磷石膏基3D打印材料制备及性能研究

研究了微硅粉及缓凝剂对磷石膏基3D打印材料可打印性及力学性能的影响。结果表明,随着微硅粉掺量增加,材料流动度先增大后减小,高度保留率逐渐减小,强度变化不大;微硅粉掺量4%时,材料的可挤出性得到改善且抗压强度较高。从可打印性来看,200P、SG12X缓凝剂对材料初始时的可打印性影响较小,但材料的可打印时间较短,且二者掺量较高,影响材料早期强度发展;GR200缓凝剂对材料初始可打印性的影响相对较大,但材料的可挤出性保持时间较长;从强度来看,200P对强度基本无影响,GR200引起的强度损失较小,而SG12X造成的强度损失较大。综合考虑,宜选择GR200作为磷石膏基3D打印材料的缓凝剂,其掺量控制在0.15%~0.20%。从打印效果来看,加入微硅粉后材料的可挤出性显著改善,DY3组材料初始流动度176 mm、初始高度保留率88.7%,可打印性良好。

转晶剂对脱硫石膏制备α-半水石膏形貌及强度的影响

目的探讨脱硫石膏浆体制备α-半水石膏时转晶剂对其形貌及强度的影响.方法采用高温蒸压法,在升温时间为75 m in、蒸压温度为120℃的条件下水热处理掺有转晶剂的脱硫石膏浆体制得α-半水石膏晶体,采用体视显微镜观测晶体的形貌特征、wΑ-Y300电子液压机测试抗压强度.结果脱硫石膏浆体采用单一转晶剂质量分数0.075%～1%硫酸铝钾效果较好,制得α-半水石膏晶体呈长柱状,抗压强度16.8 MPa;复合转晶剂硫酸铝钾掺量1.8%左右,柠檬酸钠掺量0.08%左右时效果最佳,α-半水石膏晶体呈短柱状,抗压强度30.2 MPa.结论单一转晶剂对α-半水石膏晶体抗压强度的影响并不显著,其中硫酸铝钾效果较为明显,而复合转晶剂对抗压强度提高影响显著,硫酸铝钾与柠檬酸钠作用下抗压强度最高.

掺合料混凝土干缩开裂的Cl^-扩散系数实验

目的研究不同矿物掺合料及硫酸钠对混凝土干缩开裂的影响,以降低混凝土早期干缩和避免出现早期干缩裂缝.方法根据NEL法采用自制装置,用电导率仪测试不同养护条件下混凝土的电导率,并转化成Cl-扩散系数,利用不同养护条件下扩散系数差值来反映混凝土早期干缩开裂程度.结果粉煤灰、矿粉掺量分别低于10%、20%时,Cl-扩散系数差值低于基准混凝土的差值,且随掺量的增加而增加;粉煤灰混凝土Cl-扩散系数差值在7d前上升趋势较明显;掺入Na2SO4后,Cl-扩散系数差值随龄期的增加而明显增加.结论低掺量矿物掺合料对混凝土的抗干缩开裂有利,且随着掺量的增加而降低,粉煤灰混凝土的干缩开裂主要发生在早期;掺硫酸钠后矿物掺合料对混凝土的抗干缩开裂不利.

超细粉煤灰对混凝土强度及水化产物的影响

对超细粉煤灰掺量为0～30％之间的混凝土抗压强度、硬化浆体水化产物中化学结合水和Ca（OH）2量的变化情况进行了分析。结果表明，超细粉煤灰掺入后能够充分发挥填充效应和火山灰活性，消耗水泥水化产物中的Ca（OH）2，降低水化产物中Ca（OH）2含量，且随水化龄期的延长，参与水化程度提高，能够提高混凝土的后期强度。

防水减缩组分在受热条件下对混凝土Cl^(-1)扩散系数的影响

目的研究受热条件下混凝土中掺入硅油、有机硅防水剂及保水剂的Cl-扩散系数变化规律.方法利用电导率仪,试验根据NEL法测试原理,用自制的试验设备,测算出混凝土不同龄期的Cl-扩散系数变化规律.结果受热条件下,混凝土掺入硅油后Cl-扩散系数均高于不掺的;有机硅防水剂掺量小于0.83%和保水剂掺量小于0.01%时,混凝土Cl-扩散系数随掺量增加而降低.有机硅防水剂掺量大于0.83%和保水剂掺量大于0.01%时,混凝土Cl-扩散系数随掺量增加而增大,但3 d的保水剂混凝土Cl-扩散系数变化不明显.结论随着硅油掺量的增加,混凝土的Cl-扩散系数逐渐降低;有机硅防水剂和保水剂都存在最匹配掺量,不同掺量有机硅防水剂和保水剂的混凝土在受热条件下,Cl-扩散系数存在最低值.

