含石膏质岩集料的混凝土内部硫酸盐侵蚀及抑制措施

集料中掺杂过量的硫酸盐尤其是石膏会引起混凝土内部硫酸盐侵蚀膨胀,破坏混凝土结构。研究了集料中掺杂石膏的含量、粒径对砂浆试件强度和膨胀率的影响,探讨了水泥C3A含量、矿物掺合料品种对含石膏质岩集料混凝土内部硫酸盐侵蚀的抑制效果。结果表明:随着集料中掺杂石膏质岩细粉含量的增大,内部硫酸盐侵蚀反应的速率和程度增大,当掺杂SO3含量超过1.25%时,12个月龄期的砂浆膨胀率超过0.1%并出现较大的强度损失;掺杂石膏质岩粒径越小,砂浆的膨胀率和强度损失一般越大,特别是当掺杂石膏质岩粒度小于1.18mm后将引起显著的膨胀,而当粒径大于4.75mm后,由于石膏质岩集料在混凝土中分散的不均性而产生不均匀体积膨胀,从而导致侵蚀应力集中,即使较低的SO3含量掺杂石膏质岩也有可能产生较大的强度损失。采用抗硫酸盐硅酸盐水泥及掺加适量的粉煤灰、硅灰或偏高岭土等矿物掺合料,可以有效抑制含石膏质岩集料混凝土的内部硫酸盐侵蚀膨胀。     

沥青胶浆低温性能及评价方法研究

以石灰石矿粉、水泥和消石灰为填料,按不同的粉胶比制备成沥青胶浆,采用低温弯曲试验,研究了不同填料和不同粉胶比对胶浆低温性能的影响。结果表明胶浆在低温抗裂性方面存在最佳粉胶比。不同填料的胶浆最佳粉胶比是不同的,而且,掺加水泥和消石灰有助于提高胶浆的低温抗裂性能。     

石灰石粉对再生骨料混凝土性能的影响

研究以石灰石粉等量替代部分水泥的道路再生骨料混凝土工作性、强度和耐磨性。结果表明:当再生骨料混凝土中以10%的石灰石粉等量替代水泥时,其工作性、力学性能和耐磨性良好;石灰石粉等量替代部分水泥均可提高再生骨料混凝土的早期耐磨性;双掺石灰石粉和粉煤灰等量替代部分水泥可提高再生骨料混凝土的早期和后期耐磨性能。     

复掺矿物掺合料对轻骨料混凝土性能的影响

为了研究复掺矿物掺合料对轻骨料混凝土物理力学性能的影响,该文先用不同比例的粉煤灰替代轻骨料混凝土中的部分水泥,通过试验分析了粉煤灰掺量对轻骨料混凝土抗压强度、抗折强度、水化热等物理力学指标的影响;然后用不同比例的石灰石粉替代轻骨料混凝土中的部分细集料,分析了石灰石粉掺量对轻骨料混凝土坍落度、抗压强度和抗折强度等物理力学性能的影响。试验结果表明:加入适量的粉煤灰能够增大轻骨料混凝土不同龄期的抗压强度和冻融后的抗压强度,降低水化热,但粉煤灰的加入会使抗折强度降低,综合考虑当粉煤灰掺量为25%时各指标都达到最佳值;坍落度、抗压强度和抗折强度都随石灰石粉掺量的增大呈先增大后减小的趋势,石灰石粉的加入使轻骨料混凝土冻融后的抗压强度明显提升,当石灰石粉替代量为24%时轻骨料混凝土的物理力学性能最好。     

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。     

水泥和粉胶比对沥青胶浆性能影响

为研究水泥及粉胶比对不同沥青胶浆性能的影响,用水泥替代全部矿粉分别制备了不同粉胶比的基质沥青胶浆和SBS改性沥青胶浆。研究了两种胶浆的延度、软化点、针入度、锥入度和布氏旋转黏度随粉胶比的变化规律,并计算了两种胶浆的抗剪强度,建立了黏温曲线,推荐了最佳粉胶比。研究结果表明,水泥的掺入和粉胶比的增大会降低两种沥青胶浆的延度、针入度和锥入度,可提高两种沥青胶浆的软化点、抗剪强度和黏度,显著改善两种胶浆的高温性能。在一定粉胶比范围内,水泥可提高沥青胶浆的高温性能且不会对低温性能造成大的影响。     

