快硬早强水泥混凝土配合比优化及应用

为了解决硫铝酸盐水泥混凝土凝结硬化快、施工时间受限的缺点,文中采用硅酸盐水泥取代部分硫铝酸盐水泥配制快硬混凝土,对水胶比、砂率等配合比参数进行优化,并成功进行了工程应用。结果表明,混凝土施工浇筑时间延长至2h,3h强度高于30MPa,满足延长浇筑时间和缩短工期的双重要求。     

高性能水泥混凝土配比性能的试验研究

主要研究了两种不同水泥与巴斯夫化学公司和超塑建材有限公司的最新外加剂产品的作用效果;水胶比对混凝土的性能的影响及粉煤灰的掺量对混凝土性能的影响;最后选择部分优化后的试验条件做正交试验后的方差分析表。研究发现水泥J和外加剂K的作用效果明显;在抗压强度大于45 MPa的配合比设计中当选用减水率大于31%,28 d抗压强度比大于151%的高性能减水剂及二级粉煤灰时粉煤灰的适宜掺量范围为35%~45%,水胶比的适宜范围为0.32~0.36;水胶比的增加,抗压强度有所下降,并根据试验结果分析发现当水胶比大于0.36时,抗压强度有明显的下降,因此在施工中水胶比应小于0.36。为了研究外加剂和粉煤灰双掺时对混凝土强度的影响,通过正交试验得出水胶比0.281,灰含量0.4,时间60 d为最优工艺条件。     

Plastic Shrinkage Cracking Behavior of Pavement Cement Concrete at Early Age

针对目前路面水泥混凝土易于出现塑性开裂的情况,为更合理优化路面混凝土原材料与配合比设计参数,采用笠井芳夫教授提出的大板法,对比研究了水泥细度、矿物掺和料种类及掺量、混凝土配合比设计参数对路面混凝土早期塑性开裂性能的影响.试验结果表明,水泥的比表面积越大,矿物掺和料掺量越高,水灰比越小,混凝土浆集比越大时,越不利于路面水泥混凝土的塑性开裂控制.且相对于粉煤灰与矿粉,硅灰作为矿物掺和料时,硅灰将更显著降低混凝土抗塑性开裂等级.为提高路面水泥混凝土的抗裂性,宜选择比表面积小于360 kg/m3的水泥,水灰比大于0.4、浆集比小于275:725的配合比设计参数.当混凝土中掺加活性矿物掺和料时,应加强混凝土的早期养护,以抑制塑性裂缝的出现.     

道路快速修补水泥砂浆组成设计与性能研究

采用超快硬水泥制备水泥混凝土路面快速修补砂浆(Road Repair Mortar, RRM),通过正交试验研究了水灰比、砂灰比和缓凝剂掺量对凝结时间、抗压强度和黏结性能的影响,并采用干缩性能、韧性及抗硫酸盐侵蚀性能测试评价了RRM耐久性能,结合微观形貌和气孔结构探讨了影响机理。结果表明：RRM凝结时间、力学性能和黏结性能的主要影响因素分别是缓凝剂掺量、水灰比和砂灰比;综合考虑砂浆力学性能与黏结性能,推荐出RRM最优配比,即水灰比为0.32、砂灰比为1.5、缓凝剂掺量为0.3%;最优配比下28 d收缩率为0.017 6%,较对照组降低88.72%,开裂风险低;折压比较对照组提升37.5%,韧性得到改善;抗压、抗折抗蚀系数分别为1.04和1.05,抗硫酸盐侵蚀性能有所提升;SEM和气孔结构分析表明,随着龄期增长RRM内部结构趋向完整致密,孔径分布更加均匀,砂浆各项性能得以提升。     

水泥路面混凝土配合比设计与耐久性研究

针对水泥混凝土路面耐久性问题,首先给出了脆性系数、断裂韧性与弯拉弹性模量三个评价指标,然后设计并进行了四因素(水灰比、砂率、水泥用量、水泥细度)五水平二次回归正交试验。通过实验数据分析得出结论:水泥混凝土在抵抗裂纹扩展方面最优设计配合比为水灰比:0.41;砂率:37.5%;水泥用量:406 kg/m~3;水泥细度:375 m~2/kg;水泥混凝土在刚度方面最优配合比考虑为水灰比:0.41;砂率:32%;水泥细度:300 m~2/kg;综合四因素考虑最终给出了路面水泥混凝土耐久性配合比建议范围:水灰比:0.38~0.41;砂率:35.2%~37.5%;水泥用量:390~406 kg/m~3;水泥细度:375~420 m~2/kg。     

水泥基灌浆材料的流动性能研究

为了掌握水胶比、粉煤灰、减水剂、膨胀剂和胶砂比对水泥基灌浆材料流动性能的影响及其最佳配比,通过调整水胶比、粉煤灰、减水剂、膨胀剂和胶砂比的掺量和配比,并引入正交试验来分析对灌浆材料流动度的影响,结果表明:减水剂对水泥基灌浆材料初始流动度和30min流动度影响最为显著,粉煤灰对其初始流动度影响较小,膨胀剂对其30min流动度影响较小。水胶比、粉煤灰、减水剂、膨胀剂和胶砂比的最佳配比为水胶比0.31、粉煤灰20%、减水剂0.8%、膨胀剂6%、胶砂比1.1。     

