化学活化方法对磨细火山岩弃渣-水泥复合胶凝体系的影响

化学活化方法能够改善天然磨细火山岩弃渣作为矿物掺合料的工程适用性。采用强度活性指数法,对比了多种化学激发剂的活化效果,分析了化学激发剂类别及掺量对磨细火山岩弃渣-水泥复合胶凝体系的浆体凝结时间、流变性能以及孔结构的影响,并基于热重分析探索其影响机理。结果表明:化学激发剂对强度的提升效果更多地反映在中后期强度,Li_(2)SO_(4)、Na_(2)SO_(4)和三乙醇胺(TEA)对磨细火山岩弃渣活性的提升效果最佳,最高可达18%。化学激发剂会加速浆体凝结,还会增大新拌浆体的塑性黏度。化学激发剂可以降低复合胶凝体系的孔隙率,并可优化孔径分布,且对水泥的水化产物种类没有影响。

火成岩质矿物材料对混凝土性能的影响

我国西南地区粉煤灰混凝土矿物掺合料资源匮乏,亟待开发替代材料。本文研究了四种火成岩质矿物材料对混凝土工作性能、力学性能以及耐久性能的影响,评估了混凝土的开裂风险。结果表明:火成岩质矿物材料等质量替代粉煤灰后,硬化混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性能均满足标准要求,减水剂用量、早期抗压强度、电通量以及收缩率均高于粉煤灰混凝土;掺加凝灰岩微粉的硬化混凝土与粉煤灰混凝土性能基本相当,玄武岩微粉混凝土对减水剂的需求量最大、抗压强度最低。掺加火成岩质矿物材料的混凝土抗裂性能有所降低,掺加凝灰岩微粉和粉煤灰的混凝土开裂风险为“低”级,掺加安山岩微粉、玄武岩微粉以及流纹岩微粉混凝土的开裂风险为“中低”级。四种火成岩质矿物材料混凝土中凝灰岩微粉混凝土性能最优,凝灰岩微粉可替代粉煤灰掺入混凝土。

聚合物乳液对自密实混凝土性能的影响

研究了乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、苯丙乳液和丁苯乳液对自密实混凝土工作性能、静态稳定性、力学性能和体积稳定性的影响。结果表明:三种聚合物乳液均可增加自密实混凝土扩展时间T500,降低自密实混凝土J环障碍高差、贯入度和干燥收缩率,显著提高自密实混凝土黏结强度,且均可满足Q/CR 659—2018《高速铁路混凝土结构用修补砂浆》中28 d龄期黏结强度大于2.0 MPa的要求,但会不同程度降低自密实混凝土抗压强度,其中掺入乙烯-醋酸乙烯共聚乳液的自密实混凝土抗压强度降幅最小,且其强度可达到C55混凝土强度要求,因此该自密实混凝土可用于钢管混凝土拱桥拱肋脱空修补。

高强混凝土的高脆性及其在冲击作用下的破坏机理

通过试验对比了高强混凝土(C60)和中低强混凝土(C30)抗压强度、抗折强度、折压比随龄期的变化规律,并采用微计算机断层扫描技术(Micro Computed Tomography,Micro-CT)分析高强混凝土在冲击作用力下的破坏机理。结果表明:与C30混凝土相比,3、7、28、56 d龄期时,C60混凝土抗压强度分别增长57.5%、53.7%、54.3%和52.8%,C60混凝土抗折强度分别增长51.2%、39.6%、32.4%和21.7%,C60混凝土抗折强度的增幅低于抗压强度,说明其脆性特征明显;C60混凝土折压比小于C30混凝土,说明C60混凝土韧性较差,脆性较大;在外部冲击荷载作用下首先在C60混凝土薄弱界面过渡区出现微裂缝,然后向粗骨料内部扩展形成骨料微裂缝,骨料微裂缝继续扩展连通,与水泥石微裂缝连接,最终导致混凝土试件开裂破坏。

