几种外加剂组分对硫铝酸盐水泥性能的影响

通过往硫铝酸盐水泥中掺加外加剂的办法,来寻求一种战时1 h抢修机场跑道的材料。通过分别研究碳酸锂、亚硝酸钙、聚羧酸高效减水剂、纳米碳酸钙、硅灰等单一组分的不同掺量对硫铝酸盐水泥不同性能的影响得出单一组分的最佳掺量范围。采用正交试验方法探讨在标准养护条件下不同掺量的复合组分对硫铝酸盐水泥胶砂强度的影响,分析得出超早强外加剂的最佳配比:碳酸锂、硅灰、聚羧酸高效减水剂、亚硝酸钙、纳米钙掺量分别为0.1%,4%,1.0%,0.5%和0.5%。掺入最佳配比的外加剂,材料1 h胶砂抗折/抗压强度达到6.2/37.1 MPa,3 d胶砂抗折/抗压强度达到10.8/62.3 MPa,符合战时机场跑道抢修等工程的要求。     

可再分散沥青粉末改性水泥砂浆性能试验研究

研究了可再分散沥青粉末掺量对水泥砂浆的强度、吸水率、收缩性能以及孔结构的影响。试验结果表明:当沥青粉末掺量不超过水泥砂浆胶凝材料总量的30%时,随着沥青粉末掺量的增加,砂浆的抗压强度、抗折强度、弹性模量均降低,砂浆的折压比增大,韧性提高,收缩率减小;沥青粉末的掺入改变了砂浆的孔结构,随着沥青粉末掺量的增加,砂浆的总孔隙率增加;由于沥青的憎水作用,掺沥青粉末砂浆的吸水率比不掺沥青粉末砂浆的吸水率低。     

粉煤灰和硅灰对高强度纤维水泥基材料力学性能影响研究

基于纤维水泥基复合材料的发展和工程应用实际,探讨不同粉煤灰和硅灰掺量对高强度纤维水泥基材料抗压强度、抗折强度以及韧性的影响。研究结果表明:粉煤灰和硅灰的掺加会显著影响高强度纤维水泥基材料的力学性能,具体优化掺量为50%的粉煤灰和15%的硅灰可以使高强度纤维水泥基材料抗折强度增强到19.5 MPa,抗压强度提高至75.2 MPa,折压比达到0.26左右,比普通纤维混凝土在抗折和抗压强度上分别提高了35%和40%,折压比也提高了6%左右,说明该优化配合比能明显增强高强度纤维水泥基材料的抗压强度、抗折强度和韧性,可为该材料的工程应用提供参考。     

用于水稳碎石的硫铝酸盐水泥性能调控与作用机理研究

为了缩短水泥稳定碎石的养生时间,达到快速开放交通的要求,研究了复合缓凝剂和复合早强剂对硫铝酸盐水泥凝结时间、早期强度和泌水量的影响。结果发现,复合缓凝剂能够有效延长硫铝酸盐水泥的凝结时间,但会增加水泥的泌水量和降低其早期强度,复合早强剂的对硫铝酸盐水泥的影响与之相反,进而得到了适用于水泥稳定碎石的复合缓凝剂和复合早强剂的最佳掺量分别为：聚羧酸减水剂(0.4%)、硼砂(0.6%)、碳酸锂(0.25%)和甲酸钙(0.6%)。在此基础上,采用等温量热法、X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)试验研究了复合缓凝剂和复合早强剂对硫铝酸盐水泥水化的影响。研究结果表明：单掺复合缓凝剂会延缓硫铝酸盐水泥的早期水化速率,对硫铝酸盐水泥水化程度影响较小。硼砂和Ca2+离子形成络合物包裹在水泥颗粒周围,阻碍水分子及离子的扩散,抑制钙钒石(AFt)的生成,且会导致硫铝酸盐水泥产生较多的微裂缝。复掺复合缓凝剂和早强剂,Li+能加速水泥颗粒表面水保护膜的破裂,HCOO-能提高水泥水化整体的碱度并促进AFt和铝胶的生成,能有效的减弱单掺复合缓凝剂所产生的负面影响,并且增加硫铝酸盐水泥的水化程度。论文提出的复掺...     

