高强高性能混凝土的配制与应用研究

对掺PFAC和高效减水剂的C80～C100高强高性能混凝土的配制技术和应用进行阐述.并对C80～C100高强高性能混凝土的性能进行了研究,采用30 %～50 %的粉煤灰复合超细粉(PFAC)等量取代水泥,1m3混凝土中水泥用量仅390 kg左右,配制出和易性优良(坍落度:210 mm左右)的C80～C100的粉煤灰高性能混凝土,并在工程中成功应用.粉煤灰复合超细粉(PFAC)和高效复合减水剂双重作用的结果赋予了混凝土一系列的高性能:高工作性、高强、低干缩、高体积稳定性、优异的耐久性等.     

超细粉煤灰高性能混凝土Ⅲ型轨枕徐变性能研究

通过超细粉煤灰高性能混凝土Ⅲ型轨枕的长期试验，研究了超细粉煤灰高性能混凝土Ⅲ型轨枕的收缩、徐变性能及其规律，探讨了温度、湿度、加载龄期等因素对超细粉煤灰高性能混凝土Ⅲ型轨枕徐变的影响，以及收缩徐变对轨枕中预应力损失和轨枕使用期间开裂荷载的影响，研究结果表明，超细粉煤灰高性能混凝土Ⅲ型轨枕的长期性能良好，满足Ⅲ型轨枕技术条件的要求，具有良好的社会和经济效益。     

活性粉末复合胶凝体系的水化特性及微观结构

通过水化放热分析、差热分析、SEM以及BEI(Backscattering Electron Image)等手段对比研究了不同水胶比下活性粉末复合胶凝材料体系的水化放热特点、结合水含量以及水化产物特征;分析了胶凝体系水化硬化后的微观结构及其对宏观性能的影响规律,提出了相应的微观结构模型。结果表明:超低水胶比下活性粉末复合胶凝体系的水化放热速率非常低,约为同组成的普通胶凝体系的50%;体系的水化主要集中在早期;水化硬化后的体系主要包含CSH凝胶、未水化完全的水泥熟料颗粒和活性粉末,这些未水化完全的颗粒内核被致密的水化产物层包裹,从而大大提高了活性粉末复合胶凝体系硬化后的性能。     

矿物掺合料对高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响

采用ASTM C1202推荐的快速试验方法——直流电量法,研究了水灰比以及粉煤灰和硅粉两种矿物掺合料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明：水灰比降低,虽然可以降低混凝土6h库仑电量,但并不能有效地提高混凝土抵抗氯离子渗透能力,只有掺入矿物掺合料才能有效解决这一问题。单掺粉煤灰可以降低氯离子在混凝土中的渗透性,且随着粉煤灰掺量的增加,混凝土渗透性降低;粉煤灰的细度对混凝土28d龄期前的渗透性有较大的影响,而对后期的影响较小。单掺硅灰显著降低混凝土6h库仑电量,而且硅灰与粉煤灰复合双掺可进一步改善混凝土的抗氯离子渗透性。综合考虑,少量的硅灰与粉煤灰复合双掺是配制具有极低氯离子扩散渗透性混凝土的重要技术途径。矿物掺合料改善混凝土抗氯离子渗透性的机理主要是其在混凝土中的密实填充效应和火山灰效应。     

基于三维扫描与数值技术的粗集料形状特征与级配研究

粗集料体系作为混凝土主要组成部分,其颗粒构成对混凝土各项性能的改善起到了关键作用。为优化粗集料体系颗粒构成,以实现粗集料形状特征和级配精细化、数字化分析目标,采用激光三维扫描技术获取了粗集料的点云坐标,结合三维图像技术,进行粗集料的几何形状重构与三维形状参数准确测量,并提出球度、长短轴长比、粒径离散度和级配分形维数等指标。同时,基于粗集料的点云数值处理技术与分形理论,计算得到级配粒径和表面分形维数等指标,表征评价不同粒径粗集料形状特征及级配。研究结果表明：激光三维扫描和数值技术可快速重构出粗集料的真实形状,并能准确得到粗集料三维形状参数,提出的球度、长短轴长比和粒径离散度指标均能较好地对粗集料形状特征进行表征评价。其中,长短轴长比在表征粗集料球形度方面更具显著性与敏感性;采用三维图像数值技术与分形理论计算得到的粗集料级配分形与表面积分形维数,与粗集料粒径、表面粗糙度有密切联系,实现了粗集料几何特征的数值描述与评价;同时采用质量加权得到的粗集料级配分形维数,建立的粗集料颗粒级配计算函数计算结果与试验结果一致,研究结果可为粗集料级配的快速优化分析表征提供技术支持。     

