机制砂自密实混凝土配合比参数研究

采用粗集料堆叠率(PR)表征自密实混凝土中粗集料的堆叠程度,利用堆叠率确定自密实混凝土配合比设计过程中粗集料的用量。研究了体积砂率对机制砂自密实混凝土的影响,以及利用机制砂配制自密实混凝土时堆叠率和体积砂率的限值问题。结果表明,PR≤0.65时,利用机制砂可以配制出满足要求的自密实混凝土;随着体积砂率的增大,混凝土的工作性变差,强度降低;机制砂自密实混凝土PR的最大值为0.65,低于河砂自密实混凝土拌和物PR的最大值0.7。     

基于级配优化对掺水泥泡沫沥青就地冷再生混合料高温性能的影响

研究了水泥、机制砂、19~26.5 mm粗集料掺量对泡沫沥青冷再生混合料高温稳定性能的影响。结果表明:随着水泥用量增加,冷再生混合料高温稳定性能逐渐增加,至少提高160%;随机制砂掺量增加,冷再生混合料高温稳定性能,先增大后减小,当机制砂用量为20%时,高温稳定性能至少提高62%;随19~26.5 mm粗集料用量增加,冷再生混合料高温稳定性能,先增加后减小,当粗集料用量为10%~20%时,冷再生高温稳定性能,至少提高105%;基于高温稳定性能进行级配优化时,应优选考虑掺加1.5%水泥和10%~20%的19     

级配对乳化沥青冷再生混合料高温稳定性的影响

为提高乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性,采用垂直振动法成型圆柱体试件确定混合料最大干密度和最佳含水率,以此为依据成型标准车辙试件进行车辙试验,分析矿粉、机制砂和9.5~19 mm粗集料掺量对乳化沥青冷再生混合料高温性能的影响。结果表明,随矿粉掺量的增加,冷再生混合料动稳定度迅速增长,矿粉掺量大于3%时矿粉对乳化沥青冷再生混合料高温稳定性的影响不再显著,矿粉掺量为3%时动稳定度提高41%;随机制砂掺量的增加,冷再生混合料动稳定度呈抛物线变化,机制砂掺量为20%时达到峰值,动稳定度提高152%;随9.5~19 mm粗集料掺量的增加,冷再生混合料动稳定度呈抛物线变化,9.5~19mm粗集料掺量为10%~30%时动稳定度提高60%~97%。建议冷再生混合料中9.5~19 mm粗集料、机制砂、矿粉掺量分别取10%~30%、20%、3%。     

掺钡渣对水泥混凝土的性能影响分析

为了合理利用钡渣,降低毒性,该文研究了不同钡渣掺量下水泥混凝土的各项性能。得出当砂率为15%,钡渣全部取代细集料,水泥用量为430kg/m3,水灰比为0.58、0.60时,抗压强度达到38.4、35.8 MPa,抗折强度达到5.29、5.11 MPa,坍落度达到14、16 mm;当砂率为20%,钡渣部分取代细集料时,钡渣掺量为10%,水泥混凝土的各项性能均能满足现行规范要求。     

掺水泥泡沫沥青冷再生混合料路用性能研究

为优化泡沫沥青就地冷再生混合料级配,研究了水泥、机制砂和19～26.5 mm粗集料对泡沫沥青冷再生混合料路用性能的影响。结果表明:与不掺水泥相比,掺1.5%的水泥,冷再生混合料的冻融强度比、动稳定度、弯拉强度分别提高19.0%,160.0%,18.0%。机制砂掺量为20.0%时,与不掺机制砂相比,冻融劈裂强度比、动稳定度、抗弯拉强度可分别提高10.0%,62.0%,13.0%;9.5~19 mm粗集料掺量为10.0%～20.0%时,与不掺粗集料相比,动稳定度可至少提高96.0%。建议冷再生混合料中19～26.5 mm粗集料掺量为10.0%～20.0%,机制砂掺量为20.0%,水泥掺量为1.5%。     

