透水混凝土骨料颗粒-水泥浆体间黏结特性模拟试验

透水混凝土是一种由粗骨料、水泥、水等拌合压实而成的多孔混合材料,骨料形态和水泥浆体特性对骨料颗粒间的黏结有直接影响。以骨料种类、骨料表面粗糙度、水泥浆包裹厚度为影响因素,开展骨料颗粒间黏结性能研究。首先将玄武岩和花岗岩切割成圆形试块,并打磨表面使其具有不同的粗糙度,然后控制水泥浆层厚度,将两个岩石圆柱块黏结制作成一个拉拔试样,养护后采用高精度电子万能试验机对拉拔试样进行拉拔试验,得到不同条件下拉力-位移曲线和岩样间抗拉强度。结果表明：拉力-位移曲线表现为3个阶段,即线弹性阶段、塑性阶段和加速破坏阶段。岩样间抗拉强度随水泥浆厚度的增加而逐渐增强,经目数为150的金刚石磨片所打磨处理后的花岗岩试样受水泥浆厚度影响最为明显,水泥浆厚度对玄武岩试样抗拉强度影响规律受粗糙度的影响较小。相同水泥浆层厚度条件下,岩样抗拉强度随粗糙度的增加而显著增强,同样粗糙度和水泥浆厚度条件下,玄武岩试样抗拉强度高于花岗岩试样。     

羟丙基甲基纤维素对透水混凝土性能影响

水灰比较大时水泥浆体黏度低,透水混凝土中水泥浆体易发生流淌,导致底部孔隙堵塞;水灰比较低时水泥浆体黏度高,透水混凝土虽不淌浆堵孔,但可操作时间短、铺装难、强度低.本研究采用羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)调控水泥浆体黏度和凝结速率,在保证透水混凝土性能的前提下延长可操作时间.结果 表明:掺加HPMC可增加浆体黏度,使水泥浆体均匀包裹于骨料表面,可避免淌浆堵孔、延长可操作时间,但HPMC掺量过大会降低透水混凝土强度.与未掺HPMC的透水混凝土相比,掺加0.12％～0.20％HPMC可使搅拌80 min后成型的透水混凝土力学性能提高17％～23％.最后,从HPMC对水泥浆体流变、水化放热与微观结构影响角度,探讨了HPMC拓宽透水混凝土可操作时间、提高力学性能的影响机理,为设计与优化透水混凝土施工工艺提供了理论依据.     

市政道路透水混凝土的配合比设计研究

对于透水混凝土的配合比设计,传统方法的设计参数主要基于目标孔隙率和集料紧密堆积密度,存在强度设计缺乏依据、实际孔隙率偏离目标值较大、混凝土透水功能无法保证等缺陷。为此,引入参数浆体厚度与集料比表面积,提出一种新的配合比设计方法。该方法基于浆体均匀包裹模型与集料特性,浆体体积可借助集料的比表面积确定,继而得到配合比。研究表明：采用新方法设计的透水混凝土在不同的强度和集料特性要求下适应性较好,在透水性良好的同时满足力学性能的设计要求,     

再生骨料制备透水水泥混凝土性能研究

基于节能生态道路的设计理念,研究了以再生骨料为集料的透水水泥混凝土的力学性能和透水性能.采用正交试验研究水胶比、聚丙烯纤维、颜料、矿渣4个因素对透水水泥混凝土性能的影响,并引入功效系数法进行分析.结果表明:水胶比对再生骨料透水水泥混凝土的性能影响最大,其次为聚丙烯纤维;水胶比提高,其力学强度和透水性能均下降;提高聚丙烯纤维掺量可以改善其力学强度,但降低了透水性能;颜料对其性能影响不显著;矿渣掺量增大,其抗压强度和透水性能均提高.配合比设计合理,再生骨料透水水泥混凝土能够满足轻级交通道路的力学要求和透水功能.     

透水混凝土搅拌与成型方式研究进展

针对当前透水混凝土搅拌与成型方式研究的局限性,首先介绍了一次加料法、水泥裹石法和预拌砂浆法等3种主要搅拌方式的特点,分析了不同搅拌方式对强度和透水系数等性能的影响,从微细观层次选用合理的指标评价搅拌方式,注重浆体、骨料—砂浆界面过渡区微细观结构等对宏观性能的影响;其次归纳了目前主要成型方式类型,阐述了不同成型方式对强度...     

