基于响应面法的超早强混凝土优化设计

为了获得早强剂与缓凝剂的最优掺量,制备工作性能良好的超早强混凝土,采用Design Expert软件的响应面分析法进行试验设计,测试早强剂(碳酸锂)和缓凝剂(硼酸)不同掺量组合下硫铝酸盐水泥混凝土的流动度和早期抗压强度,建立流动度和早期抗压强度的预测模型,基于该模型分析碳酸锂与硼酸对混凝土流动度和早期抗压强度的影响,预测二者的最优掺量并进行试验验证。结果表明:通过响应面法建立的二阶多项式模型可信度和精确度高;模型预测的碳酸锂和硼酸最优掺量分别为0.58‰和0.6‰,此掺量下混凝土的20min流动度、2h以及1d抗压强度试验值分别为229mm、34 MPa、62 MPa,模型预测结果与试验结果接近。     

钢纤维对超高性能混凝土施工及力学性能的影响研究

为探讨不同钢纤维掺量、长径比及形状对超高性能混凝土的施工及力学性能的影响,首先通过室内试验设计并制备了10组不同钢纤维的超高性能混凝土试件,然后分别对各试件依次进行扩展度、抗压强度及抗折强度测试,得出以下结论:① 随着钢纤维掺量的增大,超高性能混凝土的扩展度逐渐减小,抗压强度则逐渐增大,而抗折强度呈先增后减变化;② 随...     

减水剂掺量对盾构隧道同步注浆浆液性能影响试验研究

为进一步探究掺入高性能减水剂对强透水砂卵石地层同步注浆浆液性能的影响规律,在室内配置了6组不同减水剂掺量的配合比进行试验。结果表明:减水剂的掺入能有效改善膨润土导致的浆液过稠、流动度严重不足问题,当减水剂掺量为9.0~10.8 g/L时,不仅浆液的流动度、稠度得到改善,而且还能保持浆液具有较好的抗水分散性。     

矿物掺合料对复合注浆材料性能优化研究

针对水泥混凝土路面板底脱空等病害,系统研究了硅灰、粉煤灰等矿物掺合料,减水剂掺量和乳化沥青掺量等对复合注浆材料性能的影响,研发的复合注浆材料初始流动度不大于20 s,30 min流动度不高于30 s,与水泥稳定材料相比,复合注浆材料固结体7 d无侧限抗压强度略低,但挠度和水稳定性显著提高。     

钢纤维掺量及规格对桥梁用超高性能混凝土性能影响的研究

为了探究钢纤维掺量及规格对桥梁用超高性能混凝土施工性能和力学性能的影响,通过设置不同钢纤维掺量(0％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％)和长径比(65、80、90、100)进行对照试验,分别得到试件的扩展度、抗压强度、抗折强度.试验结果表明:当钢纤维长径比为65时,随着掺量的增加,超高性能...     

聚羧酸减水剂对微膨胀水泥基灌浆材料工作性能的影响研究

针对控制聚羧酸盐系高性能减水剂的种类和掺量,通过灌浆材料的扩展度、容重、膨胀率、早期强度及保水性进行对比试验,研究了不同型号、掺量的聚羧酸盐系减水剂对灌浆材料工作性能的影响,并验证了其力学性能和膨胀率是否符合要求。结果显示:在掺量为3.7‰～4.0‰时,各型减水剂能明显改善微膨胀水泥基灌浆材料的流动性、保水性,提高其早期强度,同时此种灌浆材料能产生微膨胀。     

减水剂类型对混凝土路用性能影响研究

为研究不同减水剂种类对混凝土性能的影响,结合室内试验方法,分别针对掺入聚羧酸减水剂、氨基磺酸盐减水剂和萘系减水剂混凝土的工作性能、抗压强度和早期收缩率进行对比分析,结果表明:混凝土掺入适量的减水剂可以有效提高混凝土的工作性能、抗压强度和降低早期收缩变形;掺入聚羧酸减水剂的混凝土工作性能最佳、抗压强度最高和早期收缩率最低,其次是氨基磺酸盐减水剂,效果最差的是萘系减水剂。研究结果可为掺入减水剂混凝土设计研究提供理论参考和借鉴。     

聚羧酸减水剂对透水混凝土性能影响试验研究

为改善透水混凝土的强度及耐久性，在透水混凝土制备过程中加入聚羧酸减水剂，研究在不同聚羧酸减水剂添加量和不同减水率条件下，透水混凝土的抗压强度、抗折强度、透水性能以及抗冻融性能的影响。结果表明：在掺量为0.2%、减水率为0.08时，聚羧酸减水剂对透水混凝土的抗折强度影响较小，但可有效提升透水混凝土的28 d抗压强度5 MPa,提升透水性能1.8 mm·s^-1,并可明显控制透水混凝土冻融后的质量损失及抗折强度损失。     

