掺粉煤灰煤矸石轻骨料混凝土性能研究

通过在煤矸石轻骨料混凝土中掺入粉煤灰,对不同粉煤灰掺量下混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能进行试验研究。结果表明,在煤矸石轻骨料混凝土中掺入粉煤灰,能够有效改善混凝土的工作性能、后期强度及耐久性,当粉煤灰掺量不超过30%时,煤矸石轻骨料混凝土能够获得良好的使用性能。煤矸石、粉煤灰等在混凝土中的大量使用,为综合利用工业固体废弃物提供了有效途径。     

掺煤矸石高速铁路路基填料冻胀特性试验研究

使用自行研制的单向冻胀试验系统,对高速铁路路基普通填料和掺煤矸石填料进行开放系统和封闭系统条件下的单向冻胀试验。试验结果表明:在冻结过程中掺煤矸石填料与普通填料的温度传导特性相近,总吸水量接近,冻结后水分的分布规律类似;掺煤矸石填料的冻胀量比普通填料稍大,但处于冻胀不敏感范围,且在不补水条件下会大幅减小。在季节性冻土区,对煤矸石废弃物进行产地再利用,采用掺煤矸石填料填筑高速铁路路基,能满足高速铁路路基的冻胀稳定性要求,具有可行性。     

干法胶粉大粒径沥青混合料性能与碳排评价

为提升大粒径透水性沥青混合料(LSPM)的路用性能,采用干法工艺制备胶粉大粒径沥青混合料。首先,提出了干法胶粉沥青膜有效厚度计算方法,并借助析漏与飞散试验,以LSPM-25为研究对象,给出其最佳沥青用量;其次,借助车辙和渗透性试验,对比评价胶粉掺量对沥青混合料性能的影响;最后,借助汉堡轮辙和动态模量试验,分析胶结料类型(SBS、MAC及胶粉)对LSPM-25混合料的影响特征,并对不同类型混合料的节能减排进行量化分析。结果表明：干法胶粉LSPM-25的最佳沥青用量为3.4%、胶粉最佳掺量为20%;路用性能测试结果显示胶粉-LSPM25与SBS-LSPM25沥青混合料的高温抗车辙性能和水稳定性接近,均优于MAC-LSPM25沥青混合料,然而,MAC-LSPM25与胶粉-LSPM25的动态模量整体均要高于SBS-LSPM25;在延长荷载作用时间或升温过程中,相同级配下,SBS胶结料变软或粘性降低的节点出现较早。另外,相较于SBS-LSPM25及MAC-LSPM25沥青混合料,干法胶粉-LSPM25表现出优异的节能减排效果,以1 km高速公路计算为例,MAC-LSPM25碳排放量约为干法胶粉的...     

煤矸石质固土材料在固化土中的应用研究

为了更好地将煤矸石质固土材料应用于铁路与道路工程,系统研究了煤矸石质固土材料掺量、土壤含水率、施工延迟时间以及养护龄期对其应用性能的影响。试验结果表明:固化土的抗压强度随着煤矸石质固土材料掺量的增加而增长,在6%掺量时,固化土7,28 d抗压强度分别为3.9,5.4 MPa,满足国家标准中的技术要求;固化土的抗压强度随着土壤含水率的增加而先增加,在含水率为12.7%时达到最大,随后强度急剧下降;固化土的抗压强度随着延迟时间的延长先上升后下降,延迟4 h时抗压强度上升到最高;固化土抗压强度随着龄期的增长而持续增长,7,60,90 d时抗压强度分别能够达到3.90,5.90,6.45 MPa。     

掺沸石粉配制高性能混凝土试验研究

利用本地区原材料进行了C60流动性高强混凝土的正交试验研究,取得了掺沸石粉配制C60流动性高强混凝土的试验数据,并对沸石粉掺料的作用机理进行了分析。     

复掺钢渣和粉煤灰对透水混凝土性能的影响

研究了复合引入炼钢废渣和粉煤灰对透水混凝土性能的影响,并对透水混凝土的透水系数和强度进行了分析。结果表明:粉煤灰、钢渣和水泥作为胶结料复合使用,对各物料的水化反应起到促进作用。当粉煤灰掺量为15%、钢渣掺量为10%时,透水混凝土28 d抗压强度和透水系数均较高。粉煤灰和钢渣复合加入,使胶结料连接桥更致密,强度更高。     

预拌-增强型复合结合料性能评价

采用SEM和荧光显微镜分析天然沥青对软质沥青的改性机理和复合效果,用正交试验确定复合结合料的制备工艺,通过室内试验分析不同类型天然沥青和剂量对复合沥青结合料的高温、低温和抗老化性能的影响。研究结果表明:天然沥青通过吸收软质沥青的轻质组分,形成微观多相、宏观均匀的稳定的分布体系;通过预拌-增强技术的复合沥青结合料的感温性能、高温性能和老化性能得以提高,但低温性能有所降低;综合考虑性能,建议TLA天然湖沥青、布敦沥青适宜掺量为25%,青川沥青和阿尔巴尼亚沥青适宜掺量为8%。     

级配和水泥掺量对泡沫沥青冷再生混合料路用性能的影响

为评价级配和水泥掺量的影响,分别采用无侧限抗压强度试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验和小梁弯曲试验对不同类型泡沫沥青冷再生混合料的力学性能、水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性进行测试.研究结果表明:在再生料中掺加新集料可以降低2.3％～3.3％的空隙率.通过同时掺加新粗、细集料和矿粉来进行再生料级配优化可以获得...     

