低真空环境下水泥砂浆干缩性能及机理研究

为掌握低真空环境对水泥基材料变形的影响规律,确保服役于类似环境下水泥基材料的性能稳定性,通过水泥砂浆干燥收缩试验,研究低真空干燥条件下掺不同矿物掺合料和外加剂水泥砂浆的干缩变形和水分散失的经时变化规律。结合热重分析、氮气吸附测试方法,分析低真空环境对不同组成试件水化与微结构的影响及其机理。试验结果表明,相对于标准干燥试验条件,低真空环境显著增加了水泥砂浆的干缩变形和失水率,并导致收缩随处理时间的延长而缓慢增加。粉煤灰和减缩剂有利于降低低真空环境下砂浆的干缩变形,而掺硅灰、高吸水树脂则会增加此条件下试件的干缩变形。结合水泥净浆样品水化进程和微观结构分析结果可知,低真空环境对28 d龄期各试件水化程度造成不利影响,水泥水化产物减少,证实低真空环境导致了试件严重的水分蒸发。此外,在低真空条件下,与基准组相比,粉煤灰在砂浆中可继续发挥火山灰效应,促进水泥水化,掺入高吸水树脂的试件也表现出较高的水化程度。此外,在低真空暴露后,凝胶孔体积分数减少,而中孔体积(10～50 nm)及小于50 nm孔径增加,且各试件累积总孔体积显著增加。显著的水分散失和干缩变形是影响水泥基材料长期耐久性能及微结构变化的...     

低水胶比条件下含硅灰或/和粉煤灰的胶凝材料的水化放热特性

采用差分水化量热仪研究了恒温((25±0.3)℃)低水胶比(W/B=0.30)条件下,纯水泥、水泥-硅灰、水泥-粉煤灰二元胶凝材料体系和水泥-硅灰-粉煤灰三元胶凝材料体系的水化放热特性。试验结果表明:相对于纯水泥,水泥-硅灰二元体系的水化诱导期延长,第二水化放热峰放热速率增加,水化减速期的总放热量减小;水泥-粉煤灰二元体系的水化诱导期显著延长,水化减速期后期的放热速率增大,整个水化历程的总放热量减小;水泥-硅灰-粉煤灰三元体系的水化诱导期显著延长,整个水化历程的水化放热速率降低,总放热量减小。     

矿渣粉在城铁短枕中的应用研究

对掺加不同性质矿渣粉的城铁短枕混凝土进行了力学和耐久性能试验,发现比表面积大、活性高的矿渣粉可明显地提高混凝土的各项性能,并能降低成本.通过对不同矿渣粉-水泥复合胶凝材料水化特征的宏观和微观研究表明,比表面积大、密实、活性高的矿渣粉是通过增加胶凝材料的水化速度,改善水化产物的结构,降低氢氧化钙含量等途径来实现对混凝土性质的改善.     

矿渣细度及掺量对水泥净浆及胶砂性能影响

通过试验研究,探讨了超细矿渣的细度和掺量对水泥净浆的流动性、凝结时间、抗压强度、化学结合水量以及对胶砂流动性和抗压强度的影响．试验结果表明：随超细矿渣掺量的提高,水泥净浆和胶砂的流动度均增大,且在试验所采用的掺量条件下,细度较小的超细矿渣对水泥净浆及胶砂流动性的改善效果更好;超细矿渣掺量较低时,掺超细矿渣水泥浆体的初凝时间和终凝时间均缩短,超细矿渣掺量较大时,随超细矿渣掺量的增大,水泥浆体的初凝时间和终凝时间延长,且超细矿渣的细度对试验结果影响不明显;随超细矿渣掺量的增大,水泥浆体和胶砂的3d抗压强度变化较小,28d抗压强度提鬲;超细矿渣细度较大时,适宜掺量的超细矿渣可以提高水泥浆体和胶砂的早期抗压强度;超细矿渣对硬化水泥浆体的化学结合水量的影响与对抗压强度的影响规律基本一致。     

活性或惰性掺和料对复合胶凝材料水化性能的影响

采用等温量热法、X射线衍射(XRD)和化学结合水量测定等方法,研究了含有不同比例的粉煤灰或磨细石英粉的复合胶凝材料在不同养护温度条件下的水化过程,观察了水化产物量和水化程度随水化龄期变化情况。在掺量相同时,矿物掺和料的种类变化不会对复合胶凝材料的初期水化过程有明显影响,其反应过程仍由其中所含硅酸盐水泥控制。活性的粉煤灰可延迟复合胶凝材料的水化反应,而惰性的石英粉则不会。热激发作用可显著促进粉煤灰的火山灰反应,但对于硅酸盐水泥的长期水化反应有抑制作用。热养护能促使水化初期生成的高含水率的CSH向低含水率的CSH变化;粉煤灰的火山灰反应生成的也是含水率较低的CSH凝胶。     

