榫卯灌浆钢管框架节点抗震性能试验研究

为探索建筑钢结构低能耗循环利用技术,研究方钢管柱-矩钢管梁采用榫卯连接、砂浆灌浆阻滑的钢框架节点的抗震性能。对榫卯灌浆节点及传统全焊接节点进行了低周往复荷载试验,对比分析其破坏形态、荷载-位移滞回曲线、延性系数以及极限承载力,并建立有限元分析模型,与试验结果进行对比。研究表明:榫卯灌浆节点在弹性阶段的承载力与全焊接节点相当,但榫卯灌浆节点的极限承载力高于全焊接节点,塑性发展平台更长;榫卯灌浆节点的破坏方式为砂浆磨损挤碎,钢构件损伤小;摩擦耗能效果好,滞回曲线饱满,且震后砂浆易修复。

固化淤泥土对水泥砂浆影响的试验研究

分析当前淤泥固化土的应用现状,对不同淤泥土掺量的水泥砂浆进行抗压及抗折室内试验,研究淤泥土掺量及养护周期对水泥砂浆抗折抗压性能的影响规律。结果表明,随着龄期的增加,各淤泥土掺量的试样的抗折强度和抗压强度都逐渐提高,且趋于稳定,未掺入固化淤泥土的试样在全养护期内的强度均比其他试样要高;掺加固化淤泥土总体来讲对强度不利,5%含量淤泥土掺量条件下的强度最低,掺量继续提高时,试样的强度反而略微增大。

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。

CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥沥青砂浆充填层服役现状

为探究水泥沥青砂浆充填层在服役数年后性能变化情况,选取南北方4处典型CRTSⅡ型板式无砟轨道高速铁路线路进行调研,通过现场测量、取样化验、查询工务段资料等方式研究水泥沥青砂浆充填层的伤损情况及其物理力学性能。结果表明:四个调研点均出现水泥沥青砂浆充填层与轨道板界面离缝、冒白浆、竖向裂缝等典型伤损;白浆主要成分为CaCO3,含有少量SiO2和沥青组分;南北方调研点砂浆充填层抗压强度、抗折强度和表观密度存在较大差异,但均满足规范要求;南北方同一调研点砂浆充填层不同部位试件孔隙率非常接近,南方调研点砂浆试件孔隙率明显高于北方调研点。CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥沥青砂浆充填层目前仍然满足服役要求,但已经出现了一定程度伤损和性能劣化,应定期观测和维护。

CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆充填层沥青老化程度及影响

从我国南方一高温多雨地区服役13年和北方一寒冷干燥地区服役11年的运营高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆充填层中取样,提取沥青组分,进行沥青流变性能测试、组分分离、红外光谱分析以及充填层力学性能和抗冻性能测试,研究沥青老化程度及其对充填层服役性能的影响。结果表明:与北方服役11年充填层中沥青相比,南方服役13年充填层中沥青的复数剪切模量、车辙因子、G-R参数、蠕变劲度模量、沥青羰基指数和亚砜基指数均较大,重质成分含量较多,轻质成分含量较少,说明南方服役13年充填层中沥青老化程度更高,但是两个地区充填层中沥青的G-R参数值均小于180,蠕变劲度模量均远小于300 MPa,蠕变速率均大于0.30,说明两个地区沥青老化程度均较低;两个地区充填层抗压强度、抗折强度和剥落量均满足暂行技术条件要求,说明沥青现有老化程度对充填层力学性能与抗冻性能影响较小,两个地区充填层仍具有良好的服役性能。

不同干燥条件下微膨胀砂浆内部湿度与收缩

为了分析不同干燥条件下微膨胀砂浆湿度与收缩的发展规律,对未掺入及掺量为8%UEA(United Expansing Agent)膨胀剂的砂浆开展内部湿度与收缩测试。结果表明:掺用8%UEA膨胀剂的砂浆内部湿度比无膨胀剂砂浆约降低3.8%~9.3%,这与UEA膨胀剂和水化产物反应生成钙矾石消耗砂浆的毛细孔水有关;无膨胀剂砂浆的收缩应变随着内部湿度的下降呈线性增大的趋势,但掺量8%UEA膨胀剂砂浆的收缩-湿度曲线具有先增大后减小的双线性特征,该现象与早期水泥水化引起的湿度下降占主导作用而后期钙矾石补偿收缩占主导作用有关。