玄武岩纤维表面改性及其对砂浆性能的影响

为了提高玄武岩纤维与水泥基材料界面的结合力,采用不同质量分数硅烷偶联剂(KH550)溶液、纳米SiO_(2)和KH550复合液对玄武岩纤维进行表面改性,从改性玄武岩纤维的表面形貌、纤维接枝率、纤维耐腐蚀性能和掺改性纤维后水泥砂浆的力学性能等方面进行分析。结果表明:不论是采用KH550溶液、还是采用纳米SiO_(2)和KH550复合液对玄武岩纤维表面改性后,玄武岩纤维表面均会附着颗粒物,且随着KH550质量分数增加和纳米SiO_(2)掺量增加,附着的颗粒物、纤维的接枝率均逐渐增加,耐腐蚀性能逐渐提升;掺改性玄武岩纤维后水泥砂浆的抗压强度和抗折强度均有所提高,这是因为玄武岩纤维表面改性增大了玄武岩纤维与水泥基材料的机械咬合力和化学键合力。

高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土性能研究

为解决高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道结构高施工性、高平顺性和高耐久性要求,采用具有高流动性、高塑性稳定性和低收缩变形的自密实混凝土作为无砟轨道充填层材料。针对充填层的封闭结构空间和承载功能,并结合设计和无砟轨道结构对自密实混凝土的要求,制备了C30,C40和C50三种强度等级自密实混凝土,进行体积稳定性试验、氯离子渗透试验和单边冻融试验,研究其工作性能、体积稳定性和耐久性能。结果表明:三种自密实混凝土均具有适合板式无砟轨道充填层施工的良好工作性能;其塑性收缩变形均随着强度等级的提高而增大;在水胶比相同和单方用水量相同两种情况下三种自密实混凝土的干燥收缩变形呈现出完全相反的变化规律;三种自密实混凝土均具有良好耐久性,抗氯离子渗透能力随强度等级的提高而降低,抗盐冻性能则随着强度等级的提高而增强。

高速铁路板式无砟轨道充填层混凝土收缩变形特性研究

为探明高速铁路板式无砟轨道充填层混凝土的收缩变形规律，开展了充填层混凝土收缩变形影响因素试验研究。结果表明：早期保湿养护对降低充填层混凝土干缩变形作用明显，比未进行保湿养护自密实混凝土的干缩变形降低15％左右；细骨料细度模数对充填层混凝土干缩变形影响较小；粗骨料最大粒径对充填层混凝土自身收缩变形的影响比干燥收缩大，粗骨料最大粒径由20mm降低至10mm，自身收缩变形值增大5％～25％；胶凝材料用量对充填层混凝土干缩变形和自身收缩变形影响显著，胶凝材料用量每增加20kg，混凝土干缩变形值和自身收缩变形值均增大10％～20％；充填层混凝土早期（90d）自身收缩变形占干缩变形的50％，而长期（210d）则能占干缩变形总量的74％左右。

烧失量和细度对粉煤灰浆体流变特性的影响

为研究烧失量和细度指标对粉煤灰浆体流变特性影响规律的差异性,选择了烧失量相当、细度相差较大和细度相当、烧失量相差较大的三种粉煤灰,并对其净浆浆体的流动度和马歇尔流出时间等流变特性指标进行了测试。试验结果表明:在对粉煤灰流变特性的影响因素中,烧失量的影响程度大大高于细度,即细度相当时,粉煤灰烧失量越小,其浆体的流动度值越大,马歇尔流出时间越短;当烧失量较小时,即使粉煤灰细度较大(即粒度较粗),仍具有与Ⅰ级粉煤灰相当的减水能力。这也反映出在选用粉煤灰时,只要烧失量指标满足标准要求,可适当放宽对细度的上限要求,即可拓宽粉煤灰料源的范围。

缓凝剂对快硬修补砂浆性能的影响

以白色双快硫铝酸盐水泥为胶凝材料制备早强快硬修补砂浆材料,研究了缓凝剂种类和掺量、减水剂掺量和和易性调节剂等对修补砂浆工作性能、力学性能、拉伸黏结强度和自由膨胀率的影响规律。结果表明:随着柠檬酸和硼砂掺量的增加,新拌砂浆扩展度呈单峰变化趋势,前者的掺加能有效控制新拌砂浆的可工作时间,而硼砂与该体系的胶凝材料适应性较差;随着柠檬酸掺量增加,硬化砂浆早期抗压和抗折强度均呈逐渐降低趋势;未掺加柠檬酸的硬化砂浆7 d拉伸黏接强度为1.32 MPa,柠檬酸掺量为0.45%的硬化砂浆7 d拉伸黏接强度为0.89 MPa;对于未掺加柠檬酸硬化砂浆的各龄期自由膨胀率均大于掺量为0.45%的硬化砂浆。

