基于正交试验掺钢纤维混凝土配合比优化

为了优化掺钢纤维混凝土配合比,采用正交试验法研究水灰比、早强剂掺量、钢纤维掺量、矿料级配等四个因素对掺钢纤维混凝土物理力学性能的影响规律。结果表明:矿料级配对混凝土和易性影响最为显著,其次是水灰比;钢纤维的掺量是影响混凝土抗折强度的主要因素,并且抗折强度随着钢纤维掺量的增加而增加;影响钢纤维混凝土的抗压强度的主要因素是水灰比,且抗压强度与水灰比的大小成反比。通过正交试验分析优化得到掺钢纤维混凝土的配合比;采用规范级配、水灰比0.38、早强剂掺量1%、钢纤维掺量为50kg/m3。与不掺钢纤维混凝土相比,该配比钢纤维混凝土3d和28d抗折强度分别约提高了10%和12%,耐磨性能提高了44.6%.成果可用于水泥混凝土路面快速修复工程中。     

粉煤灰对钢纤维混凝土力学性能的影响研究

文章采用常规力学性能试验研究了粉煤灰、养护龄期等对钢纤维粉煤灰混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响,并通过侵蚀冻融循环试验模拟实体工程环境对钢纤维粉煤灰混凝土耐久性劣化的影响。试验结果显示:粉煤灰对钢纤维混凝土的综合力学性能均存在一定程度的劣化作用,尤其是早期力学性能,粉煤灰用量越大,力学性能衰减越显著,但在适合掺量的条件下,随养护龄期的延长能够降低劣化效果,粉煤灰对各项力学性能劣化影响规律为抗折强度抗拉强度抗压强度;随养护龄期的延长,钢纤维粉煤灰混凝土的各项力学指标呈对数曲线增加,养护龄期3d时各项力学强度的影响规律为抗折强度抗拉强度抗压强度;随侵蚀冻融循环次数的增加,钢纤维粉煤灰混凝土的力学抗折性能显著下降,破坏时最大挠度值呈下降趋势,混凝土由塑性状态向脆性状态过度,侵蚀冻融循环30次的最大挠度值下降25.8%,抗折强度值下降18.5%。     

水泥稳定再生骨料的力学性能研究

为解决旧道路产生的水泥混凝土垃圾处理问题,将其使用于道路工程路面基层之中,对道路垃圾处理所成的再生骨料进行研究。对比研究了再生骨料与天然骨料的物理和力学性能,以及再生掺量与天然骨料混掺情况下,无机结合料的力学性能。研究表明,再生骨料的物理和力学性能均满足规范要求可用于道路工程中,并且混合料的无侧限抗压强度随着再生骨料的掺入先增大后减小,在掺量为25%时达到峰值,并且90d后掺入再生骨料的混合料强度均高于天然骨料;混合料的劈裂强度随着再生骨料的掺入先增大后减小,在掺量为75%时达到峰值,并且掺入再生骨料的混合料劈裂强度均优于天然骨料混合料。     

氯丁橡胶掺量对改性乳化沥青水泥砂浆性能的影响研究

为研究氯丁橡胶对乳化沥青水泥砂浆性能的影响,文章对氯丁橡胶乳液掺量(占乳化沥青质量比)分别为0、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%时改性乳化沥青水泥砂浆拌和物的流动性、分离度和扩展度等工作性能以及硬化砂浆的抗压强度和抗折强度等力学性能进行了试验分析。研究结果表明:氯丁橡胶使改性乳化沥青水泥砂浆的流动性先减小后增大,在掺量为40%时,流动性最差;改性剂的加入可以改善改性CA砂浆的分离度;氯丁橡胶掺入改性CA砂浆中,会降低硬化体的抗压强度和抗折强度,掺量小于10%时,改性乳化沥青水泥砂浆的抗压强度和抗折强度急剧降低,掺量超过10%后,力学强度下降不太明显;加入少量氯丁橡胶在一定程度上可以增加改性CA砂浆的柔性。     

聚合物混凝土性能的影响因素分析

为研究固化剂掺量、水泥掺量及环境温度对新型聚合物混凝土性能的影响,文章通过优化配合比设计,制备聚合物混凝土并开展强度试验,对不同龄期聚合物混凝土的抗压强度、抗折强度进行对比分析。结果表明:随着固化剂掺量的变化,聚合物混凝土的强度呈先上升后下降的趋势;掺加水泥对聚合物混凝土强度的提升有显著效果;聚合物混凝土固化和施工的最佳温度范围为25℃～40℃。     