凝灰岩粉比表面积对水泥浆体性能的影响

采用不同比表面积的凝灰岩粉取代30%水泥(按总胶凝材料质量计),研究了不同比表面积凝灰岩粉对水泥净浆流动度、胶砂强度、水化热的影响,以及凝灰岩粉取代水泥对碳排放量的影响。结果表明:比表面积381 m^(2)/kg的凝灰岩粉取代水泥可提升净浆初始流动度,但随着凝灰岩粉比表面积增大,净浆初始流动度明显降低;不同比表面积凝灰岩粉对3 d胶砂抗压强度的贡献与粉煤灰、矿渣粉相近,但对28、56 d胶砂抗压强度的贡献低于粉煤灰和矿渣粉;凝灰岩粉比表面积增大有利于提升胶砂抗压强度,但比表面积由495 m^(2)/kg增至700 m^(2)/kg时,对胶砂抗压强度的提升效果有限,综合考虑经济性和抗压强度,作矿物掺和料时凝灰岩粉宜磨细至比表面积495 m^(2)/kg;粉煤灰、矿渣粉和凝灰岩粉取代水泥均能降低水化放热速率峰值和72 h累计放热量,比表面积700 m^(2)/kg的凝灰岩粉对水泥水化进程的加速效果强于粉煤灰、矿渣粉和其他比表面积凝灰岩粉;495 m^(2)/kg比表面积的凝灰岩粉取代30%水泥后制成的复合胶凝材料,碳排放量降低29.5%。

Mechanical Properties and Solidified Mechanism of Tailings Mortar with Waste Glass

In order to improve the comprehensive utilization of solid waste such as iron tailings and waste glass and so on,mechanical property test of cement tailings mortar mixed waste glass and curing mechanism research were conducted in the key materials mechanics lab of Liaoning province.The experimental results show that adding waste glass particles can improve the grain size distribution of tailings.The effect is proportional to the content.The compressive strength of tailings mortar has increased significantly.The fineness modulus of tailings mortar mixture adding waste glass powder was gradually reducing with the increase of the dosage of waste glass powder,but the compressive strength of the mixture has gradually enhanced with the increase of the dosage.Microscopic analysis shows that the waste glass particles in the mortar mainly play a role of coarse aggregate and glass powder after grinding fine below a certain size shows strong volcanic activity,which can act hydration with tailings,at the same time glass powder also,plays a role in fine aggregate filling.Therefore,all of glass particles and glass powder can be used as the additive material for improving and optimizing the mechanical property of tailings mortar.

SAP多孔水泥砂浆制备与静态力学性能研究

以高分子吸水树脂(super absorbent polymers,SAP)作为成孔材料,代替发气剂制备多孔水泥砂浆。结合静态抗压试验,研究泥砂配合比、孔隙率及孔径对多孔水泥砂浆强度的影响规律。研究结果表明,泥砂配合比越大,含砂率越大,多孔水泥砂浆抗压强度越低;孔隙率越大,多孔水泥砂浆抗压强度越低,应力突变现象越来越不明显;孔径越小,多孔水泥砂浆越密实,抗压强度越高,但不易吸能。

碱性环境对植物纤维水泥砂浆性能的影响

为了探究植物纤维在砂浆中的降解机理和分析碱性环境对水泥砂浆基本性能的影响,改变其降解碱液浓度,对纸纤维进行降解分析。随后将纸纤维加入到砂浆中去,改变其碱性环境,测试并分析了砂浆体积密度,吸水率和抗压强度随养护时间的变化,并对吸水率和抗压强度进行线性拟合。结果表明,随着降解碱液的浓度升高,纸纤维降解程度加剧。同时纸纤维的加入使得水泥砂浆的体积密度和抗压强度明显降低,吸水率明显升高。而且随着碱性环境的增强,纸纤维在砂浆内部的降解程度增大,在一定程度上也减小了砂浆的体积密度和抗压强度,增大了吸水率。通过纸纤维和砂浆试块的SEM微观照片,得出纸纤维在砂浆内部增大了砂浆内部的孔隙,发生了降解。对其吸水率和抗压强度进行线性拟合结果表明吸水率和抗压强度呈现负相关关系。