富油RAP热再生沥青混合料路用性能研究

为分析富油RAP热再生沥青混合料的路用性能,分别对不同RAP(富油RAP)掺量的AC-20沥青混合料进行抗高温、抗低温、抗水损坏和抗疲劳性能试验.研究结果表明,随着RAP和富油RAP掺量的增加,可以显著降低热再生沥青混合料中新沥青用量,且沥青混合料低温抗裂性能和抗疲劳性能降低,而高温抗车辙能力增强,抗水损害能力先增加后...     

高速铁路路基粗粒土B组填料剪胀特性的大型三轴试验研究

采用大型三轴试验剪切仪,对高速铁路路基粗粒土B组填料的剪胀特性进行试验研究。结果表明:围压和粗粒含量对粗粒土B组填料的剪胀性有显著影响,整体表现为粗粒含量低或围压高时剪缩,粗粒含量高且围压低时先剪缩后剪胀;当围压小于200 k Pa,粗粒含量大于49.31%时,粗粒土B组填料存在明显的剪胀趋势,且围压越低、粗粒含量越高,剪胀时轴向应变越小。验证了轴向应变ε21与侧向应变ε3的二次函数对粗粒土B组填料的适应性,并在此基础上根据试验结果建立粗粒土B组填料关于粗粒含量、围压的剪胀判据方程。ROWE剪胀方程能很好地反映粗粒土B组填料剪胀特性,参数K可取7~12。     

基于正交设计的水泥基注浆材料配比试验研究

应用正交设计方法,以水料比、硫铝酸盐水泥掺量、硅灰掺量定为3个因素,每个因素设置了3个影响水平,按照正交表共计设计9组配比方案,并经由试验得到不同配比下注浆材料的出机流动度、90 min流动度、12 h抗压强度、1 d抗压强度、28 d抗压强度。采用极差分析,确定各影响因素敏感性,绘制直观分析图反映各因素对注浆材料流动度、抗压强度的影响,分析了各因素对注浆材料性能的影响规律。试验结果表明:当水料比为0.19,硫铝酸盐水泥掺量为13%,硅灰掺量为7%时水泥基注浆材料浆体出机流动度为385 mm,90 min流动度为350 mm,12 h抗压强度为4.8 MPa,1 d抗压强度为23.3 MPa,28 d抗压强度为86.9 MPa,均满足技术要求。     

煤矸石对水泥性能的影响及机理分析

煤矸石作为掺合料广泛应用于水泥生产中,其选料、配料存在原料有害杂质含量把关不严,大量超掺煤矸石,生产的水泥使用中会出现浮黑浆、需水量比过大、坍落度损失快、与减水剂适应性能差等问题。使用生、熟煤矸石等量替代水泥,并掺入酯类、醚类两种聚羧酸减水剂,分别测试水泥净浆流动度、减水率、水泥胶砂强度,结合扫描电镜及XRD测试结果分析机理。研究表明:随着煤矸石取代水泥掺量的增加,水泥净浆初始流动度明显降低,且损失严重;煤矸石中含有的伊利石和蒙脱石结构及组分类似,影响聚羧酸减水剂使用效果,生煤矸石比熟煤矸石对减水剂性能影响更大;随着煤矸石掺量增加,在水泥净浆流动度变化率上,酯类较醚类聚羧酸减水剂变化平稳,水泥胶砂试件抗压、抗折强度都在不断下降,而且掺量越大,强度降低愈加明显,其中生煤矸石又相较熟煤矸石更加敏感。     

高速铁路路基冻胀特性水泥掺入的改性研究

哈大铁路沿途广泛分布的季节性冻土,引起含不同细粉料的路基级配碎石垫层产生冻胀问题,不能满足高铁对线路平顺性的要求。通过掺入一定量的水泥,可以有效减少吸水量和冻胀量。基于相似理论开展了不同细粉含量、不同含水量及不同水泥掺量工况下路基级配碎石的冻胀特性研究,进行了4种细粉含量及4种水泥掺量条件下的孔隙率、含水率及冻胀量试验。结果表明:掺加水泥可显著降低级配碎石的冻胀率,未掺加水泥级配碎石其原位冻胀率可达1%~1.65%,随着水泥掺量的增加,掺水泥5%以上级配碎石硬化后基本可消除细粉土引起的原位冻胀和水迁移冻胀,其原位冻胀率小于0.2%。掺加水泥量必须同时考虑对冻胀率及物理力学性能的影响,建议水泥掺量为5%。     

