聚羧酸减水剂对超高性能混凝土性能的影响研究

为研究不同聚羧酸减水剂掺量对超高性能混凝土性能的影响,制备含有不同减水剂掺量的超高性能混凝土,并对其流动度、抗压强度、收缩性能及抗氯离子渗透性能进行对比分析.结果表明,减水剂掺量对超高性能混凝土早期抗压强度与流动度影响存在临界点,超过临界点后,增加减水剂掺量,U H PC流动度保持稳定,但早期和后期抗压强度有不同程度下...     

聚酯-玻璃混杂纤维水泥稳定碎石无侧限抗压强度试验研究

为了研究水泥稳定碎石材料在聚酯-玻璃混杂纤维作用下的7天无侧限抗压强度的变化规律，通过对不同掺量的混杂纤维进行组合，得到了在聚酯-玻璃混杂纤维作用下的最佳掺量。试验结果表明:当聚酯纤维掺量为0.5 ‰~0.7 ‰，玻璃纤维掺量为1.3 ‰~1.7 ‰时，水泥稳定碎石材料7天无侧限抗压强度呈快速增长趋势。其中，在聚酯纤维掺量为0.7 ‰、玻璃纤维掺量为1.3 ‰时达到峰值，其7天无侧限抗压强度为5.20 MPa，相比不掺纤维的水泥稳定碎石的7天无侧限抗压强度增长了30%。聚酯-玻璃混合纤维的最佳掺量配比为聚酯纤维掺量0.7 ‰、玻璃纤维掺量1.3 ‰。     

碳酸锂对超早强道路修补砂浆性能的影响

为解决硫铝酸盐水泥制备超早强道路修补砂浆后期强度倒缩问题，采用硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合水泥制备的超早强道路修补砂浆，探究碳酸锂对超早强道路修补砂浆流动度、凝结时间、小时强度和收缩性能的影响。结果表明，碳酸锂对砂浆流动度无明显影响；显著缩短砂浆凝结时间，掺量为0.05%时，超早强道路修补砂浆初凝时间缩短至空白样的23.64%;为满足施工，掺入一水柠檬酸做缓凝剂对砂浆初凝时间进行调节，初凝时间大于15 min;碳酸锂显著提高砂浆抗折和抗压小时强度，2 h抗折和抗压强度分别为5.5 MPa和31.33 MPa,且28 d强度发展稳定无倒缩，砂浆超早期收缩性能为微膨胀，水泥石体积稳定，满足道路修补材料技术要求，实现2 h恢复道路交通的目标。     

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。     

轴心受压粉煤灰混凝土构件徐变系数研究

为了研究粉煤灰混凝土构件在轴向压应力作用下的徐变效应,自制了试验加载装置,对不同质量分数(掺量)粉煤灰混凝土徐变开展了试验研究。根据徐变B3模型的特点,考虑粉煤灰掺量、水胶比等参数,利用试验结果修正了混凝土徐变B3模型。此外,针对中国现行桥梁设计规范中混凝土名义徐变系数未考虑粉煤灰参数影响的事实,在试验研究粉煤灰掺量对不同龄期混凝土抗压强度影响的基础上,结合各国已有徐变试验数据,对中国现行桥梁设计规范中混凝土名义徐变系数计算公式进行了修正。结果表明:当粉煤灰掺量分别为0,15%和30%,经养护至28d加载时,混凝土徐变随粉煤灰掺量的增大而减小;经修正后的规范徐变系数计算模型可提高粉煤灰混凝土徐变的预测精度。     

青藏铁路低温早强混凝土抗压强度试验研究

试验研究了高效减水剂、引气剂、早强剂和矿物掺合料对低温养护(-2 ℃±2 ℃)混凝土抗压强度的影响.试验结果表明在混凝土中双掺复合外加剂和矿物掺合料,不仅有利于低温养护混凝土早期强度发展,而且较大幅度提高了混凝土后期强度,并可显著改善混凝土的耐久性.     

腐蚀环境下外加剂对混凝土耐久性的影响

为研究腐蚀环境下混凝土的抗压强度、抗折强度和抗侵蚀性能的演变规律。首先,以3%的Na₂SO₄和NaCl溶液模拟腐蚀环境,然后通过掺入不同含量的聚丙烯纤维分析混凝土在腐蚀环境下的性能变化。试验结果表明：(1)当聚丙烯纤维的掺量为0～3%时,混凝土的抗压强度和抗折强度逐渐增加,其最大抗压强度和抗折强度在Na₂SO₄和NaCl溶液中分别为50.2 MPa和48.3 MPa、6.2 MPa和5.8 MPa;而当聚丙烯纤维的掺量为3%～5%时,混凝土的抗压和抗折强度逐渐减小;(2)随着腐蚀时间的延长,聚丙烯纤维混凝土的抗压强度和抗折强度逐渐降低,在腐蚀14 d后,抗压强度和抗折强度在Na₂SO₄和NaCl溶液中分别为45.3 MPa和42.6 MPa、5.6 MPa和4.9 MPa;(3)距离表面30 mm处,不掺入纤维的混凝土的SO₄^2-浓度为1.4%,Cl^-浓度1.6%;而掺入3%聚丙烯纤维的混凝...     