石灰石粉对水泥浆体经时流变性能的影响

为了研究石灰石粉细度、掺量及浆体的静置时间对水泥(Cement,简称C)-石灰石粉(Limestone Powder,简称LP)浆体流变性能的影响,采用Anton Paar MCR 102型旋转流变仪,测试C-LP浆体中400目(LP1)和800目(LP2)LP对流变曲线的影响。采用Herachel-Bulkey(H-B)模型及Bingham模型拟合经时流变曲线得到浆体屈服应力、流变指数及塑性黏度等参数,并通过计算剪切测试下滞回环面积以表征浆体的触变性能。同时,通过Andreasen颗粒紧密堆积模型计算得出体系中颗粒分布模数,基于颗粒体积分数计算体系中固体颗粒总比表面积,并对体系水化放热过程进行分析,从而进一步解释石灰石粉不同细度、掺量及不同静置时间对浆体流变行为的影响机制。研究结果表明,随石灰石粉掺量或细度的增大,浆体体系中固体颗粒堆积密实程度增大;石灰石粉的细度比掺量对水泥水化放热的影响程度更大。增加LP1掺量,浆体屈服应力及塑性黏度下降;增加LP2掺量,浆体屈服应力及塑性黏度上升;静置时间的延长使浆体屈服应力及塑性黏度均增大;掺入适量(质量分数为20%～50%)LP1或LP2均对...     

石灰石粉对水泥-粉煤灰砂浆流变行为影响的研究

采用RHEOLAB QC型旋转黏度计研究石灰石粉对水泥-粉煤灰砂浆流变性能的影响,并采用Bingham流体模型拟合了所测浆体的屈服应力和塑性黏度,采用POWER LAW流体模型拟合所测浆体的流变指数。研究结果表明:在水泥砂浆中分别掺入石灰石粉和粉煤灰后,显著降低了砂浆的屈服应力,改变了砂浆的塑性黏度,增大了砂浆的流变指数,降低了砂浆剪切变稀的程度,改善了砂浆的工作性。水泥-粉煤灰砂浆中,随着石灰石粉掺量的增加,砂浆的屈服应力和塑性黏度均增大,当石灰石粉掺量不大于14%时,砂浆的屈服应力增大不显著,当石灰石粉掺量低于8%时,砂浆的塑性黏度增大不明显。当石灰石粉掺量大于22%以后,砂浆流变指数降低,砂浆剪切变稀的程度增大。石灰石粉的密实填充、形状尺寸、比表面积和浆体体积等四大效应是造成砂浆流变性能变化的重要原因。     

CRTSⅢ型板式轨道充填层SCC在 水-动荷载作用下的性能变化

采用MTS试验机对典型板式轨道充填层用自密实混凝土(self-compacting concrete,SCC)进行抗压疲劳测试,分析在动荷载、动荷载+饱水2种条件下,SCC动态性能、吸水率、抗压强度以及残余应变等参数的变化。研究结果表明:随着动荷载次数的增加,各组SCC动态性能和抗压强度均降低,而吸水率和残余应变均增大。SCC在动荷载作用100万次时,动荷载+饱水组较动荷载单独作用组的动态弹性模量、动态剪切模量、动态泊松比和抗压强度分别降低了4.5%,2.4%,5.2%和6.7%,而纵向残余应变增大了8.9%,横向残余应变增大了6.4%,疲劳损伤度D增大了2.4%。水和动荷载的共同作用加速了SCC性能的劣化。     

硫酸盐环境下铁路隧道结构衬砌混凝土病害调查及分析

为掌握实际服役条件下铁路隧道结构衬砌混凝土的硫酸盐腐蚀劣化规律,基于对硫酸盐环境下服役近40 a的10多座既有铁路隧道衬砌混凝土病害情况的实地调研和取样分析,并结合室内宏观、微观测试,剖析了硫酸盐侵蚀作用环境下既有铁路隧道衬砌混凝土的劣化模式,获得隧道衬砌混凝土病害的关键影响因素,探讨了相应的劣化机理。研究成果可为铁路隧道的维修提供重要技术支持。     

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.