用硅灰配制高抗折混凝土的研究

研究目的:提高铁路桥梁的跨度和耐久性是高性能混凝土研究的主要方向,硅灰和超细矿渣粉是配制大跨度预应力铁路桥梁最好的活性火山灰质材料.本试验研究的目的是通过在混凝土配料中加入等量硅灰代替矿渣水泥来提高混凝土的抗折强度和耐久性.研究结论:试验结果表明,掺加8%的等量硅灰代替矿渣水泥配制的高抗折混凝土的抗折强度3 d达到了8.8 MPa,提高了44.3%,28 d达到了11.4 MPa,提高了50.0%;掺硅灰的混凝土试样ZR-2的耐卤盐溶液侵蚀性能、抗碳化性能、抗冻融性能和抗渗性能也明显优于混凝土对比样ZR-1.根据试验研究结果可知,掺加8%的等量硅灰代替矿渣水泥可以配制耐久性良好的高抗折混凝土.     

掺复合功能掺合料快速修补混凝土的试验研究

以优质粉煤灰和硅灰复合粉体为基材外掺少量激发剂配制而成的复合功能掺合料(CUFG)是一种新型水泥混凝土路面快速修补材料。采用42.5级普通硅酸盐水泥,单方水泥用量315~360 kg/m3,掺入20%~30%复合功能掺合料,可配制出24 h抗压强度大于20 MPa,24 h抗折强度大于3.5 MPa;28 d抗压强度大于50 MPa;28 d抗折强度大于7.0 MPa的快硬高早强混凝土,满足24 h开放交通所需的最低强度指标要求,且后期强度也有较大的提高。CUFG的掺入提高了快速修补混凝土(RRC)早期和后期的折压比,降低了混凝土的干缩程度,有利于提高快速修补混凝土的抗裂性能。掺CUFG快速修补混凝土的抗氯离子渗透能力较强,同时具有优异的耐磨性能。     

粉煤灰和硅灰对高强度纤维水泥基材料力学性能影响研究

基于纤维水泥基复合材料的发展和工程应用实际,探讨不同粉煤灰和硅灰掺量对高强度纤维水泥基材料抗压强度、抗折强度以及韧性的影响。研究结果表明:粉煤灰和硅灰的掺加会显著影响高强度纤维水泥基材料的力学性能,具体优化掺量为50%的粉煤灰和15%的硅灰可以使高强度纤维水泥基材料抗折强度增强到19.5 MPa,抗压强度提高至75.2 MPa,折压比达到0.26左右,比普通纤维混凝土在抗折和抗压强度上分别提高了35%和40%,折压比也提高了6%左右,说明该优化配合比能明显增强高强度纤维水泥基材料的抗压强度、抗折强度和韧性,可为该材料的工程应用提供参考。     

氯盐环境下铁路混凝土配合比参数的研究

分析氯离子扩散系数作为氯盐环境下混凝土耐久性评价指标的原因及合理性。系统研究水胶比(0.33、0.38、0.45)、矿物掺和料种类(粉煤灰、磨细矿渣粉、偏高岭土、硅灰)、掺量及含气量等配合比参数对混凝土氯离子渗透性能影响规律;探讨氯盐环境下铁路混凝土配制要求;提出氯盐环境下铁路混凝土配合比参数限值。研究表明:氯盐环境下适当加入矿物掺和料是提高混凝土耐久性的关键技术措施;粉煤灰和矿渣适宜掺量分别为30%～50%、40%～60%;适当引气(含气量为4%～6%)能提高混凝土抗氯离子渗透性能;严重氯盐腐蚀环境下,应采用矿物掺和料复掺技术,且宜添加适量硅灰。     

磨细矿渣在混凝土中的技术应用

结合工程实际,介绍了用磨细矿渣等量取代部分水泥配制混凝土的规律,研究发现普通混凝土试配强度计算公式也适应于掺矿渣的混凝土。详细列举了大量的试验数据,阐述了磨细矿渣的掺量及细度对混凝土拌和物性能、混凝土力学性能和耐久性能的影响,并初步对其应用进行了成本分析。     

天然火山灰混凝土抗碳化性能试验研究

研究目的:以天然火山灰混凝土为研究对象,通过加速碳化试验与差热分析试验对未掺加矿物掺合料的基准混凝土、火山灰混凝土及粉煤灰混凝土的抗碳化性能进行对比分析,并研究掺加少量硅灰对火山灰混凝土抗碳化性能的改善效果,为实际工程提供技术指导。研究结论:(1)与基准混凝土相比,由于水泥孰料减少和二次水化消耗的双重作用,火山灰混凝土和粉煤灰混凝土中的Ca(OH)_2的含量少,抗碳化性能显著降低;(2)同掺量的粉煤灰混凝土与火山灰混凝土相比,粉煤灰混凝土抗碳化性能优于火山灰混凝土;(3)掺加硅灰的火山灰混凝土的抗碳化性能明显提高,掺加5%硅灰的火山灰混凝土甚至优于粉煤灰混凝土,可以代替粉煤灰混凝土使用;(4)差热分析试验从机理上验证和分析了宏观试验结果;(5)对于天然火山灰资源丰富地区的混凝土工程,该研究成果可以促进地方资源的有效利用,为实际工程带来环境和经济效益。     

