引气剂对硬化混凝土力学性能与气泡特征参数的影响

对比研究了烷基苯磺酸盐类与皂甙类引气剂对混凝土力学性能和硬化后含气量、气泡间距系数、孔径分布、气泡平均直径等气泡特征参数的影响。结果表明:当新拌混凝土含气量小于6.5%时,随着含气量的增大,混凝土的抗折强度基本不受影响,抗压强度显著降低,混凝土的折压比提高,脆性显著降低,韧性大幅提高;与新拌混凝土的含气量相比,硬化后混凝土的含气量大幅降低;随着混凝土含气量的逐渐增加,硬化后混凝土的气泡间距系数减小,气泡平均直径降低,气泡总数提高。另外,烷基苯磺酸盐类引气剂比皂甙类引气剂的稳泡性能更好,可使硬化后的混凝土气泡结构更优。     

纳米SiO2和PVA纤维协同增强混凝土力学性能

为研究纳米SiO₂和PVA纤维对混凝土力学性能的影响,通过工作性试验和抗压试验,测得了混凝土拌和物的坍落度以及硬化混凝土的抗压强度和弹性模量。结果表明:在一定掺量范围内,纳米SiO₂和PVA纤维的掺入对混凝土的流动性和力学性能均有较大影响;随着纳米SiO₂掺量的增加,混凝土拌和物的坍落度逐渐降低,抗压强度和弹性模量均先增大后减小,在纳米SiO₂掺量为5%时达到最大值;随着PVA纤维体积掺量的增加,掺纳米SiO₂混凝土的坍落度逐渐降低,抗压强度和弹性模量也呈现先增大后减小的趋势,在PVA纤维体积掺量分别为1.5%和1.0%时达到最大值。纳米SiO₂提高了混凝土的抗压强度和弹性模量,PVA纤维提高了纳米混凝土的抗压强度,但降低了纳米混凝土的弹性模量。     

橡胶混凝土耐热性能及抗碳化性能研究

为了研究橡胶混凝土的耐热性能和抗碳化性能,通过试验研究了橡胶粉掺量和受热温度对混凝土质量损失和抗压强度的影响,以及橡胶粉掺量和碳化时间对碳化后混凝土碳化深度、和强度指标的影响。试验结果表明,随受热温度的升高和橡胶粉掺量的增大,质量损失逐渐增大,而抗压强度逐渐减小,其中当受热温度大于600℃时橡胶混凝土的耐热性能大幅降低;各橡胶粉掺量下抗压强度和受热温度之间有很好的线性相关性,其中加入橡胶粉后︱A︱增大,混凝土温度敏感性增强。橡胶粉对碳化深度、碳化后抗压强度和抗折强度的影响规律不明显,当掺量小于10%时,混凝土碳化主要发生在14 d之后,而当掺量大于20%时碳化从7 d开始加速;橡胶粉掺量越多,碳化后混凝土折压比越大,混凝土弯曲韧性越好。     

橡胶粒子改性混凝土强度及耐高温性能的试验研究

以质量损失率和抗压强度为主要评价指标,通过试验研究了橡胶粉掺量和受热温度对混凝土耐高温性能的影响。结果显示,橡胶混凝土耐高温性能与橡胶粉掺量及受热温度密切相关,随受热温度的升高和橡胶粉掺量的增大,橡胶混凝土的质量损失逐渐增大,而抗压强度逐渐减小,当受热温度大于600℃时橡胶混凝土的耐热性能大幅降低;各橡胶粉掺量下,质量损失与受热温度之间都有很好的线性相关性,其中︱A︱随橡胶粉掺量的增多逐渐增大,橡胶混凝土的温度敏感性逐渐增强。     

不同粉煤灰掺量的再生混凝土性能试验研究

为掌握不同粉煤灰掺量再生粗骨料混凝土的性能,本文通过室内试验分别研究了不同掺量粉煤灰再生混凝土的力学性能及抗冻性能。结果表明:(1)粉煤灰掺入能提升再生混凝土养护后期的抗压强度;(2)随着粉煤灰掺量增加,不同养护龄期混凝土的抗折强度均呈先增后减变化趋势;(3)再生混凝土的抗压强度随着冻融循环次数的增加逐渐减小,且粉煤灰掺量越大,抗压强度减幅越明显;(4)随着冻融次数增加,再生混凝土的质量损失率逐渐增大,但掺量低于30%的混凝土质量损失不显著。     