赤泥基注浆加固材料制备与性能研究

为满足岩溶塌陷区注浆加固治理需求，选用赤泥、钢渣等固废，制备高性能赤泥基注浆加固材料，建立凝结时间、力学强度、膨胀性等性能的调控方法。试验结果表明，水泥掺量的变化对结石体7 d抗压强度的影响最大，赤泥基注浆加固材料7 d抗压强度随水泥掺量的增加呈先增大后减小的趋势，当单因素作用时，水泥掺量为15%时强度最高。结合单因素对浆液终凝时间和对结石体7 d力学强度的影响，可确定水泥掺量为15%、钢渣掺量为15%、激发剂掺量为12%时，赤泥基注浆加固材料性能最优且流动性能优异。综合考虑赤泥基注浆加固材料的终凝时间和力学强度，确定每种膨胀剂的最优掺量为UEA膨胀剂6%、CSA膨胀剂6%、塑性膨胀剂0.2%。     

基于纤维素改性的干粉砂浆配合比试验研究

文章为了掌握纤维素HPMC改性干粉砂浆的基本性能,优化配合比设计,改善拌和物的施工性能,采用常规的试验方法对HPMC改性砂浆的保水性能、力学抗压强度、抗折强度性能进行了综合研究,分析了HPMC、粉煤灰及灰砂比等变化对砂浆基本性能的影响。试验结果显示:(1)随HPMC用量的增加,砂浆分层度值和抗压强度值均呈下降趋势,在掺量0～0.2%范围内,分层度和抗压强度指标下降显著,在0.2%～0.35%范围内,二者的下降幅度显著减小;(2)随着粉煤灰掺量的增加,干粉砂浆的力学强度呈下降趋势,对7d早期强度的劣化效果更为显著,而对28d强度的劣化有所减弱;(3)随灰砂比的降低,砂浆的抗折强度、抗压强度均呈下降趋势,HPMC改性砂浆的保水性能优于常规砂浆,但在相同配合比条件下,HPMC改性砂浆的抗压强度、抗折强度值均低于基准砂浆的强度,且随着灰砂比的降低,抗压强度和抗折强度损失变化率均呈先增加后降低的变化趋势。总之,HPMC改性干粉砂浆具有优良的保水性能,显著改善了拌和物的施工和易性,综合分析确定在基准配合比相同条件下,优选灰砂比为1∶3,HPMC的掺加用量为水泥胶结料的0.1%,粉煤灰基准用量为10%。     

废旧混凝土全组分再利用试验研究

文章基于钦北高速公路改扩建工程,提出一种下役钢筋混凝土破碎工艺,并基于再生集料各项技术指标检测,考虑不同应用场景设计再生混凝土配合比,通过无侧限抗压强度、抗折强度试验确定再生集料合理搭配方案,同时提出再生集料全组分再利用方法。结果表明：破碎产出的再生集料鲁棒性较差,各项技术指标均符合规范最低标准;再生粗集料对混凝土的力学性能影响不大,对混凝土的抗折性能存在明显不利影响;再生粗集料可应用于换填材料、水泥稳定碎石底基层和基层、低等级水泥混凝土路面。     

冻融作用对粉煤灰混凝土力学特性的影响研究

为了研究粉煤灰对混凝土抗冻性能的影响,通过试验,研究了水灰比和粉煤灰掺量对混凝土不同龄期的动态弹性模量和抗折强度等力学指标的影响。结果表明,水灰比越大,混凝土抗冻性能越差,冻融循环次超过30次时抗冻性能大幅降低;随着粉煤灰掺量的增多,混凝土28d和56d的动态弹性模量和抗折强度都表现出先增大后减小的变化趋势,适量的粉煤灰掺量能够改善混凝土的抗冻性。综合考虑,粉煤灰掺量不宜大于10%。     

玄武岩纤维水泥土力学特性及水稳定性研究

为提高水泥土力学强度和水稳定性,文章选用玄武岩纤维加筋水泥土的方法,基于室内无侧限抗压强度试验和干湿循环试验,研究水泥掺量、纤维掺量及养生龄期对纤维加筋水泥土力学特性和水稳定性的影响规律。结果表明：养生前28 d水泥土无侧限抗压强度增长显著,水泥掺量每增加1%,7 d、28 d抗压强度分别平均提高20.9%、19.4%;玄武岩纤维掺量为0.3%的水泥土抗压强度最大,7 d、28 d抗压强度较素水泥土分别提高约50.6%、49.6%;干湿环境下,纤维水泥土养生前28 d的干湿残留强度比显著降低,水泥掺量对水泥土干湿残留强度比影响较小;随干湿次数增加,不同水泥掺量的水泥土干湿残留强度比降低速率相当,28 d的干湿残留强度降低速率较大。     