跨海大桥混凝土开裂评价及抗裂措施研究

通过试验对跨海大桥混凝土开裂风险进行评估。分析了活性掺合料、水泥种类、砂率、水泥用量、水灰比对混凝土开裂程度的影响,并提出了混凝土塑性收缩开裂的控制措施。最后通过对上海长江大桥承台混凝土的研究,得出减少掺合料、增加粉煤灰用量、降低砂率都可以降低混凝土的开裂风险,矿渣微粉对混凝土开裂影响不大,硅灰会增加混凝土的开裂风险。     

透水混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

海绵城市建设热潮下,透水混凝土将扮演重要的角色。通过对透水混凝土砂率、水胶比、设计孔隙率以及增强剂掺量等四种因素四种水平进行正交试验,得到最优配比,并在最优配比基础下进行抗硫酸盐侵蚀性能的试验,结果发现:当砂率为6%、水胶比为0.3、设计孔隙率为14%、增强剂掺量为9%时,抗折强度与抗压强度存在共同的最优配合,当砂率为0%、水胶比为0.28、设计孔隙率为20%、增强剂掺量为5%时,透水系数最大,透水性能最好;通过功效系数法,对抗压、抗折强度和透水系数三者进行综合分析,确定出最优配合比:砂率为4%、水胶比为0.31、设计孔隙率为18%、增强剂掺量为7%;透水混凝土试件在硫酸盐溶液中进行干湿循环侵蚀,随着循环次数的增加,试件表面将出现石子脱落及裂缝变大的现象;其强度由于生成的钙矾石和石膏的影响将先增大,后减小。     

黄土地区重交通下路基材料抗冲刷性能研究

对水泥稳定碎石、水泥粉煤灰稳定碎石、石灰粉煤灰稳定碎石、石灰粉煤灰砂砾不同配比的抗冲刷性能进行了对比试验;提出了黄土地区重交通下的路基材料最佳配比,为设计适应黄土路基的高强度、低开裂、抗冲刷性能好的路基基层提供参考.     

某高速公路红层泥岩路基填料改良试验研究

分别选用石灰、粉煤灰、水泥作为改良剂,对某高速公路红层泥岩填料进行改良。对改良后的15组试样进行最优含水率、CBR值、无侧限抗压强度、耐崩解性、水稳定性的测试,并作电子显微镜扫描。结果表明:粉煤灰对最优含水率影响较大,石灰次之;水泥、石灰、粉煤灰对无侧限抗压强度、耐崩解性的改善整体排序为水泥石灰粉煤灰;相同配比情况下,水泥对填料的整体改善作用最好,石灰次之,当石灰掺入比为7%时无侧限抗压强度最大,即为最优配比。     

基于灰色关联分析法的道路透水混凝土宏观性能影响因素研究

为了探究影响道路透水混凝土宏观性能的主要因素,选用目标孔隙率、水胶比、集料级配以及粉煤灰掺量作为因素,设计了四因素三水平的正交试验方案,采用灰色关联分析法对试验结果进行分析,得到影响道路透水混凝土强度及透水性的主要影响因素,并进行试验数据的回归分析。结果表明:水胶比和目标孔隙率是影响透水混凝土宏观性能的最主要因素,随着透水混凝土水灰比的增大,透水混凝土强度先增大后降低、透水系数不断降低;透水混凝土目标孔隙越大,透水系数、强度越低;透水混凝土的透水系数与目标孔隙率、水胶比之间存在较好的线性关系,线性相关系数达到0.989。     

重交通下半刚性基层材料抗冲刷性能的研究

对水泥粉煤灰稳定碎石、石灰粉煤灰稳定碎石进行不同配比的抗冲刷性能对比试验。针对南方地区重交通下,提出路基材料最佳配比,为设计高强度、低开裂、抗冲刷性能好的路面基层提供参考。     

水泥用量及水灰比对路用水泥混凝土塑性收缩的影响

采用ASTM标准推荐的平板法,结合图像分析技术,定量测试了路用混凝土的水分蒸发速度、最大裂缝宽度、总开裂面积等早期塑性收缩指标.通过固定水泥用量、固定W/C条件下的2种试验方案研究了W/C和水泥用量对路用混凝土塑性收缩的影响;结果显示:水灰比以及水泥用量显著控制着混凝土塑性收缩的参数;裂缝最大宽度、总长度、裂缝总开裂面积随水灰比的增大而减小,而随水泥用量的增大而增大;路用水泥混凝土塑性收缩裂缝发生的早期水分蒸发速度为0.3～0.6 kg/(m2.h).     

