基于流变特性新拌水泥混凝土质量在线监控试验方法

为了达到在线监控新拌水泥混凝土质量的目的,采用改造的室内用水泥混凝土搅拌机,实现了在水泥混凝土搅拌过程中扭矩、转速数据地在线采集.通过改造的室内用水泥混凝土搅拌机,研究了新拌水泥混凝土坍落度与流变参数屈服应力和塑性黏度的关系,建立了新拌水泥混凝土坍落度与屈服应力和塑性黏度的关系式,得出屈服应力是影响新拌水泥混凝土坍落度的主要因素,可以用在线采集屈服应力数据来预测出机混凝土的坍落度,从而为在线监控新拌水泥混凝土质量提供了一定的试验依据.研究了新拌水泥混凝土坍落度与流变学指标扭矩的关系,建立了混凝土坍落度与扭矩之间的关系式,并得出了坍落度与扭矩之间的经验关系表,为在线监控新拌水泥混凝土质量提供了相应的试验方法.     

基于低坍落度混凝土理念的大型滑模摊铺施工工艺

针对大型一体化滑模摊铺机的水泥混凝土配合比设计进行探讨,提出低坍落度混凝土使用理念。主要包括:采用混凝土立模特性、出浆量以及振动液化时间等指标评价混凝土工作性;混凝土液化剂的掺入有效提高了其施工工作性;确定混凝土松铺高度、松铺宽度、松铺长度、堆料间距等参数,保证滑模摊铺施工连续进行。     

砂率对滑模摊铺水泥混凝土工作性的影响研究

根据滑模摊铺水泥混凝土路面不同施工阶段对混凝土工作性的不同要求,该文分别以出浆用时、表面粗糙度以及塌边高度为指标,研究不同砂率对滑模摊铺水泥混凝土出浆特性、抹面特性以及立模特性的影响。结果表明:随着砂率的增加,滑模摊铺水泥混凝土出浆用时先减小后增大,出浆特性先提高后降低;表面粗糙度连续降低,抹面特性不断提高;塌边高度先增大后减小再增大,立模特性先降低后提高再降低。当砂率为0.45时,滑模摊铺水泥混凝土具有满足各施工阶段需要的最优工作性。     

机制砂混凝土泌水试验研究

为改善机制砂混凝土混凝土的泌水性,试验研究了砂率、水灰比、机制砂中石粉含量和混凝土拌和物坍落度等混凝土配合比参数和工作性对混凝土泌水性的影响,试验结果表明:(1)随着砂率的增大,坍落度增大,泌水率减小。从防止泌水形成混凝土表面麻面和不降低弯拉强度的角度,砂率控制在35%~37%;(2)随着坍落度的增大,泌水率先减后增。本试验中坍落度70mm左右时的泌水率最低;对采用滑模摊铺的路面混凝土而言,从防止泌水的角度,坍落度宜控制在40~50mm;(3)石粉含量增大,泌水率略减,坍落度略增,影响不明显,建议采用外掺法掺加石粉,石粉掺量不宜超过10%;(4)随着水灰比的减小,泌水率减小,坍落度降低。水灰比建议控制在0.38~0.45之间。     

引气混凝土的流变力学特性研究

本文结合流变力学理论,系统的研究了加入引气剂后水泥混凝土材料流变力学特性的变化。研究发现：引气剂显著改善混凝土工作性,对于低坍落度混凝土,提高了其流动性,而对于高流态混凝土,减少了其离析、泌水现象;引气剂能提高混凝土拌和物的塑性粘度,随着引气剂掺量的增大,塑性粘度也相应提高,在低坍落度混凝土中,屈服应力略有降低,在高流态混凝土中,屈服应力稍有增长。     