聚酯纤维对水泥冷再生稳定碎石强度影响的试验研究

为了揭示聚酯纤维水泥冷再生稳定碎石的强度特征,通过室内试验研究了纤维含量、纤维长度和废旧路面材料掺量对水泥冷再生稳定碎石无侧限抗压强度和劈裂强度的影响规律.结果表明:聚酯纤维的掺入能够显著提高无侧限抗压强度和劈裂强度,且当聚酯纤维含量为0.7‰时,无侧限抗压强度和劈裂强度均达到最大值,分别为素水泥冷再生稳定碎石的1.18倍和1.30倍;无侧限抗压强度和劈裂强度随着废旧路面材料掺量的增加而降低,且当废旧路面材料掺量超过30％后,无侧限抗压强度迅速衰减,但掺入不低于0.5‰的聚酯纤维可有效缓解这种不利情况的发生;无侧限抗压强度和劈裂强度随纤维长度的增加而增加.以力学性能最优为原则,综合考虑经济性,建议纤维用量为0.7‰、纤维长度为7 cm、废旧路面材料掺量为30％.     

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。     

纳米SiO_2改性水泥混凝土优选及疲劳寿命预估

通过熵权法加权的灰靶理论,对5组不同掺量水平的纳米SiO_2改性混凝土综合路用性能进行评价分析,得到最优纳米SiO_2掺量;选择最优组改性混凝土进行弯曲疲劳试验,以弯拉强度及荷载作用次数为参数,建立BP神经网络模型。结果表明:经过纳米SiO_2改性的混凝土其各项路用性能均得到有效提高,其中1.5%掺量水平下,纳米SiO_2改性混凝土路用性能综合评价最高;采用BP神经网络模型预测1.5%掺量水平下纳米SiO_2改性混凝土疲劳寿命可得到较为准确的结果,最大误差小于1%,Levenberg-Marquardt训练算法与另外两种算法相比具有最少的迭代次数及最优的收敛速度和泛化能力,且误差平方和相比之下最低,最大相对误差为0.011%～0.041%。     

改良红砂土力学性能影响因素试验研究

通过无侧限抗压强度试验、CBR试验系统地研究了固化剂掺量、养护龄期,土的含水率、压实度和崩解程度等因素对改良红砂土力学性能的影响。试验结果表明:4%掺量的石灰改良土3d、7d和28d龄期的强度分别为0.61MPa、0.71MPa和1.09MPa,呈现前期低后期持续增长的趋势;随含水率的提高,改良土CBR值先上升后下降,在最优含水率附近达到峰值117%;随着压实度的提高,改良土强度逐渐变大,且压实度越高,强度变化率越大;红砂岩崩解的越充分,土颗粒粒径越小,改良红砂土的强度则越高,力学性能表现越良好。     

瓯江大桥混凝土专用测强曲线研究

目前执行的行业标准《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T 23-2011)只适用于对抗压强度为10.0~60.0MPa的混凝土进行强度检测,适合于小掺量掺合料的范围。本文针对瓯江大桥使用了大掺量掺合料和外加剂的海工混凝土,以及瓯江大桥箱梁高强混凝土,制定了专门的试验方案,测定了瓯江大桥混凝土回弹值与抗压强度值之间的关系。结果表明,由于混凝土材料中加入了大掺量掺合料及外加剂,相同抗压强度值对应的回弹值略低于《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ23-2011)中的相应值。     

钢纤维对混凝土强度的影响分析

通过室内试验,研究了钢纤维掺量对混凝土28 d抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和折压比的影响。试验结果表明,在混凝土中加入钢纤维可以提高混凝土强度,改善混凝土弯曲韧性;但钢纤维掺量并不是越多越好,当钢纤维掺量为1.5%时混凝土的强度最大,弯曲韧性最优。     

固化剂改良铁尾矿基层强度影响因素敏感性分析

为了明确影响固化剂改良铁尾矿基层强度的敏感参数,以无侧限抗压强度试验为基础,通过正交试验建立水泥、土凝岩两种固化剂改良铁尾矿的7d无侧限抗压强度简化预报模型,并对各敏感因素进行逐步回归分析,明确各敏感因素所占权重。结果表明:掺量为8%的固化剂改良铁尾矿满足低等级公路强度要求;掺量相同的条件下压实度越大固化剂改良铁尾矿强度越大;压实度相同的条件下固化剂掺量越大固化剂改良铁尾矿强度越大;影响固化剂改良铁尾矿7d无侧限抗压强度的因素按其权重大小排序为:固化剂掺量、压实度、固化剂掺量和压实度交互作用。     

