂的最佳掺量为6.58%。     

沥青路面涂层的光反射及汽车尾气降解效果分析

为了对比常见路面涂层填料的光反射和尾气降解效果,分别制备Nano-TiO₂、Nano-ZnO、Micro-TiO₂为填料的3种路表涂层,采用自行开发的光反射率测试仪,进行不同填料掺量下涂层的反射率测试,确定填料最佳掺量;在填料最佳掺量下,对3种涂层沥青混合料的反射率进行测试,对比Nano-TiO₂、Nano-ZnO、Micro-TiO₂对光反射效果;采用自行开发的尾气浓度分析仪,测试3种涂层在光催化条件下对气体CO、HC、NO_x的降解率,比较3种填料的降解效果。结果表明：沥青混合料反射率为5.46%～6.11%;反射涂层中填料最佳掺量为30%;涂刷涂层后,混合料反射率大幅下降,相同涂层用量下3种填料反射效果优劣排序为：Micro-TiO₂>Nano-ZnO>Nano-TiO₂,0.9kg/m²用量时Micro-TiO₂涂层的反射率达59%;填料对尾气降解效果的优劣排序为：Nano...     

原材料掺量对大流动高性能砼工作性能的影响

通过试验检测,研究了胶凝材料用量、砂率、粉煤灰细度和掺量、粉煤灰与矿渣双掺及早强剂对大流动高性能砼流动性、稳定性、填充性、间隙通过性等工作性能的影响,得出了胶凝材料最佳用量为520～540 kg/m3、砂率宜较大、粉煤灰适宜掺量为10％～30％且超细粉煤灰优于Ⅱ级粉煤灰、粉煤灰和矿渣双掺时矿渣掺量不宜大于20％也不宜低...     

水泥混凝土路面板底补强材料的流动性能

针对传统水泥混凝土路面板底补强材料在压力施工条件下易产生离析等流动性不佳问题,本研究以矿渣粉为胶凝材料,水玻璃为激发剂,结合高效减水剂、缓凝剂和细集料制备矿渣基补强材料,并测试其流动度,研究了其流动性能,经过筛选提出了最佳原材料组成和比例。结果表明,聚羧酸系减水剂对改善补强材料工作性能最为明显,且最佳掺量为矿渣粉质量的1.2%;MgCl2缓凝剂最有利于补强材料流动性能的提高,且补强材料的初始流动度和30min流动度先随MgCl2掺量的增加而增加,然后随MgCl2掺量的增加而降低,最佳掺量为矿渣粉质量的1.0%;水胶比(W/B)为0.34时,补强材料拥有最好的流动性能。     

浅埋大断面公路隧道渐进破坏规律与安全控制

围绕浅埋大断面公路隧道渐近破坏过程与机制，以大永高速公路甸头隧道下穿大西二级公路工程为背景，开展了室内相似模型试验与现场监测分析。针对不同围岩级别条件（Ⅳ₃，Ⅴ₁和Ⅴ₂），分析了隧道毛洞开挖过程中围岩应力和位移变化规律，提出了基于变形差率的隧道施工安全控制指标，隧道施工现场监测验证了该指标的科学性，保障了隧道施工安全。研究结果表明：①隧道的破坏首先发生在拱顶位置，随着隧道的不同分部的开挖，破坏区向拱肩和地表扩展；围岩级别为Ⅳ₃时，隧道开挖后围岩形成一定厚度的塌落拱，塌落拱高度约为0.67M（M为隧道最大跨度）；围岩级别为Ⅴ₁和Ⅴ₂时，隧道开挖将引起围岩坍塌，形成塌方等较严重事故。②隧道开挖过程中，在开挖卸荷作用下，隧道产生不同程度的收敛与沉降，Ⅳ₃比Ⅴ₁，Ⅴ₁比Ⅴ₂，Ⅳ₃比Ⅴ₂最大地表变形分别减少了63.0%、20.0%和70.4%；隧道开挖应力变化方面，Ⅴ₁比Ⅳ₃，Ⅴ₂比Ⅴ₁，Ⅴ₂比Ⅳ₃最大应力变化量分别减少了43.5%、23.0%和56.5%，且Ⅳ₃，Ⅴ₁和Ⅴ₂围岩级别下隧道开挖过程应力和变形影响范围逐个增大。③采用模型试验手段，通过计算典型测点沉降差与测点距离的比值——变形差率，分别探讨Ⅴ₂，Ⅴ₁和Ⅳ₃围岩级别的浅埋隧道施工安全控制标准。隧道施工现场监测结果表明，对于Ⅴ₁级围岩浅埋隧道，当隧道地表横向和纵向变形差率均小于10 mm·m^-1，可防止公路地表裂缝的产生。研究成果对于浅埋大断面公路隧道施工与安全控制具有重要意义。     

超细矿粉水泥土配合比设计及耐久性试验研究

采用正交试验设计超细矿粉水泥土配合比,通过室内冻融循环试验和抗腐蚀试验研究超细矿粉水泥土的耐久性.结果表明,水泥掺量对超细矿粉水泥土无侧限抗压强度的影响最显著,水泥掺量≥6％或Ca(OH)2掺量≥0.6％时,抗压强度提高幅度较小,建议超细矿粉水泥土配合比为水泥掺量6％、超细矿粉掺量8％、Ca(OH)2掺量0.6％;超细...     

