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。     

掺偏高岭土免蒸养衬砌管片混凝土的配制技术

针对蒸汽养护工艺和纯硅酸盐水泥配合比易影响预制混凝土管片的后期强度和耐久性问题,提出采用偏高岭土与粉煤灰复掺配制免蒸养管片。试验结果表明:掺入偏高岭土可显著提高混凝土早期强度,在自然养护条件下达到管片脱模强度要求,实现免蒸养;掺入偏高岭土可改善混凝土的抗渗性能、干缩性能和抗碳化性能;偏高岭土与适量的粉煤灰复掺可弥补单掺偏高岭土抗裂性能不足。     

预制混凝土管片表面气泡影响因素研究

预制混凝土衬砌管片是地铁隧道的主要受力构件,管片质量是地铁隧道结构安全性、耐久性的主要保障。本文针对神华新街TBM斜井工程预制混凝土衬砌管片表面存在不同程度气泡的问题,分析水泥品种、砂率、水胶比及脱模材料等对预制混凝土管片表面气泡的影响规律及改性方法。研究结果表明:水泥品种对混凝土表面气泡的影响不大;砂率对混凝土表面气泡的影响较明显;水胶比对混凝土表面气泡的影响较明显;脱模剂对混凝土表面气泡的改善效果明显,且明显优于液压油。     

CRTS Ⅱ型水泥乳化沥青砂浆收缩性能的主要影响因素研究

以2～56 d的收缩率为考察指标,研究了水胶比(W/B)、沥青与胶材之比(A/B)和单方无机胶材用量对CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆硬化体收缩性能的影响.结果表明:CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆硬化体的收缩率随着W/B及单方无机胶材用量的增加而增大,随着A/B的增加而减小;为控制CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆硬化体收缩率,W/B不宜超过0.51,A/B不宜低于0.29,无机胶凝材料用量不宜超过540 kg/m3.     

沪通长江大桥水下自密实混凝土工作性能试验研究

通过流动性试验、间隙通过性试验、流变性能试验和灰色关联度分析,研究了胶凝材料用量、水胶比、砂率、粉煤灰掺量等因素对水下自密实混凝土工作性能的影响。试验结果表明:当水胶比在0. 36～0. 38,胶凝材料用量在440～480 kg/m3,砂率为50%,粉煤灰掺量在35%～45%时,混凝土的屈服应力和塑性黏度较小,流动性及间隙通过性较为优异,综合分析确定了最优的混凝土配合比;胶凝材料用量和水胶比是影响混凝土工作性能的主要因素,而砂率和粉煤灰掺量对混凝土工作性能的影响相对较小;混凝土流动性对V形漏斗流出时间最为敏感,对坍落扩展时间和倒置坍落度筒排空时间的敏感性差别不大;提出了低胶凝材料用量、高体积稳定性的水下自密实混凝土制备方法,为沪通长江大桥及同类超大深水基础复杂结构工程水下自密实混凝土的制备提供了试验和理论依据。     

活性粉末混凝土坍落度和抗压强度的影响因素研究

通过室内试验研究,揭示活性粉末混凝土坍落度和抗压强度的影响因素。结果表明,同普通混凝土一样,水胶比仍然是影响活性粉末混凝土坍落度和抗压强度的主要影响。但是,水胶比的较小变化,却对活性粉末混凝土的坍落度和抗压强度造成较大影响。并且,水泥品种、砂胶比、钢纤维掺量、养护条件等因素对活性粉末混凝土的坍落度和抗压强度的影响程度与普通混凝土也存在差异。     

粉煤灰强度效应的研究

采用强度效应指数和增强因子,研究了粉煤灰在砂浆和混凝土中的强度效应,分析了粉煤灰掺量和水胶比等因素对其强度效应的影响。研究结果表明：粉煤灰在砂浆体系和混凝土中表现出不同的强度效应;粉煤灰的强度效应随其掺量及体系水胶比的变化而变化;最佳的粉煤灰掺量及体系水胶比使粉煤灰在混凝土中获得最大的单位强度效应指数;而粉煤灰强度效应及其增强因子获得最大值时又分别对应于不同的水胶比。     

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.     

CRTS Ⅰ型轨道板张拉与水养顺序问题的探讨

分析了CRTS Ⅰ型轨道板生产中张拉与水养顺序对混凝土质量的影响,指出采用先张拉、后水养生产顺序需要脱模强度达到48 MPa,张拉、封锚时间较长容易导致混凝土收缩开裂;通过试验证明,先张拉、后水养容易使预应力钢棒与护套产生相对滑动,水更容易渗入,引起钢棒锈蚀.采用先水养、后张拉顺序,混凝土质量容易保证,水难以渗入,具有显著的技术经济优势.     