引气水泥砂浆流变性试验研究

采用砂浆扭矩转速测试仪研究了4种引气剂对水泥砂浆流动度、含气量和流变性的影响。结果表明,引气水泥砂浆可视为宾汉姆体。引气气泡对浆体的流动性可以产生调节,黏度较大时,引气气泡可以降低浆体的黏度,改善流动性;反之,则引气气泡对浆体的流动性产生抑制。不同流态水泥砂浆的含气量均随引气剂掺量的增大而增大。低掺量引气剂时,高流态砂浆含气量高于低流态砂浆含气量;高掺量引气剂时,结果相反。在特定引气剂掺量范围内,砂浆塑性黏度提高,屈服应力降低。随着引气剂掺量增大,砂浆塑性黏度先增大后减小,屈服应力先减小后增大。     

机制砂混凝土振动粘度试验研究

为改善机制砂混凝土的滑模施工性能,试验研究了机制砂细度模数、石粉含量等材料参数、混凝土砂率等配合比参数以及拌合物坍落度等工作性能对机制砂混凝土粘度系数的影响,试验结果表明:(1)由于机制砂的细度模数大、整体颗粒较粗,采用机制砂配制的混凝土与相同配合比采用河砂配制的混凝土振动粘度系数小很多,如果简单采用机制砂取代河砂,将会导致滑模摊铺的混凝土路面塌边、离析;(2)在相同坍落度条件下,随着砂率的增加,由于混凝土中集料表面积增加,覆盖到集料表面的浆体厚度减薄,导致混凝土的振动粘度系数增加;(3)随着混凝土坍落度的增大,由于混凝土拌合物内部颗粒之间剪滞效应的减小,混凝土振动粘度系数增加;(4)随着石粉含量的增加,机制砂混凝土拌合物的振动粘度系数先增加,而后逐渐降低,石粉含量分界线在10%左右。根据试验结果,建立了振动粘度系数与石粉含量、混凝土砂率及坍落度的相关关系。     

黏度改性剂对混凝土拌和物流变参数及匀质性能影响

通过ICAR流变仪、分层度测试仪和多功能力学试验机,研究了微珠黏度改性剂、复合黏度改性剂及其掺量对混凝土塑性黏度、屈服应力、分层度及力学性能的影响,揭示了微珠黏度改性剂和复合黏度改性剂对大流态新拌混凝土流变特性及匀质性的影响规律,并指出了适量掺入的优点及超量掺入的缺点,最后,结合北京市某工程泵送混凝土的应用情况,提出了可泵送、塑性黏度及分层度的关系。结果表明:掺入微珠黏度改性剂或复合黏度改性剂均能显著降低混凝土拌和物的塑性黏度和屈服应力,且随着它们掺量的增加,屈服应力、塑性黏度及分层度均呈现先减小后增大规律;同掺量下微珠黏度改性剂对混凝土拌和物浆体匀质性的破坏力大于复合黏度改性剂,即分层度大,然而降黏效果相反;当黏度改性剂掺量小于30%时,混凝土28 d抗压强度均大于空白样,但掺量大于30%时,28 d抗压强度均小于空白样。工程应用表明,长距离或高层泵送混凝土,并不是塑性黏度越低越好,而是存在一个合理范围,这个范围使得混凝土拌和物是一个触变性的匀质的黏性混合物,根据应用统计分析,可采用塑性黏度与分层度的交集表示混凝土可泵区间,其表达式为:[(0,塑性黏度)∩(0,分层度)]。     

路用引气混凝土含气量损失试验研究

引气混凝土路面使用非常广泛,但关于其含气量经时损失的相关文献较少.笔者主要针对水泥混凝土滑模施工路面,分析了混凝土含气量损失的机理并通过大量室内试验数据详细阐述了引气剂掺量、水灰比、坍落度、粉煤灰、振动时间以及混凝土所处状态对引气混凝土含气量损失的影响.此外,还对如何控制混凝土含气量的损失提出了笔者的一些建议.     

