基于响应面法的UHPC复合胶凝材料体系优化研究

采用基于响应面法(RSM)的D-optimal最优化设计方法设计了超高性能混凝土(UHPC)净浆配合比,研究了复合胶凝材料组分对UHPC净浆湿堆积密实度、力学性能、干燥收缩性能的影响,结合XRD、SEM等微观测试结果分析了复合胶凝材料组分间的相互作用机理。结果表明:粉煤灰和硅灰可有效提高UHPC净浆的湿堆积密实度,优化基体内部颗粒堆积状态;硫铝酸盐水泥和粉煤灰对UHPC净浆的早期强度影响显著,掺入硫铝酸盐水泥可大幅提高UHPC净浆的早期力学性能。

减缩剂对水泥砂浆及超高性能混凝土收缩性能的影响

研究了不同掺量的减缩剂(SRA)对水泥砂浆塑性收缩开裂、水泥水化热、水泥砂浆毛细管负压的影响,以及SRA掺量(1%、3%、4%)对超高性能混凝土(UHPC)抗压强度和收缩性能的影响。结果表明:SRA可显著降低水泥砂浆的开裂面积、平均和最大裂缝宽度,当SRA掺量为4%时,缓解塑性收缩开裂的效果最佳,开裂面积、平均和最大裂缝宽度与基准组相比分别降低了52.1%、35.0%和48.4%;SRA通过延缓毛细管负压的发展,降低了水泥砂浆的塑性收缩开裂;随着SRA掺量的增加,UHPC的抗压强度提高越明显,UHPC的收缩显著降低;当减缩剂掺量为4%时,UHPC的28 d抗压强度达140.0 MPa,收缩率最低。

高韧性纤维水泥稳定碎石路用性能研究

反射裂缝是沥青路面半刚性基层中常有出现的问题,研究提出将自主研发的特种高韧性纤维掺入到水泥稳定碎石中,达到改善其抗裂性能的目的,通过测定多种纤维掺量水泥稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度、单轴压缩模量及收缩系数,分析该特种高韧性纤维对水稳碎石材料性能影响的变化规律。试验结果表明:随着纤维掺量逐渐大,水泥稳定碎石养护7、28、90 d的无侧限抗压强度和劈裂强度均呈现先增大后减小的趋势,且各种指标强度均在1‰纤维掺量时最大,单轴压缩模量在2‰下有最大值。养护90 d的无侧限抗压强度和劈裂强度在掺入1‰纤维后分别提高14.1%和9%;掺加特种高韧性纤维能够改善水稳碎石材料的收缩性能,纤维掺量为1‰时,温缩系数和干缩系数分别比不掺时提高14.1%和12.8%。

低收缩轻质超高韧性水泥基材料的组成设计与弯曲力学行为研究

针对钢-混凝土组合桥面结构对混凝土铺装材料体积稳定性、韧性与自重的要求,提出利用轻质陶砂与陶粒取代混凝土中的粗细集料、利用多锚点钢纤维部分取代PVA纤维的技术思路,分析了集料组成、矿物掺合料、膨胀剂、纤维种类及掺量对材料工作性能、力学性能、体积稳定性能的影响规律,开发出了适用于钢桥面铺装的低收缩轻质超高韧性水泥基材料,并通过与普通纤维混杂增韧C50混凝土对比,研究了材料在受弯破坏过程中的韧性特征以及弯曲疲劳性能。结果表明,制备的低收缩轻质超高韧性水泥基材料28 d抗压强度62.7 MPa,坍落度140 mm,干燥收缩率47×10^(-6),表观密度1840 kg/m^(3),弯曲韧性指数I20=24.01,与混杂纤维增韧C50混凝土相比,弯曲疲劳性能优异,在0.65、0.70、0.75、0.80、0.85应力水平下的疲劳寿命分别是其4.9倍、10.8倍、16.4倍、31.4倍、60.6倍。

高性能水泥基灌浆材料自收缩性能研究

研究了特制砂、粉煤灰及抗裂防水剂的不同掺量对高性能水泥基灌浆材料自收缩性能的影响。结果表明:水泥基灌浆材料的自收缩随着特制砂和粉煤灰掺量的增大而减小;适当加大抗裂防水剂的掺量能够有效地降低水泥基灌浆材料的自收缩率。通过SEM形貌和EDS等手段,对该水泥基灌浆材料水化产物的早期结构、形貌和相组成进行了研究。抗裂防水剂的掺量为10%时,能使水泥基灌浆材料浆体在早期生成大量的钙矾石,补偿浆体一部分自收缩,减小自收缩率。

高贝利特水泥的性能研究

从高性能混凝土的高工作性、高强度及高耐久性３大技术要求出发，对高贝利特水泥的综合性能，如流动性、与外加剂的适应性、强度性能、水化放热特性、干缩和抗化学侵蚀性能等进行了分析与探讨．结果表明。