消泡剂种类和掺量对混凝土性能的影响研究

针对目前聚羧酸系减水剂配制混凝土存在的问题,结合黑山共和国南北高速公路Smokovac-Matesevo段工程,从混凝土拌和物性能、气泡间距系数、抗压强度、混凝土外观质量等角度出发,研究了消泡剂种类和掺量对混凝土性能的影响,结果表明:随着消泡剂掺量的逐渐增大,混凝土初期塌落度、含气量逐渐下降,坍落度经时损失变大,YGX消泡剂混凝土坍落度1h经时损失比AJM消泡剂要大,AJM消泡剂比YGX消泡剂含气量稳定效果好;随着消泡剂掺量的增加,混凝土气泡间距系数和抗压强度呈现增大趋势,AJM消泡剂在各个掺量上混凝土气泡间距系数均比YGX消泡剂要大,YGX消泡剂混凝土抗压强度比AJM消泡剂要大;工程推荐采用AJM消泡剂,推荐掺量为0.03%。     

减水剂对后装拔出法检测混凝土强度影响的研究

文章通过后拔出法及混凝土抗压强度对比试验,采用单因素方差分析及统计分析方法,研究了减水剂类型及掺量对后拔出法检测混凝土强度影响的显著性及影响规律。在此基础上,提出了采用减水剂修正系数,来修正后装拔出法测定的混凝土抗压强度的概念,以考虑不同减水剂及减水剂掺量对混凝土抗压强度的影响。通过研究,得出的结论为:减水剂对混凝土抗压强度及拉拔力均有显著影响,说明减水剂是后装拔出法检测混凝土强度的重要影响因素,不容忽视;减水剂掺量相同时,龄期为28天时,FDN对混凝土拉拔力影响较UNF-5的要大一些;60天时,二者的影响没有明显差别,可忽略减水剂类型间的差异;减水剂含量基本上在1.1%时,拉拔力为最大;在龄期大于60天及减水剂含量大于0.5%时,可不考虑减水剂类型的差异,取用统一的减水剂修正系数1.2,对于旧桥龄期可按大于60天考虑;在龄期28天及减水剂含量大于0.5%时,应考虑减水剂类型的影响,减水剂修正系数UNF-5取β=1.032,FDN取β=1.134。研究结果可供构件混凝土强度评定及研究参考。     

不同配比和养护条件对超高性能混凝土微观结构的影响

为了优化超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete,UHPC）制备方法,采用宏观力学试验与微观电镜技术相结合的方法,探讨不同配合比和养护条件对UHPC内部微观结构的影响。基于硅砂骨料的致密堆积级配,设计21个变量组,共制作了63个立方体试件,开展UHPC流动度试验、轴压试验和扫描电镜试验,分析水胶比、砂胶率、钢纤维掺量、消泡剂掺量、养护方法、龄期等因素对UHPC工作性能、抗压性能及其微观结构的影响规律以揭示UHPC的增强机制。研究结果表明：凝胶与骨料界面过渡区（ITZ）是UHPC内部的薄弱环节,提高ITZ的密实度和强度是增强UHPC的关键;UHPC的流动度随着水胶比的提高显著增大,但其抗压强度随着水胶比的提高先增大后降低;过高的砂胶率不利于UHPC工作性能,同时会造成其抗压强度下降;掺入消泡剂可以有效提高UHPC的表观质量,但可能会降低UHPC的工作性能和抗压强度;掺入2.5%的钢纤维能大幅提高UHPC的抗压强度,并明显改善其脆性特征,但会降低工作性能;高温养护能显著激发微硅粉和矿渣的火山灰效应,使UHPC的4 d抗压强度比常温养护提高约50%,有明显的早强优势,但存在后期强度下降的可能。     

室内环境下UHPC的收缩徐变试验和预测

为明确室内环境下普通及补偿收缩超高性能混凝土（UHPC）的收缩徐变特征，分别对这2种超高性能混凝土进行持续1 080 d的力学、收缩和徐变性能测试，分析了补偿收缩组分对超高性能混凝土性能的影响规律。基于收缩和徐变的试验结果，分析了国内外3种不同规范公式对室内环境下超高性能混凝土收缩徐变预测的适用性，并引入相应的修正系数对既有收缩徐变模型进行修正，使之适用于补偿收缩超高性能混凝土的收缩徐变预测。结果表明：①补偿收缩组分的加入对超高性能混凝土的力学性能有负面影响，使立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和弹性模量分别降低4.3%、5.1%和4.2%。②UHPC棱柱体抗压强度和弹性模量与立方体抗压强度间存在良好的统计关系，且该统计关系受配合比和龄期的影响较小。③补偿收缩组分能有效抑制超高性能混凝土的收缩，使收缩降低28.9%，但对徐变有负面影响，使徐变应变、徐变系数和徐变度分别增加13.3%、9.3%和15.8%。④DBJ43/T325—2017的收缩、徐变模型对室内环境下普通超高性能混凝土的收缩徐变均给予较好的预测，预测误差分别在4%和6%以内；SIA 2052—2016仅有收缩模型的预测结果与实测结果较好地吻合；引入收缩和徐变修正系数后的修正模型能分别对补偿收缩超高性能混凝土的收缩和徐变予以较好地预测，预测误差也分别在4%和6%以内。     

