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。     

纤维与外掺料对锚碇混凝土抗裂及抗渗性能影响研究

针对棋盘洲长江公路大桥北锚碇大体积混凝土的开裂防渗问题,研究了单掺聚丙烯纤维、抗渗剂、膨胀剂及复掺聚丙烯纤维与抗渗剂或膨胀剂对锚碇C30大掺量矿物掺合料混凝土抗裂与抗渗性能的影响。结果表明,掺加聚丙烯纤维显著改善了混凝土的抗早期塑性收缩开裂性能,掺加膨胀剂和聚丙烯纤维均有利于降低其干燥收缩,并提高其抗氯离子和抗压力水渗透性;复合掺加膨胀剂与聚丙烯纤维抑制干燥收缩和改善抗渗性的效果优于复掺抗渗剂与聚丙烯纤维。采用聚丙烯纤维与膨胀剂的复合改性技术是提高锚碇大体积混凝土抗裂防渗性能的理想技术路线。     

复掺矿物掺合料混凝土性能试验研究

为研究矿物掺合料种类和掺量对混凝土强度和耐久性的影响规律,配制了基准混凝土、单掺粉煤灰混凝土、单掺粒化高炉矿渣粉混凝土和双掺粉煤灰和粒化高炉矿渣粉的混凝土,进行了不同龄期抗压强度、早期干缩率、抗冻性、电通量、耐磨性等耐久性指标的测试。结果表明:掺矿物掺合料的混凝土早期强度低于不掺矿物掺合料的基准混凝土,但随着矿物掺合料掺量的增大,后期强度呈现出先提高后降低的趋势;双掺粉煤灰和粒化高炉矿渣粉的混凝土后期强度明显高于单掺粉煤灰或者单掺粒化高炉矿渣粉的混凝土。这是因为不同种类矿物掺合料双掺会产生超叠加效应,这种超叠加效应优化了混凝土内部孔隙结构,使得双掺矿物掺合料的混凝土耐久性能得到显著提高。     

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。     

高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土配制试验研究

结合郑徐客运专线、商合杭铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土灌注工作要求,提出一种自密实混凝土试配拌和方法。根据基准混凝土配合比,采用绝对体积法计算得到自密实混凝土基础配合比,对外加剂、黏度改性材料和粗细骨料进行合理搭配,选定理论配合比,通过现场工艺性试验结果调整并最终确定了施工配合比。通过对自密实混凝土拌和物性能与自密实混凝土硬化体性能的研究,确定了投料顺序和搅拌时间。     

细骨料对充填层自密实混凝土施工稳定性的试验研究

自密实混凝土是CRTSⅢ型板式轨道充填层结构的关键材料,原材料的稳定性是自密实混凝土充填层施工稳定性和施工质量的重要保证。本文重点研究了细骨料的细度模数、砂率以及0.15 mm及以下颗粒含量对充填层自密实混凝土工作性的影响。结果表明,砂子细度模数过大时,自密实混凝土的粘聚性将降低,施工过程中易出现离析、粗骨料下沉、浆体上浮等现象,且仅通过提高砂率的方法不能有效改善自密实混凝土工作性;细度模数在2.20～2.70范围内,且0.15 mm及以下颗粒含量为15%～30%时,充填层自密实混凝土具有较好的施工稳定性。     

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。     

砂率对固定当量粉体体积机制砂自密实混凝土工作性能的影响

采取当量粉体体积法设计机制砂自密实混凝土试验配合比,首先通过砂浆稠度试验确定各粉体的当量系数并试配出合理的当量粉体体积,然后在固定当量粉体体积的条件下,研究砂率变化对自密实混凝土工作性能的影响。通过坍落扩展度试验、J环试验和L型仪试验测试机制砂自密实混凝土拌合物的填充性、间隙通过性和稳定性等工作性能。试验结果表明:砂率在47%~59%时,机制砂自密实混凝土拌合物的自密实性总体上随砂率增加先增强后减弱;砂率在53%~56%时存在最优砂率,使得固定当量粉体体积的机制砂自密实混凝土的自密实性最佳。     