Plastic Shrinkage Cracking Behavior of Pavement Cement Concrete at Early Age

针对目前路面水泥混凝土易于出现塑性开裂的情况,为更合理优化路面混凝土原材料与配合比设计参数,采用笠井芳夫教授提出的大板法,对比研究了水泥细度、矿物掺和料种类及掺量、混凝土配合比设计参数对路面混凝土早期塑性开裂性能的影响.试验结果表明,水泥的比表面积越大,矿物掺和料掺量越高,水灰比越小,混凝土浆集比越大时,越不利于路面水泥混凝土的塑性开裂控制.且相对于粉煤灰与矿粉,硅灰作为矿物掺和料时,硅灰将更显著降低混凝土抗塑性开裂等级.为提高路面水泥混凝土的抗裂性,宜选择比表面积小于360 kg/m3的水泥,水灰比大于0.4、浆集比小于275:725的配合比设计参数.当混凝土中掺加活性矿物掺和料时,应加强混凝土的早期养护,以抑制塑性裂缝的出现.     

氯氧镁水泥-粉煤灰复合浆体的流变性能

通过旋转黏度测试仪测试氯氧镁水泥(镁水泥)净浆在水化过程中不同的剪切速率下的剪切应力及塑性黏度,通过建立镁水泥流变模型拟合镁水泥流变曲线,并通过模型分析不同水化时间、不同粉煤灰掺量对镁水泥净浆流变特性的影响。研究结果表明:Herschel-Bulkley模型为镁水泥流变拟合最佳模型;当粉煤灰掺量为30%时,浆体剪切应力及塑性黏度均最小,浆体体系流动性最大,流变性降低程度最大;当粉煤灰掺量为30%时,浆体触变性最大。     

半柔性路面灌注水泥胶浆的性能研究

半柔性路面是采用多孔结构的大空隙开级配沥青混凝土灌注水泥胶浆所形成的复合路面.主要研究水胶比、砂胶比、减水剂对水泥胶浆工作性能的影响,设计了14种配合比,研究在不同水胶比、砂胶比和减水剂掺量下水泥胶浆的性能.结果表明:在合理的配合比下,采用适量的聚羧酸减水剂和膨胀剂,能使水泥胶浆具有良好的工作性能、高的强度和低的干缩率.半柔性路面材料含有此种水泥胶浆,将在高温和重载交通下具有阻止路面变形的能力.     

混凝土振捣状态下流变性和混凝土气泡拓扑结构研究

本文旨在分析研究3D打印低坍落度混凝土在激振条件下流变性规律,研究混凝土中液相的体积填充和饱和度,分析不同动表面张力表面活性剂对混凝土液化效果、立模性能和表面光洁度的规律。研究高频振捣下,表面活性剂在低坍落度混凝土中的引气能力、气泡结构变化规律。建立表面活性剂;分析3D打印混凝土引气特点;研究高频振捣施工在混凝土中多变的气泡结构,其相对塑性粘度的影响和对屈服应力的影响;研析混凝土硬化气孔结构特性,掌握引气结构变化对混凝土工作性的影响。     

含气量对再生混凝土路面耐磨性的影响研究

通过对五组混凝土进行坍落度、含气量、抗压强度和耐磨性对比试验研究,全面地比较和分析了再生混凝土含气量随再生粗骨料掺量大小的变化规律以及随之对再生混凝土路面耐磨性能产生的影响,并详细分析了其产生的原因。结果表明:含气量对再生混凝土耐磨性有较大影响,含气量随再生粗骨料掺量的增多而提高;当再生骨料掺量超过50%时,磨耗量明显增大。分析了原始混凝土的含气量和损伤累积亦会降低再生混凝土路面的耐磨性能。     