预制UHPC模壳增强RC桥墩设计方法与抗震性能分析

采用预制超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete,UHPC）永久模壳增强普通混凝土（Reinforced Concrete,RC）桥墩,可提高其抗震能力和耐久性能,同时加快桥梁施工速度。为研究预制UHPC永久模壳对桥墩抗震性能的影响,提出了预制模壳的设计方法,分析了其对桥墩的主动增强及被动约束机理;通过参数敏感性分析,研究了UHPC永久模壳关键参数对桥墩抗震性能的影响,包括UHPC抗压和抗拉强度等材料性能参数及模壳高度和厚度等几何参数。研究结果表明：永久模壳设计厚度由UHPC抗拉强度及桥墩截面尺寸控制,核心区混凝土浇筑温度及速度对其有一定影响,浇筑温度与模壳设计厚度呈逆相关,当浇筑温度从0℃上升到30℃时,模壳厚度约减小43%,而浇筑速度与模壳厚度呈正相关,当浇筑速度从0.5 m·h^-1增加到4 m·h^-1时,模壳厚度约增加30%;预制模壳的主动增强和被动约束作用可提高RC桥墩最大承载力和耗能能力15%以上,残余变形可减小17%以上;UHPC抗压和抗拉强度对新型桥墩初始刚度、最大承载力、耗能能力等性能指标影响较小,变化量均低于6%,提高UHPC抗压强度可有效降低新型桥墩的残余变形;预制UHPC模壳厚度和高度等几何参数主要影响新型桥墩的初始刚度和残余变形,对其耗能能力和最大承载力无显著影响;研究成果可为预制UHPC永久模壳增强混凝土桥墩的设计及抗震分析提供参考依据。     

坦桑尼亚尼雷尔大桥高性能混凝土试验研究与应用

坦桑尼亚尼雷尔大桥主桥为主跨200 m的双塔单索面斜拉桥,按美国标准设计,主梁、桥塔混凝土按28 d圆柱体抗压强度60 MPa设计,相当于我国28 d立方体抗压强度72 MPa(简称C72高性能混凝土).为制备出满足要求的混凝土,采用超细掺合料技术、优选各类原材料以及掺加超塑化剂的方法,从基准配合比设计、重复性试验、稳...     

UHPC 加固钢筋混凝土梁抗弯承载力试验研究

为研究普通钢筋混凝土梁不同受力区域加固超高性能混凝土（UHPC）后抗弯承载力的变化情况,设计、制作了3根试验梁[未加固钢筋混凝土梁（RC）、受压区UHPC加固梁（UC）和受拉区UHPC加固梁（UT）],采用四点加载法进行抗弯试验,分析加固前后试验梁的破坏模式、荷载-挠度曲线及承载力变化规律。结果表明：试验梁UC和UT相较于RC,刚度和承载力大幅提高,其中承载力分别提高61.2%和96.9%;提出了钢筋混凝土梁受压区、受拉区（考虑纤维贡献）加固UHPC后的抗弯承载力简化计算公式,计算值和试验值误差小于5%,具有较高的计算精度和适用性。     

用于湿接缝连接的UHPC收缩控制研究

污水处理厂生物反应池预制拼装施工复杂,超高性能混凝土(UHPC)湿接缝连接部位施工不当可能产生裂缝。结合工程实例,分析了UHPC收缩机理,通过研究不同分组对UHPC收缩的影响,提出采用粉煤灰和膨胀剂双掺的方法,有效控制UHPC的收缩变形,为现场UHPC施工的裂缝控制提供有力保障。     

自密实混凝土的收缩性能研究

为研究不同复合膨胀剂掺量对自密实混凝土收缩性能的影响，通过优化配合比，获得两种不同复合膨胀剂掺量的自密实混凝土，并以普通混凝土为基准，分别将其拌和物工作性、限制膨胀率、抗压强度、早龄期自收缩性能和体积稳定性进行对比分析。研究结果表明:复合膨胀剂能有效改善拌和物离析性能；基准混凝土成型后均表现为收缩状态，而自密实混凝土的体积先微膨胀后自收缩，且收缩变化并不明显；干燥失水条件下，基准混凝土随着龄期的增加，体积稳定性一直呈收缩变化，而自密实混凝土的体积收缩率呈先涨后缩变化，及时、充分对自密实混凝土进行保湿养护，     

高流动性超早强路面修补混凝土的试验研究

利用快硬硫铝酸盐水泥、氨基苯磺酸系高效减水剂和自配的RF早强掺合料配制出了高流动性、5 h抗折强度大于3.5M Pa、抗压强度大于20M Pa的路面快速修补混凝土。对外加剂与胶凝材料的相容性、混凝土的早期抗压强度、抗折强度、新老混凝土界面粘结性能及抗冻性能进行了试验研究,并在实际破损混凝土路面修补中进行了应用。结果表明,所配制的高流动性超早强修补混凝土便于施工操作、力学性能及耐久性能良好,可以应用于各种混凝土路面的修补并能在5 h内恢复交通。