高强轻集料混凝土干缩变形性能研究

研究了低吸水率高强页岩陶粒配制的高强轻集料混凝土(HSLC)的干缩变形性能及其影响因素。研究结果表明:通过降低轻集料含量和减小最大粒径的方式来提高轻集料混凝土强度对混凝土的干缩变形有明显不利影响;预湿处理对采用低吸水率陶粒HSLC的干缩变形仍有一定的抑制作用;水灰比对HSLC干缩变形的影响呈非线性关系,存在临界水灰比使混凝土收缩变形最大,试验测得的临界水灰比为0.45;水泥用量较低时,HSLC干缩变形对水泥用量增加敏感,当水泥用量接近临界用量时,其敏感性大大降低。

高速铁路CRTS Ⅰ型轨道板快速封锚技术研究

针对高速铁路CRTSⅠ型轨道板传统封锚工艺效率低、工序繁琐、质量差、易脱落等问题,提出了一种全新的快速封锚施工技术。该工艺具有封锚材料生产工厂化和封锚施工操作标准化的特点,采用半机械化施工,可将轨道板封锚施工时间缩短为传统工艺的1/6,且能确保封锚质量,满足轨道板快速生产工艺要求。工程应用情况表明,该技术能大幅提高轨道板封锚施工效率,缩短轨道板生产周期,保证轨道板封锚施工的标准化。

CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土技术研究与应用

CRTS Ⅲ型板式无砟轨道是我国具有自主知识产权的新型无砟轨道结构,其结构特点之一是采用了高稳定性自密实混凝土作为充填材料,与轨道板形成复合结构,共同承受列车动荷载。从CRTS Ⅲ型板式无砟轨道复合结构特点及其对充填材料的特殊要求、自密实混凝土性能指标、施工关键工艺以及工程应用等方面详细介绍CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土研究与应用现状。研究和工程应用实践表明,自密实混凝土技术在我国高速铁路建设中具有广阔的应用前景,但也存在一些技术问题有待解决,应进一步加强板式无砟轨道结构用自密实混凝土配合比设计理论、施工技术和实体质量无损检测评估技术研究。

养护剂对道床板现浇混凝土收缩开裂性能的影响

为解决道床板现浇混凝土养护难、易开裂的问题,研究了自制高效养护剂对道床板现浇混凝土的强度、塑性收缩变形和抗裂性的影响。结果表明,采用养护剂养护有利于提高混凝土的抗压强度,其早期(7d)抗压强度高于标准养护下的抗压强度,后期(28d和56d)抗压强度与标准养护下的抗压强度相近,但其7d和28d抗折强度略低于标准养护下的抗折强度。在混凝土浇筑成型后立即喷涂养护剂,可有效降低混凝土塑性收缩。72h后,TJ-A、TJ-B和C型3种养护剂分别降低混凝土塑性收缩率为42%、27%和27%,同时,这3种养护剂养护下的混凝土表面水分蒸发量比自然养护下分别降低了60%、54%、60%。养护剂养护有效地防止了混凝土早期裂缝的产生,提高了混凝土的抗裂性能。

混凝土电阻率的研究进展

把混凝土作为一种复杂的电化学体系研究其电阻率是近年来混凝土结构性能测试的新方法。总结了混凝土的电学理论,比较了混凝土电阻率检测技术的特点,从原材料、配合比参数以及环境条件3个层次,阐述了影响混凝土电阻率的关键因素,提出了电阻率在混凝土性能表征中的应用,指出了混凝土电阻率研究存在问题及发展趋势。

