高掺量磷石膏道路基层材料配比设计及性能研究

按传统矿质混合料设计掺磷石膏道路基层材料难以大规模消纳磷石膏,为实现磷石膏在道路基层材料中大规模利用,通过骨料替代法进行高掺量磷石膏道路基层材料配比设计,确定适宜的碎石比(5~10 mm粒级与10~25 mm粒级质量比39∶61)后以不同掺量替代磷石膏基胶凝材料体系,再击实然后得出最佳含水率及最大干密度。通过对设计好的配比进行性能试验筛选,得出适宜配比为P85S60,养护28 d的试件抗压强度最大达5.39 MPa,体积变化率较低,且养护7 d后试件的体积增长稳定,体积变化率最终维持在0.5%左右,有利于现场道路施工应用。所有配比浸出氟、磷均满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级限值,相较于常规水泥稳定碎石材料,该道路基层材料浸出液的酸碱性不会额外增加不利影响。通过XRD和SEM分析可知,胶凝材料水化产生的钙矾石和水化硅酸钙包裹在未反应的二水石膏周围,另外针棒状钙矾石和水化硅酸钙填充微小孔隙,使得试件整体结构密实、强度增加、体积稳定性增强。

大体积防辐射混凝土配合比设计与优化

防辐射混凝土作为医疗建筑广泛使用的辐射屏蔽材料,其组成材料性能和配合比设计对屏蔽射线辐射具有重要作用。以中国医学科学院肿瘤医院分院(廊坊院区)直线加速器室混凝土结构为工程背景,开展防辐射混凝土配合比设计与优化研究。通过原材料性能试验筛选优质组成材料,进行配合比设计,基于不同配合比混凝土的力学性能试验结果调整配合比,通过混凝土的抗水渗透、绝热温升试验,考虑造价的同时得到了防辐射混凝土的最优配合比,并在实际工程中取得了良好的效果。

淤泥水泥土固化机理及现场加固实例分析

马来西亚东海岸某铁路工程采用水泥搅拌桩加固地基,水泥配合比是影响地基加固效果的关键因素。为此,本研究开展了一系列有机土与水泥的室内配合比试验以及现场试验。试验表明,在一定的水泥掺量范围(15.3%~20%)内,水泥掺量越多,养护龄期越长,试件的无侧限抗压强度越大;在龄期强度百分比方面,淤泥水泥土普遍低于粘土水泥土。另外,现场试桩试验表明,试桩桩芯的无侧限抗压强度与所在岩层密切关系。在实际现场监测中,加固后土体累积沉降量为48.9 mm,侧向最大位移为6.66 mm;除填土加载外,沉降曲线以及侧向位移曲线没有出现突变。这表明本研究配合比制作的水泥搅拌桩对现场软土地基加固效果良好,研究结果可为滨海地区类似工程提供重要的参考依据。

湿热环境下低吸水率玻化微珠保温砂浆配合比研究

为解决东南沿海地区显著的风驱雨(WDR)现象易引起的建筑外墙渗水、墙体材料劣化等问题,通过两阶段共14组配合比试验,配制了一种低吸水率的外墙玻化微珠水泥基材料,研究了其在湿热环境下累计吸水量与吸水后导热系数的变化规律。研究结果表明:与混凝土相比,玻化微珠水泥基材料可以显著降低材料的导热系数、吸水量,热工性能优异,玻化微珠保温砌块可以有效提高砌块的热工性能,但也会降低材料抗压强度。与混凝土相比,玻化微珠水泥基材料的导热系数、7 d累计吸水量和吸水7 d后导热系数分别为0.336 W/(m·K)、185.8 g和0.483 W/(m·K),分别是混凝土的26.4%、62.4%和30.1%,吸水7 d后导热系数增大0.147W/(m·K),增幅为混凝土的44.3%。

