海水环境下粉煤灰混凝土的抗冻融性研究

为研究不同类型混凝土在海水中的抗冻性能,笔者利用混凝土快速冻融试验机,对相同水胶比的大掺量粉煤灰混凝土和普通引气混凝土分别在海水中进行了0、100、200、300、400次快速冻融循环试验。测得了冻融循环后粉煤灰混凝土和普通引气混凝土的质量损失、动弹性模量以及单轴抗压强度。根据试验结果,系统地分析了冻融循环次数对两种不同类型混凝土单轴抗压强度的影响。结果表明:随冻融循环次数的增加,两种类型混凝土的单轴强度均逐渐降低,但大掺量粉煤灰混凝土强度降低的程度比普通引气混凝土小,具有更高的抗冻融循环能力。     

掺沥青路面回收料再生水泥混凝土抗冻性能研究

为研究掺沥青路面回收料(RAP)再生水泥混凝土的抗冻性能,采用慢冻法研究了冻融循环下RAP掺量(20%、30%、40%、50%)和水灰比(0.4、0.5、0.6、0.7)对再生水泥混凝土外观形貌和抗压强度损失率的影响。结果表明：在冻融循环下,掺沥青路面回收料再生水泥混凝土外观形貌表现出表面裂缝出现-裂缝延伸扩展-裂缝遍布表面-表面浆体胀落-试件彻底解体等发展历程。冻融早期再生水泥混凝土的抗压强度损失较为缓慢,随着冻融次数的不断增加,再生水泥混凝土的强度损失速度也随之加快。随着RAP掺量和水灰比增大,再生水泥混凝土抗压强度损失率随之增大,冻胀解体时承受的循环次数随之减小,抗冻性能随之减弱。     

硫酸盐-冻融共同作用下隧道衬砌支护喷射混凝土劣化性能研究

为研究地铁隧道衬砌支护结构在恶劣环境下的劣化问题,以西部地区地铁隧道服役过程中典型的气候条件和腐蚀环境为背景,研究冻融和盐溶液侵蚀情况下隧道衬砌支护结构的耐久性能。依据兰州秋冬环境温度和地下水中硫酸盐的离子质量浓度设计室内硫酸盐-冻融侵蚀试验,研究不同掺量的粉煤灰和玄武岩纤维对衬砌支护喷射混凝土在不同冻融循环次数作用下的质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数的影响,并根据试验结果建立考虑粉煤灰掺量和玄武岩纤维掺量的抗压强度衰减模型。结果表明： 1）粉煤灰和玄武岩纤维对衬砌支护喷射混凝土性能提升的最优掺量分别为20%和0.1%。2）混凝土的质量损失率随冻融循环先增大后降低,到后期又持续增大;随着粉煤灰和玄武岩纤维掺量的增大,衬砌支护喷射混凝土的质量损失率降低,当粉煤灰和玄武岩掺量分别达到30%和0.15%时,对质量损失率的降低出现负效应。3）喷射混凝土的相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数随着冻融循环次数的增大在初期损失较小,之后迅速增大。     

掺废旧沥青混合料的自密实混凝土性能研究

为测试掺废旧沥青混合料（RAP）、矿渣（S）、粉煤灰（F）自密实混凝土性能,采用坍落度、抗压强度的测试方法,分别对RAP不同掺量和不同矿物掺和料（粉煤灰和矿渣）的自密实水泥混凝土性能进行试验研究。结果表明:RAP对自密实混凝土坍落度的影响较小,而矿物掺和料对其影响较大;随着RAP掺量的增加,自密实混凝土抗压强度逐渐衰减,而矿物掺和料对其强度改善不明显;最后通过对所有抗压强度数据进行回归分析,得到以RAP、粉煤灰（F）和矿渣（S）为自变量的自密实混凝土抗压强度预测模型。     

粉煤灰掺量对水泥稳定路面回收料强度和干缩性能的影响

随着水泥再生旧沥青混合料技术在道路施工过程中的广泛应用,无机结合材料干缩应变大、易产生裂缝的问题日益突出。该文通过对不同粉煤灰掺量下再生混合料的无侧限抗压强度的测定,分析了粉煤灰掺量对再生混合料无侧限抗压强度的影响,以及随龄期增长再生混合料强度的发展规律;通过测定内掺粉煤灰的再生混合料在不同龄期的干缩应变,计算各粉煤灰掺量下再生混合料的累计干缩应变值,分析了粉煤灰掺量对再生混合料干缩应变的抑制效果。根据粉煤灰掺量对再生混合料性能影响的研究,最终确定采用内掺法的粉煤灰最佳掺量为1.05%。     

