钢渣水泥混凝土力学性能及耐久性研究

本文通过钢渣替换粗集料进行水泥混凝土配合比设计研究,评价钢渣混凝土的相关性能。用钢渣等质量替换混凝土中的粗集料,进行钢渣水泥混凝土配合比设计,确定钢渣的合理掺量,对比分析钢渣混凝土和普通混凝土在工作性、力学性能以及耐久性等方面的差异,评价钢渣对水泥混凝土相关性能的改善效果。试验结果表明,钢渣的掺入,会降低混凝土的工作性能,随着钢渣掺量的增加,坍落度逐渐降低;随着钢渣掺量的增加,混凝土力学性能及耐久性逐渐增强,综合考虑钢渣等质量替换粗集料的合理比例为50%,但需要选用适宜的减水剂用量来改善钢渣混凝土的工作性能。     

钢渣导电沥青混凝土电学性能研究

利用钢渣矿料制备出Superpave12．5型钢渣导电沥青混凝土,研究了钢渣集料、石墨粉、碳纤维等材料对降低电阻率的贡献,进行了室内升温和室外融雪试验。研究结果表明：钢渣能作为集料制备出体积性能合格的沥青混凝土,钢渣导电集料大大提高了沥青混凝土的导电能力;石墨降低电阻率的能力要明显强于碳纤维;导电沥青混凝土温升随时间呈二次抛物线规律变化。室外融雪试验融雪效率为32％。     

排水基层多孔混凝土的强度相关性研究

强度是多孔混凝土硬化后的主要力学性质,进行多孔混凝土基层路面结构设计、材料配合比设计以及施工质量检测时,均需采用各种强度指标进行评价。多孔混凝土属于骨架空隙结构,其强度取决于内部起胶结作用的水泥石性质、集料特性及浆集比等。采用振动法成型多孔混凝土试件,标准养生后测其抗压强度、弯拉强度与劈裂强度,对试验结果进行回归分析。结果表明,多孔混凝土弯拉强度与抗压强度、劈裂强度与抗压强度之间均存在相关性良好的幂指数关系,并据此得出相应的对应关系表,便于工程实际应用。     

基于径向基神经网络模型预测不同配合比道路混凝土抗弯拉强度

道路混凝土弯拉强度受多种因素共同影响,具有非线性特征.考虑集料最大粒径、水泥用量、用水量、砂和粗集料含量对混凝土弯拉强度的影响,基于径向基神经网络理论,通过优化网络扩散系数和神经元数,建立了用于预测不同配合比下道路混凝土抗弯拉强度模型,给出的预测值与真实值相比在可接受的误差范围内,而且训练网络的数据覆盖范围广,因此该网络预测模型普适性强,对于优化道路混凝土的配合比设计具有重要的意义.     

钢渣在沥青混凝土中的应用研究

钢渣被用作全部集料、粗集料和细集料进行了三种类型的密级配沥青混凝土配合比设计和路用性能检验,并设置采用天然集料的沥青混凝土作为对照组。研究结果表明,钢渣用作全部集料和粗集料提高了沥青混凝土的高温稳定性和水稳定性,且不会产生膨胀问题,全部集料采用钢渣的混凝土性能更佳;钢渣用作细集料降低部分路用性能且提高成本。     

基于灰色关联分析法的道路透水混凝土宏观性能影响因素研究

为了探究影响道路透水混凝土宏观性能的主要因素，选用目标孔隙率、水胶比、集料级配以及粉煤灰掺量作为因素，设计了四因素三水平的正交试验方案，采用灰色关联分析法对试验结果进行分析，得到影响道路透水混凝土强度及透水性的主要影响因素，并进行试验数据的回归分析。结果表明:水胶比和目标孔隙率是影响透水混凝土宏观性能的最主要因素，随着透水混凝土水灰比的增大，透水混凝土强度先增大后降低、透水系数不断降低；透水混凝土目标孔隙越大，透水系数、强度越低；透水混凝土的透水系数与目标孔隙率、水胶比之间存在较好的线性关系，线性相关系数达到0.989。     

ARHM-13钢渣沥青混合料路用性能研究

为研究掺加钢渣ARHM-13沥青混合料的性能，采用体积法将粒径为9.5 mm～16 mm档钢渣等质量替代10 mm～15 mm档玄武岩集料，钢渣掺量设计为0%、30%、50%、70%及100%,依据马歇尔试验确定各组油石比，并通过高温车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及加速磨耗试验对不同钢渣掺量的ARHM-13沥青混合料的路用性能进行研究。结果表明：1)不同钢渣掺量的ARHM-13沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及抗滑性能均具有不同幅度的提升，其中动稳定度最高提升了19.79%,最大弯拉应变最高增加了6.30%;2)当钢渣掺量为30%时，相较于不掺加钢渣的沥青混合料，ARHM-13沥青混合料的冻融劈裂强度比提高了0.03%;当钢渣掺量分别为50%、70%和100%时，ARHM-13沥青混合料的冻融劈裂强度比分别降低了3.96%、6.25%和7.19%;3) 10万次荷载作用后摆值损失率最低为20.2%;4) ARHM-13沥青混合料的抗滑性能随钢渣掺量的增加呈先升后降趋势，且随着钢渣掺量的增加，衰减过程中回升现象出现的时间越延长，回升幅度越小；5)综合考...     

