青藏铁路西格二线混凝土冻融试验研究

研究目的：由于工期的要求，青藏铁路新增西宁至格尔木段必须进行冬期施工。为了保证西格线的施工质量，需要对冬期混凝土施工进行可行性研究。研究方法：本文从分析混凝土冻融机理开始，先进行基础试验，然后通过调整引气剂掺量、调整水胶比大小、砂率大小、粉煤灰掺量大小、粗集料的级配、细集料细度模数大小、混凝土搅拌温度、静停时间、以及其它影响因素来研究含气量对混凝土耐久性的影响而进行了大量的试验。研究结论：混凝土含气量随引气剂掺量的增加而增大，随水灰比的减小而减少，随砂率的提高，含气量逐渐增多，随粉煤灰掺量的增加，混凝土含气量急剧变小，随石子粒径变大，含气量变小，单粒级骨料混凝土含气量比连续级配骨料混凝土含气量低，用中砂的混凝土含气量高而且比较稳定，随温度升高而降低，振捣时间越长，含气量损失越大，搅拌时间太短会导致引气数量不够，时间太长会导致气泡的损失。然而随着含气量的增加混凝土强度呈递减趋势。因此，选择适宜的混凝土含气量是保证混凝土耐久性的关键。     

含气量对CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆性能的影响

为了考察含气量对CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆性能的影响,分别制备出含气量3%,6%,9%,12%,15%的水泥乳化沥青砂浆,并对其膨胀率、吸水率、抗压强度、弹性模量、超声波传播时间、抗冻性能等进行研究。结果表明:随着含气量的增大,砂浆的膨胀率逐渐降低,吸水率逐渐增大,其中当含气量>12%时,砂浆吸水率增大幅度明显;随着含气量的增大,砂浆的抗压强度、弹性模量略有降低、超声波传播时间变长;砂浆的抗冻性能随含气量的增大先增强后降低。     

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%。     

水泥土力学性能试验研究

试验研究了不同水泥的掺量对水泥土抗压强度的影响。试验结果表明：随着水泥掺量的增加，水泥土的抗压强度呈增长趋势；随着龄期的增长，水泥土的抗压强度也增大。     

两种生产工艺机制砂掺配对混凝土性能的影响

本文针对湿法制砂得到的水洗砂和干法制砂得到的风吸砂掺配比例问题,分析了水洗砂和风吸砂的差异,研究了不同生产工艺机制砂掺配比例对铁路工程泵送混凝土工作性能、抗压强度、电通量和碳化性能的影响。结果表明:两种机制砂级配和压碎值相近,风吸砂略粗,石粉含量较低,水洗砂较干净,需水量比较低;随着水洗砂掺配比例的提高,混凝土减水剂掺量呈现降低的趋势,混凝土流动性得到改善,采用泵送施工工艺的情况下,推荐机制砂掺配比例水洗砂/风吸砂为7/3;随着水洗砂掺配比例的增加,混凝土抗压强度逐渐增大,电通量呈现降低趋势,抗碳化性能提高,主要原因是水洗砂掺配比例增加,混凝土密实性得到提高。研究工作能够推进机制砂混凝土应用,提高机制砂混凝土质量。     

制备参数对泡沫轻质土工作性能和力学性能的影响

分析不同制备参数对泡沫轻质土拌合物工作性能及其经时变化的影响,并对其硬化体力学性能进行了对比研究。结果表明:在水胶比为0.5且未掺加减水剂的情况下,泡沫轻质土拌合物流值随初始湿密度的增大而增大,不同初始湿密度的拌合物在60 min内的湿密度增加率均在±5%以内;泡沫轻质土硬化体的抗压强度、劈裂抗拉强度均与拌合物初始湿密度呈良好的线性相关性,当拌合物湿密度为500 kg/m~3时,硬化体抗压强度已超过1 MPa;拌合物湿密度增加率随水胶比的变化有所波动,当水胶比为0.5~0.7时,硬化体力学性能基本稳定;减水剂会提高泡沫轻质土拌合物的流值,但对硬化体力学性能无明显影响。     

纤维掺量对水泥改良风积沙强度及孔径分布的影响

为了研究纤维掺量对水泥改良风积沙无侧限抗压强度和孔径分布的影响,进行聚丙烯纤维水泥改良风积沙的无侧限抗压强度试验和核磁共振试验。纤维掺量为0,6‰,8‰和10‰,水泥掺量为4%和5%,试样标准养护龄期为7 d。试验结果表明,纤维水泥改良风积沙的T2谱曲线存在3个峰值,最可几孔径和孔隙率随着纤维掺量的增大而减小,纤维掺量大于8‰,结果则相反。适量纤维加筋水泥改良风积沙,可以减小水泥改良风积沙内部孔隙,小孔和中孔增多,大孔减少。未掺纤维的水泥改良风积沙的应力-应变曲线呈应变软化型,而纤维水泥改良风积沙的应力-应变曲线随着纤维掺量的增大逐渐趋向于应变硬化型。纤维水泥改良风积沙的应力-应变曲线大致分为孔隙压实、弹性变形、弹塑性变形和应力衰减等4个阶段。随着纤维掺量增大,应力-应变曲线整体右移,延性增强,无侧限抗压强度、峰值应变和能量吸收能力随着纤维掺量的增大而增大,超过最优纤维掺量8‰,规律则相反。水泥掺量4%,纤维掺量8‰的水泥改良风积沙的无侧限抗压强度、峰值应变、能量吸收能力分别为水泥改良风积沙的1.31倍、2.04倍和1.37倍。纤维水泥改良风积沙的孔隙率与无侧限抗压强度呈幂函数关系。研...     