桥梁伸缩缝快速修补材料配制及性能研究

为解决因桥梁伸缩缝修补周期较长而造成道路拥堵、车辆通行效率降低的问题，采用特种水泥和硅酸盐水泥作为复合胶凝体系，通过调节灰砂比、减水剂及矿物掺合料，制备了一种快速固化的水泥基砂浆材料，并对砂浆的和易性评价指标和力学性能进行试验，得到砂浆的最优配比为：灰砂比1∶1.1,减水剂0.2%,硅灰、矿粉、粉煤灰掺量分别为水泥用量的6%、2%、4%。试验结果表明，基于最优配方，快速修补材料流动度达到200 mm左右，凝结时间控制在15 min～25 min,具有良好的施工和易性，且2 h抗折强度和抗压强度分别达到7 MPa和25 MPa, 28 d抗压强度达到50 MPa以上，干缩率小于0.02%,是一种理想的桥梁伸缩缝快速修补料。     

硅灰掺加方式对混凝土阻尼性能影响

为了研究硅灰对混凝土阻尼性能的影响,从硅灰掺加方式和掺量角度出发,通过采用SFAD(硅灰按水泥质量比掺入混凝土)和SFRE(硅灰等质量取代细集料掺入混凝土)两种掺加方式,并基于硅灰的不同掺量,研究了硅灰对混凝土动态性能和静态性能的影响,建立了硅灰与混凝土抗压强度和阻尼比的线性关系。研究结果表明:与基准混凝土相比,SFAD混凝土抗压强度提升效果高于SFRE混凝土,硅灰掺量与抗压强度正相关,相关系数R2分别为0.9824和0.9550;SFRE混凝土比SFAD混凝土阻尼性能更优异,且SFRE混凝土阻尼比与硅灰掺量呈良好的负相关关系,相关系数R2高达0.9934,SFRE混凝土最佳硅灰掺量为5%左右。     

腐蚀和疲劳耦合作用下纤维混凝土的力学性能

采用响应面(RSM)、设计专家和中心复合设计(CCD)软件研究了腐蚀和疲劳耦合作用下道面混凝土的力学性能。建立了抗折强度耐损系数S_f、抗压强度耐损系数S_c以及相对动弹模量P_n的响应面模型,并基于模型分析了疲劳加载次数、硫酸盐干湿循环次数、纤维掺量及其相互作用对S_f、S_c和P_n的影响规律。结果表明,响应面模型拟合良好,在一系列的疲劳和腐蚀循环后,很好地反映了高性能合成纤维道面混凝土的实际服役特点。对S_f和P_n的影响显著性排序均为:疲劳加载次数>硫酸盐干湿循环次数>纤维掺量,而对S_c的影响显著性排序为:硫酸盐干湿循环次数>纤维掺量>疲劳加载次数。疲劳加载次数与硫酸盐干湿循环次数的交互作用对S_c和P_n的影响最显著,而这三个因素之间的交互作用对S_f的影响不明显。     

高性能道面混凝土配合比设计

为了做到不增加一次性投资也能够推广应用高性能道面混凝土,在现有施工水平与可能获得的材料的条件下,通过大量试验研究,采用独立设计法,建立了高性能道面混凝土抗折强度公式和配合比设计方法,提供了不同水灰比下的粉煤灰最佳掺量及配制不同抗折强度时的水泥用量,并对高性能道面混凝土的组成材料提出相应的要求。按所建立的掺优质粉煤灰混凝土配合比设计方法,可以配制出抗折强度在6.0~10.0 MPa的高性能道面混凝土,若掺加硅灰、钢纤维等,则可配制出强度更高的高性能道面混凝土。     

保水性再生骨料透水混凝土制备及其蒸发冷却效果研究

研究了硅灰掺量、砂率及天然骨料替代率对再生骨料透水混凝土抗压强度的改善效果,并在此基础上制备出抗压强度较高的再生骨料透水混凝土,再掺加保水材料以制备保水性再生骨料透水混凝土并研究其蒸发冷却效果。结果表明,提高硅灰掺量可增大拌和浆体量并改善界面过渡区的微观结构,提高砂率可显著增加拌和浆体量,而提高天然骨料替代率则改善了骨料颗粒级配,因此三种措施均能有效提高再生骨料透水混凝土的抗压强度;当硅灰掺量为7.5%、砂率为10%、天然骨料替代率为20%时可制备出28 d抗压强度达27.3 MPa的再生骨料透水混凝土,此时掺加保水材料制备保水性再生骨料透水混凝土,当保水材料掺量分别为3%、5%及7%时,试样28 d抗压强度将分别降低了35.9%、51.6%及57.1%。其中,保水材料掺量为3%的透水混凝土具有持续有效的蒸发冷却效果,而保水材料掺量为5%及7%的透水混凝土则仅具有显著的早期蒸发冷却效果。     

粉煤灰与矿渣在单掺和复掺情况下对混凝土强度的影响研究

为了研究粉煤灰和矿渣对混凝土强度的影响,通过控制矿物掺合料的掺量,经过强度试验得到在单掺粉煤灰或矿渣以及按1∶1比例复掺3种状况下混凝土的抗折强度和立方体抗压强度的变化规律。试验结果表明:加入掺合料的混凝土早期强度均比基准混凝土的强度低;粉煤灰和矿渣复掺时,二者的"叠加反应"促使混凝土的后期强度增长较快;单掺粉煤灰的早期抗折强度整体较高。