预拌混凝土浆水综合利用试验研究

为了有效、合理地利用预拌混凝土企业浆水,通过研究浆水的基本性质和对混凝土工作性、强度、耐久性的影响,提出了浆水的综合利用措施,并建立了浆水密度与浓度的关系,可快速判定浆水的浓度,及时指导生产。试验表明,浆水对安定性影响较小,但对凝结时间和标准稠度用水量影响较大,且浆水会使混凝土浆体黏度增大,影响流速。浆水浓度≤9%时,通过调整外加剂掺量和用水量达到与基准组工作性相当后,对C30混凝土强度、回弹强度和碳化影响不大,且强度发展规律与基准组相当。保持浆水全部等效为自来水,其固含量也作为自来水的一部分,在浓度为9%时,混凝土电通量和平板开裂试验的整体开裂面积与基准组相当,但混凝土首条裂缝开裂时间和裂缝快速发展时间均较基准组提前。

地铁盾构管片自动化生产用早强型聚羧酸减水剂的制备与应用

利用TPEG5000、az-HPEG、AA、HEA等不饱和单体,基于水相自由基共聚工艺,合成了一种新型早强型聚羧酸减水剂PC-V。该减水剂能调控坍落度为7.5 cm的C50混凝土的坍落度保持时间15 min、初凝时间87 min、蒸养后脱模强度25.2 MPa,满足了轮轨移动式管片自动生产工艺的多项技术指标需求。

机制砂石粉含量对新拌混凝土流动性能的影响

通过改变石粉含量得到不同浆膜层厚度(PFT)和水膜层厚度(WFT)的混凝土拌合物。通过混凝土扩展度以及T500试验,研究了石粉含量变化对PFT、WFT及新拌混凝土流动性能的影响。结果表明:机制砂石粉含量最佳值为2%,当石粉含量由0%增加到2%时,对应混凝土流动性能明显改善;当石粉含量超过2%时,对应混凝土流动性能下降。石粉对新拌混凝土流动性能产生影响的内在原因是因为石粉改变了混凝土的PFT和WFT,新拌混凝土流动性主要受到PFT/WFT的共同影响,其中WFT是关键影响因素。当WFT在1.4μm以上时,无论WFT如何变化,此时混凝土扩展度以及T500随PFT改变而改变。当石粉含量在2%以内增加时,此时对应混凝土WFT均在1.4μm以上,而PFT则不断增加;当WFT在1.4μm以下时,无论PFT如何变化,此时混凝土扩展度以及T500随WFT改变而改变。当石粉含量超过2%且增加时,此时对应混凝土WFT均在1.4μm以下且随石粉含量增加而降低。

减水剂及缓凝剂对α-半水磷石膏性能的影响

研究了4种减水剂、2种缓凝剂对α-半水磷石膏流动度、凝结时间和抗压强度的影响。结果表明:4种减水剂对α-半水磷石膏的分散效果依次为聚羧酸减水剂540P≈聚羧酸减水剂PC900>三聚氰胺减水剂F10>萘系减水剂FDN,其中2种聚羧酸减水剂的缓凝作用较强,而F10、FDN基本无缓凝效果;当缓凝剂掺量不超过0.05%时,改性氨基酸缓凝剂200P的缓凝效果更好,反之则蛋白类缓凝剂GR200的缓凝效果更好,当缓凝剂掺量不超过0.15%时,200P对α-半水磷石膏的抗压强度基本无影响,GR200对α-半水磷石膏抗压强度的负面影响相对较小。