含超细矿物掺合料快硬混凝土抗侵蚀性能分析

为了研究超细矿物掺合料对快硬混凝土抗侵蚀性能影响,文章通过浸泡抗侵蚀试验,以抗折强度和抗侵蚀系数为指标,研究超细矿物掺合料掺量、不同侵蚀溶液种类、不同侵蚀龄期对快硬混凝土抗侵蚀能力的影响,测试了在浓度分别为5%NaCl、5%MgSO4、5%Na2SO4溶液环境下,不同超细矿物掺合料掺量快硬混凝土的力学性能,并探讨了快硬混凝土受侵蚀机理。结果表明：在不同种类侵蚀溶液养护制度下,超细矿物掺合料掺量为5%～10%时,可以明显提高快硬混凝土各龄期的抗折强度;快硬混凝土受侵蚀是一个复杂的物理化学过程,不同种类侵蚀溶液对快硬混凝土抗侵蚀系数的影响不尽相同;不同龄期快硬混凝土侵蚀破坏的主导机制不一样。     

道路基层内养生透水水泥混凝土性能研究

为了避免水分对路面基层的损坏,并增强路面基层抗裂能力,文章提出将透水水泥混凝土用于道路基层,采用内养生剂提升混凝土抗裂性,同时对内养生透水水泥混凝土配合比进行了设计,并对内养生透水水泥混凝土力学性能、抗裂性能、透水性能进行测试。结果表明：内养生透水水泥混凝土的7 d抗压强度、28 d抗压强度、28 d抗弯拉强度分达到10 MPa、 13 MPa、2.9 MPa,说明内养生剂能有效增强透水水泥混凝土的抗裂能力,且内养生透水水泥混凝土能满足高速公路基层强度等性能要求。     

建筑垃圾再生材料在底基层的应用

本文以某二级公路改扩建为依托,研究在一定剂量的水泥粉煤灰作用下,将建筑垃圾再生材料与碎石进行掺配,设计5组配合比,分别进行原材料试验、击实试验与7d无侧限抗压强度试验,研究不同建筑垃圾再生材料掺量在底基层中的应用。研究结果表明:随着建筑垃圾再生材料掺量的逐渐增多,原材的压碎值达到34.7%,混合料最大干密度降低,最佳含水率升高,7d无侧限抗压强度低至2.3MPa,因此不推荐将建筑垃圾再生材料直接应用于底基层实际工程中。将建筑垃圾再生材料与碎石进行一定比例的掺配可以达到实际工程的应用指标,且可以大大降低施工原材料成本,对能源的可持续应用有重要意义。     

聚丙烯纤维加筋水泥土力学强度和耐久性试验研究

为提高水泥土力学强度和耐久性,选用聚丙烯纤维加筋水泥土的方法,基于室内力学强度试验和冻融循环试验,研究水泥掺量、纤维掺量及养生龄期对纤维加筋水泥土强度特性和耐久性的影响规律。结果表明,养生前28 d水泥土力学强度增长显著,水泥掺量增加1%.28 d抗压强度平均提高19.4%,回弹模量约提高19.3%:聚丙烯纤维掺量为0.3%的水泥土力学强度最大,28 d无侧限抗压强度较素水泥土提高约49.6%,回弹模量较素水泥土提高42.0%以上;室内标准养生环境下水泥土强度优于现场自然环境养生的水泥土;冻融循环前7次的聚丙烯纤维水泥土无侧限抗压强度降低显著,水泥掺量增加1%,冻融条件下纤维水泥土抗压强度提高21.5%以上。     

掺硅粉路面混凝土性能与工艺研究

从抗折强度和经济性两方面研究了路面混凝土的硅粉最优掺量,并对强度、疲劳特性、脆性、耐磨性抗冻性等路用性能进行了研究.结果表明,与不掺硅粉路面混凝土相比,路面混凝土中按最佳掺量15～20kg/m3掺入硅粉,能显著提高路面混凝土的路用性能和降低工程造价,如抗折强度提高10%、极限拉伸应变提高22%以上、压折比降低7%、耐磨性提高42%和抗冻性能提高近10倍、材料费用可节约11%左右.最后对掺硅粉路面混凝土施工工艺和技术经济性进行了分析,表明掺硅粉混凝土在路面工程中应用是可行的.     