碱激发粉煤灰水泥稳定再生集料性能的研究

主要研究在不同粉煤灰掺量条件下,碱激发粉煤灰水泥稳定再生集料的路用性能。首先测试了碱激发粉煤灰水泥的凝结时间与强度,然后进行混合料力学性能与耐久性测试。研究得出:适量粉煤灰掺量的碱激发粉煤灰水泥表现出较好的路用水泥特性;粉煤灰掺量25%的试件力学性能与抗冲刷性能最佳,碱激发粉煤灰水泥稳定再生集料的后期强度增加速度大于纯水泥稳定再生集料,且随着粉煤灰掺量增加,混合料试件干缩应变逐渐变小。     

再生集料用于水泥稳定碎石基层中的抗疲劳性能研究

该文以建筑废弃物再生集料为主要研究对象,开展基本性能试验,在不同水泥剂量(4%、5%)下,探究不同再生集料掺量(0%、25%、50%、75%)以及砖混凝土比例(1∶9、2∶8、3∶7)下水稳再生混合料的无侧限抗压强度、抗弯拉疲劳性能。研究结果表明:随着水泥剂量、再生集料的掺量以及砖混凝土比例的增加,水稳再生混合料的最大干密度减小,最佳含水率增大。在最不利情况下,4%水泥剂量满足在重交通荷载下,二级及二级以下公路底基层的要求。5%水泥剂量满足中等、轻交通下的高速公路、一级公路基层的要求。随着再生集料掺量与砖混凝土比例的增加,其疲劳寿命差异逐渐加大,再生集料掺量与砖混凝土比例对于水稳再生混合料疲劳寿命的影响曲线呈现良好的线性关系。     

聚丙烯纤维对再生混凝土力学及收缩性能影响研究

为探讨聚丙烯纤维对再生混凝土力学及收缩性能影响,设计了再生粗骨料替代率为0%、30%、50%的混凝土试块,通过针对未掺与掺入1%聚丙烯纤维的再生混凝土进行力学性能以及收缩性能对比分析,得出以下结论:①随着再生粗骨料掺量的增大,未掺或掺入聚丙烯纤维再生混凝土的抗压强度、抗折强度均逐渐减小,而吸水率和收缩率则逐渐增大;②随着龄期的增长,未掺或掺入聚丙烯纤维再生混凝土的抗压强度和收缩率均逐渐增大;③在再生混凝土中掺入聚丙烯纤维能有效改善其力学性能和收缩性能。     

寒冷地区不同掺量Ⅱ类粉煤灰混凝土的力学特性研究

为探究寒冷地区不同掺量Ⅱ类粉煤灰混凝土的力学特性,首先通过正交试验筛选出合理的配合比方案,并自主研制了混凝土试件养护试验箱设备用于模拟寒冷地区冻融环境,分析在水胶比为30%的工况下,不同掺量、养护时间和冻融循环次数条件时Ⅱ类粉煤灰混凝土的和易性、耐久性,并提出了粉煤灰混凝土的强度力学特性。研究表明:首先,粉煤灰的掺入能够显著提高混凝土的和易性、后期强度和抗冻性;其次,在粉煤灰掺量20%左右时,试件塌落度适中,抗压强度提高了28.5%,抗冻性提高了23%,力学特性指标达到最佳;同时,本文发现粉煤灰的二次水化和充填反映能够有效降低混凝土时间的孔隙率,提高其抗冻性,若掺量超过30%时,多余的粉煤灰颗粒会因排异破坏混凝土内部稳定性,反而提高冻融劣化速率。希望通过研究成果和研发设备,为环境劣化试验设备的设计以及北方寒冷地区混凝土性能的优化应用提供一定借鉴。     