砂质板岩粗粒土蠕变特性影响因素试验研究

通过单轴压缩蠕变试验研究含水率以及颗粒组成对粗粒土蠕变的影响规律,分析砂质板岩粗粒土在不同影响因素（含水状态、颗粒组成）下的蠕变特性,并基于与试验结果相符的H-K蠕变模型,探讨含水率、细颗粒含量、应力与蠕变参数之间的关系。研究结果表明：含水率、细颗粒含量均为影响粗粒土蠕变特性的重要因素,提出通过使用干燥或饱和含水态的粗粒土填料以及使用细颗粒含量为30%的粗粒土填料的途径来控制路堤的长期沉降。     

纳米碳酸钙对钢纤维混凝土物理力学性能的影响

试验研究了不同掺量纳米CaCO3对钢纤维混凝土物理力学性能的影响,并采用XRD和SEM微观手段对其改善机理进行了分析.试验结果表明,适量的纳米碳酸钙可以改善钢纤维混凝土的和易性,提高混凝土各个龄期的抗折和抗压强度.在掺有1.5%体积掺量的螺旋状的钢纤维混凝土中,纳米碳酸钙的最佳掺量为水泥质量的2%.     

不同级配对沥青混合料矿料间隙率的影响

沥青混合料矿料间隙率过大或过小都会对沥青混合料的路用性能产生不利影响。矿料间隙率对沥青混合料强度、耐久性和高温稳定性有很高的敏感度，是沥青混合料设计的一个重要参数之一。主要研究了不同级配对矿料间隙率的影响，通过马歇尔正交试验分析了级配对沥青混合料AC-13矿料间隙率的影响，得出了矿料间隙率与贝雷法评价级配的参数的关系。     

正交设计和响应面设计在路用混凝土配合比优化中的应用与比较

为了提高试验结果的可靠性,以影响路用混凝土抗折强度的砂率、粉煤灰和减水剂掺量3个因素为例,进行正交设计和响应面设计来对比2种方法在试验设计与性能优化方面的差异。结果表明,正交设计和响应面设计都可得到最优工艺参数,其中正交设计是以较少的试验次数得到给定水平组合的最优条件,而响应面设计得到的最优工艺条件不再局限于给定水平的组合,准确度也有所提高,而且还能对性能进行预测。     

高速铁路砂质板岩粗粒土填料蠕变特性试验研究

通过利用大型单轴固结仪对砂质板岩粗粒土填料进行低应力状态(σ=50,100,200,400和800 kPa)的单轴压缩蠕变试验,研究砂质板岩粗粒土路堤填料的蠕变性质。基于粗粒土蠕变理论,分析填料的蠕变曲线特征,确定蠕变的初始计算时间,选取常见的蠕变本构模型,利用改进的高斯-牛顿法确定压实度为95%的砂质板岩粗粒土的蠕变模型参数。研究结果表明:砂质板岩粗粒土在低应力状态下表现出具有弹性变形、稳定蠕变和无黏性流动的衰减蠕变特性;H-K-K模型更准确地反映砂质板岩粗粒土填料的蠕变特性。     

养护条件对矿物掺和料混凝土吸水率和电通量的影响

采用粉煤灰和矿渣粉复掺取代50%水泥,研究养护时间、养护湿度以及覆膜养护对混凝土吸水率和电通量的影响。试验结果表明:复掺矿物掺和料混凝土的标准养护时间越短、养护湿度越低、拆模前覆膜养护温度越高,混凝土吸水率越大,抗氯离子渗透性越差。在相同养护条件下,复掺粉煤灰-矿渣粉的混凝土吸水率比单掺煤灰的小,比单掺矿渣粉的大,抗氯离子渗透性能比单掺粉煤灰的好,但是比单掺矿渣粉的差。     

火车用-废旧闸瓦摩擦回收料对砂浆抗碳化性能的影响

为了解决火车用废旧闸瓦对环境的污染,将废旧闸瓦摩擦回收料作为水泥基超细掺合料,研究废旧闸瓦摩擦回收料对水泥砂浆抗碳化性能的影响。利用压汞仪测试了不同工况下废旧闸瓦摩擦回收料砂浆的孔结构特征;采用SEM分析了废旧闸瓦摩擦回收料砂浆的界面过渡区特征。分析结果表明:(1)随着废旧闸瓦摩擦回收料掺量的增加及水灰比的减小,砂浆的强度均随之提高;(2)当废旧闸瓦摩擦回收料掺量在5%时,抗碳化性能最差;回收料掺量在30%时,效果最好;(3)压汞结果显示,含20%、30%废旧闸瓦摩擦回收料的砂浆,其大孔体积明显减少;(4)SEM结果表明,适量的废旧闸瓦摩擦回收料能优化砂浆的界面结构。