矿物掺合料对水泥混凝土强度和耐磨性的影响

以普通水泥混凝土为基础,分别掺加粉煤灰、硅灰和粉煤灰—硅灰矿物掺合料,测定混凝土的强度和磨耗量,并结合微观结构分析掺合料对水泥混凝土强度和耐磨性的影响。结果表明,掺粉煤灰—硅灰的水泥混凝土的抗压和抗折强度最大,掺硅灰的次之,掺粉煤灰的最差;掺粉煤灰的水泥混凝土耐磨性最好,掺粉煤灰—硅灰的次之,硅灰的最差。     

多元辅助胶凝材料改性水泥混凝土工作及力学性能研究

为了促进工业副产品在水泥混凝土中的利用，采用辅助胶凝材料对水泥混凝土进行改性，并对其工作及力学性能进行研究。将粉煤灰（FA）、矿渣（GGBS）、偏高岭土（MK）和硅灰（SF）按重量代替普通硅酸盐水泥（OPC）的30%～50%，按预先确定的比例混合，测试其坍落度，表征混凝土施工和易性。同时，对四元混凝土在不同龄期的抗压强度和抗弯拉强度进行测试。试验结果表明，掺加粉煤灰（30%和50%）可提高混合料的和易性，GGBS、 MK的加入也有助于坍落度的增加，但添加硅灰会降低混凝土的和易性。四元混凝土的抗压强度随辅助胶凝材料的加入而增加。在365天龄期，最佳混合料8和混合料11的抗弯强度比控制混合料高出25%和10%，多元辅助胶凝材料改性水泥混凝土具有显著的实用价值。     

水泥路面裂缝快速修补材料及性能研究

研究了粉煤灰在碱性物质激发下,可以连续反应生成硅铝无机聚合物三维网络结构胶凝材料的特点,采用粉煤灰、复合激发剂、偏高岭土、普通硅酸盐水泥可制备出一种地聚合物水泥,对地聚合物水泥的强度、收缩率、抗冻性能进行了试验。结果表明,普通硅酸盐水泥∶复合激发剂∶偏高岭土∶粉煤灰=10%∶10%∶5%∶75%时,可获得最大激发效应的地聚合物水泥,其强度达到最大,同时具有很高的1d抗拉和抗压强度,收缩性能满足规范要求,抗冻性能远高于C40普通水泥混凝土的特种路面维修补强材料。     

聚合物及超细矿物掺合料对低收缩砂浆抗压性能的影响研究

为了进一步分析聚合物对水泥基材料抗压性能的影响,本文通过在水泥砂浆中添加丙烯酸乳液、环氧树脂、丁苯乳液三种有机物及超细矿物掺合料进行试验。结果表明:聚合物乳液的掺入,抗压强度虽有不同程度的降低,本次试验环氧树脂对强度的贡献不稳定;硅灰和超细粉煤灰对砂浆的抗压强度和抗折强度有不同程度的提高。     

复掺矿物掺合料对低熟料HPC早期收缩裂缝影响分析

以粉煤灰、矿粉和硅粉三种矿物掺合料不同比例为基础,等量取代胶凝材料中水泥的用量,以平板试验为评价标准,从宏观与微观两方面着手,探讨矿物掺合料对低熟料HPC早期收缩裂缝的影响.宏观角度以裂缝长度和宽度为理论依据进行讨论分析;微观角度通过扫描电镜对掺合料的物理形态和结构特征进行讨论分析.具体分析了在掺合料总量不变情况下,三种矿物掺合料在不同掺量及组合形式情况下,对低熟料HPC的早期收缩影响.     

复掺矿物掺合料对低熟料HPC早期收缩裂缝影响分析

以粉煤灰、矿粉和硅粉三种矿物掺合料不同比例为基础,等量取代胶凝材料中水泥的用量,以平板试验为评价标准,从宏观与微观两方面着手,探讨矿物掺合料对低熟料HPC早期收缩裂缝的影响.宏观角度以裂缝长度和宽度为理论依据进行讨论分析;微观角度通过扫描电镜对掺合料的物理形态和结构特征进行讨论分析.具体分析了在掺合料总量不变情况下,三种矿物掺合料在不同掺量及组合形式情况下,对低熟料HPC的早期收缩影响.     