不同骨料粒径对透水混凝土性能影响研究

为研究碎石骨料粒径对透水混凝土性能的影响,采用室内试验方法,对比分析了在不同水灰比条件下骨料粒径变化对透水混凝土力学性能、物理性能及透水性能的影响规律。研究表明:水灰比的增大会降低不同骨料粒径透水混凝土的综合性能;增大骨料粒径会减小混凝土的抗压、抗折强度,但会增大混凝土的孔隙率和透水系数,综合考虑骨料粒径对透水混凝土力学性能、物理性能和透水性能的影响,水灰比控制在0.25～0.30之间,骨料粒径选择9.5～16 mm玄武岩碎石制备的透水混凝土综合性能相对较优,其结论可为类似路面透水混凝土骨料粒径的选择和研究提供借鉴和参考。     

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)]。     

透水混凝土强度与渗透性影响因素及效应分析

为了探讨不同骨料级配、水胶比、减水剂用量和外掺砂率对透水混凝土的强度与渗透性的影响，采用控制变量法进行透水混凝土20组配合比设计，并分别对抗压强度(f_cc)、抗折强度(f_f)、透水系数(k)以及有效孔隙率(ρ_e)进行测试。结果表明：1)骨料级配、水胶比、减水剂、外掺砂砂率均对透水混凝土性能产生显著影响，当骨料为单一粒径4.75 mm～9.5 mm的粗骨料、水胶比为0.27、减水剂用量为0.3%时，透水混凝土强度达到最高；2)随着外掺砂含量的增加，透水混凝土的强度呈先增大后减小的趋势，外掺细骨料后透水混凝土的最佳水胶比增大；3)根据强度变化规律，确定最优砂率为4%,抗压强度可达18.55 MPa,透水系数为3.54 mm/s; 4)通过探究透水混凝土强度与渗透性之间的平衡关系，确定最优配合比，即骨料为单一粒径的4.75 mm～9.5 mm粗骨料、水胶比为0.28、减水剂用量为0.3%、外掺砂率为4%,使实际工程中透水混凝土强度与渗透率均满足要求。     

UHPC-TPO层间黏结性能研究

为避免薄层结构黏结能力不足可能造成的层间滑移、早期破损等问题,采用UHPC-TPO复合试件层间黏结强度试验与有限元仿真相结合的方法,评估UHPC-TPO层间黏结性能。开展常温、高温拉拔试验和剪切试验,分析不同表面处理方式对试件层间力学性能的影响;模拟路面长期老化过程,测定UHPC-TPO老化后层间剩余强度;研究组合试件在受到水损害后层间力学性能的劣化规律。结果表明：常温下UHPC-TPO的拉拔强度大于3.93 MPa,抗剪强度大于15.08 MPa;高温下UHPC-TPO的拉拔强度大于1.12 MPa,抗剪强度大于1.89 MPa;UHPC表面处理方式对层间黏结性能有明显影响,其层间强度由大到小排序依次为抛丸2、抛丸1、清除浮浆;模拟老化剩余拉拔强度为原值的76.9%以上,耐老化性能较好;冻融循环后,UHPC-TPO层间抗剪强度为11.55 MPa,拉拔强度为3.22 MPa,表现出良好的水稳定性;冻融循环剩余强度与冻融循环次数呈指数关系,且剪切强度与拉拔强度具有良好的线性相关性。UHPC-TPO层间黏结性能优良,炎热地区、重载大交通、重要交通通道等对抗剪强度及抗滑移要求较高的工程,可采用UHPC表面抛丸处理,而对于一般工程可采用施工更方便的清除浮浆方式。     

透水混凝土性能的影响因素分析

透水混凝土以其绿色环保、吸收噪音、多孔隙、轻质、透气性及透水性较好等优点成为一种绿色生态型混凝土。通过实验研究骨料粒径、水灰比、浆骨比、搅拌工艺等因素对透水混凝土的孔隙率、透水系数、抗压强度等性能的影响。得出以下结论:水灰比对透水混凝土的性能影响比较小;聚羧酸系高效减水剂可以有效改善透水混凝土的性能;采用集料表面包裹法搅拌工艺虽然对透水混凝土的透水系数影响不大,但可以减小透水混凝土的孔隙率,增大透水混凝土的抗压强度;骨料粒径、浆骨比是影响透水混凝土孔隙率、透水系数、抗压强度的关键因素。     