碳纳米管混凝土抗开裂性能试验研究

在水灰比为0.28的水泥混凝土中掺入掺量为水泥质量0%、0.2%和0.4%的多壁碳纳米管,开展抗折强度试验、收缩试验和环形约束试验,研究碳纳米管掺量对混凝土抗开裂性能的影响。结果表明:在0～0.4%掺量范围内,混凝土的抗折强度随着碳纳米管掺量的增加而增大,当碳纳米管掺量为0.4%时,抗折强度可提高21.3%;混凝土的收缩应变随着碳纳米管掺量的增加而减小,收缩应变可减小约18.4%;碳纳米管的掺入有助于提高混凝土的抗开裂性能,其掺量越大,混凝土的抗开裂性能越好,其原因与碳纳米管的桥联作用有关。     

江广高速公路低液限粉质黏土路用改性试验研究

江广(江都—广陵)高速公路拓宽修建过程中,取土坑的低液限粉质黏土用作新建高速公路路基材料时不能满足规范设计要求,需进行改性处理。基于此情况,文中在室内开展纯石灰和石灰水泥混合物对低液限粉质黏土路用改性的效果研究,根据击实试验分析了改性前后土体的击实特性,根据CBR试验评价了改性处理效果;综合考虑现场碾压施工容易程度、改性效果及工程造价等,该工程最适宜的改性剂为纯石灰,其最优配比为7%。     

SAP内养护水泥砂浆干燥收缩特性

干燥收缩是高强高性能混凝土早期开裂的一个重要原因,把SAP均匀地掺入到水泥混凝土中,在其内部形成均匀分散的微型"蓄水库"。内养护混凝土其内部水分补偿作用为解决高强低水胶比混凝土收缩开裂提供了有效技术途径。对SAP内养护水泥砂浆干燥收缩特性进行试验研究,分析了SAP掺量、额外补水倍率对水泥砂浆干燥收缩的影响,水泥砂浆收缩率随SAP掺量增大而减少,从而得出结论 SAP内养护可以明显减小水泥砂浆的干燥收缩变形,是改善混凝土干燥收缩的有效方法之一。     

地下车站的混凝土开裂数值分析及抗裂试验研究

针对上海地区富水软土地层中地下车站渗漏水问题,在混凝土开裂原理分析的基础上,建立了地铁车站混凝土结构的有限元损伤模型,揭示了水土荷载作用下混凝土裂缝起裂特点、分布及其发展规律.采用光栅光纤监测技术开展了混凝土温度-应变现场实验,得到了在施工全过程中混凝土结构的温度及应变变化规律,分析了温度、养护时间、抗裂剂等因素对混凝土开裂的影响.研究表明:根据形态特点,裂缝可分为贯通裂缝和非贯通裂缝,其中贯通裂缝可引起车站结构渗漏水.由于约束作用,贯通裂缝主要发生在侧墙靠近中板和底板的位置.添加抗裂剂、延长养护时间可有效提高混凝土抗裂性能和防水抗渗性能.     

改良盐渍土路基耐久性试验研究

对石灰、二灰(石灰、粉煤灰)和三灰(石灰、粉煤灰和水泥)改良盐渍土路基耐久性进行试验研究,通过干湿循环试验和冻融循环试验,分析了不同配比改良盐渍土干湿循环后强度降低率、吸水率及质量损失。试验结果表明石灰掺量适当、粉煤灰和石灰掺量比例为2∶1时,二灰改良盐渍土能达到与三灰改良盐渍土相当的耐久性能。     

页岩陶粒混凝土在旧桥桥面铺装中的应用研究

为了研究汉北河大桥桥面铺装层更换施工所用陶粒混凝土的配合比和施工技术,通过室内配合比试验分析了水胶比、砂率和粗骨料等因素对页岩陶粒混凝土工作性能和力学性能的影响。结果表明：水胶比和砂率是影响页岩陶粒混凝土工作性能和抗压强度的重要因素,提高水胶比会显著增加陶粒混凝土的和易性,但也会降低其抗压强度;页岩陶粒混凝土破坏以陶粒自身破坏为主,陶粒强度是影响混凝土强度的一个重要因素;提出满足施工和强度要求的页岩陶粒混凝土配合比：水胶比0.37,砂率45%,净水量170kg,水泥450kg,粉煤灰掺量10%,陶粒581kg,砂783kg,高性能减水剂4.75kg;结合实际工程中原铺装层凿除、防水层铺设、钢筋安装和陶粒混凝土铺筑,提出了适合汉北河大桥陶粒混凝土桥面铺装施工工艺及质量控制。     

水镁石纤维混凝土在高速公路隧道路面中的应用试验研究

研究了水镁石纤维混凝土在高速公路隧道路面中的应用技术问题.通过水泥强度等级筛选、水泥用量及纤维用量试验以及配比调整,确定了隧道路面混凝土的施工配合比.并与钢纤维混凝土进行了对比.研究结果表明,在满足工程设计要求的情况下,与钢纤维混凝土相比,水镁石纤维混凝土在所用水泥强度等级降低,水泥用量及纤维用量减少的情况下,抗弯拉强度还有较大提高,而材料成本不足钢纤维混凝土的1/3.