养护对轨道板混凝土水化与力学性能的影响

研究目的:蒸汽养护是轨道板混凝土的常用养护方式，但蒸汽养护易造成混凝土水化产物内部损伤。为研究轨道板混凝土合适的加速养护方式，探讨不同养护方式对水泥水化及力学性能的影响，试验45℃蒸汽、45℃干热、保温和自然四种养护方式下轨道板混凝土的温升、应变、抗压强度及水化进程，并观察水化产物的微观形貌。研究结论:(1)蒸汽和干热养护下混凝土升温速率较快，提升早期强度效果显著，0～7 h升温阶段，表现为温胀变形，7 h之后为恒温和降温阶段，表现为收缩变形，早期水化产物中Ca(OH)₂和AFt晶体较多，后期水化产物微裂缝较多，造成后期抗压强度有所降低；(2)保温养护下混凝土升温速率略低于蒸汽和干热养护，能够促进混凝土早期强度发展，养护18 h抗压强度可达到轨道板混凝土脱模强度要求，混凝土主要为收缩变形，水化产物缺陷较少，后期强度稳定；(3)保温养护可以作为轨道板混凝土的一种加速养护方式。     

活性粉末混凝土早期收缩规律及其控制方法

使用振弦式应变计测量蒸汽养护活性粉末混凝土材料7d内的收缩值变形情况,研究活性粉末混凝土早期各阶段的收缩规律及其控制方法。研究表明:高温蒸养活性粉末混凝土7d内的总收缩应变高达1 800×10-6;收缩发展过程分为5个阶段:蒸养前以塑性收缩为主,应变为1 000×10-6~1 200×10-6;蒸养初期升温阶段以升温和吸湿膨胀为主,应变为550×10-6~650×10-6;蒸养期间以自收缩和化学收缩为主,应变为600×10-6~700×10-6;蒸养降温阶段以降温收缩和干燥收缩为主,应变为300×10-6~400×10-6;蒸养结束后3d内的收缩应变小于30×10-6,主要是干燥收缩。用粉煤灰和矿粉替代部分硅粉对活性粉末混凝土早期收缩有显著的抑制作用,矿粉主要抑制活性粉末混凝土蒸养过程中的自收缩,在较低掺量下作用效果优于粉煤灰,而粉煤灰主要抑制活性粉末混凝土的干燥收缩,在较高掺量下可以更有效降低蒸养结束时刻温湿度突变造成活性粉末混凝土开裂的风险。减缩剂和膨胀剂均可有效抑制活性粉末混凝土的早期收缩以及收缩开裂的风险,但掺入过高的膨胀剂会造成水泥水化初期的塑性收缩大幅增加,应予以特别注意。     

板式轨道用高弹模水泥沥青砂浆与混凝土黏结性能的试验研究

采用一种直接拉伸法试验研究了水泥乳化沥青砂浆与支承层混凝土（C15）、底座板混凝土（C30）和轨道板蒸养混凝土（C55）的黏结强度及其影响因素。试验结果表明：砂浆配合比（用水量）对砂浆与轨道板蒸养混凝土、底座板混凝土及支承层混凝土的黏结强度影响很小;混凝土表面拉毛显著提高了黏结强度;板腔的润湿状态对砂浆充填层与混凝土的黏结力影响很大;黏结强度随龄期增加而增加,在7d龄期时已基本达到最大值。     

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。     

掺矿渣/粉煤灰混凝土的低周疲劳性能

测试了水胶比为0.35,矿渣掺量为30%,50%和80%及粉煤灰掺量为30%和50%的混凝土在应力水平S≥0.80时的抗弯疲劳寿命,分别采用热分析法和压汞法测试了胶凝材料组成、水胶比与相应混凝土配合比相同的硬化浆体的非蒸发水量和孔隙率。测试结果显示:在应力水平S≥0.85时,混凝土的疲劳寿命随强度的提高而提高;在水胶比相同的情况下,非蒸发量随矿物掺合料掺量而变化,从而使基体孔隙率产生变化,影响混凝土强度和低周疲劳性能。基体孔隙率的降低,提高了基体密实性和基体抑制裂缝扩展的能力,从而提高了混凝土低周疲劳性能。     