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%。     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石干缩性能试验研究

聚丙烯纤维的掺入可显著地减小水泥稳定碎石的平均干缩系数;随着水泥掺量的增加,聚丙烯纤 维水泥稳定碎石干缩系数逐渐增加;高龄期的平均干缩系数比低龄期的小;在纤维体积掺量<1‰的范围内,随着纤维体积掺量的增加,水泥稳定碎石平均干缩系数均逐渐减小.     

PVA纤维水泥基复合材料与钢筋黏结强度的试验研究北大核心

为了进一步在工程中应用PVA纤维水泥基复合材料,通过拉拔试验,研究PVA纤维水泥基复合材料抗拉强度、纤维体积掺量、钢筋锚固长度、相对保护层厚度对PVA纤维水泥基复合材料与钢筋平均黏结强度的影响。结果表明：PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度在纤维体积掺量为1.71%时最大;PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度随相对锚固长度的增加而减小;PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度随相对保护层厚度的增加而增加,但存在一个临界值,在4.19-5.75之间。最后回归得出了PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度计算公式,与试验值吻合较好。     

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。     

PVA纤维水泥基复合材料与钢筋黏结强度的试验研究

为了进一步在工程中应用PVA纤维水泥基复合材料,通过拉拔试验,研究PVA纤维水泥基复合材料抗拉强度、纤维体积掺量、钢筋锚固长度、相对保护层厚度对PVA纤维水泥基复合材料与钢筋平均黏结强度的影响。结果表明:PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度在纤维体积掺量为1.71%时最大;PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度随相对锚固长度的增加而减小;PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度随相对保护层厚度的增加而增加,但存在一个临界值,在4.19~5.75之间。最后回归得出了PVA纤维水泥基复合材料与钢筋的平均黏结强度计算公式,与试验值吻合较好。     

蒸汽养护对高速铁路轨道板混凝土渗透性的影响

为探明蒸汽养护对采用水泥-矿渣粉复合胶凝材料的轨道板混凝土渗透性的影响规律,研究了不同养护条件下(蒸汽养护和标准养护)轨道板混凝土表面吸水率和抗氯离子渗透性能(6 h电通量和氯离子扩散系数),并分析了不同蒸汽养护最高恒温温度对复合胶凝材料水化程度的影响。试验结果表明:蒸汽养护能有效提高轨道板混凝土材料早期(28 d)和后期(56 d)抗水渗透能力,而对其抗氯离子渗透能力的改善作用则主要表现在早期,对混凝土后期抗氯离子渗透能力影响不明显;在对复合胶凝材料水化程度的影响方面,蒸汽养护会显著加快水泥-矿渣粉复合胶凝材料体系的水化进程,有利于提高水化产物密实度,蒸汽养护最高恒温不超过60℃对提高水泥基胶凝材料抗渗性更加有利。     

酸雨侵蚀下的水泥石组成变化分析

采用EDTA容量法、动物胶凝聚重量法、碘量法和X射线衍射分析纯水泥、掺矿粉、粉煤灰以及掺有SBR的水泥石的化学和矿物组成。研究结果表明:在考虑实际酸雨组成和自然气候因素的模拟条件下,水泥石中CaO和SO3组分的相对含量大幅度降低;SiO2,Fe2O3和Al2O3组分的相对含量大量增加;侵蚀后的水泥石中原来存在的物质Ca(OH)2,C-S-H凝胶,水化铝酸钙和水化铁酸钙凝胶等消失,没有发现钙矾石、硫酸钙等膨胀性物质大量生成,而SiO2以晶相存在;酸雨对水泥石的侵蚀是Ca(OH)2,C-S-H凝胶、水化铝酸钙和水化铁酸钙凝胶等水化产物的不断溶蚀过程。不同配比的水泥石经受酸雨侵蚀后组成变化的规律基本相似。     