磷渣自密实堆石混凝土道路支挡结构工程应用研究

将磷渣作为辅助胶凝材料,部分取代粉煤灰制备机制砂自密实混凝土,并优化其配合比,对磷渣自密实堆石混凝土道路支档结构进行了工程应用研究。结果表明,磷渣粉适量地取代粉煤灰可以改善自密实混凝土的工作性能,随着磷渣掺量增大,混凝土7d强度逐渐降低,其28d强度先增加然后降低,掺量质量分数为25%时达到最佳。磷渣自密实堆石混凝土的最佳粗细骨料比例为8∶2,机制砂的最佳体积率为46%。采用C30磷渣自密实堆石混凝土施工的混凝土支挡结构,其外观质量、强度和技术经济效益均优于普通混凝土。磷渣自密实堆石混凝土不仅实现了了废弃磷渣的资源化,而且可提高道路支挡结构的稳定性。     

超粒径骨料对机制砂自密实混凝土性能的影响

研究超粒径骨料掺量对机制砂自密实混凝土工作性、强度及耐久性的影响。结果表明:掺加4%超粒径碎石的机制砂生态自密实混凝土与常规机制砂自密实混凝土相比,自密实混凝土胶凝材料用量少,仍保证良好的工作性,强度及静弹性模量有了明显的提升,掺加4%超粒径碎石的机制砂生态自密实混凝土在体积稳定性、抗渗性能、抗冻性能和抗硫酸盐侵蚀性能都优于常规自密实混凝土。     

碳纤维对自密实混凝土性能的影响及其微观机理分析

研究了碳纤维体积掺量和水胶比对自密实混凝土工作性能、力学性能和抗氯离子侵蚀性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)对碳纤维自密实混凝土微观性能进行了分析。结果表明:碳纤维掺量增大和水胶比减小会使拌和物的流动性降低,但仍符合GJ/T 283-2012《自密实混凝土应用技术规程》的要求。当其掺量不高于0.6%时,碳纤维在浆体中分散均匀,可有效限制自密实混凝土中微裂纹的扩展,改善断裂韧性,提高劈裂抗拉强度,并增强抗氯离子侵蚀性能,但会在一定程度上降低其抗压强度。当W/B=0.36,碳纤维体积掺量为0.2%时,其劈裂抗拉强度和抗氯离子侵蚀性能比对照组分别提升了10.5%和14.8%,综合性能最佳。     

泡沫沥青就地冷再生混合料力学性能影响因素研究

研究了水泥掺量、9.5～19、19～26.5mm粗集料掺量对泡沫沥青就地冷再生混合料力学性能的影响,结果表明:随水泥掺量增加,混合料力学性能逐渐增加,随着9.5～19mm粗集料掺量增加,劈裂强度、稳定度先增加后减小;随着19～26.5mm粗集料掺量增加,混合料力学性能先增加后减小;根据力学性能最优原则,优先推荐掺加19～26.5mm粗集料和水泥。     

鳞片状石墨对SMA混合料设计参数的影响研究

以沥青混合料空隙率(VV),矿料间隙率(VMA),沥青饱和度(VFA),混合料粗集料间隙率(VCA_(mix))等体积参数和马歇尔稳定度(MS)、流值(FL)等强度参数作为混合料配合比设计的关键控制指标,设计由玄武岩粗集料、石灰岩细集料、石灰岩矿粉、SBS改性沥青和纤维稳定剂组成的SMA-13混合料。按10%、20%、30%和40%比例将设计级配中的矿粉替换为等体积鳞片状石墨,测定不同石墨掺量时混合料的体积和强度参数,分析鳞片状石墨对设计参数的影响及相关机理。试验结果表明:石墨会增加混合料的压实难度,并对骨架嵌锁结构存在不利影响;随着石墨掺量提高,SMA混合料体积参数偏离设计要求,强度和抗变形性能也呈现加速下降趋势;增加混合料油石比仅能部分消除石墨对SMA体积参数和集料骨架结构的不利影响,因此对于含石墨的SMA混合料,除应适当提高设计油石比,也应控制石墨取代率不超过20%～30%。     

