基于SEM和XRD微观测试下单掺矿物掺合料透水混凝土性能分析

透水混凝土是海绵城市建设中广泛应用的路面材料,但其强度在一定程度上仍难以满足工程需求,而矿物掺合料可有效改善混凝土的力学性能,故在透水混凝土中掺加矿物掺合料成为新的增强措施.文中对比分析了单掺15%的粉煤灰、矿粉、硅灰在7 d、28 d和56 d养护龄期的基本性能,并通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对透水混凝土胶结层的微观结构和化学组成进行分析.结果表明:掺入粉煤灰、矿粉、硅灰使透水混凝土的孔隙率和透水系数依次递减,其孔隙率和透水系数均随着养护龄期的增长而减小;但3种掺合料的掺入均可较大幅度地提升透水混凝土的中后期强度,其中以矿粉的改性效果最佳,其抗压强度可达31.8 MPa,满足轻型机动车路面的强度要求;微观测试表明,掺入15%矿粉的透水混凝土水化产物表面晶体排布整齐,水化反应更彻底,生成大量C-S-H凝胶,内部微孔被填充,结构变得致密,抗压强度最大,与宏观分析结果一致.     

不同配比和养护条件对超高性能混凝土微观结构的影响

为了优化超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete,UHPC）制备方法,采用宏观力学试验与微观电镜技术相结合的方法,探讨不同配合比和养护条件对UHPC内部微观结构的影响。基于硅砂骨料的致密堆积级配,设计21个变量组,共制作了63个立方体试件,开展UHPC流动度试验、轴压试验和扫描电镜试验,分析水胶比、砂胶率、钢纤维掺量、消泡剂掺量、养护方法、龄期等因素对UHPC工作性能、抗压性能及其微观结构的影响规律以揭示UHPC的增强机制。研究结果表明：凝胶与骨料界面过渡区（ITZ）是UHPC内部的薄弱环节,提高ITZ的密实度和强度是增强UHPC的关键;UHPC的流动度随着水胶比的提高显著增大,但其抗压强度随着水胶比的提高先增大后降低;过高的砂胶率不利于UHPC工作性能,同时会造成其抗压强度下降;掺入消泡剂可以有效提高UHPC的表观质量,但可能会降低UHPC的工作性能和抗压强度;掺入2.5%的钢纤维能大幅提高UHPC的抗压强度,并明显改善其脆性特征,但会降低工作性能;高温养护能显著激发微硅粉和矿渣的火山灰效应,使UHPC的4 d抗压强度比常温养护提高约50%,有明显的早强优势,但存在后期强度下降的可能。     

木质素改良低液限粉土相关性能试验研究

对济南地区黄河冲积低液限粉土进行改良试验,研究以木质素作为固化剂对该地区粉土的改良效果。结果表明:木质素的掺入能减小土体空隙,与素土相比,木质素改良土的最大干密度增大,而最优含水率减小。木质素掺量和养护龄期对改良土的无侧限抗压强度UCS影响明显,木质素掺量在0%～16%时,UCS值随木质素掺量的增加而增大;UCS值随养护龄期的增加而增大,前7天的强度增长明显。将不同掺量的木质素改良土进行水稳性试验,发现木质素掺量为12%的改良土水稳性能最佳。     

水泥改良海相沉积淤泥质软黏土无侧限抗压强度试验研究

结合渤海近海口软基处理工程,对水泥改良海相淤泥质软黏土（即水泥土）分别在不同水泥掺量、不同龄期和不同养护条件下进行室内无侧限抗压强度试验。研究结果表明:水泥土无侧限抗压强度随着养护龄期和水泥掺入比的增加而增加;无侧限抗压强度增长速率随着养护龄期的增大而减小;标准养护条件下的水泥土无侧限抗压强度略低于自然养护条件的强度。     

改良滨海盐渍土路基填料试验研究与工程应用

针对罗伯茨国际机场盐渍土路基溶陷、盐胀、腐蚀等病害,开展不同石灰、粉煤灰掺量下盐渍土的击实、CBR及无侧限抗压强度试验研究。结果表明:石灰掺量一定时,改良盐渍土的最佳含水率随粉煤灰掺量的增加而升高,最大干密度随粉煤灰掺量的增加而减小;改良盐渍土无龄期下CBR均在31%以上,7 d龄期下CBR均高于45%,石灰掺量大于6%时,盐渍土的CBR值不升反降;盐渍土的无侧限抗压强度随龄期不断增长,粉煤灰会抑制盐渍土的早期强度,而提升盐渍土的最终强度;经工程应用验证,采用石灰、粉煤灰改良盐渍土路基切实可行。     

