干热河谷地区大体积高强混凝土配合比优化设计

针对云南格巧高速公路双河特大桥C60巨型塔柱大体积高强混凝土在干热河谷地区体积稳定性控制要求,采用L16(44)正交试验,以水胶比、胶凝材料、矿物掺合料取代量、粉煤灰与矿粉复合比例为四因素,研究分析混凝土抗压强度和绝热温升为指标最优设计方案,并通过收缩变形试验优化配合比。结果表明,影响混凝土强度因素逐次为水胶比胶凝材料复合掺合料比例矿物掺合料掺量;影响混凝土绝热温升因素逐次为水胶比胶凝材料矿物掺合料掺量复合掺合料比例;粉煤灰和矿粉均可降低水化放热,并抑制混凝土自收缩和干燥收缩,且粉煤灰收缩抑制效果优于矿粉。     

矿物掺合料对水泥砂浆性能的影响

为了提高水泥混凝土中矿物掺合料的利用效率,推动绿色混凝土的发展,该文研究了常见的几种矿物掺合料对水泥砂浆性能的影响规律。该文主要通过正交试验法,系统分析了不同掺量的硅灰、粉煤灰、S95级矿粉和微珠超细粉对水泥砂浆流动性、强度和收缩性能的影响。试验结果表明:粉煤灰、矿粉和微珠均能提高水泥砂浆的流动度,其中,微珠对水泥砂浆流动度的影响程度最大;粉煤灰、微珠和矿粉均能够降低水泥砂浆的早期收缩量,但硅灰不利于无粗骨料混凝土的早期收缩控制。粉煤灰不利于水泥砂浆强度的提高,硅灰和矿粉不利于水泥砂浆7 d强度的提高,但在一定程度上,却能提高水泥砂浆28 d强度,而适量的微珠则能够提高水泥砂浆7 d和28 d强度。     

矿物掺合料对水泥砂浆性能影响试验研究

为了研究粉煤灰、矿粉、硅灰、微珠超细粉煤灰4种矿物掺合料对水泥砂浆流动性、强度与收缩性能的影响。选定4%、7%、10%等3种掺量水平,采用四因素三水平的正交试验方法进行试验,对试验数据进行极差分析,研究4种矿物掺合料对各项性能的影响规律。研究结果表明:在掺量范围内,4种矿物掺合料均能改善水泥砂浆流动性能,其中微珠超细粉煤灰为最显著影响因素;粉煤灰对水泥砂浆7d龄期与28d龄期的抗压强度、抗折强度均有负面影响,且掺量越大,影响越明显;硅灰与矿粉随着掺量的增加,7d强度随之减少,而28d强度随之增加,微珠超细粉煤灰的7%掺量为提升水泥砂浆早期强度的最优掺量;除硅灰外,另3种矿物掺合料掺量越大,改善水泥砂浆收缩变形效果越好,因此在改善水泥砂浆收缩性能方面,4%的硅灰、10%的粉煤灰、10%的矿粉、10%的微珠超细粉煤灰复掺效果最佳。     

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。     

矿物掺合料对硫铝酸盐水泥基双液注浆料性能的影响

采用粉煤灰、矿粉和硅灰分别取代硫铝酸盐水泥基双液注浆料,对比分析了它们对注浆料的凝结时间和抗压强度的影响。试验结果表明:按0%、10%、20%、30%的质量比例分别取代注浆料时,随着取代量的增加,初凝时间缩短,终凝时间延长;在掺量小于10%时,掺加矿粉可以增大硫铝酸盐水泥基双液注浆料的抗压强度,掺量大于10%时,掺加矿粉会减小抗压强度,对于粉煤灰和硅灰,除粉煤灰在掺量小于10%时可以略微增大1d抗压强度以外,其余掺量均使抗压强度减小,这对矿物掺合料在硫铝酸盐水泥基双液注浆材料中的应用具有一定的参考价值。     

5℃下不同水胶比矿物掺合料火山灰效应实验研究

利用火山灰效应的比强度分析方法,对低温(5℃)养护环境下不同水胶比复合矿物掺合料水泥砂浆的力学性能进行了实验研究,对复合矿物掺合料不同龄期火山灰效应的发挥进行了数值分析,并比较了硅灰掺量对火山灰效应的影响。结果表明:因为矿物掺合料的加入,砂浆的强度均得到了不同程度的提高;水胶比较小时火山灰效应更容易得到发挥;抗折强度火山灰效应贡献率在两种水胶比下呈相反的发展趋势,抗压强度呈相同的趋势;不同硅灰掺量同水胶比时到后期基本呈现相反的发展趋势。为了使复合矿物掺合料的火山灰效应得到充分发挥,应考虑砂浆的水胶比,并通过实验确定最佳的掺量。     

