低坍落度路面混凝土工作性评价指标研究

目前我国尚无成熟的试验方法和评价标准能够有效控制滑模施工用低坍落度混凝土的工作性。为了提升水泥混凝土路面滑模摊铺质量和平整度,从路面混凝土配制技术出发,基于自主开发的混凝土流变参数测定仪、出浆速度测定仪、立模特性测定装置等设备系统,研究了流变学参数和工作性经验指标对低坍落度混凝土工作性的敏感性,分析了流变学参数与工作性经验指标的相关性。研究结果表明:坍落度不能有效表征路面滑模施工用干硬性混凝土的真实性能状态;调整砂率能够显著改变新拌混凝土的屈服应力水平,调整含气量对屈服应力的影响则非常有限,砂率和含气量均能有效调节新拌混凝土的塑性黏度;存在最佳砂率和最佳含气量使得出浆速度最快。相关性分析表明:屈服应力水平能够显著影响混凝土表面粗糙度、塌边高度和振动黏度系数,而塑性黏度对4项经验指标均有显著影响;工程中宜将砂率控制在35%～45%,含气量控制在3%～5%,以获得与滑模施工工艺和高频振捣工艺匹配的最佳工作性能。基于多指标的低坍落度混凝土工作性调节机制在某高速公路水泥混凝土路面滑模施工中得到了验证,监测路段路面平整度平均值达到1.57 m/km,合格率达到90%。     

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。     

滑模摊铺水泥混凝土路面防止塌边与麻面的质量控制研究

本言语分析了滑模摊铺水泥混凝土路面塌边与麻面现象产生的原因及基危害，提出了解决对策。     

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。     

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。     

滑模摊铺机振捣棒的有效作用范围研究

针对滑模施工过程中振捣棒有效作用范围的问题,本文基于滑模施工对水泥混凝土材料的基本要求,对滑模摊铺机振捣棒振动过程中能量的衰减进行分析。结合水泥混凝土材料振动状态下的液化特性,以相应振动加速度作用条件下,混凝土的振动粘度系数、抗压强度等为评价指标,研究摊铺机振捣棒振动能量的衰减对混凝土振动液化效果的影响。为滑模摊铺机振捣棒间距的设置,以及针对不同工作性混凝土材料滑模摊铺速度的选择,提供一定的帮助。     

水泥混凝土路面滑模施工质量控制研究

从原材料质量控制、运输过程质量控制和摊铺过程质量控制3个方面对水泥混凝土路面滑模施工质量控制进行了研究。其中对于原材料着重从含泥量、泥块含量和含水量进行了研究,对运输过程主要从运输车辆的数量、运输车辆的行驶速度和运输便道上进行了研究,摊铺过程中主要对路面的立模性、路面的平整度、摊铺成型面的抹面及成型面的养护4个方面进行研究,对实际滑模施工具有一定的指导和借鉴意义。     

机制砂自密实混凝土配合比参数研究

采用粗集料堆叠率(PR)表征自密实混凝土中粗集料的堆叠程度,利用堆叠率确定自密实混凝土配合比设计过程中粗集料的用量。研究了体积砂率对机制砂自密实混凝土的影响,以及利用机制砂配制自密实混凝土时堆叠率和体积砂率的限值问题。结果表明,PR≤0.65时,利用机制砂可以配制出满足要求的自密实混凝土;随着体积砂率的增大,混凝土的工作性变差,强度降低;机制砂自密实混凝土PR的最大值为0.65,低于河砂自密实混凝土拌和物PR的最大值0.7。     

植石水泥混凝土路面噪声特性分析

为了分析植石水泥混凝土路面噪声特性,采用轮胎加速下落法测试不同纹理水泥混凝土路面噪声水平,在此基础上分析了其1/3倍频程谱分布特性,同时还分析了纹理深度、轮胎速度对植石水泥混凝土路面噪声特性的影响。研究结果表明:大孔隙路面结构降噪效果更佳,植石水泥混凝土路面降噪特性要明显优于其他普通类型水泥混凝土路面;植石水泥混凝土路面噪声水平随其构造深度增大呈现先减小后增大的趋势,在构造深度为1.7mm左右时噪声水平最低;轮胎速度越高,空气泵吸作用和轮胎振动作用越明显,植石水泥混凝土路面轮胎/路面噪声水平也就越高。     