活性粉末混凝土（RPC）配合比试验研究

通过活性粉末、石英砂、钢纤维、聚羧酸系高性能减水剂等材料的配制试验，分析并研究了石英砂在多级配骨料下不同水胶比、不同钢纤维掺量对RPC抗折、抗压强度的影响。各项性能指标试验结果表明普通硅灰、粉煤灰、矿粉、聚羧酸减水剂代替特殊专用掺和料和专用外加剂配制RPC混凝土能达到客运专线RPC混凝土的验标要求。     

基于响应面法的高强混凝土配比试验研究

为研究减水剂及矿物掺合料对高强混凝土强度的影响，将不同掺量的减水剂、硅灰及矿渣加入高强混凝土替代水泥，分析试件7 d及28 d强度变化，并基于响应面法建立了相应的响应面回归模型，最终得出了高强混凝土的合理配比。结果表明：7 d抗压强度随减水剂及硅灰掺量的增加先增大后减小，随矿渣掺量的增加逐渐减小；28 d抗压强度随硅灰及矿渣掺量的增加先增大后减小。高强混凝土的破坏形式以X状共轭剪切破坏为主。矿渣掺量是影响高强混凝土7 d抗压强度的最大因素，28 d抗压强度的影响程度顺序为：硅灰>矿渣>减水剂。高强混凝土中减水剂、硅灰及矿渣的合理添加比例分别为0.81%、10.81%、17.97%。     

活性掺合料对再生混凝土耐久性影响

由于再生集料本身具有一些天然缺陷,导致再生集料配制的混凝土综合性能较同级配普通混凝土差,而矿渣、粉煤灰等活性掺合料可以改善混凝土的物理力学性能和耐久性能.本课题采用再生粗集料以不同比例取代天然集料的同时,用矿渣、粉煤灰等活性掺合料等量取代水泥,研究掺活性掺合料再生混凝土的力学性能和耐久性能.实验结果表明,随再生集料用量增加,混凝土的物理力学性能和耐久性能有所下降,但掺加一定量的活性掺合料可以明显改善再生混凝土的耐久性能.采用合适掺量的矿渣可以配制出坍落度为180 mm,28 d强度达50 MPa以上,各种耐久性能指标均达到基准混凝土技术指标的再生集料混凝土.     

绿色高性能混凝土的试验与研究

介绍了绿色高性能混凝土的概念以及开发研究的必要性，试验研究了绿色高性能混凝土拌合物的性能及力学性能和部分耐久性，结果表明，以３０％～７０％粉煤灰超细粉等量取代水泥，可配制出性能优良的Ｃ６０－Ｃ８０的绿色高性能混凝土。     

提高铁路梁式桥人行结构安全性的创新与实践

铁路桥梁主体结构通常牢固可靠,附属设施往往显得薄弱,尤其是人行结构如T梁人行道和墩台吊篮,其结构强度与步行板的安全性较弱。通过在钢支架之间增设托盘框架,横向铺设整体式挡砟人行道板,创新设计了新型人行道结构,提高了人行结构的安全性、可靠性和耐久性,并在上海局集团有限公司管内普速铁路和高速铁路桥梁中得到了应用。建议新型人行道板采用复合橡胶板、普速铁路桥梁墩台采用混凝土板,高速铁路桥梁墩台采用多元合金共渗花纹钢板。     

铁路桥梁钢筋混凝土构件抗弯可靠度研究

研究钢筋混凝土铁路桥梁受弯构件可靠指标,讨论可靠指标随配筋率以及恒荷载与活荷载标准值比值的变化;确定受弯构件可靠指标的范围。基于现行铁路混凝土桥梁规范的容许应力法,得到钢筋混凝土桥梁受弯构件抗力的统计参数,计算表明钢筋混凝土铁路桥梁的可靠指标为5.8～6.5。     

风加速Ⅱ型混凝土梁碳化试验研究

已有工程检测、理论分析和试验研究表明，风对混凝土碳化的加速作用是客观存在的，进而导致混凝土构件截面耐久性不等。铁路公路桥梁等混凝土保护层直接外露的结构，其碳化受风影响的程度更为明显，研究不同形状桥梁梁体的不同部位混凝土受风影响的碳化情况具有较大的现实意义。本文进行了风加速Ⅱ型混凝土梁的碳化试验，对试验结果进行了分析总结，并采用试验数据对理论模型的计算结果进行了检验。考虑风对混凝土碳化的加速作用对混凝土结构的等耐久性设计具有重要意义。     