砂率对固定当量粉体体积机制砂自密实混凝土工作性能的影响北大核心

采取当量粉体体积法设计机制砂自密实混凝土试验配合比,首先通过砂浆稠度试验确定各粉体的当量系数并试配出合理的当量粉体体积,然后在固定当量粉体体积的条件下,研究砂率变化对自密实混凝土工作性能的影响。通过坍落扩展度试验、J环试验和L型仪试验测试机制砂自密实混凝土拌合物的填充性、间隙通过性和稳定性等工作性能。试验结果表明：砂率在47%~59%时,机制砂自密实混凝土拌合物的自密实性总体上随砂率增加先增强后减弱;砂率在53%~56%时存在最优砂率,使得固定当量粉体体积的机制砂自密实混凝土的自密实性最佳。     

高性能混凝土弹性模量影响因素试验研究

结合高速铁路连续梁工程混凝土弹性模量的试验研究,重点探讨了砂率、水胶比、粗骨料、矿物掺合料、养护时间等因素对弹性模量的影响。     

-3℃养护条件下矿物掺合料对混凝土性能的影响

研究-3℃和标准养护条件下,矿物掺合料的掺加对混凝土抗压强度、抗氯离子渗透性及孔结构的影响,对比分析矿物掺合料对混凝土性能的影响规律。试验结果表明:在-3℃条件下养护时,各个龄期掺加矿物掺合料的混凝土强度均低于不掺加的,这与标养条件下的强度增长规律不一致;-3℃养护下矿物掺合料的掺加对混凝土抗氯离子渗透性能有一定程度的改善,也可以细化混凝土的孔结构,但改善效果没有在标养条件下的显著。     

城市轨道交通新型自填充混凝土技术研究

为解决目前城市轨道交通装配式无砟轨道板下填充层采用的自密实砂浆和细石混凝土配合比技术要求高、施工工艺严格、灌注质量不易控制、成本较高等影响推广应用的问题,在既有成熟的高铁自密实混凝土基础上,开展新型自填充混凝土技术研究.通过室内配比试验,研究矿物掺合料、外加剂对自填充混凝土流变性能和抗压、抗折、弹性模量等力学性能的影响...     

矿物掺合料对箱梁混凝土长期变形性能的影响研究

试验研究了矿物掺合料对箱梁混凝土长期变形性能的影响。结果显示:粉煤灰或矿粉掺入后,均降低了箱梁混凝土的自收缩及干燥收缩,且一定程度上抑制了箱梁混凝土的徐变变形,但在抑制徐变变形方面,矿粉掺量存在一临界值。复合掺合料的"超叠加"效用在改善混凝土徐变性能方面较为显著,在同等掺量的情况下,较单掺粉煤灰或单掺矿粉效果更佳。     

四元复掺制备绿色高性能混凝土试验研究

以制备的活性粉末自密实混凝土(RPC-SCC)为基准,进行配比优化。使用河砂代替石英砂,根据紧密堆积理论,试配出达到最大密实状态的河砂掺配比例为细砂(0.15～0.3)mm∶中砂(0.3～0.6)mm∶粗砂(0.6～1.18)mm=0.18∶0.42∶0.4;绝对体积法进行配比设计,利用石灰石粉等体积取代基准配比中的石英石粉,偏高岭土等体积取代硅灰;粉煤灰、矿粉内掺取代部分水泥;使用普通混凝土养护工艺(温度(20±1)℃,相对湿度>95%),制得水泥占胶材40.88%,坍落扩展度660 mm、28 d标养强度106.9 MPa绿色高性能混凝土。     

基于机制砂改进高性能混凝土力学和工作性能及机理研究

为探明机制砂掺量及其成分对地铁工程中高性能混凝土工作和力学性能的影响机理,以广东地区产机制砂为研究对象,配置不同机制砂掺量和不同石粉含量的高性能混凝土并开展相应试验,研究机制砂掺量及机制砂中石粉含量对混凝土扩展度、坍落度、新拌混凝土状态、抗压强度及抗折强度的影响规律,结合混凝土电镜微观结构揭示各因素对其性能影响机理。结果表明：机制砂掺量及其石粉含量分别为40%和5%时,机制砂混凝土施工性能和所呈现状态最优;随机制砂掺量增加,混凝土抗压和抗折强度呈先上升后下降的趋势;石粉含量对混凝土最终力学性能几乎没有影响,但混凝土早期强度会随石粉含量增加而显著增加。综上,本研究所用机制砂可部分替代天然砂,且替代率为40%时效果最佳;所配置的机制砂高性能混凝土各项工作性能良好,可满足施工性能和结构强度要求。     

