缓凝型水泥浆液配合比优化及锚孔浆岩界面特性影响研究

针对预应力锚杆后张法施工中自由段浆液流动性和缓凝效果差的工程难题,提出使用标准型聚羧酸减水剂作为掺加剂以实现水泥浆液缓凝并提高其工作性能,探究其对锚孔浆岩界面特性的影响。采用室内试验、SEM电镜扫描等手段,结合Matlab多目标优化等方法,对掺加减水剂的缓凝型水泥浆液的锚固性能及配合比优化展开研究,得出适用于预应力锚杆自由段的注浆材料及其最优配合比,并与现行规范推荐配合比进行锚孔横断面结石特性对比试验。研究结果表明:1)随着水灰比增大,水泥浆液的流动度和凝结时间增大,体积结石率和抗压强度减小;随着减水剂掺量的增大,水泥浆液的流动度和凝结时间增大,体积结石率减小,减水剂对浆液抗压强度影响较小;2)未掺加减水剂时,浆液结石体致密性随着水灰比的增大而降低,掺加减水剂使得浆液结石体表面局部存在相对较大尺度的孔或孔隙,对宏观结石体强度有一定影响;3)通过Matlab多目标优化方法推荐了缓凝型水泥浆液最优配合比为水灰比0.3,减水剂掺量1.85%,相关性能参数符合规范要求,且流动度与抗压强度较规范推荐配合比分别提升了72.3%和107%;4)浸水围岩会弱化浆岩界面的抗剪强度,因此在锚杆灌浆过程中保证横断面结石率有利于提高浆岩界面的抗剪强度,本文提出的最优配合比浆液抗剪强度优于规范推荐配合比浆液。

基于响应面法的机制砂路面混凝土配合比优化及其性能研究

为实现多目标性能机制砂混凝土配合比设计,本文采用Box-Behnken响应面法进行试验设计,探究了石粉掺量、浆体体积分数及水胶比对机制砂路面混凝土性能(坍落度、28 d抗压强度和磨损量)的影响,并结合SEM和XRD对硬化浆体的微观结构进行了分析。结果表明,通过响应面法建立的回归模型能够精确预测各因素与性能之间的关系,精度达95%以上。在各因素中,水胶比对坍落度和抗压强度的影响最显著,而对磨损量的影响较小。经优化,得到最佳的机制砂路面混凝土配合比:水胶比0.36,浆体体积分数25%,石粉掺量10%(质量分数)。此外,掺量不超过10%的石粉改善了界面过渡区,有助于提升混凝土的力学性能。

PVA/钢混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)配合比优化及评价方法

将钢纤维、国产PVA纤维和日本PVA纤维按照适宜比例进行配制,不同纤维材料性能相互补充、取长补短,可以更好发挥出混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)的力学性能,有利于其成本控制,具有广泛应用前景。通过正交试验极差结果择优和信噪比S/N稳定性择优两种方法分析粉煤灰掺量、水胶比、砂胶比、钢纤维掺量、国产PVA掺量和日产PVA掺量对混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)抗拉强度和抗弯强度的影响规律,对比两种方法的结果,并建立各因素和响应量之间的回归关系,与和易性工程性能相结合,给出HFRCC的最优配合比。结果表明:信噪比S/N稳定性择优方案更加准确和全面。粉煤灰掺量、钢纤维掺量、国产PVA掺量和日产PVA掺量对HFRCC的响应量影响较大,水胶比和砂胶比影响较小;建立数学模型预测和优选配合比,HFRCC抗拉强度最大可以达到6.36 MPa,抗弯强度最大可以达到13.90 MPa,预测值和试验值之间的相对误差绝对值均接近3%,且和易性能较好。研究结果可以为混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)的制备提供依据。

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。

混凝土配合比优化中原材料采购管理的重要性

笔者基于三个工程实例,阐述了对混凝土配合比所用原材料的选用、原材料的采购管理、混凝土配合比优化中必须考虑的因素以及混凝土配合比优化后取得的经济效益进行的分析与研究。

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。

洞渣花岗岩混凝土配合比设计优化研究

为研究隧道洞渣以不同强度等级花岗岩为骨料的混凝土最优配合比,以无岳高速WYTJ-07标段的隧道为例,研究其在开挖过程中产生的变质花岗岩洞渣,并将其加工成机制碎石和机制砂。通过改变花岗岩混凝土的水胶比和减水剂的掺量,进行两因素三水平的全面试验,优化洞渣花岗岩混凝土配合比。研究结果表明:无岳隧道洞渣中的变质花岗岩可以用于混凝土的配制;对于C15、C20、C25、C30、C40、C50的花岗岩混凝土,最优的水胶比分别为0.54、0.50、0.47、0.43、0.39、0.33,且减水剂掺量不低于1.0%。

