三灰稳定砂砾力学性能研究

以石灰、粉煤灰、普通硅酸盐水泥和石灰、粉煤灰、硫铝酸盐水泥稳定砂砾为研究对象,通过无侧限抗压强度试验及劈裂拉伸强度试验研究稳定砂砾力学性能。结果表明:在相同的无机结合材料掺量下,养护早期石灰、粉煤灰、硫铝酸盐水泥稳定砂砾的无侧限抗压强度和劈裂拉伸强度均较大,随着养护龄期的增长,两类稳定砂砾的强度趋于接近;相同养护龄期稳定砂砾的强度随无机结合材料掺量的增加而增大;当无机结合材料掺量相同,水泥掺量越多,稳定砂砾强度越高。     

不同聚合物改性硫铝酸盐水泥性能研究

以羧甲基纤维素、羧甲基淀粉及聚乙烯醇为改性剂,采用外掺法加入到硫铝酸盐水泥中,分别研究了3种改性剂对水泥基材料的凝结性能、流动性能和力学性能的影响规律。结果表明:3种改性剂对于硫铝酸盐水泥的凝结均有缓凝效果,且随着改性剂掺量的增加,水泥流动性持续降低;羧甲基纤维素和羧甲基淀粉对于砂浆强度提升显著,掺量增加,抗折强度和抗压强度也随之增加,但掺加聚乙烯醇时,随着其掺量增加,砂浆抗折强度先提高后降低,抗压强度持续降低。     

固废基硫铝酸盐水泥固化低液限粉土的试验研究

为探究固废基硫铝酸盐水泥对低液限粉土的固化规律和效果,开展无侧限抗压强度、劈裂强度、CBR、XRD、TGA和SEM等试验,研究复掺不同比例硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的固化剂对固化土力学性能的影响及其微观机理。研究结果表明:相对于普通硅酸盐水泥,固废基硫铝酸盐水泥水化产物中钙矾石含量较高,水化硅酸钙含量较少。单掺掺量为6%的固废基硫铝酸盐水泥固化土,其无侧限抗压强度前期增长较快,后期增长相对缓慢,28 d强度可以达到0.83 MPa;确定胶凝材料掺量为6%,将固废基硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥进行复掺时,随普通硅酸盐水泥占胶凝材料比例的增加,固化土抗压强度和劈裂强度逐渐提高,膨胀量逐渐降低。当普通硅酸盐水泥比例由60%上升到70%时,固化土强度提高最为显著,两种水泥的互补性发挥得最好,CBR可达235%,28 d强度可达2.25 MPa。     

微硅粉/粉煤灰复合改性水泥胶凝材料制备及性能研究

为了制备高流动性和高强度的水泥胶凝材料,该文以微硅粉和粉煤灰为外掺料,通过试验研究两种材料单掺和复掺对水泥浆体性能的影响,确定两种材料的合理掺量。试验结果显示:微硅粉会使浆体的流动性降低,合理的微硅粉掺量能明显提高浆体的前后期强度;粉煤灰能明显改善浆体的流动性,且掺量越多改善效果越显著;随粉煤灰掺量的增多,浆体前期强度逐渐降低,而后期强度先增大后减小,当粉煤灰掺量为12%时,后期强度最大;相比于单掺,两种材料复掺虽然降低了浆体的早期强度,但能明显提高浆体的流动性和后期强度,综合来看,复掺时当微硅粉和粉煤灰掺量分别为10%和12%时,浆体具有较好的后期性能。     

早强剂和增稠剂对水泥基灌浆材料性能的影响研究

为研究早强剂和增稠剂对水泥基灌浆料性能的影响，对两种外加剂不同掺量的灌浆料作配比试验。研究了两种外加剂对其工作性能、力学性能等的影响；探讨了满足技术要求的合理掺量和最佳掺量。试验证明，化学外加剂对灌浆料性能起着重要作用。     

一种泥质软岩隧道纳米硅溶胶－铝酸盐水泥复合浆材设计及性能优化分析

针对泥质软岩隧道注浆加固需求以及常用单一浆材性能存在的弊端，将纳米硅溶胶和铝酸盐水泥作为主剂，按照硅溶胶∶水∶铝酸盐水泥为100 mL∶100 mL∶120 g的基本配比组成复合注浆材料进行研究。初期研究发现，简单将纳米硅溶胶与铝酸盐水泥复合会导致结石率低且结石体存在裂缝等问题。针对结石率问题，选取硅酸钠和硅酸盐水泥，研究各自掺量对结石率、3 d抗压强度和凝胶时间的影响规律，在满足结石率达到100%的前提下，以3 d抗压强度为主、凝胶时间为辅，综合得出硅酸钠为提高结石率的优选外加剂，推荐掺量为铝酸盐水泥的1%。然后，将硅酸钠掺量1%作为常规配比用于后续试验。针对开裂问题，选取硅灰、氧化镁、氧化钙和可再分散乳胶粉，研究各自掺量对裂缝、3 d抗压强度和凝胶时间的影响规律。在满足裂缝得到完全治理的前提下，以3 d抗压强度和凝胶时间为参考依据，得出氧化镁为防治开裂的优选外加剂，推荐掺量为铝酸盐水泥的0.6%。最后，基于界面过渡区理论，评估优化浆材对滇中引水香炉山隧洞泥岩的加固效果。结果表明，岩-浆界面过渡区宽度平均仅88.6 μm，显微硬度下降幅度较小，岩-浆结合处微结构较紧固。     