单掺双掺ZY、MgO膨胀剂性能试验研究

为寻求最佳膨胀剂种类及掺量,研究掺量、养护条件、水胶比对不同种类膨胀剂膨胀性能影响。结果表明:小水胶比情况宜选择双掺ZY∶MgO=1∶1膨胀剂,水胶比较大时,选择单掺12%ZY最佳;单掺ZY膨胀效果随ZY掺量增加持续增大,单掺MgO最佳掺量为4%;水胶比0.33的双掺膨胀剂最佳比例为ZY∶MgO=1∶1,水胶比0.38的双掺膨胀剂最佳比例为ZY∶MgO=2∶1。     

激发剂对矿渣基地聚合物早期力学性能的影响研究

研究了激发剂种类、模数、掺量等因素对矿渣基地聚合物早期力学性能的影响。研究结果表明:相对于Na2Si O3,K2Si O3对矿渣基地聚合物具有显著的激发效果;激发剂模数及掺量对矿渣基地聚合物早期抗压强度具有显著影响,随着激发剂模数提高,矿渣基地聚合物早期抗压强度增加明显,随着激发剂掺量提高,矿渣基地聚合物早期抗压强度先提高后降低,在掺量为12%时,材料具有最高抗压强度;激发剂模数及掺量的变化对矿渣基地聚合物的抗折强度影响不大,且随着激发剂掺量的增加,矿渣基地聚合物的折压比呈下降的趋势,材料脆性变大。     

碱激发水泥粉煤灰体系对再生沥青混合料性能的影响

设定不同配合比的再生沥青混合料(RAP)和水泥粉煤灰掺量,通过标准击实试验、无侧限抗压强度、水稳定性和SEM测试,研究了碱激发水泥粉煤灰体系对RAP混合料的性能影响。结果表明:RAP中沥青与稳定土质量比(A/S)为3/5时,最大干密度和最佳含水量随着粉煤灰与水泥掺量的增大而增大。在使用的材料体系中,A/S=3/5,掺1.1%NaOH、6%水泥、6%粉煤灰、用水量7.4%时,再生沥青混合料的性能最好。试件浸水后抗压强度普遍降低,但与干燥试件变化趋势一致。SEM测试表明:NaOH能够激发混合料中粉煤灰的潜在活性,与Ca(OH)_2以及熟料水化生成的C-S-H凝胶发生了二次火山灰反应,促进了混合料抗压强度的提高。     

混杂复合纤维高性能混凝土断裂性能研究

为了研究混杂复合纤维对高性能混凝土断裂性能的影响，采用切口梁，对11种配合比的单掺及混掺纤维高性能混凝土进行断裂试验。基于断裂试验结果，采用理论分析方法，以比例极限强度、峰值强度、断裂能为评判指标，对其断裂性能、混杂效应进行了研究。结果表明:CTF纤维和PF单掺纤维混凝土断裂试验呈现出脆性破坏；试验中CTF，PF纤维断裂试验的最佳掺量分别为1.2，1.0 kg/m3；基于双掺纤维（CTF+PF）混凝土试验结果，分析得到了试验中双掺的最佳配比，同时通过计算得到对应于f_l，f_u和G_F的混杂效应系数分别为1.146，1.117，1.247，呈混杂正效应。     

磷石膏对水玻璃激发粉煤灰-矿粉复合材料强度的影响

磷石膏、粉煤灰、矿粉为主要胶凝材料，水玻璃作为激发剂，研究了不同水胶比时，磷石膏的掺量对碱激发-粉煤灰-矿粉胶凝材料力学性能的影响。结果表明，掺加磷石膏可以改善胶凝材料的力学性能，掺量在20 wt.%～30 wt.%范围内，试样早期强度较高，后期强度不发生倒缩，且后期强度增长明显；降低水胶比可以显著提升胶凝材料的力学性能，抑制后期强度的倒缩；不同的水胶比条件下，磷石膏掺量为5 wt.%时，可以显著改善材料的力学性能，掺量为10 wt.%时，材料体系力学性能下降，而20 wt.%～30 wt.%为磷石膏的最佳掺量区间。     

纳米SiO2和PVA纤维协同增强混凝土力学性能

为研究纳米SiO₂和PVA纤维对混凝土力学性能的影响,通过工作性试验和抗压试验,测得了混凝土拌和物的坍落度以及硬化混凝土的抗压强度和弹性模量。结果表明:在一定掺量范围内,纳米SiO₂和PVA纤维的掺入对混凝土的流动性和力学性能均有较大影响;随着纳米SiO₂掺量的增加,混凝土拌和物的坍落度逐渐降低,抗压强度和弹性模量均先增大后减小,在纳米SiO₂掺量为5%时达到最大值;随着PVA纤维体积掺量的增加,掺纳米SiO₂混凝土的坍落度逐渐降低,抗压强度和弹性模量也呈现先增大后减小的趋势,在PVA纤维体积掺量分别为1.5%和1.0%时达到最大值。纳米SiO₂提高了混凝土的抗压强度和弹性模量,PVA纤维提高了纳米混凝土的抗压强度,但降低了纳米混凝土的弹性模量。     