水泥混凝土路面快速修补材料研究

针对水泥混凝土路面快速修复材料快硬早强的需求,提出普通硅酸盐水泥-快硬硫铝酸盐水泥-丁苯胶乳三元复合胶凝体系。测试不同胶凝材料体系下净浆的凝结时间、砂浆的流动度、抗折强度、抗压强度、黏结强度。结果表明,选用质量比例为6∶4的快硬硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥作为基础胶凝材料,水胶比0.3、胶砂比1∶1.5,并掺加胶凝材料用量8%的丁苯胶乳,以及适量减水剂、消泡剂,可以得到最佳的力学性能及施工和易性。     

基于动态粘弹力学的沥青胶浆高温性能试验研究

通过对粉煤灰、矿粉、消石灰、水泥4种矿物填料组成的沥青胶浆进行动态频率扫描试验和稳态流动试验,对4种不同矿物填料、不同粉胶比对沥青高温性能的影响进行了评价。研究表明:沥青胶浆的线粘弹范围小于沥青的线粘弹性范围;掺加4种矿物填料的沥青胶浆在代表胶浆的低温状态的高频区域内复合模量的增长趋向一致,在代表胶浆的高温状态的低频区域复合模量的差别变大;相同粉胶比下消石灰对沥青的高温性能提高最显著,其他依次为粉煤灰、水泥、矿粉,但后三者对沥青的影响差别不大;粉胶比的增加与复合模量、粘度的增加并不成正比例。     

基于胶凝材料颗粒匹配的隧道喷射混凝土配合比优化设计

胶凝材料颗粒匹配所造成的差异会影响胶凝材料间的空隙,进而影响混凝土的力学性能和耐久性。依托实体工程,采用激光粒度分析仪分析水泥、粉煤灰和矿渣的粒径分布情况,以净浆流动度、坍落度和扩展度表征净浆和混凝土的工作性,对粉煤灰和矿渣的颗粒匹配进行评价。对硬化浆体水化产物的微观形貌和化学组成进行分析,对混凝土强度进行测试,基于胶凝材料颗粒匹配对喷射混凝土性能影响的结果,对喷射混凝土配合比进行优选。结果表明：在其他条件一定的情况下,粉煤灰∶矿渣为1∶3时,其流动性能最好,表现出良好的力学性能。粉煤灰∶矿渣为3∶1时净浆流动性能最差,试件的强度最低,同颗粒匹配的混凝土试件强度也得出了相似的试验结果。微观形貌测试佐证了净浆流动度和强度的试验结果。综合考虑流动度和强度试验结果,粉煤灰∶矿渣为1∶1时,胶凝材料的颗粒匹配度好,可视为最优配合比。     

石灰石粉对水泥砂浆强度影响及作用机理

该文研究了石灰石粉掺量、细度对砂浆抗压强度的影响,并基于水化热测试和边界成核与增长模型计算了水泥浆体的水化动力学参数,通过毛细吸水测试以及压汞试验分析了砂浆的孔结构,揭示了石灰石粉对砂浆抗压强度的作用机理。结果表明：随石灰石粉掺量增加,砂浆抗压强度逐渐降低,掺量增加至30%时,7、28、56 d龄期砂浆的抗压强度降低均超过了20%;随石灰石粉细度增加,砂浆抗压强度逐渐增大,石灰石粉由1.084μm²/μm³增加到2.168μm²/μm³时,7、28、56 d龄期砂浆的强度分别增加了6.1%、4.2%、4.8%。石灰石粉减小了水泥浆体的水化放热速率、水化热和水化产物的成核速率K_N、增长速率K_G,进而降低了浆体的水化程度,从而增加了砂浆的毛细吸水量、空隙率、最可几孔孔径,最终导致砂浆抗压强度的降低。     

石灰岩机制砂中石粉作掺合料对混凝土工作性和强度的影响

在利用岩石轧制生产机制砂的过程中,伴随产生相当数量的岩石细粉副产物。为了有效利用石粉资源,本文对石灰岩石粉代替粉煤灰作混凝土矿物掺合料的可用性进行了研究。首先,测试了掺入石粉的水泥胶砂的流动性和力学性能;其次,对石粉取代粉煤灰作掺合料对C 30、C 60、C 80机制砂混凝土工作性和强度的影响进行了试验和讨论。结果显示:在混凝土中掺入15%~22.5%数量的石粉作掺合料是完全可行的,其对混凝土强度的影响基本相当于等掺量的粉煤灰。     