乳胶粉对水泥砂浆性能影响的研究

可再分散乳胶粉作为预拌砂浆中的一种重要组分,对改善砂浆和易性、提高砂浆力学性能具有重要作用。本文通过单因素试验分别研究了掺加不同掺量可再分散乳胶粉对砂浆的和易性、抗压强度、抗折强度、粘结强度、粘结抗弯折强度等性能的影响,并进行了机理分析。研究表明:砂浆中掺加适量的可再分散乳胶粉可明显改善砂浆的和易性;使砂浆的28 d抗压强度、抗折强度均呈现出先增大后减小的趋势,抗压强度和抗折强度分别在可再分散乳胶粉的掺量为4%、8%时达到最大;在一定掺量下,乳胶粉对砂浆的粘结强度与粘结抗弯折强度的影响呈现出随掺量逐渐增加的趋势。通过机理分析造成砂浆力学性能改变的主要原因是乳胶粉在砂浆中结成三维网状结构,起到"桥架"作用。     

砖混再生细骨料再生砂浆性能及工程应用

为研究砖混再生细骨料基本性能及其对砂浆工作性能、力学性能和应用性能的影响,制备砖混再生细骨料掺量不同的再生砂浆,进行砂浆流动性、力学强度、保水性以及稠度试验,并结合试验结果进行了工程应用.研究结果表明,砖混再生细骨料的密度低于标准砂、而空隙率、压碎指标、坚固性指标和需水量比均大于标准砂.砖混再生细骨料的掺入降低了砂浆流动性和抗压抗折强度,相比标准砂浆,当掺量为100％时,采用不同工地取样的砖混再生细骨料B和C制备的再生砂浆抗压强度分别降低22.1％和35.0％,抗折强度分别降低29.0％和15.2％,再生砂浆的强度并不随掺量的增加而一直降低.保持砂浆稠度基本不变,随砖混再生细骨料掺量增加,砂浆需水量增加,保水性增大,但强度并未降低.工程实践表明:砖混再生细骨料制备的水泥粉煤灰内墙抹灰砂浆可以满足相关规范中抹灰砂浆的技术要求.     

聚合物乳液对水泥乳化沥青砂浆性能的影响

本文考察了聚合物乳液对水泥乳化沥青砂浆可工作性能、力学性能、抗冻性、耐候性等的影响.试验结果表明:聚合物乳液的加入显著减少了水泥乳化沥青砂浆的拌合用水量以及体系总水量,降低了砂浆的吸水率;聚合物乳液减缓了砂浆初期抗压强度的发展,但有利于砂浆后期抗压强度的增长;聚合物乳液提高了砂浆折压比,改善了砂浆的弹韧性;聚合物乳液在保持砂浆良好耐候性的同时,改善了砂浆的抗冻性.     

严寒地区水泥乳化沥青砂浆的低温性能及疲劳性能试验研究

运用试验方法,进行严寒地区用水泥乳化沥青砂浆抗冻性、低温力学性能和低温抗裂性的低温性能及疲劳性能研究。结果表明,该种砂浆的抗冻性可达600次以上;随着温度的降低,砂浆的抗压强度、抗折强度逐渐增加,-40℃下砂浆的折压比在0.2以上;砂浆出现裂纹时钢球的压入深度均大于1.2 mm;模拟行车条件下砂浆的受力情况,进行10~40 Hz频率350万次疲劳试验,砂浆的累积变形量均小于0.07 mm。结合试验结果和严寒地区试验段的运营考察,考虑到严寒地区-40℃的极端温度条件和350 km.h-1的运营速度,提出严寒地区水泥乳化沥青砂浆的低温性能指标为-40℃砂浆出现裂纹时钢球的压入深度不小于1.0 mm,低温折压比不小于0.20;疲劳性能指标为12 Hz加载频率下经100万次疲劳试验的砂浆累积变形量不大于0.10 mm。     

冻融循环作用对纤维水泥改良风积沙劈裂抗拉强度的影响

为了研究冻融循环次数、纤维掺量和冻结温度对水泥改良风积沙劈裂抗拉强度的影响,开展玄武岩纤维水泥改良风积沙试样的冻融循环试验和劈裂抗拉强度试验。试样的纤维掺量分别为0,0.5%,0.8%和1.1%。冻结试验的冻结温度分别为-10℃,-20℃和-30℃,融化温度为20℃。试验结果表明,纤维水泥改良风积沙的劈裂抗拉强度随着冻融循环次数的增加而减少,与未经冻融循环的试样比较,第1次、第1～2次、第2～4次、第4～7次和第7～10次冻融循环后,每次冻融循环的强度损失速率分别为18.7%～36.8%,16.8%～21.0%,2.9%～6.5%,4.0%～5.8%和1.5%～2.7%,10次冻融循环后强度损失速率趋近于0。经历冻融循环后,纤维水泥改良风积沙试样的劈裂抗拉强度随着纤维掺量的增大而增大,达到0.8%的最优纤维掺量后则相反。纤维水泥改良风积沙试样劈裂抗拉强度随着冻结温度的降低而减小,但减小的幅度不明显。劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈指数函数关系,与纤维掺量呈抛物线关系。劈裂抗拉强度影响因素相关性分析结果表明,劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈负相关,而与纤维掺量、冻结温度呈正相关,冻融循环次数对劈...     