路用高弯拉强度混凝土配制与施工技术要点

主要论述了高弯拉强度混凝土对水泥、集料、掺合料及外加剂等原材料的技术要求;提出路用高弯拉强度混凝土配合比设计原则与方法,并给出推荐的配合比范围;论述了高弯拉强度混凝土拌和、运输、摊铺、切缝和养护等施工过程中的技术控制要点。     

不同混合料类型的钢渣沥青混凝土高温性能研究

为对比分析不同混合料类型的钢渣沥青混凝土高温性能,选取AC-13C与SMA-13两种钢渣沥青混合料为研究对象,进行车辙试验,与几种普通沥青混合料的车辙试验进行对比研究,并对钢渣使用时应注意事项进行了研究。结果表明:两种类型的钢渣集料沥青混合料的动稳定度均高于玄武岩及石灰岩配制的沥青混合料,因此,钢渣对动稳定度的增加有明显的促进作用;钢渣应用于道路工程时,应对钢渣原料的膨胀性能进行准确测试,并控制4号细钢渣集料的用量。     

水泥稳定复合再生混合料路用性能研究

针对旧混凝土再利用问题提出采用天然集料取代9．5 mm以下的再生骨料,然后与大于9．5 mm 再生骨料进行复合设计得到的水泥稳定类基层材料。通过抗压、劈裂、弯拉试验评定材料力学性能,采用抗冻性和干缩性试验评定材料的耐久性能。结果表明在水泥剂量为5％时的性能优与4％水泥掺量。复合再生混合料试件标准养护28 d后,相对纯再生混合料而言,抗压强度提高38．93％,劈裂强度提高18．03％,弯拉强度则提高了45％。其抗压、劈裂、弯拉强度与天然集料混合料相差低于5．5％,这种材料不仅具有良好的力学性能和耐久性能,而且能够提高环境、经济效益。     

沥青混凝土用钢渣集料预处理方法研究

采用钢渣替代天然集料用于沥青混凝土能够解决钢渣固体废弃物处理和天然集料短缺两大难题。本文总结、提出了3种用于沥青混凝土的钢渣处理工艺,并初步评价了处理后钢渣沥青混凝土的改善效果,结果表明经过处理后钢渣的抗水损害性能有不同程度的提高。     

面向沥青混凝土矿料全替代的钢-铁渣梯级利用

钢渣和铁渣是伴随炼钢产生的2种典型固废。目前部分钢渣已被再生用于替代沥青混凝土中的粗骨料。为进一步提高钢渣和铁渣的再利用效率，探讨了采用不同粒径的钢渣和铁渣100%替代沥青混凝土矿料的可行性。首先基于材料微观分析技术以及集料技术指标测试方法，揭示不同粒径钢渣和铁渣的材料特征，确定适合其100%替代沥青混凝土矿料的粒径搭配方案；然后验证方案的可行性，采用Superpave方法设计沥青混凝土，优化拌和工艺，检验沥青混凝土的主要工程性能。结果表明：钢渣细集料受自身矿物胶凝活性的影响易固结成块，铁渣粗集料的技术指标不佳，因而两者不宜直接替代沥青混凝土矿料使用。采用钢渣粗集料、铁渣细集料和钢渣粉100%替代常用的石灰石矿料，结合使用高黏度的SBS改性沥青和改进型混合料拌和工艺，可制备出性能优良的沥青混凝土，且部分性能指标优势显著：其高温下的流动次数（F_n）以及低温下的断裂能分别提高了18%和23%。可见，将不同粒径的钢渣和铁渣搭配使用可实现两者在沥青混凝土中的梯级全利用。     

纳米改性路用混凝土抗盐冻性能试验研究

为改善路用混凝土抗盐冻性能,选取4种纳米材料SiO_2、TiO_2、Al_2O_3和Fe_2O_3,采用单掺方式(掺量均为水泥质量的1%),制备20组试件,配制浓度为3%的NaCl溶液,分别进行弯拉强度试验和冻融循环试验,测得混凝土的弯拉强度及不同冻融循环次数下混凝土的弯拉强度损失、质量损失和相对动弹模量。研究结果表明:(1)4种纳米材料均可有效提高路用混凝土的弯拉强度,改善混凝土的抗盐冻性能;(2)SiO_2增强混凝土弯拉强度效果最好,TiO_2改善混凝土抗盐冻效果最佳。     

AC-16钢渣沥青混凝土配合比与路用性能试验研究

在对钢渣微观形貌、矿物成分和浸水膨胀率等物理力学性能进行分析的基础上,用钢渣作为集料设计并成型AC-16型改性沥青混凝土,对其路用性能进行系统研究;全过程用砂岩集料比对。结果表明:与砂岩相比,钢渣力学性能良好,吸水率比砂岩大0.4 %～0.6 %,钢渣沥青混凝土最佳油石比比砂岩高出0.5 %,其高温性能和水稳定性良好,低温抗裂性和抗滑性能较砂岩表现更为优异。     