石膏品种对硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂膨胀性能的影响研究

采用硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂熟料,通过测试胶砂试块的限制膨胀率以及膨胀收缩落差率,研究了水养转干空、绝湿以及温度匹配+绝湿3种不同养护条件下,硬石膏、二水石膏2种石膏对膨胀剂膨胀性能的影响。结果表明:在水养转干空情况下,二水石膏制备的膨胀剂限制膨胀率以及后期膨胀收缩落差率都优于硬石膏;在绝湿条件以及温度匹配+绝湿条件下,硬石膏制备的膨胀剂限制膨胀率以及后期膨胀收缩落差率都优于二水石膏,但相比于水养转干空条件,2种石膏制备的膨胀剂膨胀性能都出现一定程度的降低;相比于绝湿条件,采用温度匹配后,2种石膏制备的膨胀剂膨胀性能都有一定程度提高,但后期膨胀收缩落差率明显高于其它2种养护条件。

基于最紧密堆积理论的自密实混凝土制备与性能研究

基于最紧密堆积理论,对砂石和胶凝材料进行了最紧密堆积设计,选用最佳配合比制备了高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土,并对其性能进行了测试。结果表明:当m2区砂∶m3区砂=6∶4,m5~10 mm石∶m5~10 mm石=4∶6,水泥、粉煤灰、矿粉质量比为7.0∶0.5∶2.5,水胶比为0.35,膨胀剂掺量为5%时,所制备的自密实混凝土性能良好,扩展度可达660~680 mm,T500为4~6 s,28 d抗压强度>40 MPa,56 d干燥收缩≤400×10-6,满足相关标准要求。

地铁管片混凝土用聚羧酸减水剂的配制技术研究

结合地铁管片自动化生产线所需混凝土的技术要求配制出不同性能的聚羧酸减水剂。通过测试混凝土的凝结时间、强度和表观质量及两种减水剂母液(S-PCE和H-PCE)的水化热曲线,分析了S-PCE和H-PCE配比对混凝土性能的影响。结果表明,S-PCE在未改变水泥水化机理和规律的前提下,能显著加速水化进程,提前结束诱导期。通过调整H-PCE和S-PCE的比例,可以实现对混凝土凝结时间和早期强度的控制,且对混凝土后期强度没有负面作用。

聚丙烯酸/硅藻土复合保水剂的制备与性能

将硅藻土(DE)与丙烯酸(AA)共混,以N-N亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用溶液聚合一步法制备了PAA/DE复合保水剂,采用红外光谱仪、高级扩展动态流变仪、扫描电子显微镜等对其结构和性能进行了研究。FT-IR分析表明DE与PAA间存在较强的界面作用。应变扫描结果表明:复合保水剂中存在网络结构;且随DE用量增加,保水剂的储能模量呈先增加后降低的趋势。DE的加入可以显著提高保水剂的抗压缩性能,同时使保水剂的网络结构变得规整而致密,网壁增厚且网孔尺寸降低,改善溶胀性能;当DE添加量为5 wt %时,PAA保水剂的平衡溶胀率(794%)较纯PAA保水剂提高了29.32%,同时抗压缩性能提高了151%。 PAA/DE复合保水剂在室温下具有较好的保水效果,2 h内水分的减少率低于2%, PAA/5 wt % DE保水剂的蒸发平衡时的减少量为33.32%。

预拌混凝土碳排放计算及低碳化技术路径分析与研究

通过对预拌混凝土碳排放计算标准、评价方法的分析,以及对预拌混凝土碳排放来源和减碳技术路径的分析与研究,梳理了碳排放的计算过程和目前存在的问题,以及业内减碳的部分研究成果,对低碳化技术提出了建议。结合区域特点,积极开展地方碳排放标准的设计;充分考虑骨料级配和形貌,结合胶材体系级配设计,达到全颗粒紧密堆积;充分发挥固废与水泥熟料的协调效应,实现水泥熟料的减量化应用;预拌混凝土搅拌站应逐步实现智能化,降低自产废料量或实现回收利用;运输系统和施工项目进度控制达到有机结合,减少车辆的无价值运转时间;综合考虑间接减碳技术和工厂式吸碳设计,真正实现零排放生产。

工业废渣对水泥粉体粒度分布及性能影响的试验研究

将锂渣、水渣和高钙灰分别粉磨至一定细度,对其进行粒度分析,通过计算各粒度累计颗粒含量,进行合理搭配取代部分水泥,开展粒度分布分析和水泥胶砂验证试验,就胶砂流动度、3 d和28 d强度与P·O42.5R水泥进行对比分析,评价工业废渣大掺量取代水泥的合理性。试验证明:利用工业废渣取代30%的水泥,新配水泥工作性、力学性能满足要求,并且每吨可降低成本14.9%,碳排放降低29.9%,符合节材减排和节能降耗的绿色低碳发展目标。