高吸水树脂对滑模混凝土流变特性影响的研究

应用流变学原理,测量不同的高吸水树脂掺量下滑模混凝土在搅拌过程中的转速和扭矩进而得出相对应的塑性粘度和屈服应力,测量这些混凝土振捣拆模塌边高度,得出高吸水树脂掺量对混凝土施工阻力和立模性能的影响,并分析高吸水树脂对混凝土基本性能的影响。结果表明:添加高吸水树脂后,混凝土的屈服应力增加,塑性粘度降低,即添加高吸水树脂后混凝土的施工阻力、立模性能都得到改善。高吸水树脂在不降低混凝土强度的前提下,能够明显改善混凝土的自收缩性能,具有显著的技术经济价值。     

复合式路面层间界面力学特性试验研究

为了研究复合式路面层间界面的力学特性,通过自主研发设计的一种原理简单的直接拉伸仪器和层间剪切试验仪,对高黏弹沥青砂与水泥混凝土板复合式路面的层间界面拉伸与剪切特性进行了试验研究。研究结果表明:沥青砂与混凝土界面的抗拉强度随着加载速率的增大而增大,随着温度的升高而降低,从而可知在夏季高温时,沥青砂与混凝土之间的界面容易发生拉伸破坏;结构层间的的抗剪强度随着温度的升高而减小,随着加载速率的增大而增大,随着法向应力增大而增大。文中有关结论可为进一步研究层间界面力学与路用性能的关系、高黏沥青砂应力吸收层的设计与施工提供指导。     

风化砂改良膨胀土无荷膨胀率及强度特性试验研究

在保持含水率和干密度不变的条件下,将风化砂以不同比例掺入膨胀土中,通过击实试验、无荷膨胀试验和三轴试验,研究风化砂改良膨胀土的效果。研究结果表明:最优含水率随掺砂量增加而减小,但最大干密度先增大后减小;随着风化砂掺量增多,膨胀率相应降低;当掺砂量达到40%时,膨胀率降低了6.64%,风化砂能明显抑制膨胀土的膨胀性;膨胀土的主应力峰值随掺砂量的增加先增大后减小,当掺砂量为16%时抗剪强度最大,而黏聚力随掺砂量的增加逐渐减小,内摩擦角先增大后减小,因此确定最佳掺砂量为16%。     

橡胶水泥混凝土力学特征及降噪性能研究

为研究橡胶水泥混凝土的力学特性与降噪性能,对橡胶水泥混凝土的模量和强度指标与胶粉掺量、颗粒大小的关系展开试验分析,并基于复合材料微分法计算比较了橡胶水泥混凝土的弹性模量指标;对试验路进行噪声测试,研究橡胶水泥混凝土路面的降噪效果.结果表明：橡胶水泥混凝土的弹性模量及抗压强度随胶粉掺量的增大而减小,抗弯拉强度先增大后减小;胶粉颗粒越大,橡胶水泥混凝土的模量越大,但下降趋势越明显,抗弯拉及抗压强度随橡胶颗粒增大而较小,得出掺量为0.024体积分数,40目颗粒大小较为合适;在高速行车时,橡胶水泥的降噪性能较为显著.     