纤维长度对高性能砂浆力学性能的影响研究

为研究纤维长度(长径比)对高性能砂浆力学性能的影响,在保持纤维总掺量(质量掺量5%)不变的情况下采用不同长度的短切耐碱玻纤分别对高性能砂浆进行增强,并对增强后的砂浆基体分别进行抗压、抗折和劈拉性能对比试验。结果表明,砂浆基体采用短切纤维增强后的延性明显提高,受压、劈拉破坏时试件呈现裂而不碎的破坏形态,其抗压、抗折和劈拉强度比未掺纤维时总体提高40%左右;纤维长度对砂浆力学性能的增强效果影响明显,砂浆的抗压、抗折和劈拉强度提高幅度随纤维长度的增加而增加,掺入12 mm耐碱玻纤砂浆基体的抗压、抗折及劈拉强度提高幅度比掺入6 mm耐碱玻纤时分别提高约18%、5%和19%;不同长度的纤维混杂后对砂浆力学性能的改善呈一定的正相关性。     

修补混凝土桥墩病害的砂浆类材料试验研究

对改性环氧砂浆和丙乳砂浆修补后的混凝土进行耐久性试验,研究这两种修补材料对混凝土抗折强度、抗压强度、抗剪强度、抗冲击性、耐磨性、抗冻性、抗渗性的影响规律。试验结果表明,两种材料修补后混凝土的抗折强度、冲击韧性、抗冻性、抗渗性均优于基准混凝土;改性环氧砂浆提高耐磨度较为明显,丙乳砂浆不能提高混凝土耐磨度。     

橡胶粉水泥稳定碎石基层水稳定性试验研究

通过对不同掺量的橡胶粉水泥稳定碎石基层试件的力学性能、连续浸泡、浸烘循环和抗冲刷性能试验,测定和分析不同掺量的橡胶粉水泥稳定碎石的无侧限抗压强度、抗雨水侵袭和抗冲刷能力变化,对橡胶粉水泥稳定碎石基层的水稳定性进行评价。试验结果表明,当橡胶粉掺量在0%～8%时,橡胶粉水泥稳定碎石基层与未掺橡胶粉的水泥稳定碎石基层相比其7 d、28 d无侧限抗压强度略有降低,其抗雨水连续浸泡和浸烘循环性能降幅甚小,能够满足设计强度要求;当掺入0%～8%橡胶粉,能够略提高水泥稳定碎石基层的抗冲刷性能。     

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。     

掺复合功能掺合料快速修补混凝土的试验研究

以优质粉煤灰和硅灰复合粉体为基材外掺少量激发剂配制而成的复合功能掺合料(CUFG)是一种新型水泥混凝土路面快速修补材料。采用42.5级普通硅酸盐水泥,单方水泥用量315~360 kg/m3,掺入20%~30%复合功能掺合料,可配制出24 h抗压强度大于20 MPa,24 h抗折强度大于3.5 MPa;28 d抗压强度大于50 MPa;28 d抗折强度大于7.0 MPa的快硬高早强混凝土,满足24 h开放交通所需的最低强度指标要求,且后期强度也有较大的提高。CUFG的掺入提高了快速修补混凝土(RRC)早期和后期的折压比,降低了混凝土的干缩程度,有利于提高快速修补混凝土的抗裂性能。掺CUFG快速修补混凝土的抗氯离子渗透能力较强,同时具有优异的耐磨性能。     

盐渍土地区高性能混凝土耐久性研究

以内掺掺合料、中砂、细石、普通硅酸盐水泥以及抗硫水泥制成的细石高性能混凝土作为研究对象,在3种不同硫酸根浓度的浸泡液中进行100次干湿循环,用动弹性模量、抗折强度和抗压强度的变化研究硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性的影响。结果表明,随着浸泡液中硫酸根浓度的逐步增加,混凝土受硫酸盐侵蚀程度逐步增加,试件的动弹性模量呈现逐步降低的趋势;在干湿交替环境下,混凝土试件的抗折强度指标比抗压强度指标更敏感,试件的抗折强度比抗压强度更能反应试件的受损程度。在干湿交替的水侵蚀和硫酸盐侵蚀环境中,掺加复合掺和料的高性能混凝土对硫酸盐侵蚀有较好的抵抗性能。     

CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆膨胀剂掺量研究

为防止板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆收缩开裂,需要掺入膨胀剂,对国内主要膨胀剂进行选择,研究其掺量对CA砂浆自由膨胀及抗压强度的影响规律。结果表明,9#国产膨胀剂拌合性能、力学性能和膨胀性能与日本膨胀剂吻合,膨胀剂的加入能在一定程度内补偿砂浆收缩,其膨胀量随着膨胀剂掺量增加而增加,但是膨胀剂替换了水泥后导致砂浆的抗压强度降低。综合考虑,9#膨胀剂适宜掺量为6%。     

高温低湿下砂浆力学性能及微结构的变化

为初步掌握高温低湿环境下水泥基材料力学性能改善的技术方法,测试不同养护条件下,组成参数不同的砂浆力学性能变化,并采用SEM,XRD以及TG等方法测试砂浆微结构的变化.研究结果表明:相比标准养护,高温低湿养护导致砂浆力学性能大幅度降低.与直接高温低湿养护比较,高温低湿下初期的短期覆膜养护能显著提高砂浆强度.粉煤灰掺量25％的砂浆在高温低湿下早期覆膜1 d养护后,28 d抗压和抗折强度均大于标养试件.掺入聚丙烯纤维和内养护材料可以改善高温低湿下砂浆的力学性能,但需要结合适合的早期养护制度.高温促进了水泥早期水化,但所生成的水化产物不能及时扩散,堆积在未反应的水泥颗粒表面,造成水化产物不均匀,阻碍了进一步水化反应,水分在低湿下蒸发,水化速率迅速降低甚至停止,内部结构疏松,孔隙率增大,强度严重降低.     

水泥干法加固软土的室内外试验研究

通过干法水泥土室内外试验,分析了水泥土无侧限抗压强度与掺入比及龄期、无侧限抗压强度与水泥等级及水泥品牌的关系,研究了干法水泥土的抗剪强度特性和压缩特性.水泥掺入比大于12%时,水泥土无侧限抗压强度提高较快.水泥土无侧限抗压强度和龄期、掺入比表现为指数关系,龄期较短时,根据需要可进行水泥土的掺入比设计.水泥等级对水泥土无侧限抗压强度影响很小,而水泥品牌对水泥土无侧限抗压强度影响较大.水泥掺入比为15%、龄期为28 d时,粉喷桩桩体无侧限抗压强度为室内水泥土强度的60.4%.     

PVA纤维长度与掺量对工程水泥基复合材料性能影响试验研究

采用跳桌试验和抗折抗压强度试验研究了聚乙烯醇(PVA)纤维掺量和长度对工程水泥基复合材料(ECC)流动性、抗折及抗压强度的影响。结果表明:掺加PVA纤维可降低ECC的流动度和坍落度,纤维掺量越大,降低作用越明显;不同PVA纤维长度对ECC流动度和坍落度均有降低作用,但流动度的降低程度与纤维长度无明显相关关系;PVA纤维的掺加对ECC的抗折强度有明显的增强作用,纤维掺量越大,增强效果越明显,纤维越长,抗折强度越大;PVA纤维的掺加对ECC的抗压强度有降低的作用,但是降低程度较小。     

高含水率盾构废弃泥浆固化及强度特性研究

泥水盾构隧道施工会产生大量废弃泥浆，易引起环境污染等问题。为了提高废弃泥浆的力学性能，以济南某隧道泥水盾构施工过程产生的废弃泥浆为研究对象，研制了一种新型固化剂，以解决废弃泥浆再利用问题。在室内制作水泥固化土及新型固化土试样进行强度特性测试，并用扫描电镜对试样的微观结构和孔隙特征进行了研究。研究结果表明：当水泥掺量为15%时，新型固化土7 d抗压强度约为水泥固化土的3.5倍；外掺剂的最佳掺入比为水泥掺量的12%,可提高固化土的早期抗压强度及抗剪强度；新型固化土中生成了水化硅酸钙、水化铝酸钙等水化产物，形成了较好的骨架结构；废弃泥浆属于黏塑性宾汉流体，固化过程中发生了聚并和固化等复杂作用，逐渐向弹塑性流体过渡。