橡胶水泥土动剪模量和阻尼比共振柱试验研究

橡胶水泥土作为一种经济环保的耐腐蚀轻质填筑材料,在沿海港口工程及灯塔等基础建设中具有广泛的应用前景。基于共振柱试验,对不同橡胶掺量、水泥掺量和围压下橡胶水泥土动力特性展开研究,重点探究各影响因素对其动剪模量和阻尼比的影响规律。结果表明:固结压力下橡胶水泥土的累计轴向应变随着橡胶掺量和围压的增大而增大,随水泥掺量增大而减小;橡胶水泥土动剪模量曲线衰减程度随橡胶掺量的增加和水泥掺量的减小而减弱,非线性特征减弱,而受围压影响则较小;最大动剪模量随着橡胶掺量的增大而减小,随水泥掺量和围压的增大而增大。当橡胶掺量较低或水泥掺量较高时,其掺量改变对最大动剪模量影响最大;橡胶的掺入减缓了动剪模量衰减幅度,并且在较低围压下促使其更早地发生衰减。而水泥掺量的减小和围压的增大则会推迟衰减,衰减幅度也相对更大;阻尼比随动剪应变的增加而单调递增,增大橡胶掺量和减小围压会使其阻尼比增大,当水泥掺量小于15%时,阻尼比随水泥掺量增加而增大,而当水泥掺量大于15%时,阻尼比反而随之降低。

工程水泥基复合材料配合比对其拉伸性能及耗能特性的影响

工程水泥基复合材料(Engineered cementitious composites,ECC)在工程结构修复加固等领域应用广泛。制备了12组不同配比且不同养护龄期的ECC试件进行单轴拉伸试验,研究了不同砂胶比、水胶比、硅灰掺量、纤维掺量及养护龄期对ECC拉伸性能及耗能特性的影响,优化了ECC的配合比范围。结果表明:ECC的初裂强度和峰值强度在水胶比的一定范围内随水胶比的降低而增加,水胶比的建议区间为0.24~0.30;砂胶比在一定范围内的增加会导致ECC的初裂强度和峰值强度显著提高,砂胶比增加且不超过0.66时断裂能、延性指数(耗能能力)均呈现线性增加,砂胶比的建议区间为0.60~0.66;纤维掺量增加对ECC的断裂能和裂纹扩展有一定提高,但会使强度降低,纤维掺量的建议值为1.6%;适当的硅灰掺量能有效增加抗拉应变能力。

聚丙烯腈纤维废陶瓷再生骨料混凝土力学性能优化研究

为了使掺入聚丙烯腈纤维的废陶瓷再生骨料混凝土力学性能达到最优,选取了废陶瓷骨料掺量、聚丙烯腈纤维掺量以及聚丙烯腈纤维长度3个因素,每个因素合理选取5个水平,设计3因素5水平的正交试验。试验结果表明:当废陶瓷骨料掺量取55%~60%、聚丙烯腈纤维掺量取0.8 kg/m3、聚丙烯腈纤维长度取12 mm时,混凝土抗压强度最佳;当废陶瓷骨料掺量取45%~50%、聚丙烯腈纤维掺量取1.2 kg/m3、聚丙烯腈纤维长度取15 mm时,混凝土抗折强度最佳,均达到了设计的C30强度标准。对试验数据进行极差分析和方差分析,得到各因素对试件抗压强度和抗折强度影响的敏感度顺序以及显著性程度。

重晶石重密度抗辐射混凝土制备及其大体积结构施工技术

为探究大体积重晶石重密度抗辐射混凝土制备与施工技术,以西安国际医学中心质子中心项目作为工程实例,通过混凝土配合比试配试验,建立了超高密度重晶石混凝土原材料中水泥、骨料、铁质骨料、外加剂、粉煤灰与矿粉及拌合水的控制原则。同时通过分层浇筑以及施工缝的布置设计,合理规划了大体积重密度抗辐射混凝土的结构施工工序,并通过后期混凝土水化热的温度监测方法,得到了此类抗辐射混凝土的温度变化曲线,验证了施工方案的可行性。根据现场施工情况与试验数据,得到超高密度重晶石混凝土的原材控制措施以及混凝土配合比设计原则,明确此类抗辐射混凝土的施工参数与施工工艺以及对应的混凝土抗裂养护措施。通过对大体积混凝土的温度监测得出此类抗辐射混凝土的水化热温度变化特征,总结控制了水化热的施工与养护经验。

内蒙古阴山南麓地区生土砌体材料改性研究

在内蒙古阴山南麓地区的生土中掺入莜麦秸秆、羊毛纤维、糯米浆以及甲基硅酸钠,通过正交试验对生土材料进行复合改性,研究不同掺量下各改性材料对改性生土试件抗压强度、导热性能的影响规律,并确定最优配合比。结果表明,高抗压型改性生土材料最优配合比为:整体含水率18%,莜麦秸秆掺量为0.6%,羊毛纤维掺量为0.6%,糯米浆掺量为2%,甲基硅酸钠掺量为1.5%。相较于素土试件其抗压强度提高了65.6%,导热系数减少了8.0%。低导热型最优配合比为:整体含水率18%,莜麦秸秆掺量为0.6%,羊毛纤维掺量为0.6%,糯米浆掺量为2%,甲基硅酸钠掺量为0.7%。相较于素土试件其抗压强度提高了50.5%,导热系数减少了16.6%。