混凝土接缝用硅酮嵌缝密封材料研究进展

硅酮嵌缝密封材料具有卓越的耐候性、优异的温度适应性和环境友好性等特点,现已被广泛应用于混凝土结构的接缝处理,特别适用于长线连续浇筑的混凝土接缝。针对现有硅酮嵌缝密封材料技术标准存在差异,在系统分析国内外硅酮嵌缝密封材料技术要求的基础上,提出了混凝土接缝硅酮嵌缝密封材料的性能要求。从跟随性、黏结性和耐久性三方面,提出了实现硅酮嵌缝密封材料高性能化的技术途径,阐述了混凝土接缝硅酮嵌缝密封材料应用现状及存在问题。结合国内外高性能硅酮嵌缝密封材料研究进展,指出了我国高性能硅酮嵌缝密封材料的发展方向。

自密实混凝土力学性能研究

以CRTSⅢ型板式无砟轨道常用粉体-粘度改性剂复合型自密实混凝土为研究对象,系统研究了含气量、胶凝材料、养护温度等对自密实混凝土抗压强度、抗折强度和弹性模量的影响,比较了自密实混凝土与正常振捣混凝土力学性能指标,探讨了自密实混凝土抗折强度和弹性模量与抗压强度之间的关系。结果表明,自密实混凝土抗压强度随含气量的变化规律大致可分为三个区域,当含气量小于3.5%,抗压强度随含气量增加而降低;当含气量在3.5%～6.1%之间,抗压强度变化不大;当含气量大于6.1%时,抗压强度随含气量增加而显著降低;自密实混凝土抗折强度高于正常振捣混凝土,折压比约为0.14;等强度自密实混凝土弹性模量比正常振捣混凝土低,且随着抗压强度增加,两者之间的差距逐渐减小;在养护温度5～30℃范围内,自密实混凝土抗压强度、抗折强度和弹性模量均随养护温度的升高而增大。

硅微粉对混凝土性能的影响

为开发一种新型矿物掺合料,以硅微粉为研究对象,系统研究了硅微粉混凝土的力学性能、耐久性能(抗氯离子渗透性、抗冻性)及其热物理性能。研究结果表明:硅微粉与粉煤灰复掺40%时,其中硅微粉掺量在20%以内,混凝土28 d强度可以达到40 MPa以上,硅微粉的掺入可提高混凝土的抗氯离子渗透性与抗冻性能,显著降低了混凝土的早期放热峰值与水化放热速率,从而有效地降低混凝土温度开裂敏感性,因此,硅微粉是一种具有良好应用前景的新型矿物掺合料。

自密实混凝土的特点及其在高速铁路中的应用

自密实混凝土是一种具有高工作性能和耐久性能的混凝土,本文介绍了自密实混凝土的定义与历史沿革,根据自密实混凝土高粉体用量、低水胶比、低骨料用量的配合比特点,总结出自密实混凝土原材料敏感性、温度敏感性、施工敏感性以及时间敏感性的特征。结合自密实混凝土在我国高速铁路中的应用,阐述了自密实混凝土在高速铁路中应用存在的问题,指出应在原材料控制、施工组织、人员培训以及标准规范等方面加强管理,以保证自密实混凝土在高速铁路工程中的施工质量。

高吸水树脂基内养护混凝土研究进展

阐述了内养护混凝土发展历史,对比分析了高吸水树脂与轻集料作为混凝土内养护剂的优缺点,总结了高吸水树脂对混凝土拌合物性能、力学性能、收缩性能和耐久性能的影响规律,分析了高吸水树脂影响混凝土性能的原因,提出了高吸水树脂基内养护混凝土的制备要点。

高速铁路混凝土绿色度评价

以高速铁路建设使用量最大的工程材料高性能混凝土为研究对象,从基于铁路工程作用环境的功能性指标,面向全过程的经济性指标以及考虑资源利用、能源消耗、CO2排放、水污染、粉尘污染、噪声污染的环境性指标,建立高速铁路混凝土绿色度评价指标体系,利用模糊数学和关联分析方法,确定混凝土绿色度评价模型以及绿色度中各评价指标权重,从而量化高速铁路混凝土绿色度。以京沪高速铁路用灰渣混凝土为例进行绿色度评价,结果表明灰渣混凝土为高绿色度混凝土。