矿物掺合料对水泥混凝土抗盐冻性能的影响

为解决寒冷气候条件下水泥混凝土受海水或除冰盐冻融破坏问题,以28 d龄期混凝土试件、质量浓度为3%氯化钠溶液、循环温度-20~20℃为试验条件,以单位面积剥落物质量为评价标准,对掺加不同矿物掺合料的水泥混凝土进行抗盐冻性能试验。试验结果表明:随着胶凝材料中硅灰质量分数的增加,水泥混凝土的抗盐冻性能逐渐增长,当胶凝材料中硅灰的质量分数大于11%后,水泥混凝土抗盐冻性能增长变缓;粉煤灰和矿粉的掺加对水泥混凝土抗盐冻性能有一定的降低作用,当胶凝材料中粉煤灰的质量分数大于20%,胶凝材料中矿粉的质量分数大于15%,水泥混凝土抗盐冻性能下降变缓。     

全无缝桥梁用掺橡胶粉LEM-SHCC路桥连接板拉伸性能及其应用

为了解决全无缝桥梁路桥连接板裂缝宽度与板内力过大等问题,将橡胶粉等体积部分替代细砂掺入应变硬化水泥基复合(SHCC)材料可制备低弹性模量的SHCC材料(LEM-SHCC),用于全无缝桥梁路桥连接板;进行了5种不同体积橡胶粉掺量(0、5%、10%、15%和20%)LEM-SHCC基本材性(密度、抗压强度和弹性模量)及拉伸性能试验,分析了橡胶粉掺量对LEM-SHCC的强度和变形性能的影响,并采用拉、压应变比差评价了橡胶粉掺量对SHCC材料的影响,获得了LEM-SHCC的最优配合比;针对橡胶粉掺量为15%的LEM-SHCC路桥连接板,研究了最不利荷载作用下(温降荷载)其吸纳变形能力、拉伸变形性能及开裂后裂缝分布规律,并与同尺寸SHCC路桥连接板的各项性能进行了比对;进行了LEM-SHCC路桥连接板的敏感参数(橡胶粉掺量、板底摩擦因数和板长等主要影响因素)有限元对比分析。研究结果表明:橡胶粉的掺入降低了SHCC的弹性模量,提升了SHCC的延性,当橡胶粉掺量达15%时,SHCC的弹性模量降低了40%,而延性却提升了近50%,且裂缝宽度有效地控制在60 μm以内;LEM-SHCC路桥连接板吸纳纵向变形达到10 mm时,LEM-SHCC路桥连接板表面微裂缝多(近180条),裂缝间距小(15~80 mm),且开裂后裂缝宽度控制在60 μm以内,此时张拉端板应力为2.1 MPa,锚固端锚固力为150.5 kN,卸载后裂缝闭合,无纤维被拉出或拉断;吸纳同样的纵向变形10 mm时,LEM-SHCC板的内力比同尺寸的SHCC板小;LEM-SHCC板的内力受橡胶粉掺量的影响较大,当其掺量为15%时,LEM-SHCC板性能最优,LEM-SHCC板的内力受板底摩擦因数的影响不大,板长的增加能有效地改善LEM-SHCC板的受力性能,推荐LEM-SHCC路桥连接板的设计长度为8.5 m。      

PP-ECC梁抗弯性能试验研究

为研究聚丙烯纤维水泥基复合材料（PP-ECC）梁与普通钢筋混凝土梁在弯曲荷载作用下力学性能的差异,通过四点弯曲加载,对PP-ECC梁的抗弯性能进行了试验探究. 对PP-ECC梁的弯曲破坏过程进行了阶段划分;基于计算假定和简化后的PP-ECC本构模型推导出PP-ECC梁各阶段的理论临界荷载;通过试验结果对计算模型进行验证,并对比相同配筋率下PP-ECC梁与普通钢筋混凝土梁在抗弯承载力、裂缝发展形态、跨中最大变形以及延性等方面的差异. 研究结果表明:受拉区PP-ECC材料开裂之后并不退出工作而是协同受拉钢筋参与全截面受力;使用简化本构模型计算的PP-ECC梁理论抗弯承载力计算模型精度达到0.83～1.17,具备较良好的精度;PP-ECC梁在达到极限状态时,受拉区呈多裂缝稳态发展,在达到80%极限承载力时,最大裂缝宽度小于0.2 mm;相同配筋率下,PP-ECC梁在每一加载级别的变形、跨中最大变形以及位移延性系数均高于普通钢筋混凝土梁（跨中最大变形和位移延性系数平均提高71.39%和42.84%）,并且随着配筋率的提高,跨中最大变形和位移延性系数下降;配筋率相同时,PP-ECC梁的极限抗弯承载力较普通钢筋混凝土梁平均提高6.09%.      