水泥基灌浆材料的流动性能研究

为了掌握水胶比、粉煤灰、减水剂、膨胀剂和胶砂比对水泥基灌浆材料流动性能的影响及其最佳配比,通过调整水胶比、粉煤灰、减水剂、膨胀剂和胶砂比的掺量和配比,并引入正交试验来分析对灌浆材料流动度的影响,结果表明:减水剂对水泥基灌浆材料初始流动度和30min流动度影响最为显著,粉煤灰对其初始流动度影响较小,膨胀剂对其30min流动度影响较小。水胶比、粉煤灰、减水剂、膨胀剂和胶砂比的最佳配比为水胶比0.31、粉煤灰20%、减水剂0.8%、膨胀剂6%、胶砂比1.1。     

负温环境对水泥水化程度及混凝土强度的影响研究

为研究负温、常温养护下的水泥水化程度和混凝土的强度增长规律,选定水胶比为0.24和0.38,在混凝土中加入粉煤灰和矿粉为掺合料,同时加入不同掺量的引气剂作对比,测试混凝土试块在养护至7 d、14 d、21 d、28 d、84 d的抗压强度,分析对比其规律。研究表明:-3℃养护下,水泥水化程度在14 d后变缓,同龄期下水泥水化进程约为常温养护下的50%;常温养护下,矿物掺合料的效应在84 d以后发挥效果较明显;-3℃养护下,混凝土强度约为常温养护下的60%,矿物掺合料的效应不明显,引气剂的加入对低水胶比的混凝土试块强度影响更大。     

聚丙烯腈纤维对矿物掺合料混凝土性能的影响研究

以坍落度和抗压强度为指标,采用正交试验方法研究了掺聚丙烯腈纤维和矿物掺合料(粉煤灰、矿粉)对混凝土性能(如:坍落度、粘聚性、强度、抗裂性等)的影响.通过试验,得出各因素的影响特点,并分析了各因素的影响机理.结合当地产的材料特点总结出矿物掺合料和聚丙烯腈纤维的一个最佳掺量,并通过最优配合比与基准混凝土的对比,研究了纤维的...     

磷石膏对水玻璃激发粉煤灰-矿粉复合材料强度的影响

磷石膏、粉煤灰、矿粉为主要胶凝材料，水玻璃作为激发剂，研究了不同水胶比时，磷石膏的掺量对碱激发-粉煤灰-矿粉胶凝材料力学性能的影响。结果表明，掺加磷石膏可以改善胶凝材料的力学性能，掺量在20 wt.%～30 wt.%范围内，试样早期强度较高，后期强度不发生倒缩，且后期强度增长明显；降低水胶比可以显著提升胶凝材料的力学性能，抑制后期强度的倒缩；不同的水胶比条件下，磷石膏掺量为5 wt.%时，可以显著改善材料的力学性能，掺量为10 wt.%时，材料体系力学性能下降，而20 wt.%～30 wt.%为磷石膏的最佳掺量区间。     

活性粉末混凝土(RPC200)的配制试验研究

进行了活性粉末混凝土(RPC200)的配制试验,通过五批试件比较分析了水胶比、砂胶比、减水剂掺量、硅灰与石英粉比等参数对RPC的流动度以及抗折、抗压强度的影响。在保证强度的前提下,用粉煤灰代替部分水泥以改善RPC的流动度,探讨以地方常用材料配制RPC的可能性。     

隧道单层衬砌高强喷射混凝土试验研究

近年来,单层衬砌作为新的隧道结构形式,由于其具有经济、低碳、环保特点,广泛应用于隧道及地下工程中。但对于组成单层衬砌结构主要材料的喷射混凝土的力学和耐久性能要求比以往喷射混凝土要求更高。该文围绕提高喷射混凝土强度和密实度进行了相关的试验研究,研究证实采用聚羧酸高性能减水剂、无碱速凝剂和低水胶比以及单掺或双掺矿物掺合料可有效提高混凝土的强度和密实性。     