掺贝壳粉再生混凝土抗渗及耐水性能试验研究

以贝壳粉掺量0、5%、10%、15%、20%和再生粗骨料取代率0、50%、100%作为试验变量,制作不同配合比混凝土试件,对龄期28d外掺贝壳粉再生混凝土开展抗渗性能和耐水性能试验研究,并分析了再生混凝土失水率和吸水率随贝壳粉掺量增加的变化规律。结果表明:再生混凝土抗渗等级为9级,增加贝壳粉掺量,可提高再生混凝土抗渗性能,增加再生粗骨料取代率,可使抗渗性能减弱;贝壳粉掺量在0%～10%的再生混凝土耐水性均较好;再生混凝土失水率随贝壳粉掺量增加呈先减小后增大,吸水率是不断增大的,二者均随粗骨料取代率的增高而变大。综合考虑最优配比为:掺加再生粗骨料50%、贝壳粉5%～10%左右,再生混凝土抗渗及耐水性能较好。     

钢渣水泥混凝土力学性能及耐久性研究

本文通过钢渣替换粗集料进行水泥混凝土配合比设计研究,评价钢渣混凝土的相关性能。用钢渣等质量替换混凝土中的粗集料,进行钢渣水泥混凝土配合比设计,确定钢渣的合理掺量,对比分析钢渣混凝土和普通混凝土在工作性、力学性能以及耐久性等方面的差异,评价钢渣对水泥混凝土相关性能的改善效果。试验结果表明,钢渣的掺入,会降低混凝土的工作性能,随着钢渣掺量的增加,坍落度逐渐降低;随着钢渣掺量的增加,混凝土力学性能及耐久性逐渐增强,综合考虑钢渣等质量替换粗集料的合理比例为50%,但需要选用适宜的减水剂用量来改善钢渣混凝土的工作性能。     

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。     

透水混凝土强度与渗透性影响因素及效应分析

为了探讨不同骨料级配、水胶比、减水剂用量和外掺砂率对透水混凝土的强度与渗透性的影响，采用控制变量法进行透水混凝土20组配合比设计，并分别对抗压强度(f_cc)、抗折强度(f_f)、透水系数(k)以及有效孔隙率(ρ_e)进行测试。结果表明：1)骨料级配、水胶比、减水剂、外掺砂砂率均对透水混凝土性能产生显著影响，当骨料为单一粒径4.75 mm～9.5 mm的粗骨料、水胶比为0.27、减水剂用量为0.3%时，透水混凝土强度达到最高；2)随着外掺砂含量的增加，透水混凝土的强度呈先增大后减小的趋势，外掺细骨料后透水混凝土的最佳水胶比增大；3)根据强度变化规律，确定最优砂率为4%,抗压强度可达18.55 MPa,透水系数为3.54 mm/s; 4)通过探究透水混凝土强度与渗透性之间的平衡关系，确定最优配合比，即骨料为单一粒径的4.75 mm～9.5 mm粗骨料、水胶比为0.28、减水剂用量为0.3%、外掺砂率为4%,使实际工程中透水混凝土强度与渗透率均满足要求。     

集料级配及种类对水泥混凝土路面强度及抗滑性能的影响

为提高水泥混凝土路面的抗磨耗性能,采用分级掺配法调整粗集料比例对级配进行优化,并选择3种机制砂替代天然砂进行不同比例的掺配,研究粗集料比例、机制砂种类及替换比例的变化对水泥混凝土强度及磨损量的影响规律。结果表明：采用分级掺配法对粗集料掺量比例进行优化,有助于改善集料紧装密度,相应的抗压与抗折强度明显提升;相比于石灰岩与花岗岩机制砂,采用玄武岩机制砂的水泥混凝土强度与抗磨耗性能最佳,且掺配比例为50%时最优;实际施工过程中,采用分级掺配法对粗集料级配进行优化、微观纹理较为丰富的玄武岩机制砂部分替代表面光滑的天然砂等措施,有利于提高水泥混凝土的强度,增强其抗磨耗性能。     

机制砂自密实混凝土在高速公路中的试验研究

通过试验研究胶凝材料用量、砂率和石粉用量对机制砂自密实混凝土工作性能和力学性能的影响,研究了机制砂自密实混凝土的配制技术,并测试了机制砂自密实混凝土的干缩性能。试验结果表明,机制砂自密实混凝土的工作性能和力学性能满足工程需要,石粉的掺人改善了混凝土的干缩性能.     