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%。     

高瓦斯隧道混凝土气密性能试验研究

研究目的:结合达成铁路天台寺隧道施工实际,对高瓦斯隧道气密性混凝土的气密性能进行系统的试验研究,找出混凝土气密性能的影响因素及影响规律,为气密性混凝土的配制与施工控制提供技术参数。研究结论:(1)气密性混凝土的水胶比小于0.4为宜,不得超过0.45;(2)细骨料的含泥量不超过2.5%,粗骨料最大粒径不宜超过40 mm;(3)粗骨料要严格控制针片状含量,砂率大于36%为宜且在条件允许的情况下尽可能选择较大的砂率;(4)气密性混凝土单方胶凝材料不宜小于380 kg;(5)掺硅灰和粉煤灰有利于提高混凝土的气密性;(6)减水剂和密实剂可以提高混凝土的气密性,在有多种外加剂时,要通过试验来确定各种外加剂的适应性问题,争取做到二者相互适应,以达到气密性最好;(7)粉煤灰和硅灰的掺入使得水泥产物C-S-H碱度降低,密实度增加,改善了骨料界面CH的定向排列和孔隙减少,不仅降低了钙矾石的生成,还提高了混凝土的气密性能;(8)研究成果可应用于瓦斯隧道气密性混凝土配制与施工。     

矿物掺合料对高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响

采用ASTM C1202推荐的快速试验方法——直流电量法,研究了水灰比以及粉煤灰和硅粉两种矿物掺合料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明：水灰比降低,虽然可以降低混凝土6h库仑电量,但并不能有效地提高混凝土抵抗氯离子渗透能力,只有掺入矿物掺合料才能有效解决这一问题。单掺粉煤灰可以降低氯离子在混凝土中的渗透性,且随着粉煤灰掺量的增加,混凝土渗透性降低;粉煤灰的细度对混凝土28d龄期前的渗透性有较大的影响,而对后期的影响较小。单掺硅灰显著降低混凝土6h库仑电量,而且硅灰与粉煤灰复合双掺可进一步改善混凝土的抗氯离子渗透性。综合考虑,少量的硅灰与粉煤灰复合双掺是配制具有极低氯离子扩散渗透性混凝土的重要技术途径。矿物掺合料改善混凝土抗氯离子渗透性的机理主要是其在混凝土中的密实填充效应和火山灰效应。     

高抗冻性(F300)的C50和C60混凝土试验研究

为配合青藏铁路工程应用,配制抗冻性高、强度较高、适合于青藏铁路预应力混凝土梁的高性能混凝土。试验结果表明：掺加引气剂与矿物掺合料如硅粉与粉煤灰,均有利于混凝土达到C50或C60强度等级以及抗300次冻融循环的要求。在采用适宜掺量的外加剂与掺合料的情况下,高性能抗冻混凝土在性能上具有突出特点,即良好的抗冻性并不要求混凝土具有很高的强度。对于0．32水胶比的混凝土,引气剂明显提高混凝土的抗冻性;用活性掺合料等量置换水泥,使混凝土28d强度下降,但4个月后混凝土强度持续增长,达到空白混凝土的强度。新拌混凝土坍落度不宜太小,宜为16～22cm,以利于成型密实,确保抗冻性。MIP(压汞测孔)试验结果表明,引气剂使混凝土内的孔体积增大,并使混凝土内孔分布向大尺寸方向移动,导致平均孔径增大,这可能正是混凝土抗冻性提高的原因之一。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道用自密实混凝土粘接性能研究

在CRTSⅢ型板式无砟轨道结构中,现浇的自密实混凝土与预制的轨道板形成复合板结构,共同承受列车荷载。自密实混凝土与轨道板的粘接性能影响着整个轨道结构的平稳性、安全性和使用寿命。本文研究了自密实混凝土坍落扩展度、含气量和胶凝材料用量对自密实混凝土与轨道板粘接性能的影响。结果表明:随着自密实混凝土坍落扩展度的增大,自密实混凝土与轨道板的粘接强度有降低的趋势,坍落扩展度不宜超过690 mm;随着自密实混凝土含气量的增大,自密实混凝土与轨道板的粘接强度有增加的趋势,在满足工作性能和强度的条件下,自密实混凝土的含气量宜取技术条件规定的上限值6.0%;随着自密实混凝土胶凝材料用量的增大,自密实混凝土与轨道板的粘接强度有增加的趋势。