现代夯土建造技术在景观建筑中的应用

为研究现代夯土技术在景观建筑中的应用效果,以绵阳市乡村旅游环线项目街子驿站景观建筑施工为载体,针对传统夯土墙结构及施工工艺的不足,通过对项目当地夯土材料的试验检测,优化了墙体混合料配合比;通过改良夯土墙结构及夯土工艺,优化了夯土墙模板体系。应用现代建筑施工技术结合传统夯土技术,提升了夯土建筑强度及稳定性。同时,介绍了一种装配式夯土墙模块施工技术在生土建筑中的应用,加快了墙体施工进度,取得了良好的效果。

预制防撞墙后浇带超高性能混凝土配比研究

随着经济和社会的发展,工程项目构造向更高、更长、更加深入的角度深入发展,这对混凝土的强度有了更高的规定,超高性能混凝土(简称UHPC)应运而生,与常用的水泥基混凝土材料相比,UHPC在抗拉强度、抗压强度﹑阻裂性、耐磨性、耐腐蚀性、抗冻性及抗渗性等方面具有更加优越的件能。该文结合上海S3公路(周邓公路—G1503公路两港大道立交)新建工程主线施工4标段(以下简称S3公路)预制防撞墙后浇带UHPC的配比试验,通过不同配比的各龄期混凝土抗压强度进行对比,确定最优配比方案,并在S3公路预制防撞墙后浇带实施中得到了很好的应用,为UHPC的深入研究和应用提供了有益参考。

三轴剪切条件下水泥胶结砂声发射特征信息演化规律研究

结合声发射(AE)传感装置开展考虑水泥掺入比、围压等条件的水泥胶结砂排水三轴试验。研究结果表明:水泥胶结砂的AE特征信息演化规律与应力-应变曲线具有较好的对应性;累计AE事件随水泥掺入比的增大而减小,这与水化物的增加抑制了砂颗粒间滑移密切相关;随围压增大,累计AE事件增大,同时促进了AE信号在介质中的传播和胶结的断裂;随着水泥掺入比增加、围压降低,水泥胶结砂破坏形态由鼓胀破坏逐渐向剪切带破坏过渡。

基于正交试验的沸石生态混凝土配合比优化

为探究沸石生态混凝土的最佳配比,基于正交试验设计了9组不同配合比的沸石生态混凝土,研究了目标孔隙率、水灰比和粉煤灰掺量3个因素及其3个不同水平对沸石生态混凝土抗压强度、实际孔隙率、透水系数和pH值的影响。结果表明:抗压强度最佳配合比组合方案为目标孔隙率20%、水灰比0.35、粉煤灰掺量20%;实际孔隙率、透水系数和pH值最佳配合比组合方案为目标孔隙率30%、水灰比0.35、粉煤灰掺量20%。为保证沸石生态混凝土的强度,选择力学性能较好的组合为目标孔隙率20%、水灰比0.35、粉煤灰掺量20%,可用于垃圾填埋场底层、垃圾箱、河岸混凝土护坡面、公园景区路面等工程。

速强常温沥青混合料罩面技术在公路养护中的应用研究

【目的】为研究速强常温沥青混合料在低等级公路养护中作为结构层混合料的应用效果。【方法】通过室内试验和现场施工相结合的方法,从速强常温沥青混合料原材料的制备和优选、配合比设计、性能试验及工程应用等方面进行研究。【结果】研究结果表明,速强常温沥青混合料AC-13的生产配合比1#∶2#∶3#∶细集料∶矿粉=38∶16∶10∶34∶2,油石比为5.7%(复合改性乳化沥青10%),用水量2.4%,固化剂2.0%。混合料的成型强度、高温稳定性、低温抗裂性能及水稳定性能基本达到普通热拌沥青混合料的水平,满足提前开放交通的要求。【结论】提出了速强常温沥青混合料罩面施工工艺流程,工后检测均满足规范要求。速强常温沥青混合料作为一种新型材料在低等级公路养护中具有较好的推广应用前景。