机制砂在隧道喷射混凝土及二次衬砌中的应用

为解决机制砂混凝土应用中存在级配不良、性能指标波动幅度较大、回弹率高及强度低等缺陷,以贵广高速铁路隧道施工为依托,采用室内试验和现场试验对机制砂加工系统的设备选型与在喷射混凝土及二次衬砌中的应用进行研究。研究结果表明:1)粉煤灰掺量为40%、水胶质量比为0.37的大掺量粉煤灰机制砂喷射混凝土能够满足规范及设计要求;2)选择喷射混凝土配合比时,可加大粉煤灰掺入量,降低单位用水量和水胶质量比,提高混凝土的工作性;3)施工现场喷射工艺成熟时,还可适当降低坍落度值,以确保混凝土的喷射效果和实体质量;4)水洗机制砂石粉含量并非越低越好,在8%~12%时混凝土的物理性能、力学性能以及耐久性能达到最佳。     

石粉混凝土的物理力学性质及路用价值探析

根据缺砂少石而又必须修筑水泥混凝土路面的实际情况,通过室内试验和现场试验路的对比资料,阐明了用石粉取代砂料所拌制的石粉水泥混凝土路面的力学指标及路用性能,具体介绍了组成的配合比例。实际应用证明,石粉水泥混凝土的路用性是可靠的。     

机制砂配制C60高性能混凝土的试验研究

通过室内试验配制了坍落度大于200 mm的C60高强机制砂混凝土,分析了5.1%、10%、15%三种不同石粉含量和掺加10%粉煤灰对混凝土工作性、强度和耐久性的影响,探究了石粉和粉煤灰在混凝土中的作用机理。结果表明,石粉含量在10%左右,高性能机制砂混凝土性能达到最佳;掺加10%粉煤灰可以改善混凝土的工作性和耐久性,而对强度不产生明显的影响。     

Mix Proportion Optimal Design for Flexible Basalt Fiber Reinforced Cement Concrete

为研究玄武岩纤维增强水泥混凝土的路用性能,针对柔性纤维水泥混凝土配合比设计过程中的不确定性和依赖经验的现状,以水灰比作为参照因素,通过正交试验分析了玄武岩纤维体积掺量和长度对混凝土抗弯拉强度的影响程度,明确了主次影响参数及参数适宜取值范围.通过进一步分析纤维体积率对水泥混凝土28 d抗弯拉强度、干缩率和冲击韧性等指标的影响,结合柔性纤维混凝土的增强机理,确定了各参数的最佳选值.研究结果表明,水灰比、纤维体积掺量和纤维长度是影响混凝土强度的重要因素,0.2％～0.3％体积掺量的玄武岩纤维可显著提高水泥混凝土的早期强度、收缩性能和抗冲击性能,同时具有良好的工作性,玄武岩纤维对水泥混凝土后期强度的提升有一定效果.     

瓦斯隧道气密性混凝土性能研究

为研究胶凝材料体系和气密剂掺量对气密性混凝土性能影响,通过调整胶凝材料二元体系的组成、比例以及气密剂掺量制备了C30气密性混凝土,研究了胶凝材料体系和气密剂掺量对C30气密性混凝土新拌性能(含气量和工作性能)、力学性能(抗压强度和抗折强度)、耐久性能(抗氯离子渗透性能和抗渗等级)和透气性能(透气系数)影响。结果表明,增加胶凝材料体系中粉煤灰用量可减少新拌混凝土含气量,同时提升混凝土坍落度、抗压和抗折强度、56d电通量、透气系数等指标;气密剂在合理掺量范围内可改善混凝土抗渗性能,为保证C30气密性混凝土同时具备良好的力学性能和抗渗性能,建议水泥和粉煤灰二元体系中比例为280∶100,而气密剂掺量不小于6.05%。随气密剂掺量增加,C30气密性混凝土透气性能增加,且气密剂的最佳掺量为6.58%。     

水泥路面滑模摊铺混凝土配合比设计

混凝土的工作性是水泥路面滑模摊铺成败的关键,配合比设计要结合工程实际情况,掌握工作性随时间、水灰比、外加剂掺量等因素的变化规律,以便施工时调整配合比.本文结合黄黄公路的应用实践论述了滑模摊铺混凝土的配合比设计方法.