分析优化护理配合流程在膝关节镜手术中的应用效果

本研究旨在探究一种膝关节手术的护理流程效果,这种护理流程为优化后的护理配合流程。方法 起始时间设置为2022年1月,结束时间设置为2022年12月,明确116例患者为研究对象,,在合理分组手段应用下分成人数均等的对照组(常规护理)和研究组(优化护理配合流程),分析效果。结果 在围手术期指标、术后并发症、术后2周、4周以及8周的评分上,相比于对照组而言,研究组各项数据结果更佳,统计学意义明显(P<0.05)。结论 优化护理配合流程的模式临床应用效果显著,具有临床推广价值。

轨道交通停车场免装饰混凝土配合比设计及优化试验研究

免装饰混凝土在城市轨道交通工程中应用广泛,但配合比设计方面的研究有限。研究以混凝土的工作性能、力学性能为衡量标准,首先优选原材料、减水剂及确定外加剂掺量,然后对混凝土基础配合比进行优化,获得砂率、单掺粉煤灰掺量、单掺矿渣粉掺量3个参数的合理值。通过三因素三水平正交试验,测得混凝土的工作性能和抗压强度,获得免装饰混凝土的最优配合比。将研究成果应用到深圳轨道交通L12停车场立柱施工中,取得良好效果。

基于人工神经网络和遗传算法的砖混再生粗骨料混凝土配合比优化设计

基于抗压强度试验、人工神经网络(ANN)和遗传算法(GA)提出了一种砖混再生粗骨料混凝土的配合比优化设计方法。首先对36组不同配合比的砖混再生粗骨料混凝土进行抗压强度试验,在此基础上建立了ANN模型用于预测混凝土抗压强度,结果表明抗压强度的预测值接近试验值。基于上述研究结果,建立了砖混再生粗骨料混凝土抗压强度与配合比的函数关系。最后,以砖混再生粗骨料混凝土的最佳性价比为目标,利用遗传算法优化了砖混再生粗骨料混凝土常见强度等级的配合比。

混杂纤维-尾矿砂ECC配合比优化及疲劳性能研究

采用不同种类的纤维和尾矿砂制备环保型混杂纤维-尾矿砂工程水泥基复合材料(MFT-ECC)。以流动度和力学性能为指标,通过正交试验优选了MFT-ECC中不同纤维的最优掺量;通过四点弯曲疲劳试验,对比了不同应力水平下各组ECC试件的疲劳性能;利用扫描电子显微镜观测MFT-ECC的微观结构。结果表明:当聚乙烯醇纤维、碳酸钙晶须、改性聚丙烯纤维的体积掺量分别为0.9%、0.8%、0.3%时,MFT-ECC的流动度和力学性能最优;掺量优选后的MFT-ECC的疲劳性能最好,其疲劳寿命随应力变化敏感性低,与基准组相比,不同应力水平下的强度折减系数分别提高了1.33%和6.56%;尾矿砂的加入使ECC内部产生填充效应和堆积效应,提高了材料的密实度。本研究为制备经济环保、性能优越的ECC材料提供了参考。

气泡混合轻质土配合比优化设计

文中研究了气泡轻质土湿容重、流动度、抗压强度的影响因素和影响规律,提出了配合比优化设计的原则和步骤,以减少气泡轻质土配合比设计的盲目性,提高了设计效率,保证了设计质量。

聚丙烯纤维对机制砂混凝土拌和性能、抗渗性能影响及配合比优化

针对全部使用机制砂对混凝土拌和性能及抗渗性能的影响开展了相关试验;通过掺入不同尺寸的聚丙烯纤维,优化混凝土的拌和性能和抗渗性能,从而确定聚丙烯纤维的最优掺量及尺寸:掺量0.9 kg/m^(3)、尺寸6 mm+12 mm+19 mm。

基于抗裂性能的水工混凝土配合比研究

严寒地区水工混凝土开裂严重影响着工程结构的耐久性能和安全稳定运行,必须采取有效措施保证工程质量。本文利用室内试验研究了不同水胶比对混凝土抗裂性的影响,并结合试验数据提出有效保证抗裂性的最优配合比,为水工混凝土开裂控制及北方严寒地区水利工程的长效运行提供一定技术支持。

轻质陶粒混凝土的配合比优化及性能研究

为了解决装配式结构在村镇建筑应用中存在预制构件自重较大、运输和安装要求较高等问题,用轻质陶粒混凝土替代普通混凝土生产预制构件,以减轻预制构件的重量。开展轻质陶粒混凝土的配合比优化及性能试验研究。结果表明:轻质陶粒混凝土中的水泥、砂、陶粒、水用量分别为400、540、450、170 kg/m^(3)时,试件的干表观密度为1816.7 kg/m^(3),满足轻质混凝土相关要求;28 d抗压强度为35.5 MPa,满足承重构件强度要求;坍落度为78 mm,和易性满足30~80 mm要求。