纤维加筋复合固化黄土的强度特性研究

为了探究纤维加筋固化土技术应用于应急机场的可行性，通过无侧限抗压强度试验，探究了不同掺量和龄期的水泥、固化剂以及纤维复合固化黄土的强度特性。结果表明:固化剂与纤维可以提高黄土无侧限抗压强度，其中水泥固化效果最优，且最优掺量为8%，随着纤维和砂掺量的增加，加筋固化土的强度先增大后又减小，纤维掺量为0.30%和0.45%时固化黄土强度较高，砂的最佳掺量在4%左右。进行简易机场布设时，建议机场道面工程使用12 mm改性聚丙烯纤维掺量0.45%，固化剂选用P.O 32.5R硅酸盐水泥掺量8%，砂掺量低于4%的复合固化土。     

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。     

沥青胶浆对沥青混合料粘弹性的影响

为了研究沥青胶浆对沥青混合料粘弹性的影响,采用简单性能试验(SPT)对矿粉、添加剂和沥青三者组成的沥青胶浆进行研究,分析了粉胶比、纤维和水泥用量变化对沥青混合料粘弹性的影响。结果表明,粉胶比、纤维和水泥对沥青混合料粘弹性的影响程度不同,但沥青胶浆中添加适量的纤维、水泥后均可以提高混合料的抗高温变形性能。随着加入纤维量的增加,沥青混合料动态模量减小,而粘性增大;在胶浆中加入水泥对提高混合料粘弹性的效果不明显。另外,混合料动态模量随粉胶比的减少,先增大后减小,相位角逐渐增大。因此,在混合料设计时应注意对胶浆构成的比例,以达到改善沥青混合料粘弹性的目的。     

纳米SiO2和PVA纤维协同增强混凝土力学性能

为研究纳米SiO₂和PVA纤维对混凝土力学性能的影响,通过工作性试验和抗压试验,测得了混凝土拌和物的坍落度以及硬化混凝土的抗压强度和弹性模量。结果表明:在一定掺量范围内,纳米SiO₂和PVA纤维的掺入对混凝土的流动性和力学性能均有较大影响;随着纳米SiO₂掺量的增加,混凝土拌和物的坍落度逐渐降低,抗压强度和弹性模量均先增大后减小,在纳米SiO₂掺量为5%时达到最大值;随着PVA纤维体积掺量的增加,掺纳米SiO₂混凝土的坍落度逐渐降低,抗压强度和弹性模量也呈现先增大后减小的趋势,在PVA纤维体积掺量分别为1.5%和1.0%时达到最大值。纳米SiO₂提高了混凝土的抗压强度和弹性模量,PVA纤维提高了纳米混凝土的抗压强度,但降低了纳米混凝土的弹性模量。     

基于表面性能导向的机场道面混凝土最优配合比设计

为了解决基于材料力学强度准则设计的混凝土道面面层不能满足新型飞机使用要求的问题,提出了基于表面性能导向1的机场道面混凝土配合比设计的思想。分析了影响混凝土表面性能的参数,设计了冻融循环试验和耐磨耗试验,研究了含泥量、砂的细度模数、砂率和水灰比对道面混凝土表面性能的影响规律。结果表明:混凝土抗冻性和耐磨耗性能随水灰比和含泥量的增大而降低,细度模数和砂率对混凝土抗冻性和耐磨耗性能的影响存在极值,当细度模数为2.8,砂率为29%时,混凝土的抗冻性和耐磨耗性能最好。水灰比对表面性能的影响最大,其次是含泥量和细度模数,再次是砂率,得到的道面混凝土最优配合比为:水泥,320 kg·m~(-3),水,137.6 kg·m~(-3),砂,585 kg·m~(-3),粗集料中5~20 mm为639 kg·m~(-3),20~40 mm为781 kg·m~(-3)。     

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。     

铁尾矿砂-水泥改良膨胀土工程特性试验研究

为研究铁尾矿砂-水泥改良膨胀土的工程特性,并确定最优铁尾矿砂掺量,将铁尾矿砂、水泥按照不同的比例掺入膨胀土中进行室内试验。试验结果表明,相同击实功下,随着水泥掺量的增加,膨胀土的最大干密度逐渐增加,最优含水率逐渐减小。铁尾矿砂的掺入对膨胀土击实特性的影响显著,随铁尾矿砂掺量的增加,最大干密度逐渐增大,最优含水率逐渐减小。在水泥掺量相同时,随着铁尾矿砂掺量的增加,无侧限抗压强度先增加后减小,且最优铁尾矿砂掺量均为20%。