公路隧道湿喷混凝土配比优化试验研究

研究了速凝剂掺量和减水剂掺量对公路隧道施工过程中湿喷混凝土塌落度、回弹率和抗压强度的影响,并分析了塌落度与抗压强度之间的对应关系。结果表明,当速凝剂掺量为2%、4%、6%、8%时,湿喷混凝土的初凝时间平均值分别为201、165、152、144 s,湿喷混凝土的终凝时间平均值分别为442、422、345、330 s。随着速凝剂掺量的从2%增加至8%,湿喷混凝土的初凝时间和终凝时间都呈现逐渐减小的趋势;速凝剂为6%时湿喷混凝土的回弹率最小,当速凝剂掺量为4%、6%时,湿喷混凝土试块的抗压强度都高于30 MPa,满足湿喷混凝土对抗压强度的要求;随着减水剂掺量的增加,混凝土坍落度呈现逐渐增加的趋势;随着湿喷混凝土坍落度的增加,平均回弹率呈现先减小后增大的趋势,在120～140 mm范围内时湿喷混凝土的平均回弹率最小。添加水泥重量6%的速凝剂和水泥重量1.0%的减水剂的湿喷混凝土的密度都在2 100 kg/m~3以上,平均抗压强度达到32.56 MPa。     

铁尾矿砂水泥混凝土性能研究

为了研究铁尾矿砂对混凝土和易性和力学性能的影响,采用坍落度试验和抗折、抗压试验结果分析了不同种类、不同比例的外掺剂对铁尾矿混凝土性能的影响。结果表明:1)铁尾矿砂对混凝土和易性影响较大,其抗折、抗压强度在铁尾矿砂掺入量25%时达到最佳; 2)以25%铁尾矿砂为标准组,对不同外掺剂进行配合比设计,研究在铁尾矿砂基础上外掺剂对混凝土性能的影响。以粉煤灰取代水泥,随着掺量增多,7 d强度降低,90 d强度增加;以硅灰代替水泥,随着掺量增多,坍落度先增加再降低,强度增大;以矿渣代替水泥,随着掺量增多,流动性变好,强度增大。     

掺废旧沥青混合料的自密实混凝土性能研究

为测试掺废旧沥青混合料（RAP）、矿渣（S）、粉煤灰（F）自密实混凝土性能,采用坍落度、抗压强度的测试方法,分别对RAP不同掺量和不同矿物掺和料（粉煤灰和矿渣）的自密实水泥混凝土性能进行试验研究。结果表明:RAP对自密实混凝土坍落度的影响较小,而矿物掺和料对其影响较大;随着RAP掺量的增加,自密实混凝土抗压强度逐渐衰减,而矿物掺和料对其强度改善不明显;最后通过对所有抗压强度数据进行回归分析,得到以RAP、粉煤灰（F）和矿渣（S）为自变量的自密实混凝土抗压强度预测模型。     

高原低气压对道路工程混凝土性能的影响及原因

为研究高原低气压对道路工程混凝土性能的影响,在拉萨（气压约60 kPa）和北京（气压约100 kPa）两地采用相同配合比的道路混凝土分别进行性能对比试验,测试了混凝土含气量、坍落度、强度、NEL法氯离子渗透系数和单面盐冻耐久性等性能指标,进一步测定了引气剂溶液的泡沫体积、表面张力和硬化混凝土孔结构。试验结果表明：在低气压下,引气混凝土的含气量和坍落度分别比常压下降低8%~36%和4%~9%;抗压强度和劈裂抗拉强度分别比常压下降低1.6%~14.8%和1.5%~10.8%;氯离子渗透系数比常压下增加29%~135%;可见低气压下其抗冻耐久性降低。在低气压下,引气剂溶液的表面张力比常压下增加3.0%~4.5%,溶液泡沫体积比常压下降低2%~14%,混凝土内的气体压缩系数比常压下减小,这些原因导致了低气压环境下施工的道路混凝土含气量降低,坍落度减小;与此同时,硬化混凝土平均气孔直径增大6%~18%,气泡间距系数增加45%~92%,最终使得低气压下混凝土强度、抗氯离子渗透性和抗冻耐久性降低。     