硅灰粉煤灰复合双掺工艺在桥梁工程中的应用

通过工程实例详细阐述了硅灰粉煤灰复合双掺技术的施工工艺和养护工艺以及注意事项。同时,针对硅灰混凝土易出现早期收缩裂缝和干缩裂缝的病害,采取保温保湿处理措施,应用先进的养护工艺,防治混凝土出现早期开裂。     

公路工程用玄武岩纤维水泥混凝土抗弯拉强度研究

利用室内试验给出不同掺量下的玄武岩纤维混凝土抗弯拉强度变化规律。研究通过对玄武岩纤维掺量控制,对比统计不同掺量下玄武岩纤维水泥抗弯拉性能数据,探究了玄武岩纤维水泥混凝土抗弯拉强度与纤维掺量之间的关系。研究认为,玄武纤维水泥混凝土抗弯拉性能最佳掺量为3.0kg/m3;玄武岩纤维水泥混凝土中纤维掺量具有"顶板效应",当纤维掺量不小于3.5kg/m3时,玄武岩纤维混凝土的抗弯拉强度不会因玄武岩纤维的掺入而增强;当纤维掺量为2.5kg/m3时,玄武岩纤维水泥混凝土质价比最佳,在工程建设上具有一定的指导意义。     

偏高岭土/海泡石对水泥净浆工作性能与强度的影响

对于偏高岭土和海泡石在复掺条件下对水泥净浆强度与微结构的影响进行了系统研究。分别探讨了偏高岭土和海泡石在单掺与复掺状态下,对水泥净浆基本性能(各龄期强度、扩展度、标准稠度用水量、凝结时间等)的影响。试验结果表明:随着偏高岭土与海泡石的掺量不断增大,水泥标准稠度用水量、凝结时间及粘度逐渐增加,扩展度有所减小;当偏高岭土掺量为10%、海泡石掺量20%时达到最佳强度掺量。合理的掺量有助于提高水泥净浆的致密度,减小孔隙率,增加凝胶体的含量,提高水泥净浆的整体性能。     

磨细粉煤灰对砂浆的抗硫酸盐侵蚀性的试验研究

进行了高掺量磨细粉煤灰水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能试验。结果表明,与普通硅酸盐水泥相比,掺有50%原状粉煤灰的水泥在3%硫酸钠溶液中28d的抗蚀系数由0.94提高至1.00。180d时,掺有50%和70%磨细灰的水泥在3%硫酸钠溶液的抗蚀系数均高于掺有相同数量原状灰的水泥。由于细磨工艺优化了粉煤灰的颗粒度分布和颗粒级配,改善了颗粒的表面形貌,通过与水泥水化释放出的Ca(OH)2进行火山灰反应形成新的C-S-H凝胶,使水泥浆体孔结构细化,微观结构致密,粉煤灰颗粒与水泥浆体的界面结合牢固,从而提高了水泥基材料的耐蚀性能。     

纤维和聚合物对水泥砂浆早期开裂的防治及作用研究

研究了砂浆早期(0~6 h)的收缩变形特性,测试了其收缩变形量及变形稳定后裂缝的长度与宽度。采用名义开裂面积、首次开裂时间、收缩应变等评价纤维(碳纤维及聚丙烯纤维)、聚合物(丁苯乳液)对砂浆早期塑性收缩开裂的作用效果,并对纤维和聚合物对砂浆抗裂作用机理进行了分析。研究认为:纤维对砂浆的增强效应和空间效应与聚合物的成膜、微纤维以及减缓水泥水化放热速率作用相结合,使得砂浆早期的抗裂性能随着聚合物和纤维的掺入得到了改善,作用效果主要与纤维的掺量、纤维的弹性模量等有关。相同体积掺量下,碳纤维对砂浆早期的抗裂作用效果优于聚丙烯纤维。     

硅灰改性透水混凝土配合比设计及性能试验研究

采用硅灰对透水混凝土进行改性,研究不同硅灰掺量对透水混凝土的抗压强度、抗折强度和透水系数的影响。研究结果表明:(1)硅灰的掺入可以提高透水混凝土的抗压强度但是对于透水混凝土的弹性模量影响较小,当硅灰掺量为20%时抗压强度增幅最大;(2)硅灰的掺入对于透水混凝土的抗折强度影响较小,并不能很好的改善透水混凝土的抗折强度;(3)随着硅灰的掺量增加,透水混凝土的透水系数也逐渐增加,硅灰掺量较小时,透水系数增长幅度较大,随着掺量不断增加,增长幅度逐渐变小。     