地铁隧道管片裂缝修补后的抗侵蚀性能研究

地铁隧道管片在生产、施工和运营过程中均可能产生裂缝,而管片裂缝修补后的耐久性优劣直接影响隧道安全。文章通过模拟地铁管片裂缝,采用氯离子渗透试验和硫酸盐侵蚀试验,研究了新型修补材料NR修补不同管片裂缝后的抗侵蚀性能,并与常用环氧树脂修补材料EC进行了对比分析。结果表明:采用NR修补不同管片裂缝后其抗Cl-渗透性均明显提高,其中对C60混凝土管片修补效果好于C50混凝土管片;对掺聚丙烯纤维管片的修补效果好于未掺聚丙烯纤维的管片;对PFC50和C60混凝土管片的修补效果要优于EC材料。采用NR修补后管片的抗硫酸盐侵蚀能力略有下降,C60混凝土管片修补后的抗硫酸盐侵蚀的抗压和抗折强度降幅均较C50混凝土管片的小,且抗压强度修复效果优于抗折强度;掺聚丙烯纤维管片裂缝修补后的抗硫酸盐侵蚀的抗压和抗折强度降幅均较未掺聚丙烯纤维管片的小,且抗压强度修复效果优于抗折强度;对C50和PFC50混凝土管片抗硫酸盐侵蚀的抗压强度的修补效果要优于EC材料,且对3种混凝土管片抗硫酸盐侵蚀的抗折强度的修补效果均要优于EC材料。     

乳化沥青掺量对CA砂浆工作性能和力学性能的影响研究

为分析乳化沥青掺量对CA砂浆的工作性能和力学性能的影响,文章将流动度、分离度、扩展度和含气量作为评价乳化沥青水泥砂浆工作性能的指标,同时将抗压强度和抗折强度作为评价乳化沥青水泥砂浆力学性能的指标进行了试验研究。结果表明:在乳化沥青掺量为40%~60%时,CA砂浆拌合物流动性符合要求;乳化沥青掺量为50%时,CA砂浆的工作性能较好;掺加乳化沥青后,CA砂浆的力学性能降低,乳化沥青的掺量≤50%才能符合相关标准要求。     

冻融循环作用下水泥混凝土强度退化机理研究

为研究冻融循环作用下水泥混凝土强度退化机理,文章进行了水泥混凝土冻融循环室内试验,测得冻融循环试验前后混凝土弯拉强度和抗压强度;运用离散元软件进行水泥混凝土细观数值模拟试验,并分析水泥掺量、水泥强度等级、集料和胶凝材料界面刚度对混凝土弯拉强度和抗压强度的影响;将室内试验结果与数值模拟试验结果进行对比分析。研究结果表明:冻融循环作用下,弯拉强度明显降低,抗压强度略微减小;水泥掺量减少和水泥强度降低时,弯拉强度和抗压强度均明显降低;集料和胶凝材料界面刚度减小时,弯拉强度明显降低,抗压强度略微减小,与冻融循环室内试验结果一致。     

SAP内养生混凝土试验研究

为了研究高吸水性树脂(SAP)对混凝土相关性能的影响,确定高速公路桥梁工程内养生混凝土的最佳SAP掺量,文章通过制备不同SAP掺量的混凝土拌和物及试件进行试验,研究了SAP掺量对混凝土坍落度、干缩率以及抗压强度的影响。研究结果表明:掺加SAP能有效降低混凝土拌和物的流动性;掺SAP内养生剂对混凝土干缩性影响较为显著,当SAP掺量为0.3%时,混凝土的干缩率相对较小;对于7d养护龄期的混凝土,SAP掺量变化对混凝土抗压强度的影响不显著;对于28d养护龄期的混凝土,掺加SAP会降低混凝土的抗压强度,当SAP掺量为0.2%时,混凝土抗压强度减小程度相对较低;根据现场桥梁结构后期监测数据,所浇筑内养生混凝土的后期强度及性能均能满足要求。     

路面基层贫混凝土的强度特性研究

目前,贫混凝土作为路面基层材料得到越来越多的应用。文章通过室内试验,得出振捣贫混凝土与碾压贫混凝土的28d弯拉强度与抗压强度,分析了水泥用量、粉煤灰掺量等因素对贫混凝土强度的影响规律,并根据试验结果得出贫混凝土弯拉强度与抗压强度的相关关系。