橡胶粉改性混凝土力学性能分析

通过室内试验,测定不同橡胶粉掺量时混凝土不同龄期的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和折压比等力学性能指标。试验结果表明,龄期越长抗压强度和劈裂抗拉强度越大,但随着橡胶粉掺量的增多前后期抗压强度、劈裂抗拉强度间的差值逐渐减小;橡胶粉掺量越大,混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度越小,但折压比越大,表明增大橡胶粉掺量虽然降低了混凝土强度,但提高了混凝土弯曲韧性。     

羧基丁苯胶乳在水泥砂浆中引泡规律及消泡特性研究

研究了羧基丁苯胶乳在水泥砂浆内部引入气泡特征,分析了消泡剂对气泡的影响规律。结果表明:随着羧基丁苯胶乳掺量的增加,其含气量不断增加,掺量为25%时可达普通水泥砂浆的4.86倍;硬化后气孔含量增加,且以≥1 000μm的气孔含量居多;不同种类消泡剂均降低了含气量,D类消泡效果最好,掺量为0.6%时含气量比未加消泡剂试验结果降低了53.3%,但高出标准试验结果60.0%;增加D类消泡剂的掺量,未能彻底消除气泡,过量消泡剂减小了5～200μm尺寸内的气孔含量,但大尺寸气泡有增加的趋势。     

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。     

硫酸盐-冻融共同作用下隧道衬砌支护喷射混凝土劣化性能研究

为研究地铁隧道衬砌支护结构在恶劣环境下的劣化问题,以西部地区地铁隧道服役过程中典型的气候条件和腐蚀环境为背景,研究冻融和盐溶液侵蚀情况下隧道衬砌支护结构的耐久性能。依据兰州秋冬环境温度和地下水中硫酸盐的离子质量浓度设计室内硫酸盐-冻融侵蚀试验,研究不同掺量的粉煤灰和玄武岩纤维对衬砌支护喷射混凝土在不同冻融循环次数作用下的质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数的影响,并根据试验结果建立考虑粉煤灰掺量和玄武岩纤维掺量的抗压强度衰减模型。结果表明： 1）粉煤灰和玄武岩纤维对衬砌支护喷射混凝土性能提升的最优掺量分别为20%和0.1%。2）混凝土的质量损失率随冻融循环先增大后降低,到后期又持续增大;随着粉煤灰和玄武岩纤维掺量的增大,衬砌支护喷射混凝土的质量损失率降低,当粉煤灰和玄武岩掺量分别达到30%和0.15%时,对质量损失率的降低出现负效应。3）喷射混凝土的相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数随着冻融循环次数的增大在初期损失较小,之后迅速增大。     

掺沥青路面回收料再生水泥混凝土抗冻性能研究

为研究掺沥青路面回收料(RAP)再生水泥混凝土的抗冻性能,采用慢冻法研究了冻融循环下RAP掺量(20%、30%、40%、50%)和水灰比(0.4、0.5、0.6、0.7)对再生水泥混凝土外观形貌和抗压强度损失率的影响。结果表明：在冻融循环下,掺沥青路面回收料再生水泥混凝土外观形貌表现出表面裂缝出现-裂缝延伸扩展-裂缝遍布表面-表面浆体胀落-试件彻底解体等发展历程。冻融早期再生水泥混凝土的抗压强度损失较为缓慢,随着冻融次数的不断增加,再生水泥混凝土的强度损失速度也随之加快。随着RAP掺量和水灰比增大,再生水泥混凝土抗压强度损失率随之增大,冻胀解体时承受的循环次数随之减小,抗冻性能随之减弱。     

