火山灰混凝土配合比设计及其抗渗性能试验研究

基于黑龙江、海南岛等地区丰富的火山灰资源的现状,为充分利用地方性材料,实现火山灰的工程应用价值,通过开展火山灰混凝土材料配合比设计及其抗渗性能的试验研究,并对不同混凝土强度等级下基准混凝土、火山灰混凝土、粉煤灰混凝土掺入3%和5%硅灰的火山灰混凝土的电通量值进行了对比试验,以确定火山灰混凝土的抗渗性能。研究结果表明:掺加矿物掺合料后,混凝土的抗渗性能有明显的提高。建议采用掺加5%硅灰的火山灰混凝土代替粉煤灰混凝土,并给出了不同强度等级下的火山灰混凝土配合比设计。     

硅灰掺加方式对混凝土阻尼性能影响

为了研究硅灰对混凝土阻尼性能的影响,从硅灰掺加方式和掺量角度出发,通过采用SFAD(硅灰按水泥质量比掺入混凝土)和SFRE(硅灰等质量取代细集料掺入混凝土)两种掺加方式,并基于硅灰的不同掺量,研究了硅灰对混凝土动态性能和静态性能的影响,建立了硅灰与混凝土抗压强度和阻尼比的线性关系。研究结果表明:与基准混凝土相比,SFAD混凝土抗压强度提升效果高于SFRE混凝土,硅灰掺量与抗压强度正相关,相关系数R2分别为0.9824和0.9550;SFRE混凝土比SFAD混凝土阻尼性能更优异,且SFRE混凝土阻尼比与硅灰掺量呈良好的负相关关系,相关系数R2高达0.9934,SFRE混凝土最佳硅灰掺量为5%左右。     

基于正交试验的钢渣微粉超高性能混凝土抗压强度影响因素分析

为研究钢渣微粉代替部分矿粉配制超高性能混凝土(UHPC),针对级配设计中的因素影响问题，利用正交试验法对钢渣微粉UHPC的配合比进行优化设计，研究硅灰、钢渣微粉、河砂、钢纤维等4个因素掺量对钢渣微粉UHPC抗压强度的影响。研究表明：钢渣微粉、钢纤维掺量对钢渣微粉UHPC的抗压强度影响较大，河砂、硅灰掺量对其影响较小；UHPC抗压强度随硅灰、河砂、钢纤维掺量的增加先增大后减小，随钢渣微粉掺量增加逐渐降低；在基础配合比的基础上，将硅灰掺量增加10%、钢渣微粉减少10%,河砂增加10%,钢纤维体积掺量增加1.5%后，制备出的钢渣微粉超高性能混凝土效果最佳，强度可达到140 MPa。     

矿物掺和料对再生混凝土力学性能的影响

以工程常用的3种矿物掺和料:粉煤灰、矿渣微粉以及硅灰单掺和双掺为主要因素,通过试验设计制作了一批不同配合比的再生混凝土试块,考察各因素对再生混凝土抗压强度和抗折强度的影响规律。试验结果表明:3种矿物掺和料对再生混凝土的强度均有一定程度的提高,其中单掺时以硅灰最能提高其抗压强度,粉煤灰最能提高其抗折强度,当双掺硅灰和粉煤灰时能使其抗压强度和抗拉强度的提高达到最佳。     

硅灰改性橡胶混凝土路用性能研究

为减少环境污染及改善水泥混凝土路面的韧性,研究了硅灰改性橡胶混凝土的路用性能。通过密度、抗折强度、抗压强度及劈裂强度试验,研究了掺硅灰的橡胶混凝土基本力学性能及物性的变化规律,试验分析了混凝土的冲击韧性;采用噪声仪及超声波仪研究了橡胶混凝土的减振降噪效果。试验研究表明,硅灰的掺加,提高了普通混凝土的抗折强度、抗压强度及劈裂强度;随着橡胶颗粒体积掺量的增加,橡胶混凝土的密度、抗折强度、抗压强度、劈裂强度与压折比逐渐降低;橡胶颗粒的掺加提高了混凝土的冲击韧性,噪声水平有所下降;随着橡胶掺量的增加,混凝土的阻尼降噪效果越明显;当橡胶颗粒体积掺量不超过30%粗集料时,可获得路用性能较优的橡胶混凝土路面材料。     