对门寨隧道DK34+164处隧底大型溶洞处理技术研究

对门寨隧道DK34+164处隧底发育大型半充填型溶洞,溶洞深44 m,宽度38 m,纵向轴长189 m,容量超过30.0×10^4 m^3,溶洞规模宏大,整体呈条带状分布,溶洞大厅底部暴雨时为一水塘,溶壁可见明显水流痕迹。本文结合本溶洞规模、工程水文地质条件,对比分析了"弃渣+C20砼"分层回填方案、混凝土圬工回填方案及桥梁跨越方案,经过综合比选,设计采用"弃渣+C20砼"分层间隔回填方案。"弃渣+C20砼"分层分隔回填方案既满足了沉降控制标准,又通过弃渣透水层与C20砼分层分隔回填较好地解决了地下水的引排及大体积混凝土因水化热导致有害裂缝的问题。在溶洞处理完毕经历了10个月放置期后,对本隧底大型溶洞段工后沉降进行了监测,数据显示沉降变形已基本趋于稳定,可满足施作二衬及铺设道砟条件。     

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。     

活性粉末混凝土梁斜裂缝宽度影响参数探析

为了分析剪跨比、配箍率、钢纤维体积率和纵筋率等不同参数对试验梁斜裂缝宽度的影响,进行4组11根HRB500级钢筋活性粉末混凝土简支梁的抗剪试验研究,并提出其最大斜裂缝宽度计算的建议公式。研究结果表明:剪跨比、钢纤维体积率、配箍率和纵筋率都对试验梁的斜裂缝宽度有一定的影响,剪跨比越小,试验梁的斜裂缝宽度越小;配箍率、钢纤维含量和纵筋率越大,试验梁的斜裂缝宽度越小;其中钢纤维体积率的影响最为明显。基于普通钢筋混凝土梁斜裂缝宽度计算公式构建的修正公式,可为HRB500级钢筋活性粉末混凝土简支梁的抗剪计算提供些许参考。     

铁路斜拉桥承台大体积混凝土水化热温度-应力场研究

基于现场试验得到的混凝土物理及热特性参数,建立有限元仿真模型,获得理论水化热温度-应力场。结合有限元数值模拟及现场实测,得到了混凝土水化热发展的时程曲线及一般规律,并研究了混凝土内部温度梯度沿承台厚度方向和平面长度方向随龄期增长的变化情况,以及承台边缘部位混凝土的热应力分布规律。数值分析和现场实测结果验证了预先制定的温控措施的适用性,对于相近结构的设计、施工以及提高工程的可靠性和耐久性具有参考价值。     

大体积混凝土施工技术

结合深圳新区大道主体结构大体积混凝土浇注的工程实践,就大体积混凝土的体积大、水化热造成温差大、易产生温度应力并形成裂缝等问题进行探讨,并从混凝土原材料选择、配合比设计和施工措施等方面,提出了大体积混凝土施工中避免混凝土裂缝、提高混凝土质量应采取的措施。     

铁路隧道震害评估中标度法及权重值的确定研究

基于层次分析法原理,建立了铁路隧道结构构造和常见震害形式的层次模型,通过采用1-9标度法、9/9-9/1分数标度法、10/10-18/2分数标度法、20/2~28/2指数标度法、90/8~98/8指数标度法等5种方法分别构建判断矩阵,借助Matlab软件求最大特征值λmax后,运用计算一致性指标(CI)和平均随机一致性指标(RI),得出计算一致性比例CR指标值,对5种常用权重值计算方法的适用性进行检验。研究表明:在铁路隧道地震灾害损失定量评估时,采用9/9~9/1分数标度法计算权重值较为快速、准确、合理、便捷,可作为铁路隧道灾害定量损失评估权重值的计算依据。     

城轨辅助变流器热设计方法研究

针对辅助变流器热设计的需求,建立有限体积法的迭代方程,并结合城轨辅助变流器的热设计,提出热仿真的设计步骤与方法。依照此方法建立北京城轨13号线辅助变流器箱体与内部主要电气部件的数学模型,采用仿真与公式计算结合的IGBT热损耗计算方法,使用六面体网格离散时间与空间域的模型,借助流体力学软件迭代有限体积法方程进行热仿真的计算,计算结果满足温升要求。依据此热设计结果试制成样机,完成稳态温升试验,并将主要电气部件试验结果与仿真结果进行对比。结果满足设计初衷,验证了有限体积法的热仿真分析方法的可行性。     

轮轨与轮轮接触几何计算研究

对轮轨接触几何计算的迹线法进行了深入研究,给出了两种常用坐标系下‘迹线法’的正确计算公式.在此基础上,对轮轮接触几何关系进行了分析,结果表明:轮轮接触点计算并不能像轮轨一样缩减为一维搜索,只能由二维搜索得到,给出了一种简洁的轮轮接触二维搜索算法及公式;同时提供了一种快速搜索轮轨和轮轮接触点的编程方法.