掺玄武岩纤维水泥稳定再生碎石基层性能研究

针对不同的建筑垃圾掺量,通过抗压强度试验、抗弯拉强度试验、干缩性能试验、抗冲刷性能试验、抗冻性试验、抗疲劳性能试验,研究掺加玄武岩纤维对水泥稳定建筑垃圾路用性能的影响.试验结果表明:掺加纤维后,水泥稳定建筑垃圾的28 d抗压强度、28 d抗弯拉强度增大,干缩系数降低,28 d冲刷质量损失率降低,冻稳系数增大、90 d疲劳寿命提高;随着建筑垃圾掺量的增大,水泥稳定建筑垃圾的路用性能逐渐降低.建筑垃圾掺量为100％时,掺纤维水泥稳定建筑垃圾的28 d抗压强度、28 d抗弯拉强度分别比不掺纤维的水泥稳定建筑垃圾增大了10.1％、17.1％,28 d干缩系数降低了19.4％,冲刷损失率降低了14.6％,冻稳系数增大了2.4％,疲劳寿命增大了26.7％(应力比为0.6)、12.6％(应力比为0.7).建筑垃圾掺量小于等于75％、纤维掺量为0.06％时,水泥稳定建筑垃圾可应用于重交通荷载等级下高速公路基层中.     

硬化混凝土气泡特征参数与冻融耐久性的关联分析

为了有效评价在役桥梁、码头等结构构件的混凝土冻融耐久性,选择能够表征硬化混凝土冻融耐久性的气泡参数并确定相应指标,对硬化混凝土的气泡间距系数、含气量、气泡密度、平均直径及比表面积等特征参数,与快速冻融试验得到的耐久性系数及质量损失之间的关联性进行系统研究.对85组混凝土试件进行了耐久性系数及硬化混凝土气泡参数的测试,建立了相应的关联模型,并用另外45组硬化混凝土的参数进行了验证.研究表明:气泡间距系数及气泡密度与混凝土冻融耐久性之间均存在较大的模糊范围,硬化混凝土含气量存在一个明确的阈值,气泡密度与气泡间距系数之间具有良好的相关性.用建立的相关模型预测混凝土的气泡间距系数,偏差均在±10％以内,可用其预测配合比不确知的实体混凝土气泡间距系数.     

水泥基粉煤灰粉土气泡混合轻质土性能研究

以粉煤灰和粉土部分替代水泥制备气泡混合轻质土,研究水固比、引气剂掺量、粉土掺量、养护龄期及养护条件对无侧限抗压强度影响和轻质土抗干湿循环性能。结果表明:降低水固比能够增大抗压强度;湿密度由 1 000 kg/m3增大至1 200 kg/m3,28天抗压强度提高了37 %;随着粉土掺量增大,抗压强度降低;提高养护温度可提高早期抗压强度;制备的轻质土抗干湿循环性能较好。     

粉煤灰基气泡轻质土配合比和抗压强度研究

依托具体工程项目,优选水泥、低等级粉煤灰、发泡剂及土体等进行配合比试验,研究不同水泥掺量下粉煤灰基气泡轻质土的物理力学特征。结果表明,低等级粉煤灰掺量在20%以内时,粉煤灰基气泡轻质土的抗压强度随着低等级粉煤灰掺量的增大而增大;低等级粉煤灰掺量超过20%时,粉煤灰基气泡轻质土的抗压强度明显降低;低等级粉煤灰掺量为15%时,粉煤灰气泡轻质土的各项物理力学指标均最优,且经济效益显著。     

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。     

C60低收缩徐变高性能混凝土的配制与试验研究

为配制出适用于大跨度桥梁工程的高性能混凝土,通过掺加大掺量优质的粉煤灰、矿粉,降低水胶比的方法,进行C60低收缩徐变高性能混凝土的配制与试验研究。试验结果表明：采用优化设计混凝土配合比配制出的混凝土拌合物出机坍落度为170～215 mm ,2 h坍落度损失较小,压力泌水率较低,表现出良好的工作性能;混凝土28 d抗压强度较高,达到C60强度等级;掺加矿物掺合料的混凝土具有较低的收缩和徐变,与不掺矿物掺合料的混凝土相比,长龄期（360 d ）的收缩和徐变值降低了30％～50％;通过掺加大掺量矿物掺合料、降低水胶比的方法可以配制出C60低收缩徐变的高性能混凝土,该混凝土可用于塔柱和预应力混凝土箱梁中。