轴心受压粉煤灰混凝土构件徐变系数研究

为了研究粉煤灰混凝土构件在轴向压应力作用下的徐变效应,自制了试验加载装置,对不同质量分数(掺量)粉煤灰混凝土徐变开展了试验研究。根据徐变B3模型的特点,考虑粉煤灰掺量、水胶比等参数,利用试验结果修正了混凝土徐变B3模型。此外,针对中国现行桥梁设计规范中混凝土名义徐变系数未考虑粉煤灰参数影响的事实,在试验研究粉煤灰掺量对不同龄期混凝土抗压强度影响的基础上,结合各国已有徐变试验数据,对中国现行桥梁设计规范中混凝土名义徐变系数计算公式进行了修正。结果表明:当粉煤灰掺量分别为0,15%和30%,经养护至28d加载时,混凝土徐变随粉煤灰掺量的增大而减小;经修正后的规范徐变系数计算模型可提高粉煤灰混凝土徐变的预测精度。     

铁尾矿砂水泥混凝土性能研究

为了研究铁尾矿砂对混凝土和易性和力学性能的影响,采用坍落度试验和抗折、抗压试验结果分析了不同种类、不同比例的外掺剂对铁尾矿混凝土性能的影响。结果表明:1)铁尾矿砂对混凝土和易性影响较大,其抗折、抗压强度在铁尾矿砂掺入量25%时达到最佳; 2)以25%铁尾矿砂为标准组,对不同外掺剂进行配合比设计,研究在铁尾矿砂基础上外掺剂对混凝土性能的影响。以粉煤灰取代水泥,随着掺量增多,7 d强度降低,90 d强度增加;以硅灰代替水泥,随着掺量增多,坍落度先增加再降低,强度增大;以矿渣代替水泥,随着掺量增多,流动性变好,强度增大。     

再生骨料混凝土在道路基层中的应用研究

为寻找废弃混凝土再利用的新途径,探索了废弃混凝土用于道路基层的可能性。首先将再生骨料划分为两档,调配为连续级配,然后研究了废弃混凝土作为粗骨料完全代替粗集料对混凝土强度和收缩性能的影响。研究发现:不同水胶比再生骨料混凝土的强度均可满足道路基层的要求;再生骨料混凝土的收缩应变随着粉煤灰掺量的增加先增大后减小;30%掺量粉煤灰的再生骨料混凝土不仅具有较高的强度,而且具有优良的收缩性能,可应用于重交通等级高速公路的基层。     

消泡剂种类和掺量对混凝土性能的影响研究

针对目前聚羧酸系减水剂配制混凝土存在的问题,结合黑山共和国南北高速公路Smokovac-Matesevo段工程,从混凝土拌和物性能、气泡间距系数、抗压强度、混凝土外观质量等角度出发,研究了消泡剂种类和掺量对混凝土性能的影响,结果表明:随着消泡剂掺量的逐渐增大,混凝土初期塌落度、含气量逐渐下降,坍落度经时损失变大,YGX消泡剂混凝土坍落度1h经时损失比AJM消泡剂要大,AJM消泡剂比YGX消泡剂含气量稳定效果好;随着消泡剂掺量的增加,混凝土气泡间距系数和抗压强度呈现增大趋势,AJM消泡剂在各个掺量上混凝土气泡间距系数均比YGX消泡剂要大,YGX消泡剂混凝土抗压强度比AJM消泡剂要大;工程推荐采用AJM消泡剂,推荐掺量为0.03%。     

高速铁路寒冷地区路基改良填料冻融性能研究

针对高速铁路寒冷地区路基改良填料，进行冻融循环后无侧限抗压强度试验，探究改良剂种类、掺量和养护龄期变化对改良填料抗冻融耐久性能的影响。结果表明：改良填料的强度随着养护龄期的延长和水泥掺量的增加而提升；粉煤灰的掺入会降低填料的强度；改良填料的冻融强度损失值呈现出指数型降低。采用冻融强度损失可以较好地评估填料在不同养护龄期下的强度变化。填料的冻结温度为-0.3℃，改良填料的冻融变形与水泥掺量呈正相关，与粉煤灰掺量呈负相关。     

水泥粉煤灰稳定碎石力学特性研究

为了评价水泥粉煤灰稳定碎石力学特性,该文研究了养生龄期、粉煤灰掺量对水泥粉煤灰稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度和回弹模量的影响规律。结果表明:随着龄期的增长,水泥粉煤灰稳定碎石的力学性能均随之增大;粉煤灰的掺加对水泥稳定碎石早期无侧限抗压强度和劈裂强度都有影响,掺量越大早期强度越低;掺加粉煤灰对长期强度有利,随着粉煤灰掺量的增加,无侧限抗压强度和劈裂强度先增大后减小,存在最佳掺量;在进行混合料设计时,可以适当降低7d强度,建议以90d强度作为设计强度;随着粉煤灰掺量的增加,回弹模量呈减小的趋势。随着养生龄期的增长,材料的压折比逐渐降低,弹强比逐渐提高,随着粉煤灰掺量的提高,材料的压折比先减小后增大,弹强比逐渐降低。     