透水混凝土配合比优化设计试验研究

以开发一种具有较高强度的新型透水混凝土为目标,试验尝试了各种配合比设计,并研究了各种配合比设计对透水混凝土抗压强度和透水性能的影响,提出了透水混凝土的最佳骨料和配合比优化设计方案。研究表明:在透水混凝土中,高效减水剂在辅助硅灰分散方面效果显著;采用机制砂可提高透水混凝土的抗压强度;添加细骨料和外加剂后,最佳水灰比为0.32,28 d抗压强度有所提高,透水率大于2 mm/s;当透水混凝土路面对结构强度要求不高或在较长使用时间内特别担心路面堵塞隐患时,可采用较高的水灰比0.36。

基于两种方法优化磷酸镁水泥砂浆配合比研究

为优化磷酸镁水泥(MPC)砂浆配合比,对比分析了响应面法(RSM)和反向传播神经网络结合遗传算法(GA-BP)。首先应用旋转中心组合设计进行试验;然后分析镁钾比(M/P)、硼砂含量(B/M)、水胶比(W/C)及粉煤灰含量(FA/C)对MPC凝结时间、1 d抗压强度及1 d抗折强度的影响规律及自变量间的交互作用;最后利用RSM和GA-BP分别对试验结果寻优。结果表明:与RSM相比,GA-BP得到的MPC最优配合比下性能更好,相对误差更小,这为水泥砂浆配合比优化提供新思路。

基于PCA的PVA/钢HFRCC配合比优化和综合评估

将钢纤维、国产PVA纤维和日本可乐丽PVA纤维按照适宜比例进行配制,可以更好地发挥出混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)的力学性能,有利于控制成本,具有广泛的应用前景。本文通过因素优选法和主成分分析法(PCA)分析钢纤维掺量、国产PVA纤维对日产PVA纤维替代率(体积分数,下同)对HFRCC抗拉强度、抗压强度、抗弯强度的影响。通过对HFRCC主成分分析,建立综合性能评价的数学模型,并对其进行多目标优化。结果表明:运用因素优选法得到HFRCC极限强度对应的配合比,与基体强度指标相比,HFRCC的抗拉强度最大提升幅度为61.04%,抗压强度最大提升幅度为31.30%,抗弯强度的最大提升幅度为78.57%;当钢纤维掺量为0.2%~0.4%、国产PVA纤维对日产PVA纤维体积替代率为50%~100%时,成本最大降幅为88.25%,HFRCC强度指标可达最佳;各因素对HFRCC性能影响的权重占比依次为:国产PVA纤维掺量、日产PVA纤维掺量和抗弯强度共占46.28%,钢纤维掺量、抗压强度和抗弯强度共占25.58%,钢纤维掺量和抗拉强度共占22.25%。结合变量相关性分析,基于HFRCC性能优化时应重点关注这些指标。本文研究结果可以为HFRCC的制备提供依据。

大体积混凝土配合比设计优化策略

大体积混凝土结构的工程质量控制难度较大。在三亚凤凰岛国际邮轮港二期工程施工过程中,为了确保大体积混凝土结构质量满足设计要求,在大体积混凝土正式施工之前,通过模拟现场工况条件进行大体积混凝土试验块的生产、浇筑、养护,并对试验块的内部温度及应变变化规律进行监测,开展优化混凝土配合比设计的研究。通过两组不同混凝土配合比(水胶比分别为0.38、0.40)同条件下的对比试验得出更优的混凝土配合比。结果表明,水胶比为0.38的混凝土方块的核心区最高温度、最大温升、里表温差、最大降温速率均大于混凝土水胶比为0.40的混凝土方块,建议选择后者进行高温地区大体积混凝土施工。

高强薄壁预应力内衬混凝土配合比优化及性能研究

某盾构输水隧洞采用复合衬砌结构,外衬采用预制管片,内衬采用现浇后张预应力混凝土结构。由于预应力混凝土结构单薄,受外衬管片手孔约束明显,而内衬钢筋、钢绞线布设密集,通水冷却温控措施难以实施,导致内衬预应力混凝土开裂风险较高。为解决内衬预应力混凝土温度裂缝问题,通过复掺粉煤灰-矿渣粉掺合料,对混凝土配合比进行优化,有效降低了混凝土的早期绝热温升,并结合封堵手孔等工程措施,解决了薄壁混凝土早期温度裂缝的关键技术难题,混凝土工作性能、力学性能、耐久性能及绝热温升满足工程设计要求及温控防裂需要。