机组流水法轨枕生产线生产节拍分析及设计思路探讨

轨枕生产线设计应遵循一定的规律,这和生产任务、场地设计、人员配置,以及主要设备产能有直接关系。同时,由于轨枕生产线投资量较大,属于资金密集型和人员密集型生产线,有必要对其具体设计流程和思路进行系统性分析,统计其内部各工位和设备、设施之间的联系,以进一步指导和优化生产线建设和生产。基于此,本文对生产线生产节拍进行设计和分析,建立生产各环节之间的联系,使生产线的设计区域数字化。

热养护方式对轨枕混凝土性能影响的研究

对轨枕生产涉及的静停时间和干热养护、蒸汽养护的组合养护方式进行了较为详细的试验研究,利用混凝土强度和表观吸水率进行评价。结果表明:混凝土构件成型后,静停3h,在蒸汽养护条件下,混凝土脱模强度和表观吸水率较佳,脱模后标养7d对混凝土强度发展较为有益,有助于表观吸水率的降低。在干热养护条件下,静停时间对脱模强度和吸水率影响不大,但对同条件养护至28d吸水率影响较大,静停3h为最佳。同理,脱模后的保湿养护对强度的发展较为有益,并可有效降低吸水率。采用干热养护+蒸汽养护组合的方式,前期可有效降低混凝土含水率,提高强度,后期通过蒸汽养护补充水分,可促使混凝土后期强度的发展,干热养护3h+蒸汽养护2h效果较佳,并且,较蒸汽养护5h,可降低能耗24%。

砂率及机制砂特性对混凝土流动性与颗粒膜层厚度的影响

在保持混凝土胶材总量、水胶比不变情况下,设计了不同砂率、不同种类砂搭配的混凝土配合比,通过测试混凝土扩展度、扩展时间(T_(500)),结合浆膜层厚度(PFT)、水膜层厚度(WFT)计算,详细分析了PFT、WFT与新拌混凝土流动性的关系。结果表明,混凝土流动性受PFT和WFT的影响较大,且不同种类砂搭配制备混凝土的流动性、PFT、WFT均存在较大差异。混凝土扩展度随PFT、WFT的增加而增加,且关联度较高,T_(500)随PFT、WFT的增加而减少,但相关性较差。PFT、WFT的变化主要源于机制砂石粉含量、细度模数以及骨料空隙率的变化,当石粉含量过高时,虽然会引入更多浆体使PFT增加,但同时也会引起体积水胶比减小,比表面积增大,导致WFT变小,混凝土流动性反而变差。

Ⅲ型预应力混凝土轨枕挡肩部位损伤分析及改进措施

本文通过Ⅲ型轨枕挡肩部位损伤形态,分析其产生原因,得出钢丝张拉应力、应力损失、位移应力、钢模变形阻力、摩擦应力、下饶挤压应力和混凝土强度,是影响轨枕挡肩部位损伤的主要因素,且损伤的产生为多种因素交互作用。通过采用优选脱模剂、成孔棒和钢模,控制钢丝长度、放张速率、脱模强度,改变轨枕端头断丝顺序等措施,逐一试验,以确定措施效果。结果表明,通过多因素同时控制,可有效降低轨枕挡肩部位损伤。其中优化混凝土配合比,并且在强度达到设计强度85%以上时脱模,放张速率小于20kN/s,同时,改变轨枕端部断丝顺序,由轨枕底面至承轨面,竖向依次跳动断丝,但预留靠近轨枕面中间两根钢丝,待钢模反转后,由外及内跳动断丝,效果较好。

预湿陶粒自养护补偿收缩混凝土收缩的试验研究

采用预湿粘土质陶粒作为自养护粗集料,以其等体积的取代碎石掺入补偿收缩混凝土中,测试不同龄期的补偿收缩混凝土自由收缩的变化情况。表明在预湿陶粒自养护的作用下,A、B和C三种膨胀剂配制的补偿收缩混凝土在前4d龄期间均会出现不同程度的膨胀,而基准样出现收缩;在5-11d龄期间,补偿收缩混凝土均出现微量收缩,而基准样出现显著收缩;在12-28d龄期间补偿收缩混凝土收缩显著,但收缩量小于基准样;在28-56d龄期间补偿收缩混凝土收缩值与基准样相差无几,甚至低于基准样。