基于灰靶决策理论的钢渣沥青混合料最佳掺量研究

为研究钢渣胶粉改性沥青混合料的最佳钢渣掺量，对不同钢渣掺量下胶粉改性沥青混合料的路用性能进行研究。首先对钢渣进行微观特性分析，利用钢渣对AC-16玄武岩胶粉改性沥青混合料的10～20 mm、5～20 mm、3～20 mm等3档粗集料分别进行替换。以AC-16玄武岩胶粉改性沥青混合料集配曲线为基础，经过质量-体积换算，得到不同替换方式下各档钢渣所占比例。通过高温车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验对钢渣-玄武岩胶粉改性沥青混合料高、低温及水稳定性进行研究。最后针对各项指标运用灰靶决策理论，计算选出钢渣替换玄武岩的最佳替换方案。结果表明：钢渣加入后混合料油石比降低，单位体积内实际沥青用量增大；钢渣替代玄武岩可改善混合料路用性能；钢渣替换5～20 mm玄武岩粗集料，混合料高温性能最优；随着钢渣掺量增大，低温性能、水稳定性越来越好；运用灰靶决策理论确定最佳方案为钢渣替换5～20 mm粗集料，此时掺量为58%。     

砂砾改良高液限土回弹模量提升机制研究

为了充分利用高液限土,减少弃方,研究砂砾改良高液限土模量的提升机制。对砂砾改良高液限土进行了动三轴试验、粗集料间隙率试验和工业CT扫描,从砂砾掺量和砂砾级配两个方面研究其模量的变化规律。试验结果表明：存在一个临界值,当砂砾掺量小于43.8%,土体是悬浮-密实结构,模量增长缓慢,当砂砾掺量大于43.8%,土体是骨架-密实结构,模量增长较快。砂砾级配趋向下限值,粗集料含量增加,模量随之增加。土体内部的粗集料通过接触形成骨架,随粗集料接触点的增加,骨架结构不断完善,模量不断提高且增长较快。该研究可为高液限土的合理利用提供参考依据。     

纤维参数对自密实混凝土工作性能的影响研究

为研究不同类型纤维长度、长径比及掺量对自密实混凝土工作性能的影响,对不同纤维参数自密实混凝土开展坍落扩展度试验、J环拓展度试验及离析率筛析试验,测试其工作性能指标,利用熵权法改进的TOPSIS法对其综合性能进行评价,结合灰色关联法分析不同纤维参数与工作性能之间的关联程度。结果表明,在自密实混凝土坍落拓展度、J环拓展度、扩展时间、离析率等工作性能指标中,离析率的权重最大;掺较短纤维的自密实混凝土的综合得分指数较高;随着纤维长度、长径比及掺量的增加,自密实混凝土的流动能力降低,稳定性增强;纤维长度对自密实混凝土工作性能的整体影响最大,长径比的影响最小。     

隧道衬砌用自密实混凝土工作性及强度试验研究

研究了单方粉体材料和矿物掺合料变化对自密实混凝土工作性和力学性能的影响。结果表明:粉煤灰掺量为30%左右时,自密实混凝土具有较好的工作性。随单方混凝土中粉体材料的增加,各组混凝土T50均降低,且掺入粉煤灰和矿渣的混凝土坍落度显著增大。粉体材料掺量为450kg/m3时,所测自密实混凝土工作性能满足使用要求。当粉体材料掺量不大于450kg/m3时,各组混凝土1d抗压强度均大于5.0MPa,且掺入30%粉煤灰和矿渣的混凝土28d抗压强度均大于25.0 MPa。