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。     

形状记忆合金智能混凝土电热驱动升温速率试验研究与分析

将形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)应用于混凝土结构中,利用SMA的形状记忆效应可以控制并恢复结构的变形,实现混凝土裂缝的主动修复。为提高SMA电热驱动升温速率,提出一种在SMA表面缠绕漆包线后再涂刷隔热胶的新型加热方法。通过SMA智能混凝土试件电热驱动试验和有限元瞬态热分析,研究分析升温速率、漆包线绝缘隔热方法以及温度场分布规律。试验结果表明,所提出的新型加热方法可以显著提高SMA升温效率,缩短加热激励时间;导热性能较差的隔热胶可以有效地减少传递给混凝土的热量,进而减轻温度变化对混凝土的不利影响,且隔热胶的隔热性能越好,混凝土温度变化程度越小;漆包线通电加热激励驱动SMA时,加热速率快,且漆包线通电电流强度远远小于SMA直接通电的电流强度;无黏结SMA混凝土试件梁内存在天然的空气隔热层,与有黏结SMA混凝土试件梁相比,采用相同的电热驱动方法和电流强度驱动SMA时,无黏结SMA混凝土试件梁的升温速率更快,且混凝土温度变化更小。有限元瞬态热分析结果表明,试件中混凝土各测点试验升温曲线与有限元计算升温曲线吻合较好,通电结束时,试件各测点的实测温度值与有限元计算温度...     

纳米水化硅酸钙在免蒸养轨道板中的应用研究北大核心

采用水化微量热仪等测试手段研究了纳米水化硅酸钙(N‑C‑S‑H)对水泥水化及砂浆抗压强度的影响,并开展了基于N‑C‑S‑H的免蒸养轨道板的试应用。结果表明:掺加N‑C‑S‑H能提高水泥的水化放热速率和总水化放热量,且当N‑C‑S‑H掺量超过6.0%后,水泥水化放热第二峰值不再继续提高;掺加N‑C‑S‑H能显著提高砂浆8 h和12 h抗压强度,且随着N‑C‑S‑H掺量的增加,砂浆抗压强度先提高后降低;在25℃养护条件下,掺加1%N‑C‑S‑H可达到轨道板混凝土免蒸养强度要求。     

预应力混凝土轨枕C60混凝土配合比优化设计

采用对比试验方法研究了预应力轨枕混凝土在掺加15%矿渣粉前后的各项性能,并分析了矿渣粉在蒸养环境下的作用机理。结果表明:在相同蒸汽养护条件下,预应力轨枕混凝土在掺加矿渣粉后,混凝土脱模抗压强度和28 d抗压强度比基准混凝土分别提高8.8%和12.5%;轨枕芯部温度降低3.4℃,满足规范要求;脱模弹性模量降低4.4%,28 d弹性模量降低3.6%,轨枕静载抗裂性能得到提高。掺加矿渣粉的高强混凝土各项耐久性能指标均满足规范要求。     

活性粉末复合胶凝体系的水化特性及微观结构

通过水化放热分析、差热分析、SEM以及BEI(Backscattering Electron Image)等手段对比研究了不同水胶比下活性粉末复合胶凝材料体系的水化放热特点、结合水含量以及水化产物特征;分析了胶凝体系水化硬化后的微观结构及其对宏观性能的影响规律,提出了相应的微观结构模型。结果表明:超低水胶比下活性粉末复合胶凝体系的水化放热速率非常低,约为同组成的普通胶凝体系的50%;体系的水化主要集中在早期;水化硬化后的体系主要包含CSH凝胶、未水化完全的水泥熟料颗粒和活性粉末,这些未水化完全的颗粒内核被致密的水化产物层包裹,从而大大提高了活性粉末复合胶凝体系硬化后的性能。     

隧道二次衬砌防水混凝土的配合比设计思路研究

在不同水胶比下,对比了膨胀剂和几种防水剂对隧道二次衬砌混凝土工作性能、强度和抗水渗透性能的影响,研究结果表明:膨胀剂和防水剂的掺入会使混凝土的坍落度和强度略微有所降低;水胶比参数对混凝土抗渗性能的影响程度远远大于膨胀剂和防水剂,在较低水胶比下,各个防水剂对混凝土抗渗性的影响不大,混凝土水压力抗渗性普遍较高。因此,针对隧道二次衬砌混凝土低强度、大流动性、高抗渗性的特点,提出了可以不掺用防水剂,而通过掺加高性能减水剂降低水胶比,掺加大矿物掺合料改善流动性和平衡强度的配合比设计思路。