两种养护条件下水泥-粉煤灰胶凝体系的性能

通过测定不同粉煤灰掺量的水泥净浆的化学结合水量、孔隙结构和抗压强度,研究了在蒸汽养护与标准养护条件下水泥-粉煤灰胶凝材料的性能。试验结果表明:蒸汽养护条件加快了水泥-粉煤灰胶凝体系的早期水化速率,提高了硬化浆体的早期抗压强度,但与标准养护条件下的对应试件相比,硬化浆体的孔径粗化,且后期强度增长较缓。     

碳酸锂对超早强道路修补砂浆性能的影响

为解决硫铝酸盐水泥制备超早强道路修补砂浆后期强度倒缩问题，采用硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合水泥制备的超早强道路修补砂浆，探究碳酸锂对超早强道路修补砂浆流动度、凝结时间、小时强度和收缩性能的影响。结果表明，碳酸锂对砂浆流动度无明显影响；显著缩短砂浆凝结时间，掺量为0.05%时，超早强道路修补砂浆初凝时间缩短至空白样的23.64%;为满足施工，掺入一水柠檬酸做缓凝剂对砂浆初凝时间进行调节，初凝时间大于15 min;碳酸锂显著提高砂浆抗折和抗压小时强度，2 h抗折和抗压强度分别为5.5 MPa和31.33 MPa,且28 d强度发展稳定无倒缩，砂浆超早期收缩性能为微膨胀，水泥石体积稳定，满足道路修补材料技术要求，实现2 h恢复道路交通的目标。     

半刚性基层快修水泥稳定碎石材料的试验研究

水泥稳定碎石是路面维修工程中常用的半刚性基层维修材料,具有施工简便、性能稳定的优点,但其强度形成需要较长时间,维修时对道路运营和社会出行造成了较大影响。为在短期内提高修补基层的强度,缩短维修工期,采用硫铝酸盐水泥和自行开发的外掺剂配制了早强水泥稳定碎石材料。试验结果表明,研制的早强水泥稳定碎石24h的强度即能达到基层通车所需的最低强度要求,适用于半刚性基层快速维修。     

纤维加筋复合固化黄土的强度特性研究

为了探究纤维加筋固化土技术应用于应急机场的可行性，通过无侧限抗压强度试验，探究了不同掺量和龄期的水泥、固化剂以及纤维复合固化黄土的强度特性。结果表明:固化剂与纤维可以提高黄土无侧限抗压强度，其中水泥固化效果最优，且最优掺量为8%，随着纤维和砂掺量的增加，加筋固化土的强度先增大后又减小，纤维掺量为0.30%和0.45%时固化黄土强度较高，砂的最佳掺量在4%左右。进行简易机场布设时，建议机场道面工程使用12 mm改性聚丙烯纤维掺量0.45%，固化剂选用P.O 32.5R硅酸盐水泥掺量8%，砂掺量低于4%的复合固化土。     

盾构隧道快硬高性能同步注浆材料研究

为满足某些特殊盾构工况(地下水流大、断面水压高、冲刷力强)注浆工程及抢修、补注工程的顺利施工,需研制具有快硬、抗水分散性和稳定性好等特点的高性能同步注浆材料。以42.5快硬硫铝酸盐水泥(R.SAC42.5)、粉煤灰(FA)、矿渣微粉(SL)和砂作为基体材料,采用聚羧酸减水剂(PC)-膨润土(BE)-三乙醇胺早强剂(TEA)的复合保水、稳定、早强外加组分,优选配合比为R.SAC42.5∶FA∶SL∶BE∶砂∶水∶PC∶TEA=1∶3∶1∶0.5∶10∶2.25∶0.03∶0.08%,制备出初始流动度为210 mm、泌水率为0.14%、浆液pH值为9.6、1 d抗压强度为2.5 MPa的盾构隧道快硬高性能同步注浆材料。     

高抗渗注浆材料在水下地铁隧道地层加固中的研究与应用

为探讨高抗渗注浆材料在水下地铁隧道地层加固中的应用,采用普通水泥浆液掺加无碱速凝剂和高效减水剂的形式制备高抗渗注浆材料,通过室内试验分析普通水泥浆液在不同外加剂掺量条件下的浆液性能,以凝结时间、流动度和抗渗性能为主要指标对浆液的配比进行设计。室内试验结果表明,水灰比在0.65~1.0,调整浆液配合比,浆液流动度可达到230~270 mm,初凝时间小于2 h,抗渗等级大于P8,满足施工要求。在厦门地铁3号线五缘湾站—会展中心站区间斜井暗挖隧道现场2个循环注浆试验中,确定了3种注浆配比的应用条件,通过加固体强度和抗渗性2项指标实验分析,验证了高抗渗注浆材料具有良好的抗渗及加固地层效果。     