高寒地区混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

以不同水灰比、不同含气量、不同掺合料及不同掺合比例、不同养护方式下的混凝土为研究对象,研究了各配比混凝土的基本性能;并采用电通量法及氯离子渗透深度研究了混凝土的抗氯离子渗透性能.研究结果表明,减小水灰比、适当引气、加掺合料及良好的养护方式可有效改善混凝土的抗氯离子渗透性能,在一定掺量范围内,混凝土中掺硅粉比掺矿渣粉或粉煤灰的抗氯离子渗透性能好.在此基础上,提出了高寒地区有抗氯离子渗透性能要求的混凝土配制方案:含气量宜3%～5%;掺20%～30%粉煤灰或矿渣,或掺5%～8%的硅粉,硅粉和矿渣粉或粉煤灰双掺效果更好.     

粉煤灰掺量对水泥砾质土力学效应影响

为研究粉煤灰掺量对水泥土力学效应的影响,在水泥砾质土中分别掺入质量分数为0%、4%、8%、12%、16%和20%的粉煤灰,在7、28、90 d养护龄期下分别进行无侧限抗压强度试验、渗透试验和冻融循环试验。试验结果表明,7 d龄期时,随粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度和渗透系数基本保持不变。而冻融循环后,粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度降低,渗透系数增大。28 d和90 d龄期时,随粉煤灰掺量增多,试样无侧限抗压强度值先增大而后逐渐趋于平缓,而渗透系数先减小而后逐渐趋于平缓且有增大趋势。冻融后,试样无侧限抗压强度随粉煤灰掺量增大先增大后减少。而试样渗透系数和强度损失率随粉煤灰掺量增大先减小后增大,转折点粉煤灰掺量为12%。     

碱激发水泥粉煤灰体系对再生沥青混合料性能的影响

设定不同配合比的再生沥青混合料(RAP)和水泥粉煤灰掺量,通过标准击实试验、无侧限抗压强度、水稳定性和SEM测试,研究了碱激发水泥粉煤灰体系对RAP混合料的性能影响。结果表明:RAP中沥青与稳定土质量比(A/S)为3/5时,最大干密度和最佳含水量随着粉煤灰与水泥掺量的增大而增大。在使用的材料体系中,A/S=3/5,掺1.1%NaOH、6%水泥、6%粉煤灰、用水量7.4%时,再生沥青混合料的性能最好。试件浸水后抗压强度普遍降低,但与干燥试件变化趋势一致。SEM测试表明:NaOH能够激发混合料中粉煤灰的潜在活性,与Ca(OH)_2以及熟料水化生成的C-S-H凝胶发生了二次火山灰反应,促进了混合料抗压强度的提高。     

玄武岩纤维再生混凝土路用性能研究

为研究废旧水泥路面再生骨料对混凝土路用性能影响,基于试验探究再生骨料取代率对混凝土强度及耐磨性能影响。根据再生混凝土初步试验结果,进一步掺加玄武岩纤维,探讨玄武岩纤维掺量对再生混凝土抗压、抗折强度及抗裂性能影响。结果表明,随着再生骨料取代率的增加,再生混凝土抗压、抗折强度及耐磨性能均不断降低。在混凝土中掺加适量的玄武岩纤维有利于提高再生混凝土抗压强度、抗折强度,极大程度改善再生混凝土抗裂性能。     

不同混凝土的硫化腐蚀性能分析

为了研究不同类型混凝土的硫化腐蚀性能,笔者以不同水灰比、粉煤灰掺量及不同粗集料的混凝土为研究对象,分别对二氧化硫腐蚀环境下各类型混凝土的质量损失、抗压强度和硫化深度展开详细研究,获得了混凝土的硫化腐蚀规律。结果表明:在普通混凝土中,水灰比越大抗硫化腐蚀能力越优;适量掺入粉煤灰,能有效提升混凝土的抗硫化腐蚀性能;轻集料混凝土在质量损失和抗压强度两方面低于普通混凝土。