面层强化型发泡陶瓷板平面外受力性能试验研究

研发了一种面层强化型发泡陶瓷板,它由发泡陶瓷板复合高性能砂浆面层而成。进行了9个不同设计参数的发泡陶瓷板及面层强化型发泡陶瓷板平面外受力性能试验,设计参数包括:发泡陶瓷板是否嵌入钢筋网;钢筋网分布间距以及嵌入深度;发泡陶瓷板是否复合高性能砂浆面层;复合高性能砂浆面层是单面复合还是双面复合。试件宽1200 mm、厚80 mm,施加垂直于板面的集中荷载,力作用方向通过试件形心。对比分析了各试件的破坏特征、承载力、刚度、应变。结果表明:内嵌钢筋网可克服发泡陶瓷板脆性破坏,发泡陶瓷板开槽并嵌入钢筋网后采用灌浆料粘结可保证钢筋网与发泡陶瓷板共同工作;与普通发泡陶瓷板相比,面层强化型发泡陶瓷板的承载力、刚度和变形能力显著提升。提出了面层强化型发泡陶瓷板平面外承载力简化计算公式,并进行了有限元模拟,计算及模拟结果与实测符合较好。

双掺氯乙烯-乙烯-乙烯醚乳液与橡胶颗粒改性水泥砂浆的性能研究

采用双掺氯乙烯-乙烯-乙烯醚乳液(PTB乳液)与橡胶颗粒对水泥砂浆进行改性,通过正交试验研究了不同聚灰比、水灰比及减水剂、橡胶颗粒掺量对水泥砂浆抗折强度、抗压强度、折压比、黏结强度和抗渗性的影响。结果表明:抗折强度与抗压强度随聚灰比、水灰比及减水剂、橡胶颗粒掺量变化而变化的规律较为一致,而折压比随着橡胶颗粒的增加而增加,但随着聚灰比、水灰比及减水剂掺量的增加而先增加后减小;黏结强度随聚灰比及水灰比的增加而降低,随减水剂的增加而增加,而随橡胶颗粒含量的变化无明显变化规律;橡胶颗粒的掺入,使砂浆抗渗性明显降低,而少量的PTB乳液即可明显改善其抗渗性。

水泥砂浆掺防腐型阻锈剂的试验研究

通过等量替代水泥,试验研究不同掺量防腐阻锈剂对水泥胶砂抗折抗压强度、膨胀系数、抗侵蚀性能和电极电位的影响,从微观上利用EM-30 Plus扫描电镜观测3d、7d、28d水化产物形貌。结果表明:复配的防腐阻锈剂能够大大改善砂浆的强度、膨胀和抗侵蚀性能,有效增强钢筋表面钝化膜的稳定性,对抑制高浓度离子破坏具有显著作用,阻锈性能良好;防腐阻锈剂能够促进水化生成更多的C-S-H凝胶和钙矾石,提高水泥砂浆致密性和抗侵蚀性能。

钢绞线网片-聚合物砂浆加固空间框架节点试验

提出了采用新技术高强钢绞线网片-聚合物砂浆加固技术提高钢筋混凝土空间框架节点抗震性能的方法,并通过3个带有直交梁和楼板的空间框架节点试件的低周反复加载试验对该加固方法进行了检验.试验结果表明:加固能够有效地提高节点的极限受剪承载力22%左右,改变节点的破坏模式为梁端延性破坏,提高节点的延性系数到4以上,改善节点的承载力退化和刚度退化,提高节点的能量耗散能力,从而显著改善了梁柱节点的抗震性能.根据试验研究结果提出了该技术加固梁柱节点的设计和施工时的建议.