掺钢渣胶粉改性沥青混合料制备及性能研究

为研究内蒙古地区掺钢渣改性沥青混合料的路用性能,首先测试了包钢产钢渣、玄武岩、石灰岩的理化特性,确定钢渣替代天然集料作为沥青混合料骨料的可行性;然后设计由三种岩性粗集料为骨料、相同细集料、相同填料组成的同一矿料合成级配,利用马歇尔击实试验测试体积参数,得到两种改性沥青(胶粉、SBS)和三种岩性粗集料沥青混合料的最佳油石比;最后对不同岩性的两种改性沥青混合料的高温车辙、低温抗裂及水稳性能进行测试。研究结果表明:钢渣基本理化性能指标与天然集料基本相当甚至在某些方面优于天然集料;钢渣的添加提高了沥青混合料的油石比,掺钢渣胶粉改性沥青混合料的油石比较普通岩性胶粉改性沥青混合料油石比大,但是其强度较高,进一步说明钢渣是良好的沥青路面筑路材料;由于钢渣的掺入,胶粉改性沥青混合料路用性能普遍提高,且更具有经济环保性。     

纤维混凝土抗盐冻性能试验研究

为提高季冻区路用水泥混凝土的抗盐冻性能,以钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维混凝土和素混凝土为研究对象,进行盐冻条件下的弯拉强度及冻融循环试验,分析200次冻融循环作用下混凝土的弯拉强度损失、相对动弹模量、质量损失及疲劳寿命。研究结果表明:纤维的掺入可显著提高混凝土的弯拉强度(聚丙烯纤维除外)、抗盐冻性能及疲劳性能;钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维4种纤维掺入后,混凝土的弯拉强度分别比素混凝土弯拉强度增加14.3%、7.9%、20.6%和-4.8%;抗盐冻性能由高到低为聚丙烯纤维钢纤维PVA玄武岩纤维;200次冻融循环作用下,疲劳寿命由大到小为钢纤维PVA聚丙烯纤维玄武岩纤维素混凝土路面。4种纤维中,钢纤维混凝土弯拉强度和抗盐冻性能良好,且冻融前后疲劳性能最佳,因而在季节性冰冻地区水泥混凝土路面材料设计时应当优先推荐使用钢纤维。     

高掺量大长细比聚丙烯纤维自密实混凝土性能试验研究

采用坍落扩展度试验、L形仪试验和抗压强度、劈拉强度、弯拉强度试验,研究了0.15 %掺量下19 mm大长细比聚丙烯单丝纤维对自密实混凝土的施工性能和强度的影响。结果表明:高掺量大长细比聚丙烯纤维对工作性影响较大,使混凝土拌合物流动性降低,但通过提高胶凝体与减水剂用量,可以达到流动性要求;高掺量大长细比聚丙烯纤维能有效提高自密实混凝土的劈拉、弯拉强度。     

钢渣粉对沥青混凝土水稳定性能影响研究

为研究钢渣粉对沥青混凝土水稳定性能的影响,首先利用多种不同的表征方法对钢渣粉的化学成分、矿物相和微观形貌进行分析,明确钢渣粉的理化性质。然后采用钢渣粉替代不同比例的石灰石矿粉制备沥青混凝土,通过浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验分析钢渣粉对沥青混凝土水稳定性的影响。研究结果表明,钢渣粉的理化特征有助于改善其与沥青的相容性,增强沥青胶浆与集料的粘附性能。随着钢渣粉用量的增加,沥青混凝土的水稳定性得到持续改善,尤其当钢渣粉替代量在75%或以上时,沥青混凝土的水稳定性指标提高非常显著。     

风淬钢渣砂替代细集料在沥青混合料中的应用研究

利用风淬钢渣替代沥青混合料中玄武岩细集料,制备沥青混合料研究其对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等性能的影响,并通过SEM及X-CT等材料检测技术对试验结果进行分析。试验结果表明风淬钢渣替代细集料极大地降低了油石比,显著改善了低温性能及水稳性能,从而表明风淬钢渣可以替代细集料生产沥青混合料,为钢渣的处理提供了一条有效的途径,同时极大地降低了沥青混合料的生产成本。     

超薄沥青混凝土面层配合比设计混合正交分析

针对超薄沥青混凝土厚度小、集料粒径小,同时要求达到传统面层的密实程度、较好的构造深度及其他使用性能的特点,试验采用混合正交方法,选取粉胶比、沥青类型、集料类型、填料类型、粗集料含量等5个关键影响因素,按粉胶比取4个水平、其余各取2个水平的方案进行配合比试验,考察空隙率、马歇尔稳定度、劈裂强度、动稳定度、冻融劈裂强度比(TSR)等5个关键控制指标,对超薄沥青混凝土进行对比分析研究。试验及分析结果表明:当为粉胶比1.3 辉绿岩 SBS改性沥青 水泥 粗集料含量65%的组合时,超薄沥青混凝土的工程性能最好。