应用灰色系统理论预测钢筋混凝土梁的氯离子结合规律

水胶比为0．35,硅灰掺量10％,粉煤灰掺量30％,矿粉掺量50％的钢筋混凝土梁试件。利用设计的加载装置对试件加载,将钢筋混凝土土试件暴露于干湿循环一盐湖卤水加速侵蚀环境中,用自然扩散法测定了钢筋混凝土试件距表面不同深度的总氯离子、自由氯离子浓度。计算钢筋混凝土试件氯离子结合能力。采用灰色关联理论研究了加载、矿物掺合料和干事循环次数对氯离子结合能力的影响。通过建立多元灰预测模型分析了盐湖卤水侵蚀环境下钢筋混凝土氯离子结合能力。结果表明：氯离子结合能力的影响因素的灰色关联度由大到小的排序为：0．4荷载比,10％硅灰掺量,30％粉煤灰掺量,50％矿粉掺量,干湿循环次数。多元灰预测模型呈现出较高的精度以预测盐湖卤水侵蚀环境下钢筋混凝土的混凝土氯离子结合能力规律。     

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。     

复合胶凝材料体系对海工混凝土抗氯离子渗透性及抗压强度的影响

通过调整胶凝材料中矿物掺合料的种类、掺量,研究了单掺矿粉、粉煤灰及复掺上述两种矿料对海工混凝土抗氯离子渗透性及抗压强度的影响。研究表明,与纯水泥混凝土相比,单掺矿粉、粉煤灰均会降低混凝土7d抗压强度,且强度与掺量成反比关系;单掺矿粉对混凝土28d强度无明显影响,且会增强28d混凝土抗氯离子的渗透性能,掺量达35%后增强效果不明显;混凝土性能对粉煤灰极为敏感,当掺入50%粉煤灰时,28d强度下降37%,氯离子扩散系数为纯水泥混凝土的4.4倍。     

混合掺合料高性能混凝土的力学和耐久性研究

对掺入掺合料(1种或2种)的高性能混凝土力学特性和耐久性进行了研究。实验参数变化量包括掺入掺合料的种类和数量以及混凝土的水胶比。实验表明:掺合料硅灰在对提高混凝土强度和渗透性方面明显优于粉煤灰。2种掺合料的高性能混凝土(粉煤灰+硅灰)在抗氯离子渗透方面表现最优。所有的2种掺合料的高性能混凝土样品均表现出很突出的耐久特性。     

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。     

再生骨料快硬高早强混凝土的配制技术研究

为合理利用废弃的混凝土再生骨料,采用正交试验优化水胶比、再生骨料掺量及快速修补矿物掺合料CUFG掺量的合理配伍。试验结果表明:无论是早期还是后期,水胶比仍然是影响混凝土强度的最主要因素;再生骨料和快速修补矿物掺合料对强度的影响与龄期有关;合理安排水胶比和快速修补矿物掺合料掺量,在再生骨料用量达100%的条件下制备的混凝土24 h抗折、抗压强度均满足重交通和特重交通开放的要求。     

基于正交试验的活性粉末混凝土配合比设计

活性粉末混凝土(RPC)是近年来研制出的一种新型超高性能水泥基材料,具有很高的强度、韧性和耐久性.采用正交试验的方法,研究水胶比、砂胶比、硅灰和粉煤灰掺量对RPC强度的影响.研究结果表明,RPC抗压强度的影响因素次序依次为水胶比、硅灰掺量、粉煤灰掺量及砂胶比;当水胶比为0.14、硅灰掺量为18％、粉煤灰掺量为20％、砂胶比为1/1.2时,可配制强度极高的RPC.     

高性能同步注浆材料专用外加剂的研制

为利用盾构泥砂成功制备出高性能同步注浆材料,采用膨润土、凹凸棒黏土、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、FDN减水剂、聚羧酸减水剂与葡萄糖酸钠进行复配,优选配方组成,研制出高性能同步注浆材料专用外加剂HMA。结果表明,掺加HMA配制出的同步注浆材料工作性能好,初始流动度可达210 mm,流动度经时损失极小,能有效防止管片上浮,稠度值为10 cm左右,泌水率几乎为0,抗水分散效果好,28 d水陆强度比可达0.90以上。说明HMA外加剂非常适合用来配制高性能同步注浆材料。