矿物掺合料对复合注浆材料性能优化研究

针对水泥混凝土路面板底脱空等病害,系统研究了硅灰、粉煤灰等矿物掺合料,减水剂掺量和乳化沥青掺量等对复合注浆材料性能的影响,研发的复合注浆材料初始流动度不大于20 s,30 min流动度不高于30 s,与水泥稳定材料相比,复合注浆材料固结体7 d无侧限抗压强度略低,但挠度和水稳定性显著提高。     

复掺钢渣与矿渣的水泥-水玻璃双液注浆材料研究

为解决传统注浆材料耗费水泥量极大的问题,需研制出工作性能好和经济环保的注浆材料。通过对比不同体系双液注浆材料的性能,优选出复掺钢渣与矿渣的水泥-水玻璃双液注浆材料,并研究钢渣与矿渣的掺量、水玻璃的体积掺量及水灰质量比等对双液注浆材料工作性能、胶凝性能和抗压强度等的影响规律。研究结果表明： 当钢渣与矿渣的掺量为60%,水玻璃的体积掺量为 20%~30%、水灰质量比为0.7~1.0时,所制备的浆液凝胶时间可控,流动度在300 mm以上,3 d的抗压强度在13 MPa以上。     

早强型半柔性灌浆料研究

半柔性复合混凝土由于其兼具沥青和水泥路面的优点，被应用于交叉口、长大纵坡等路段中。但是由于半柔性灌浆材料硬化达到要求强度需要较长的时间，因此，需要开发早强型半柔性灌浆料。选用42.5普通硅酸盐水泥（下称普通水泥）、细砂、矿粉、膨胀剂及外掺剂，采用正交试验确定满足要求半柔性灌浆料配比。而后采用快硬水泥替代普通水泥，通过研究确定替代比例为0.15～0.2时，4 h后的半柔性灌浆材料性能能够满足要求。     

盾构泥浆絮凝-固化联合作用试验研究及宏细观探析

为解决目前盾构泥浆（经泥砂分离）资源化利用率低的问题，开展絮凝-压滤-固化试验和絮凝-固化试验，进行泥浆脱水性能、流动度、固化体无侧限抗压强度等宏观性能测试和SEM（scanning electron microscopy）、CT（computed tomography）扫描等细观性能测试，探究絮凝-固化联合作用下盾构泥浆高效建材化利用和流动化填料利用的可行性。研究结果表明： 1）絮凝-压滤-固化试验中，采用絮凝-固化剂处理的泥浆脱水速率最快，说明固化作用对泥浆脱水性能有促进作用； 2）高压挤压下硅酸盐水泥基絮凝-固化体可大幅脱出水分，固化体3 d无侧限抗压强度达2 MPa左右，具有建材化应用的潜力； 3）絮凝-固化试验中，采用硫铝酸盐水泥基絮凝-固化剂处理后的泥浆流动度在20~30 cm，3 d无侧限抗压强度最高可达130 kPa以上，具有流动化填料应用的潜力； 4）细观形貌测试结果表明，絮凝-固化剂的絮凝作用与固化作用可相互促进，提高固化体的强度。     

磷酸盐水泥砂浆修复剂的制备与性能研究

为分析以磷酸盐为基材的水泥砂浆修复材料的性能，对其进行制备并采用硅酸盐与硫铝酸盐为对比修复材料，对不同类型修复材料的扩展度、抗压强度等进行测试，并采用显微镜与PH试纸等方法分别对黏结截面裂缝宽度、黏结性能与渗水性能进行分析。研究结果表明:磷酸盐水泥砂浆修补材料所对应的黏结界面裂缝宽度最小，且黏结强度最大、渗透时间最长，以磷酸盐为基材的水泥快速修补材料具有良好的修复与黏结性能。     

新型水泥混凝土路面脱空板灌浆材料的试验研究

针对传统水泥混凝土路面脱空板灌浆材料模量过高,修复后造成板底应力集中,使路面使用寿命大幅降低的问题,试验研制了新型的低强、低模量灌浆材料,以消除脱空修复后板底应力集中带来的危害,延长道路使用寿命。这种灌浆材料具有早强、低强、低模量、高流动度、微膨胀等优点。     

隧道二衬拱顶水泥基注浆材料的缓凝剂选用研究

水泥基注浆料因良好的流动性，成本低的特点，在隧道拱顶空洞填补中得到广泛应用。化学外加剂对注浆料性能起着重要作用，为研究缓凝剂对水泥基注浆料性能的影响，选用6种缓凝剂对比研究各缓凝剂对水泥基注浆材料工作性能和早期强度的作用效果，分析不同缓凝剂的适用性，并确定了各缓凝剂的最佳掺量。基于单一缓凝剂的研究结果，选取3种复配缓凝剂体系对单一缓凝剂存在的问题进行了优化，得到最佳组合体系为三聚磷酸钠-蔗糖。