高强混凝土的试配研究

介绍C60高强混凝土配合比设计的基本思路,并根据高强混凝土的特点和要求配制出满足强度及工作性要求的C60高强混凝土。进行了立方体和棱柱体试件的抗压试验及弹性模量试验,分析了水泥浆含量对拌和物工作性及高强混凝土基本力学性能的影响,研究表明,水泥浆含量是影响高强混凝土拌和物工作性及力学性能的重要因素。     

无砂大孔透水混凝土实验研究

透水混凝土具有良好的透气性和透水性,用于铺筑路面工程,对于改善环境、降低路面噪音和提高行车舒适性均具有良好的效果,属于一种环保型绿色的建筑材料。该文采用间断级配的粗集料,构建强度达到27MPa、透水系数为6ml/min的高性能透水混凝土。试验表明:对于间断级配的无砂大孔透水混凝土,具有一个最佳用水泥浆用量。集料粒径越小,其强度越大,透水系数越小;集料粒径越大,则反之。因此,为满足两方面需求,设计中应选择一个合适的集料粒径。     

石灰岩机制砂对混凝土界面过渡区的加强作用研究

机制砂推广使用是工程建设的总体趋势，研究机制砂和河砂对混凝土宏观力学性能的影响，重点探讨石粉对混凝土界面过渡区组成结构的影响。结果表明:适宜的石粉含量机制砂混凝土比河砂混凝土抗压和抗拉性能均有所提高。随着砂率增加，机制砂混凝土的抗压性能先增加后降低，影响幅度相对较小。石灰岩机制砂混凝土中存在水化碳铝酸钙产物，水泥颗粒间的空隙内可见针状或树枝状晶体或微晶填充，从水泥颗粒表面往空隙内生长，灰岩机制砂砂浆中这种晶体或微晶体更多，使集料-水泥浆体界面区密实程度提高，黏结性能改善，砂浆和混凝土的宏观力学性能提高。     

再生细骨料对砂浆力学性能影响及其微观作用机理研究

将废弃水泥混凝土经破碎筛分复配成再生细骨料,按不同掺量取代天然细骨料,研究其对砂浆力学性能的影响,并通过扫描电子显微镜研究再生细骨料的微观作用机理同天然细骨料之间的差异。结果表明:当再生细骨料的掺量在30%时,表现出良好的流动性,并能够有效提高强度;掺量在30%时,再生细骨料可发挥内养护作用,减弱氧化钙的取向,减少其在界面过渡区的富集,抑制微裂缝的产生,提高胶结料的密实度,改善界面过渡区,从而提高强度。     

磨细矿渣改性超细水泥修补微裂缝的性能

针对目前存在的水泥混凝土路面裂缝无机修补材料的界面粘结强度低,且水泥路面早期裂缝一般为细小的微裂缝的问题,采用颗粒较小的超细水泥、磨细矿渣(GGBFS)及其他外加剂制备了水泥混凝土路面裂缝灌浆材料,对该类材料的力学性能和界面粘结性能进行研究,并通过微观试验分析揭示了材料宏观性能的改性机理。研究表明:磨细矿渣能通过微粒填充作用使超细水泥浆体的微观结构变得更密实,提高材料稳定期的力学强度;适量的磨细矿渣能改善灌浆材料的粘结界面微观结构,增加界面粘结强度。     

水泥稳定废弃混凝土骨料基层的力学性能和收缩特性

通过对水泥稳定废弃混凝土骨料基层的试验研究,考察了水泥稳定废弃混凝土骨料基层的力学性能和收缩性能,结果表明,水泥稳定废弃混凝土骨料基层切实可行,不仅具有良好经济效应,更重要的是具有广阔的应用效果,其中抗压强度、抗拉强度、弹性模量略低于同剂量的水稳碎石,收缩性能略大于同剂量的水稳碎石,完全满足基层的要求。     

透水水泥混凝土配合比设计与技术性能研究

针对重庆地区透水水泥混凝土配比设计与技术性能进行研究,结果发现:1)水胶比为0. 28~0. 32且空隙率在16%~24%时,混凝土具有良好的透水性能、抗压性能及抗弯拉性能,能满足重庆地区城市道路施工及海绵城市建设的相关要求;2)设计的透水混凝土有效孔隙率与总孔隙率呈正相关,抗压强度和抗弯拉强度则与孔隙率呈负相关,透水系数与孔隙率也呈负相关。     

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。     

行车荷载作用下水泥混凝土路面力学性能分析

采用有限元方法，建立计算模型，对行车荷载作用下水泥混凝土路面的力学性能进行了研究，重点分析了面层、基层和土基强度、面层厚度及车辆荷载等不同参数对路面力学性能的影响。