生态混凝土胶凝材料配合比优化试验研究

以42.5级硫铝酸盐水泥作为研究对象进行改性处理,对生态混凝土胶凝材料的配合比进行了优化研究。针对生态混凝土生态护坡时碱度偏高,无法达到植生要求的问题,兼顾生态混凝土的抗压强度,通过选择不同的矿物掺合料进行胶凝材料的试配试验,并测定其性能。结果表明,将硫铝酸盐水泥作为胶凝材料的主要成分是可行的;在胶凝材料中掺入矿物掺合料能够降低碱度,但效果并不明显;石膏相对于其他矿物掺合料具有更强的控碱能力,且制备的生态混凝土的抗压强度也达到了较为理想的水平;在硫铝酸盐水泥中掺入5%硅灰、20%石膏和15%矿粉,可使生态混凝土的碱度和抗压强度达到较为理想的状态。

滨海深厚填石区超长大直径灌注桩施工技术研究

填海造陆区常存在含量高、粒径大的深厚填石层,给长大直径灌注桩施工带来技术难题。某工程填石层厚17.3m,采用桩径1.5m、最大桩长88m的灌注桩施工,经研究采用“冲击钻+旋挖钻”接力成孔技术及旋挖钻机填石层防卡钻装置。通过正交试验,确定泥浆调配关键原料配合比和CMC护壁泥浆最佳质量配合比。优选矿物掺合料、外加剂,确定了混凝土最优配合比,提高混凝土耐久性、工作性、保塑性。

基于电阻率响应的裂隙岩体粉煤灰注浆效果研究

注浆可以封堵孔隙裂隙,加固岩体,提升岩土体工程性质,但注浆体扩散范围与注浆效果往往难以直观观察。针对此问题,提出利用浆液中掺和的硅酸钠、粉煤灰等材料,监测电阻率变化来检验注浆效果的方法。通过测试不同硅酸钠与粉煤灰掺和物配比、不同角度的裂隙倾角、饱水与干燥状况下灰岩注浆后电阻率的变化,探索不同注浆条件下电阻率响应问题。研究发现:随着硅酸钠添加量的增加,电阻率明显降低,且其对导电性能的提升优于粉煤灰;随着裂隙倾角的增加,结石体样品的电阻率呈降低的趋势,裂隙角度越大电阻率降低的幅度越大;饱水状态下样品电阻率比干燥状态下样品的电阻率低。

水库底泥透水混凝土配比及抗压强度检测研究

研究旨在探讨水库底泥是否能够代替水泥用于透水混凝土的制备,通过超声波检测结合正交实验方法,研究了水库底泥透水混凝土的配比设计和性能评估。通过正交试验,得出了水库底泥掺量、矿渣粉掺量和增强剂掺量对混凝土性能的影响,最终确定了最佳的配比组合。超声波波速检测方法用于评估混凝土的干密度、总孔隙率、有效孔隙率、透水系数以及抗压强度,揭示了这些性能指标之间的关联。研究结果表明,超声波波速是一种非破坏性的有效检测方法,与混凝土性能密切相关。最终的最佳配比为水库底泥掺量30%、矿渣粉掺量15%和增强剂掺量2.5%,该配比能够实现水库底泥的最大化利用,同时满足透水混凝土的性能要求。因此,研究论证了水库底泥代替水泥在技术和经济上的可行性,为可持续混凝土材料的发展提供了有益信息。

新疆某水库心墙碾压沥青混凝土配合比研究

BMD水库作为一座百米级的碾压混凝土心墙坝,其安全建设和运行对流域社会经济可持续发展具有举足轻重的作用。高沥青心墙坝对心墙沥青混凝土的性能要求较高,充分考虑不同高度沥青混凝土心墙的应力作用,通过室内试验优选出油石比:6.7%,级配指数:0.39,填料含量:12%和油石比:7.0%,级配指数:0.39,填料含量:13%的2组心墙沥青混凝土配合比。以适应坝体的应力和变形,从而优化坝体结构。合理的心墙沥青混凝土配合比参数不仅能够减少试验工作量,控制工程建设成本,而且能够保证工程的安全运行。

全氟己基乙烯在织物整理剂中的应用研究

用于制备防水防油织物整理剂的全氟酯类单体(n=6),由于生产成本过高,使得含氟防水防油织物整理剂价格高昂,从而影响市场的推广和自身的进一步发展。全氟己基乙烯由于其制作工艺成熟、成本较低,易于工业化生产,拟将其作为部分替代全氟酯类单体用于织物整理剂合成配比研究。通过实验,得出最优配比为全氟己基乙基甲基丙烯酸酯75%+全氟己基乙烯25%,经防水及防油性能测试,与全氟己基乙基甲基丙烯酸酯单体整理剂的防水防油效果相当,可以按比例代替全氟酯类单体。