客运专线高性能混凝土电通量影响因素试验研究

研究目的:试验研究各种因素对客运专线高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律,为优选混凝土配合比参数和指导施工提供依据.研究结论:电通量作为客运专线高性能混凝土耐久性的重要评价指标受到多种因素的影响:随着水胶比的增加,混凝土电通量逐渐增加;含气量对混凝土电通量影响不大,含气量达4.0%时混凝土电通量仍能满足耐久性要求;应严格控制混凝土用砂含泥量小于4.0%;40%的粉煤灰掺量不仅是混凝土抗压强度的拐点,也是耐久性指标的极限点;粉煤灰烧失量对混凝土早期及28 d电通量影响较大,对56 d龄期混凝土的电通量影响不太明显;对于混凝土电通量而言,外加剂有个临界掺量.     

煤矸石对水泥性能的影响及机理分析

煤矸石作为掺合料广泛应用于水泥生产中,其选料、配料存在原料有害杂质含量把关不严,大量超掺煤矸石,生产的水泥使用中会出现浮黑浆、需水量比过大、坍落度损失快、与减水剂适应性能差等问题。使用生、熟煤矸石等量替代水泥,并掺入酯类、醚类两种聚羧酸减水剂,分别测试水泥净浆流动度、减水率、水泥胶砂强度,结合扫描电镜及XRD测试结果分析机理。研究表明:随着煤矸石取代水泥掺量的增加,水泥净浆初始流动度明显降低,且损失严重;煤矸石中含有的伊利石和蒙脱石结构及组分类似,影响聚羧酸减水剂使用效果,生煤矸石比熟煤矸石对减水剂性能影响更大;随着煤矸石掺量增加,在水泥净浆流动度变化率上,酯类较醚类聚羧酸减水剂变化平稳,水泥胶砂试件抗压、抗折强度都在不断下降,而且掺量越大,强度降低愈加明显,其中生煤矸石又相较熟煤矸石更加敏感。     

不同比例的胶凝材料对流动度值的影响

利用混凝土外加剂对水泥适应性的检测方法,测试胶凝材料(水泥、粉煤灰、矿粉)在不同比例组成的试样与聚羧酸减水剂的适应性.试验发现,胶凝材料的流动度随着粉煤灰掺量的增大而减小,随着矿粉掺量的增大而增大,胶凝材料的经时损失率最大值对应的减水剂掺量,随着粉煤灰掺量的增加而增加,随着矿粉掺量的增大而减小.通过对流动度及经时损失率的分析,可为混凝土配合比的设计提供帮助.     

水泥粉煤灰搅拌饱和黄土强度影响因素试验研究

兰州至中川机场铁路工程沿线大多地段属于饱和黄土地基,承载力低,压缩性大,采取水泥土搅拌桩复合地基进行加固。对水泥粉煤灰搅拌饱和黄土强度特性进行试验研究。在不同的水泥和粉煤灰(以下简称"二灰")掺和比、不同的龄期、不同的水泥强度等级下,分析水泥土无侧限抗压强度的变化规律。试验结果表明:水泥土无侧限抗压强度随二灰掺量、龄期的增加而增大,二灰掺量为20%的水泥土无侧限抗压强度是二灰掺量为15%的1.42倍,是二灰掺量12%的1.9倍;当二灰总掺入量不变,粉煤灰掺入量占二灰比例为1/5、1/4、1/3时,水泥土强度略有降低;水泥土无侧限抗压强度随水泥强度等级的提高而显著增大,且随二灰掺量的增加,水泥土强度增加幅度增大。     

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。     

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。     

水泥改良细砂类土延迟时间对强度和干密度的影响

以东北某新建Ⅰ级国铁项目特定的细砂类土为研究对象,在特定的水泥掺量下,做了不同延迟时间下的室内击实试验,并在标准养护7 d后,做饱和无侧限抗压试验。根据大量室内试验数据,分析了特定水泥掺量下水泥改良细砂类土的延迟时间对最大干密度以及7 d饱和无侧限抗压强度的影响,得到了最大干密度以及7 d饱和无侧限抗压强度随延迟时间的变化规律,给出了简便适用的计算公式,对此类土的科学施工及质量控制起到了较好的指导作用。     