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。     

排水性沥青混合料填料对比研究

在普通沥青混合料中，水泥、石灰取代部分矿粉用作填料可以改善其水稳性；排水性沥青混合料是比其他类型沥青混合料遭受水侵蚀更严重的混合料。文章通过严格的常规和长期水稳性试验检验，分析评价掺加不同种类填料和不同掺配比例对排水性沥青混合料的适用性。试验表明：消石灰取代部分矿粉对改善排水性沥青混合料的水稳性效果显著，生石灰的长期水稳效果不稳定，普通硅酸盐水泥对水稳性的改善作用较小。     

新型相变水泥砂浆热力学性能研究

为降低温度变化对隧道水泥砂浆材料强度和变形的影响，在隧道工程中引入具有自调温能力的相变材料，制备成相变材料水泥砂浆。首先,将石蜡、高密度聚乙烯和膨胀石墨熔融共混，获得复合相变材料；然后，掺入水泥砂浆中，得到新型相变水泥砂浆。通过搭建热响应测试平台，分析其热应变随温度变化规律，评估其蓄热性能,并对比得出相变材料对不同水灰比砂浆试样的热力学性能影响。结果表明： 复合相变水泥砂浆能发挥相变材料的蓄热性能，其相变潜热为34.82 J/g，热应变比普通水泥砂浆材料最大降低36.63%。相变材料的掺入有效降低了试样的表面温度和热应变，这对改善水泥砂浆材料的温度变形及控制裂缝的发展具有重要作用，可为能源地铁隧道及其裂缝修复等提供新型材料。     

橡胶粉改性沥青混合料路用性能试验研究

采用湿法和干法2种工艺制备橡胶粉改性沥青混合料,对比分析基质沥青混合料、湿法工艺ARAC-13沥青混合料、干法工艺ARAC-13沥青混合料3种沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及低温抗裂性能。研究结果表明：随着水泥替代矿粉比例增加,沥青混合料的路用性能先提高,后降低;橡胶粉改性沥青混合料水稳定性优于基质沥青混合料;ARAC-13W沥青混合料低温抗裂性能优于ARAC-13D沥青混合料性能;40目橡胶粉掺量为21％、水泥替代矿粉的比例为60％时,水泥橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能最佳。     

石灰岩机制砂对混凝土界面过渡区的加强作用研究

机制砂推广使用是工程建设的总体趋势，研究机制砂和河砂对混凝土宏观力学性能的影响，重点探讨石粉对混凝土界面过渡区组成结构的影响。结果表明:适宜的石粉含量机制砂混凝土比河砂混凝土抗压和抗拉性能均有所提高。随着砂率增加，机制砂混凝土的抗压性能先增加后降低，影响幅度相对较小。石灰岩机制砂混凝土中存在水化碳铝酸钙产物，水泥颗粒间的空隙内可见针状或树枝状晶体或微晶填充，从水泥颗粒表面往空隙内生长，灰岩机制砂砂浆中这种晶体或微晶体更多，使集料-水泥浆体界面区密实程度提高，黏结性能改善，砂浆和混凝土的宏观力学性能提高。     

沥青胶浆路用性能研究

通过沥青胶浆试验,研究不同粉胶比、不同基质沥青制作的沥青胶浆的高低温性能变化规律。通过研究得出:在沥青混合料设计时,提高粉胶比可以显著提高沥青混合料的高温稳定性,降低粉胶比可以提高沥青混合料的低温抗裂性,采用合理的粉胶比,则可以保证沥青混合料高温性能与低温性能的平衡。随着沥青标号的增大,沥青的高低温性能受粉胶比的影响越大。     

采用水泥增强沥青的抗剥落性能

沥青混凝土路面水损害的根本原因是沥青从集料上发生了剥落。试验表明，用水泥浆处理集料或用水泥取代部分矿粉，都能有效地增强沥青抗剥落性能，而后者工艺比较简单。