保水性再生骨料透水混凝土制备及其蒸发冷却效果研究

研究了硅灰掺量、砂率及天然骨料替代率对再生骨料透水混凝土抗压强度的改善效果,并在此基础上制备出抗压强度较高的再生骨料透水混凝土,再掺加保水材料以制备保水性再生骨料透水混凝土并研究其蒸发冷却效果。结果表明,提高硅灰掺量可增大拌和浆体量并改善界面过渡区的微观结构,提高砂率可显著增加拌和浆体量,而提高天然骨料替代率则改善了骨料颗粒级配,因此三种措施均能有效提高再生骨料透水混凝土的抗压强度;当硅灰掺量为7.5%、砂率为10%、天然骨料替代率为20%时可制备出28 d抗压强度达27.3 MPa的再生骨料透水混凝土,此时掺加保水材料制备保水性再生骨料透水混凝土,当保水材料掺量分别为3%、5%及7%时,试样28 d抗压强度将分别降低了35.9%、51.6%及57.1%。其中,保水材料掺量为3%的透水混凝土具有持续有效的蒸发冷却效果,而保水材料掺量为5%及7%的透水混凝土则仅具有显著的早期蒸发冷却效果。     

掺加磨细火山灰的水泥混凝土耐久性

为了更好地挖掘水泥磨细火山灰稳定碎石的使用潜能,在新掺配比例的基础上,对其抗冻性、耐磨性和抗渗性进行了研究。结果表明:掺加火山灰对于提高混凝土的抗冻性、抗渗性、耐磨性都有促进作用,最佳掺量为15%;用部分火山灰替代水泥,可减少水泥用量,提高经济效益。     

肯尼亚天然火山灰质材料对混凝土收缩和徐变性能的影响

通过与粉煤灰对比以及与粉煤灰复掺使用，研究肯尼亚两种天然火山灰质材料对混凝土收缩和徐变性能的影响。结果表明:掺加天然火山灰质材料后混凝土早期强度发展较为缓慢，但28天以后强度增长稳定，84天强度即可与纯水泥混凝土组相当；掺加天然火山灰质材料可减小混凝土收缩和徐变，但收缩率和徐变度均比粉煤灰混凝土大，磨细火山渣与粉煤灰复掺可明显减小天然火山灰混凝土的长期收缩及徐变。     

超高性能混凝土原材料优选及配合比设计研究

根据超高性能混凝土材料特点,采用最紧密堆积理论,研究设计了超高性能混凝土配合比,通过抗压强度和抗折强度试验,对超高性能混凝土的原材料进行优选,并优化配合比设计,为制备综合性能优越的超高性能混凝土提供理论依据。结果表明,只掺加粒径1 mm石英砂的UHPC的28 d抗压强度高于掺加河砂对照组的28 d抗压强度值。用粗集料、细集料和粗细集料取代河砂时,UHPC的28 d抗压强度无明显增加。     

5℃下不同水胶比矿物掺合料火山灰效应实验研究

利用火山灰效应的比强度分析方法,对低温(5℃)养护环境下不同水胶比复合矿物掺合料水泥砂浆的力学性能进行了实验研究,对复合矿物掺合料不同龄期火山灰效应的发挥进行了数值分析,并比较了硅灰掺量对火山灰效应的影响。结果表明:因为矿物掺合料的加入,砂浆的强度均得到了不同程度的提高;水胶比较小时火山灰效应更容易得到发挥;抗折强度火山灰效应贡献率在两种水胶比下呈相反的发展趋势,抗压强度呈相同的趋势;不同硅灰掺量同水胶比时到后期基本呈现相反的发展趋势。为了使复合矿物掺合料的火山灰效应得到充分发挥,应考虑砂浆的水胶比,并通过实验确定最佳的掺量。     

坦桑尼亚尼雷尔大桥高性能混凝土试验研究与应用

坦桑尼亚尼雷尔大桥主桥为主跨200 m的双塔单索面斜拉桥,按美国标准设计,主梁、桥塔混凝土按28 d圆柱体抗压强度60 MPa设计,相当于我国28 d立方体抗压强度72 MPa(简称C72高性能混凝土).为制备出满足要求的混凝土,采用超细掺合料技术、优选各类原材料以及掺加超塑化剂的方法,从基准配合比设计、重复性试验、稳...     

轻骨料喷射混凝土在公路隧道漏水治理中的应用研究

轻骨料混凝土与普通混凝土相比其单位体积的重度轻,在公路隧道渗漏水治理中有其独特的优势。从轻骨料混凝土的力学特性和施工工艺出发,通过实验的方法研究了轻骨料混凝土和普通混凝土不同龄期的抗压强度和抗拉强度,通过实验数据可得,与普通混凝土相比轻骨料混凝土的早期抗拉和抗压强度低,但其28d龄期的抗拉和抗压强度均大于普通混凝土,因此轻骨料混凝土在力学特性方面优于普通混凝土材料。对于隧道漏水病害而言混凝土的抗渗性能是决定其工程应用的重要指标,通过实验的方法研究了不同配合比下轻骨料混凝土的电通量,并得出当水灰比为0.47,粉煤灰含量为15%,硅灰含量为5%时其电通量最小,抗渗性能最佳。最后以某公路隧道为工程背景,研究了轻骨料喷射混凝土在隧道漏水病害治理中的应用。     

基于正交试验设计的透水混凝土物理力学性能研究

通过正交试验法分析了水胶比、砂率、聚合物乳液掺量、硅灰掺量以及玄武岩纤维(BF)掺量5个因素对透水混凝土抗压强度、孔隙率以及透水系数的影响;利用多项式线性回归,研究了不同因素对透水混凝土物理力学性能之间的关系,并结合SEM扫描电镜,分析其微观机理.结果表明:水胶比和玄武岩纤维掺量为主要影响因素;当水胶比为0.30,砂率...     