铁路钢桥面浇注式沥青混凝土保护层材料特性分析

针对铁路系统运营特征对钢桥面保护层材料的耐久性等提出的特殊要求,结合正交异性钢桥面板及浇注式沥青混凝土的特性,通过对铁路铺装保护层使用特点分析,开展浇注式沥青混凝土与常用的聚合物水泥混凝土性能对比分析。试验结果表明:浇注式沥青混凝土保护层材料疲劳耐久性、密水性及协调变形能力具有明显优势;与聚合物水泥混凝土相比,疲劳寿命大幅度提升,密水性提高50%。     

铁路客运专线相关技术研究

铁路客运专线技术新,标准高,工程庞大,系统复杂。经研究和论证,提出客运专线建设总体技术路线,分析了铁路客运专线在速度目标值、线路平纵段面、路基工程、桥梁工程、隧道工程、轨道工程、站场等方面的主要技术特点,并围绕无砟轨道和高速道岔设计理论等方面的关键技术开展研究。通过采用CFG桩、预应力管桩等设计和工程措施,控制路基沉降,建立路基沉降变形精测系统网,定期观测与评估。对桥梁基础沉降与梁的徐变,采取基础沉降控制、预应力混凝土梁徐变变形控制和区域沉降地区的桥梁沉降控制等措施。隧道施工采用台阶法、交叉中隔壁法和双侧壁导坑法,衬砌采用复合式衬砌或整体式衬砌。     

轨道走行式移动模架造桥机现浇箱梁施工技术

采用万能杆件等常规材料拼装的轨道走行式移动模架造桥机,能利用既有道路进行高架桥现浇箱梁施工,且工期短、效率高、安全可靠,适宜于城市轻轨交通中等跨度双线预应力混凝土简支箱梁的现浇施工.介绍了该轨道走形式造桥机的构造及其现浇箱梁施工技术.     

圆端形桥墩裂缝成因分析及处理

裂缝在素混凝土结构尤其是大体积素混凝土结构中很难避免,裂缝的出现对结构造成安全隐患,降低了结构的耐久性。文章针对某铁路桥圆端形桥墩出现的裂缝,分析了其产生的原因以及对结构和耐久性的影响,提出了补强加固的处理方案,为同类型桥墩裂缝的修补提供参考。     

200 MPa级活性粉末混凝土试验研究

根据加拿大舍布鲁克人行桥采用的活性粉末混凝土配制,研制了适合我国原材料的200MPa级活性粉末混凝土,抗压强度为168.6MPa,抗折强度为21.6MPa。该活性粉末混凝土具有优越的力学性能和耐久性能。由该材料制备的桥梁人行道构件已通过铁道部专家鉴定,拟用于青藏铁路桥梁的实际工程中。     

秦沈客运专线桥梁综述及高速铁路桥梁建设的思考

秦沈客运专线是我国已建成的第一条时速 2 0 0km的客运专线 ,并于 2 0 0 3年 10月投入正式运营。其桥梁结构采用了许多新的结构形式 ,如大规模采用有碴桥面箱形简支梁 ,有针对性地采用钢混结合连续梁 ,部分地段采用无碴轨道预应力混凝土梁 ,这些结构形式的桥梁较以往普通铁路桥梁的纵横向刚度有较大的提高 ,注重了桥梁的耐久性和少维修。在架设方法上 ,也突破了以往的先铺轨后架梁的施工方法 ,大吨位的架桥机、造桥机成功地应用于 2 0～ 3 2m单、双线箱梁的架设。对高速铁路的桥梁结构设计、施工有针对性地提出了相关的建议 ,并对今后我国高速铁路和客运专线桥梁建设技术进行了展望     

我国铁路高强混凝土五十年回顾与展望

本文介绍了我国铁路高强混凝土(HSC)50年的发展,可归纳为3个阶段。第一阶段:采用普通HSC和掺塑化剂(减水剂)HSC,并配合台振、侧模振、底模振振实工艺配制得到C40-C55干硬性和低塑性HSC。批量生产应用于预应力混凝土(PC)轨枕、管桩、接触网支柱、桥梁等。第二阶段:以开发应用基萘磺酸盐系(NSF)高效减水剂配制塑性HSC为代表,结合铁路运输高速、重载、动载、安全的特点,对掺NSF-HSC的物理力学和结构性能进行了系统的研究试验。NSF-HSC在全路得到大面积的推广应用。第三阶段:研究开发应用氨基磺酸盐系 (ASF)、高效减水剂和聚羧酸盐系(PCE)高性能减水剂。本文确认PCE高性能减水剂能较好的满足铁路工程的特点,是当前铁路高强、高性能混凝土优选的主剂,建议加速研究并推广应用。