预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆抗弯加固试验研究

在以往试验研究的基础上,对钢绞线施加预应力,以研究预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆加固技术对RC梁的适用性。对5根预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆加固的钢筋混凝土梁和1根对比梁进行了抗弯试验研究,试验结果表明,采用预应力措施有效地提高了梁的抗弯承载力和刚度,较好地约束了裂缝的发展。同时提出利用该种加固方法进行抗弯加固的承载力设计计算公式。计算结果与试验结果吻合较好。另外,还就高强不锈钢绞线网的预应力张拉、预应力损失等进行试验研究,提出完整的预应力高强不锈钢绞线网加固受弯构件的施工工艺,并给出采用不同张拉方法时预应力有效值系数的取值,使得该种加固方法能够更好地应用于实际工程中。

高强钢绞线网-聚合物砂浆复合面层抗震加固梁柱节点的试验研究

高强钢绞线网-聚合砂浆复合面层加固法是一种新型加固工艺,具有耐火、耐腐蚀、耐老化的优点。通过2个采用钢绞线网-聚合物砂浆加固的钢筋混凝土框架节点(其中1个节点震损后再加固)和1个对比节点的低周反复荷载试验,比较了不同加固方式的加固效果,分析了相应的加固机理。研究结果表明,采用该技术加固节点能有效提高节点的抗剪承载力和耗能能力。

高强钢绞线网-聚合物砂浆复合面层加固震损梁柱节点的试验研究

高强钢绞线网-聚合砂浆加固法是一种新型加固工艺,它具有耐火、耐腐蚀、耐老化的优点。通过2个采用钢绞线网-聚合物砂浆复合面层加固被震损的钢筋混凝土框架节点和1个对比节点的抗震性能试验,比较了不同加固方法的加固效果,分析了相应的加固机理。研究结果表明:在节点核心区和梁、柱端布置钢绞线网的做法,能有效提高节点的抗剪承载力和耗能能力。并且,在试验基础上提出了震损后采用钢绞线网-聚合物砂浆复合面层加固钢筋混凝土框架节点抗剪承载力的计算方法,计算结果与试验结果符合良好。

基于杨木木屑改性的隧道工程透水砂浆性能研究

为研制出一种既能适用于初期支护基面找平又具有一定透水能力的砂浆,将杨木木屑加入砂浆试块中对其进行改性。通过对杨木木屑的降解特性进行分析,并将不同掺量的杨木木屑加入砂浆试块中,改变其养护方式,对其体积密度、孔隙率、吸水率、抗压强度等基本性能指标及微观结构进行测试和分析。由试验结果可知:(1)加入杨木木屑后普通砂浆试块的孔隙率和吸水率均提升了2~3倍,但同时也会使砂浆试块的体积密度和抗压强度降低;(2)内掺碱并加碱溶液养护方式的孔隙率和吸水率最高,体积密度和抗压强度最低。对砂浆试块吸水率和抗压强度进行线性拟合后发现其吸水率和抗压强度呈负相关关系。研究结果表明,通过杨木木屑提升砂浆透水性能是可行的,但是杨木木屑掺量和养护方式对砂浆其他性能的影响还有待进一步研究。

水泥砂浆塑性收缩开裂试验条件的研究

研究了约束状况、失水条件及试件厚度等因素对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响 ,结果表明 :( 1 )增加钢筋框中部约束或取消钢筋框均可减少砂浆塑性收缩开裂性能 ;底部凹凸状约束及面层铺设钢丝网可使砂浆塑性开裂有所减小 ,但不能消除塑性开裂现象 ;基本去除约束的准自由状态可使砂浆免除塑性收缩开裂 .( 2 )失水条件对砂浆塑性收缩开裂有明显影响 .灯与电风扇同时开启所形成的“风吹日晒”比单纯“风吹”、“日晒”更易于使砂浆塑性收缩开裂 ;加强抹面处理可使塑性收缩开裂减小 ;维持较长时间的洒水养护可消除塑性开裂现象 .( 3 )增加试件厚度可减少砂浆的塑性收缩开裂 ;

可再分散沥青粉末改性水泥砂浆性能试验研究

研究了可再分散沥青粉末掺量对水泥砂浆的强度、吸水率、收缩性能以及孔结构的影响。试验结果表明:当沥青粉末掺量不超过水泥砂浆胶凝材料总量的30%时,随着沥青粉末掺量的增加,砂浆的抗压强度、抗折强度、弹性模量均降低,砂浆的折压比增大,韧性提高,收缩率减小;沥青粉末的掺入改变了砂浆的孔结构,随着沥青粉末掺量的增加,砂浆的总孔隙率增加;由于沥青的憎水作用,掺沥青粉末砂浆的吸水率比不掺沥青粉末砂浆的吸水率低。