水泥土搅拌法加固淤泥质黏土的试验研究

针对多因素下水泥土搅拌法加固淤泥质黏土的强度规律及变形差异问题,对水泥土进行一系列的无侧限抗压强度试验,对比分析了水泥掺入量与养护条件对水泥土搅拌法改善淤泥质黏土强度、变形特性的影响规律。试验结果表明:随着水泥掺入量的增加,水泥土无侧限抗压强度增大,但水泥土破坏时的应变变形变小,脆性增大;在不同养护条件下,同一水泥掺入量下水中养护的水泥土强度值是软土养护试块强度的2倍,并且水中养护试件的变形能力、破坏时的应变以及残余强度等皆强于其余二者。对于软土养护水泥土试件,同一水泥掺入量下水泥土强度最小,但破坏时的强度值近似,并且其塑性变形大,脆性低。因此,可采用改变水泥掺入量或掺入外加剂改善水泥土养护环境,满足水泥土搅拌法加固淤泥质黏土的设计要求。     

嵌岩桩竖向承载力预测方法

现行规范计算方法不同、参数取值不一,导致各类设计方案差异较大。基于收集的193组嵌岩桩静载试验数据,对各类极限侧阻力、端阻力预测方法的适用性进行研究,分别建立了不同岩石类型极限侧阻力、端阻力与岩体无侧限抗压强度的关系。在此基础上,给出了嵌岩桩竖向承载力的建议计算方法。结合试验实测资料验证了推荐方法的可行性,并与现行规范方法进行比较。结果表明,对于硬质岩层嵌岩桩竖向承载力的确定,现行规范方法计算结果偏大,用于工程设计时偏于危险,建议采用推荐的计算方法。     

南疆铁路改良盐渍土无侧限抗压强度试验研究

针对南疆铁路路基盐渍土病害特点,从工程应用角度出发,利用氯化钙、水泥、消石灰和粉煤灰对盐渍土进行改良,系统研究了不同改良方案、龄期、浸水饱和、冻融及冻融循环次数、压实系数等因素对改良盐渍土无侧限抗压强度的影响,比较了不同改良盐渍土的强度破坏特征.试验结果表明:南疆铁路路基填料适合用水泥、石灰和粉煤灰来改良,强度满足规范要求,在现场试验段也得到验证.     

淮北水洗煤矸石应用于路面基层的试验研究

为研究淮北水洗煤矸石替代集料用于水泥稳定基层的可行性,首先检测了原材料的基本性 能,初步排除了其内部含有有害化学成分的可能。然后通过不同水泥剂量的7d 无侧限抗压强度试验,分析了水泥剂量对混合料性能的影响规律。根据试验段基层指标要求,确定了配合比方案。 试验发现,单纯增加水泥剂量无法有效提升强度指标。为此参照规范级配掺入普通集料进行了级配调整,并选用韩村水洗煤矸石细料替代普通煤矸石。试验结果表明,调整后级配能满足干线 公路基层材料指标要求。检测试验段的压实度、回弹弯沉,并取芯评估,认为水洗煤矸石可替代普通水泥稳定碎石材料。经成本比较,底基层试验段节省约60%的材料费,基层试验段节省约40%的材料费。研究认为,淮北水洗煤矸石的原材料性质及物理力学性能初步符合替代基层集料的要求。     

集料组成对环氧橡胶弹性混凝土力学性能影响的研究

以环氧材料为连续相,石料、砂子和橡胶等材料为分散相,制备了一种环氧橡胶弹性混凝土,考察了集料组成中橡胶体积含量、石料/砂子体积比等因素对其力学性能的影响。结果表明:随着橡胶体积含量不断增大,环氧橡胶弹性混凝土的抗折强度、抗压强度、抗拉强度均逐渐减小,相应模量逐渐降低,最大变形量不断增大,且变化幅度较大;随着石料/砂子体积比不断减小,环氧橡胶弹性混凝土的抗折强度、抗压强度、抗拉强度均先增大后减小,相应模量略有上升,当石料/砂子体积比为1∶2时,抗折强度、抗压强度和抗拉强度均达到最高。