掺硅灰对中等强度混凝土力学性能影响的试验研究

硅灰作为一种活性粉末.掺入混凝土中能有效地提高混凝土的抗压强度、弯拉强度、耐磨性和抗渗性等,因而被大量应用于高强、高性能混凝土的研制中.通过试验研究硅灰不同掺量对中等强度混凝土力学性能--抗压强度、抗折强度、劈裂强度、应力应变和弹性模量等的影响,初步得到中等强度混凝土中硅灰的合理掺量,有助于提升硅灰在路面混凝土中的应用价值和前景.     

粉煤灰掺量对水泥粉煤灰稳定碎石强度特性的影响

水泥粉煤灰稳定碎石是一种良好的半刚性基层材料,但在我国以往的工程中由于配合比不合理,早期强度低,因此没有得到推广应用。针对这个问题,并总结以往经验和教训,提出了适用于水泥粉煤灰稳定碎石的配合比方式,并研究了粉煤灰掺量对其不同龄期抗压强度和劈裂强度的影响。研究结果表明,当水泥剂量为5%时,粉煤灰掺量在5%～10%范围内,水泥粉煤灰稳定碎石早期强度、后期强度最高,同时与水泥稳定碎石(粉煤灰掺量为0)相比,粉煤灰的掺入可以使混合料的劈裂强度提高一倍。最后根据试验结果和理论分析提出水泥和粉煤灰最佳比例为1∶1～1∶2。     

硅灰对钢纤维-水泥石界面黏结强度影响

通过自制模具实现了对钢纤维从水泥石基体中拔出的实验测试,得到基体混凝土中钢纤维体积掺量为0~1.2%、硅灰取代水泥质量掺量为0~12%时钢纤维拉拔荷载-位移曲线图,通过显微硬度和SEM试验,测试得到了钢纤维-水泥石界面纤维硬度及界面区微观形貌特征。在测试基础上,提出了界面黏结拉拔韧性概念,并计算得到了界面黏结强度和拉拔韧性,分析了硅灰对界面黏结强度、拉拔韧性、界面显微硬度和微观形貌特征的影响规律。研究结果表明,硅灰改善了钢纤维-水泥石界面黏结性能,使界面黏结强度提高了10.7%~44.2%;界面区显微硬度提高了7.4%~38.8%,界面最薄弱层与钢纤维表面的距离由普通混凝土的60μm缩小到40μm,且硅灰掺量越大,效果越好;硅灰使钢纤维拉拔时峰值荷载对应的位移下降了4.1%~25.9%;对于不同掺量的钢纤维混凝土,钢纤维拔出韧性的最佳硅灰掺量为6%~9%。     

生态节能复合墙体植物纤维水泥基材料试验

农作物秸秆纤维水泥基复合材料是一种新型的绿色环保建材产品,密肋复合墙结构是适应我国墙体改革及住宅产业化要求的产物.通过对4组不同配合比稻秸秆纤维水泥基材料的试验研究,就其掺量对复合材料物理及力学性质的影响进行了探讨,通过ANSYS有限元分析,模拟了稻秸秆纤维水泥基砌块墙板的受力性能.试验表明,6%掺量的试件各项性能指标较符合墙板的砌块材料要求.     

高速公路混凝土护栏修复材料耐久性试验研究

为解决季节性冰冻地区高速公路混凝土护栏因雨雪天气抛洒融雪剂发生剥蚀破坏问题,在常规修补砂浆配方基础上,分别掺入高分子聚合物、硅灰、磨细粉煤灰、防水剂4种改性剂,采用正交试验方法进行配方优选,以试验前后试件的抗压强度比、质量损失率为考核指标。试验过程中盐溶液采用4%浓度的NaCl溶液,冻融循环次数为200次。研究结果表明：掺入修复材料总质量1.0%的高分子聚合物,水泥质量7.0%的硅灰,水泥质量5.0%的磨细粉煤灰和修复材料总质量0.7%的防水剂,可显著提高修复材料的抗盐冻性能,抗压强度较未冻融试件降低8.3%,质量损失3.1%,可显著提高耐久性,降低养护成本。