无砟轨道路基聚氨酯碎石联结层力学性质研究

以高速铁路无砟轨道基床聚氨酯胶凝级配碎石联结层为研究对象,针对致密性聚氨酯级配碎石混合料的级配、强度、回弹模量开展试验研究。结果表明:聚氨酯级配碎石的毛体积密度随聚氨酯掺量的增加先增加后减少,而其孔隙率随着聚氨酯的掺量增加逐渐减少,当聚氨酯掺量为8%时,聚氨酯胶凝级配碎石能够达到不透水孔隙率1%～3%的控制指标;另外,随着聚氨酯胶水掺量的增加,混合料的强度和回弹模量得到提高,当达到8%的胶水掺量时,混合料强度和回弹模量趋于稳定,随着温度的增加,混合料的强度和回弹模量下降,且在不同的温度区间敏感度不同,但是远大于同等温度下的沥青混凝土强度;浸水48 h后,混合料强度下降,当掺量达到8%时,强度和回弹模量基本不变,且在不同温度区间下降趋势不同,抗压强度在低温(-30～0℃)和高温(60～80℃)变化幅度较小,而回弹模量在常温下(0～60℃)变化较小。     

铁路浅表层淤泥地基固化试验研究

选用无机粉态和液态固化剂配以硅酸盐水泥对浅表层淤泥土进行固化,通过宏观静力学试验和动三轴试验以及微观扫描电镜分析,进行铁路浅表层淤泥地基固化研究。结果表明:液态固化剂在固化施工和提高淤泥土性能上优于粉态固化剂,固化剂掺量相同时,液态固化剂固化淤泥土强度高于固态固化剂,掺量在3%~4%时高出30%以上;固化淤泥土在14d后强度趋于稳定;淤泥土在循环动载作用下的动应变随水泥和固化剂含量的增加而大大减小,水泥或固化剂掺量增加2%,在50N动荷载下减小约2倍,在100N动荷载下减小3~5倍;淤泥土的动弹模随水泥掺量和固化剂掺量的增加略微增大;淤泥加固后原状土的粒状架空结构中颗粒间缝隙被填充,结构更加密实,因此宏观动强度增大。     

聚羧酸系高效减水剂与缓凝剂复合对水泥水化历程的影响试验研究

通过用聚羧酸系高效减水剂与三聚磷酸钠、硼砂、六偏磷酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸、木钙、糖钙、蔗糖等8种缓凝剂复合,研究其复合后对水泥标准稠度净浆凝结时间的影响,以及与葡萄糖酸钠、三聚磷酸钠、木钙、糖钙等4种缓凝剂复合研究其复合后对水泥水化历程的影响。研究结果表明：与三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、柠檬酸、糖钙、蔗糖复合使用对标准稠度水泥净浆有促凝作用,而与硼砂、葡萄糖酸钠、木钙复合使用却能显著延长标准稠度水泥净浆凝结时间。但是,当其与葡萄糖酸钠、三聚磷酸钠、木钙、糖钙复合使用时与单独使用聚羧酸系相比,却能推迟水化温峰出现时间,降低1d．3d水化热,而且糖钙还能降低温峰。在实际工程应用前应先进行水泥适应性、缓凝剂品种的选择以及掺量试验,以便更经济更有效地满足具体施工要求。     

饱和对水泥改良土抗压强度与弹性波速及其相关性的影响

用固结不排水三轴剪切试验方法和透射法,分别测定改良土的抗压强度和弹性波速,从而研究饱和对水泥改良土抗压强度、弹性波速的影响以及两者的相关性。结果表明,水泥改良土含水量的变化对其强度、弹性波速的影响较大。试样饱和后,2种水泥改良土的抗压强度和剪切波速大约分别降低30%和20%左右,而压缩波速却明显增大。不同养护龄期、不同灰土配比条件下,饱和前后抗压强度与剪切波速具有一致的变化趋势,它们之间存在良好的相关性,其相关系数大于0.95;由于饱和导致改良土的压缩波速增加,不能反映其强度的弱化,因此,剪切波速是评价水泥改良土强度特性变化的重要指标。     

聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土拉压性能试验研究

为研究纤维掺量、水泥掺量及养护龄期对聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土无侧限抗压强度及劈裂抗拉强度影响,进行纤维掺量为0~5%,增量0.5%,水泥掺量为10%,15%,20%和25%,养护龄期为7,14,28,60和90 d的抗压性能试验。研究结果表明:聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度及拉压比随着纤维掺量的增大而增大,延性随之增强。与未掺纤维的水泥搅拌土相比,纤维掺量5%,水泥掺量15%和养护龄期28 d的纤维水泥搅拌土的无侧限抗压强度提高了0.29倍,对应的峰值应变增大0.71倍;劈裂抗拉强度提高1.58倍,对应的峰值应变增大1.7倍,拉压比提高1.1倍。聚丙烯纤维对水泥搅拌土劈裂抗拉强度影响更显著。聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土的无侧限抗压强度与劈裂抗拉强度随着水泥掺量和养护龄期的增大而增大,而峰值应变及延性则随之降低。研究结果对基坑工程纤维水泥搅拌桩设计、施工具有参考价值。