C100超高强泵送混凝土的配制研究

超高强泵送混凝土的应用越来越广泛，但还存在配合比设计尚无相应规范参考、配制过程大多依靠经验、技术尚不成熟等问题。为满足工程采用超高强泵送混凝土的要求，阐明关键配合比参数对超高强泵送混凝土抗压强度的影响规律，通过系统研究水泥品种、胶凝材料用量、矿物掺合料种类、水胶比和碎石种类等配合比参数对混凝土抗压强度的影响规律，配制出满足工程要求的C100超高强泵送混凝土。研究结果表明： 配制C100超高强泵送混凝土，水泥品种和碎石种类是2个关键参数，宜选用P·Ⅱ52.5水泥和母岩强度高的碎石； 在本试验条件下，胶凝材料用量宜为640 kg/m3，矿物掺合料掺量宜为25%（宜选用含硅灰的掺合料体系），水胶比宜为0.20。     

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。     

不同配比和养护条件对超高性能混凝土微观结构的影响

为了优化超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete,UHPC）制备方法,采用宏观力学试验与微观电镜技术相结合的方法,探讨不同配合比和养护条件对UHPC内部微观结构的影响。基于硅砂骨料的致密堆积级配,设计21个变量组,共制作了63个立方体试件,开展UHPC流动度试验、轴压试验和扫描电镜试验,分析水胶比、砂胶率、钢纤维掺量、消泡剂掺量、养护方法、龄期等因素对UHPC工作性能、抗压性能及其微观结构的影响规律以揭示UHPC的增强机制。研究结果表明：凝胶与骨料界面过渡区（ITZ）是UHPC内部的薄弱环节,提高ITZ的密实度和强度是增强UHPC的关键;UHPC的流动度随着水胶比的提高显著增大,但其抗压强度随着水胶比的提高先增大后降低;过高的砂胶率不利于UHPC工作性能,同时会造成其抗压强度下降;掺入消泡剂可以有效提高UHPC的表观质量,但可能会降低UHPC的工作性能和抗压强度;掺入2.5%的钢纤维能大幅提高UHPC的抗压强度,并明显改善其脆性特征,但会降低工作性能;高温养护能显著激发微硅粉和矿渣的火山灰效应,使UHPC的4 d抗压强度比常温养护提高约50%,有明显的早强优势,但存在后期强度下降的可能。     

高速铁路软基深层搅拌桩施工工艺试验研究

通过高速铁路软土地基处理现场试验及水泥土室内试验,对深层搅拌桩的施工工艺进行了较系统的研究。结果表明:不同深层搅拌桩机型、相同机型不同机组的成桩强度均存在一定差异;施工时,选择施工队伍与选择机型同样重要;10 m复搅和全程复搅、增加复搅次数对桩体无侧限抗压强度影响不大,深层搅拌桩施工工艺宜用10 m复搅;不同地层对桩体无侧限抗压强度影响较大;浆喷桩桩长在12 m以内时,桩体无侧限抗压强度比较均匀,施工质量可控性较高。     

循环硫化床粉煤灰固化土的试验研究

循环流化床粉煤灰（CFB灰）作为锅炉的主要固体废弃物,其资源化利用尚处于起步阶段。利用CFB灰的水化特性,制备以CFB灰为主、电石渣和脱硫石膏为辅、完全使用工业废渣的土体固化剂,提出CFB灰资源化利用的新方法。通过固化土室内试验,探究固化剂配比、养护龄期对固化土无侧限抗压强度的影响。结果表明:CFB灰活性高于普通粉煤灰;配比为CFB灰:电石渣:脱硫石膏=7.2:1.8:1,固化剂掺入量为10%时,固化土28天无侧限抗压强度可以达到2.12 MPa;固化土强度可以满足复合地基和止水帷幕中固化土天搅拌桩对于强度的要求。     

水泥砂浆多向桩复合地基加固泥炭土地基试验研究

针对昆明铁路枢纽工程路基泥炭土地基,选择两种胶凝剂（水泥,水泥加粉煤灰）、五种配合比,在室内测试了不同配合比下的无侧限抗压强度。通过现场四种配合比的成桩工艺试验、取芯试样强度试验和荷载板试验,测试了单桩承载力、单桩复合地基承载力和桩体的无侧限抗压强度,验证了水泥砂浆多向桩复合地基加固处理泥炭土地基的可靠性。此外,结合荷载试验测得了桩顶土压力和桩间土土压力,对水泥砂浆多向桩复合地基桩土应力比进行了讨论。