钢纤维高强水泥基复合材料的界面效应及其疲劳特性的研究

通过综合分析提出，钢纤维与水泥基体、集料与水泥浆的界面层不仅可以改善和强化，而且经过有效地调整界面区的组成和结构，界面层及其薄弱特征完全能够消失，并且还有再强化的可能。再强化程度则与界面区组成结构密切相关。这是扩大纤维效应范围、强化空间随机叠加、配制高性能水泥基复合材料的理论基础。本工作还研究了界面效应与高强混凝土、钢纤维高强水泥基复合材料在反复荷载作用下疲劳特性的关系。实验结果表明，因钢纤维与硅灰的复合效应及界面区的再强化，钢纤维水泥基复合材料的疲劳次数可提高一个数量级或疲劳强度提高两倍以上。

高钙粉煤灰中f-CaO对砂浆收缩的补偿作用

通过对高钙粉煤灰水泥砂浆和低钙粉煤灰水泥砂浆干燥收缩和自生收缩的系统试验和比较分析 ,发现高钙粉煤灰中的f CaO水化产生的膨胀可补偿砂浆的干燥收缩和自生收缩 ,对低水胶比水泥基材料自生收缩的补偿作用更加明显。

第二代高强无收缩水泥基灌浆材料性能研究与应用

结合国内灌浆料的裂缝状况,从原材料、试验方法、性能及各种材料的作用机理等各方面介绍了第二代高强无收缩水泥基灌浆材料,并通过一系列试验证明了其所具有的优良性能。

灌注式半柔性复合路面研究现状综述

基于半柔性复合路面的研究现状及应用情况,总结了灌注式半柔性复合路面材料的研究进展,并重点分析了水泥灌浆混合料的设计方法及其主要性能特点,结合以往试验研究数据对半柔性复合路面的高低温稳定性、水稳定性等性能研究进行了系统的阐述。根据现有应用效果,灌注式半柔性复合路面兼具沥青路面和水泥路面的优点,在中国道路工程中的应用具有较大的潜力。

超高性能混凝土早期变形性能及调控技术

超高性能混凝土(UHPC)由于其极低水胶比及高掺量超细矿物掺合料,在早期易产生较大的自收缩,引起开裂,影响结构耐久性。为了揭示UHPC早期变形性能影响规律及建立相应的调控技术,研究了水胶比(0.15~0.20)、粗骨料用量和膨胀剂掺量对UHPC自收缩的影响。结果表明:随着水胶比降低,UHPC自收缩先增大后减小,在0.18水胶比时收缩最大;粗骨料的掺入能明显抑制UHPC体系自收缩;膨胀剂能明显的补偿UHPC自收缩,但掺量过高会导致UHPC安定性不良,5%掺量时补偿效果较为理想。

纳米MgO对高性能水泥砂浆自收缩性能及抗压强度的影响研究

采用纳米氧化镁(MgO)膨胀剂以等质量替代水泥颗粒的方式掺入至高性能水泥砂浆中,研究了纳米MgO掺量对高性能水泥砂浆抗压强度、水化热及自收缩性能的影响,并借助超声脉冲试验(UPV)及微观扫描电镜(SEM)分别对水泥砂浆的内部裂缝及微观结构进行研究。结果表明,掺入纳米MgO可以提高水泥砂浆的28 d抗压强度及水化热;随着纳米MgO掺量的增大,水泥砂浆的自收缩特性得到显著改善;适当掺量的纳米MgO膨胀剂能够使得水泥基材料的微观结构更加密实。

CFRP筋高韧性水泥基复合材料柱抗震性能试验研究

为研究CFRP筋高韧性水泥基复合材料柱的抗震性能,设计制作了3根剪跨比为3的短柱和3根剪跨比为5的长柱,在3种轴压比下进行了低周反复荷载试验,研究了试件的破坏形态,并通过刚度退化、耗能性能以及综合性能指标等方面分析了其抗震性能。试验结果表明:试件在破坏过程中生成大量横向裂缝,没有出现高韧性水泥基复合材料崩裂和剥落的现象,与以往的普通钢筋混凝土柱相比,表现出更高的破坏容许度;对于剪跨比为3和5的CFRP筋高韧性水泥基复合材料柱,在试验轴压比为0.2～0.5的范围内,剪跨比越大或轴压比越大,其抗震性能越好。

高性能混凝土构件的收缩与裂缝控制

对高性能混凝土进行了简要介绍,通过分析高性能混凝土构件产生收缩裂缝的原因,提出了采取的设计、施工和材料配比方面的措施,控制裂缝的产生,并通过工程实例进行论证。

恒温和拟绝热条件下高性能混凝土自收缩特性

通过试验研究考察了恒温和拟绝热养护条件下,3种不同水灰比的高性能混凝土的自收缩和抗压强度特性。结果表明,不同水灰比混凝土的自收缩应变值、发展速率随着水灰比的下降而增大;水灰比相同时,拟绝热养护条件下高性能混凝土自收缩值远大于恒温养护的情况,且随着水灰比的提高,该效应越明显;在拟绝热养护条件下产生的过大的温度应变值对自收缩应变造成显著的影响。拟绝热养护条件对高性能混凝土抗压强度的发展具有促进作用。