掺加外掺剂改善水泥稳定碎石收缩特性的试验研究

室内对掺加不同剂量LC外加剂水泥稳定碎石的使用性能进行了测试,并分析了生成物质。测试结果表明,外加剂掺量与水泥稳定碎石在不同龄期的抗压、劈裂强度及温度收缩指标间均存在二次抛物线关系,最大力学性能与最小收缩指标均对应5%的LC掺量。差热分析结果表明,外加剂掺量、Ca(OH)2生成物与宏观使用性能完全耦合,表明Ca(OH)2晶体的减少是改善温缩性能、提高力学指标的主要原因,并最终根据最大力学性能与最小温缩特性推荐了适宜的外加剂掺量。     

再生砖粉活性及其在道路水稳层中的应用研究

针对目前废弃黏土砖类建筑垃圾存量大、处理难和利用率低的问题，研究了再生烧结黏土砖粉的活性，并研究了其在替代粉煤灰后应用于道路水稳层后的性能。结果表明：再生烧结黏土砖粉的活性指数能够达到73%,满足作为水泥活性混合材料中粉煤灰的活性指数要求。结合X射线衍射、傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜分析发现，再生烧结黏土砖粉的活性源于其内部的活性SiO₂、Al₂O₃等成分，该活性成分能够与水泥水化产物中的Ca(OH)₂反应形成新的硅酸盐和铝酸盐水合物，从而形成较为密实的微观结构。再生烧结黏土砖粉替代粉煤灰后制备的水泥-砖粉稳定碎石材料具有良好的力学性能，能够满足极重、特重交通的高速公路和一级公路的基层以及底基层的强度要求。     

橡胶混凝土基本力学性能试验研究

对40目(0.45mm)、级配连续的1~3mm以及2~4mm 3种粒径,10%、20%及30%3种掺量的橡胶颗粒进行Na OH改性处理,通过橡胶颗粒等体积替代细骨料的方式设计了10组配合比的橡胶混凝土,并对橡胶混凝土的包括抗拉强度、抗压强度在内的基本力学性质进行了试验,研究橡胶颗粒的粒径、掺量对橡胶混凝土抗压强度、抗折强度及折压比的影响情况,确定了橡胶颗粒的最佳粒径及掺量。     

复合外加剂对水泥混凝土冬季施工性能的影响研究

为解决冬季水泥混凝土施工和易性降低导致浇筑公路小型构造物困难的问题,通过开发一种复合外加剂以探究其对水泥混凝土性能的影响。将萘磺酸盐甲醛(SNF)、纳米二氧化硅(nanoSiO₂)、松香皂(WSR)和硝酸钠(NaNO₃)通过不同配比、不同掺量配成多种外加剂以制备水泥混凝土,对其流动性、离析和抗压强度进行研究。结果表明：最佳复合外加剂的配比(质量)为：SNF:0.4%;nanoSiO₂:0.1%;WSR:0.05%;NaNO₃:4.0%。最佳复合外加剂配比制备的混凝土流动性、离析和抗压强度均符合要求,可用于公路小型构造物水泥混凝土的浇筑与养护。     

环保抑烟沥青优化设计与性能对比分析

分析沥青烟产生的机理与危害,将Mg（OH）2和A1（OH）3两种抑烟剂及Sasobit和ROADBIT—BPL两种降粘剂的掺量进行优化设计,制备环保抑烟沥青,并测试其性能以确定最佳掺量。结果表明：抑烟剂AI（OH）,掺量为10．0％时,沥青烟气量相对基质沥青降低了7．6％;抑烟剂和降粘剂的掺入会对沥青低温抗裂性能产生负面影响;在掺入3．0％Sasobit和10．0％A1（OH）3时,抑烟沥青抗变形能力和高温稳定性较好。     

废弃砂浆类建筑垃圾活性激发研究

对废弃砂浆类建筑垃圾进行破碎、筛分和粉磨后，研究了粉磨时间、碱激发剂以及复合激发剂对砂浆微粉活性的影响。采用抗压强度、抗折强度、XRD和TG—DSC—DTC对试样的力学性能和微观结构进行了测试。结果表明：随着粉磨时间的延长，砂浆微粉的活性不断提高，粉磨时间超过40min时，活性增长的趋势变缓；碱激发剂（NaOH）可以提高砂浆微粉的活性，当NaOH掺量为3％时，活性达到最大值；复合激发剂（NaOH＋CaSO4）可以显著提高砂浆微粉的活性，NaOH与CaSO4的比例为1：1，当掺量为3％时激发效果最佳。