高速公路混凝土护栏修复材料耐久性试验研究

为解决季节性冰冻地区高速公路混凝土护栏因雨雪天气抛洒融雪剂发生剥蚀破坏问题,在常规修补砂浆配方基础上,分别掺入高分子聚合物、硅灰、磨细粉煤灰、防水剂4种改性剂,采用正交试验方法进行配方优选,以试验前后试件的抗压强度比、质量损失率为考核指标。试验过程中盐溶液采用4%浓度的NaCl溶液,冻融循环次数为200次。研究结果表明:掺入修复材料总质量1.0%的高分子聚合物,水泥质量7.0%的硅灰,水泥质量5.0%的磨细粉煤灰和修复材料总质量0.7%的防水剂,可显著提高修复材料的抗盐冻性能,抗压强度较未冻融试件降低8.3%,质量损失3.1%,可显著提高耐久性,降低养护成本。

利用正交设计方法分析矿物掺合料对混凝土渗透性的影响

通过L(934)正交设计,以电通量为考核指标,分析胶凝材料总量、矿物掺合料(粉煤灰和矿渣粉)总掺比和掺合料双掺比例(粉煤灰占掺合料的比例)三个因素对混凝土电通量的影响程度。研究结果表明:矿物掺合料总掺比是影响混凝土电通量最显著的因素,其次为胶凝材料总量和掺合料双掺比例。

静态旋转侵彻混凝土力学仿真与实验研究

为研究静态旋转侵彻过程中力学和结构参数之间的匹配关系,按照经典切削理论建立了静态旋转侵彻混凝土的经验公式,应用LS-DYNA软件对其作用过程进行了数值仿真。利用正交实验法进行了静态旋转侵彻混凝土模拟实验,并利用经典Levenberg-Marquardt算法拟合经验公式,得到了轴向力和扭矩、侵彻量、旋转侵彻体直径和旋转速度之间的经验关系。实验结果表明:经验公式与仿真结果相符合,旋转侵彻体直径对轴向力的影响较大,进给量对扭矩的影响较大,钻速对轴向力及扭矩的影响较小。

弹体斜侵彻混凝土靶的跳弹及其规律研究

为了研究侵彻过程中的跳弹问题,对不同头部形状的弹体侵彻混凝土靶进行了试验研究。通过建立跳弹的计算模型,对平头、圆头和尖头弹体的跳弹现象进行了模拟计算;研究了3种弹体在不同速度影响下的跳弹规律和跳弹临界角范围;通过正交试验分析了跳弹现象由大到小的影响因素。结果表明,弹体头部越锐长,跳弹临界角越大;随着侵彻速度从652m/s增加到1022m/s,临界角从44°增加到66°;跳弹现象由大到小的影响因素分别为:弹体头部形状、弹体材料和侵彻速度。

高强度免振捣C80～C100级混凝土的研究

通过优选高性能减水剂,采用正交实验方法研究了浆体体积、水灰比、砂率对高强度免振捣混凝土工作性能及强度的影响,进而采用不同种类掺合料配置出C80～C100级免振高性能混凝土,经耐久性实验,表明该种混凝土可在实际工程中应用。

新型混凝土材料力学性能试验研究

从材料角度出发,在一般喷射混凝土试验的基础上,通过一系列正交试验分析出陶粒类型、掺量及玻化微珠掺量对新型混凝土材料的抗压强度、抗弯强度及导热系数的影响。论证新型混凝土材料对深井热害问题的适用性与可行性。

某磷矿碎石混凝土充填材料配比试验研究

针对某磷矿采用混凝土胶结充填替换掉不稳定矿柱处理空区的方案,开展了碎石混凝土充填材料配比试验研究。针对影响充填材料强度的因素,以碎石和棒磨砂作为充填骨料,试验采用正交试验的方法进行设计,并对试验结果采用DPS数据处理软件对充填体7d及28d试验结果进行非线性规划,采用二次多项式逐步回归方法,可得到单轴抗压强度与料浆浓度、砂灰比和砂石比的关系式。最终确定充填材料配比参数为砂浆浓度78%、砂灰比为2、砂石比为4∶6。该配合比混凝土充填体28d单轴抗压强度可达到14MPa,7d单轴抗压强度可达到8MPa,满足采矿工艺对充填体的强度要求。

透水混凝土的工艺优化研究

通过正交试验研究了集料级配、集灰比、水灰比对透水混凝土性能的影响,极差分析表明,集灰比是影响透水混凝土透水系数与抗压强度的关键因素。通过实验结果得到透水混凝土的最佳工艺,进行了验证实验,制备出性能较好的透水混凝土。

采用正交试验法优化大体积粉煤灰混凝土配方

针对某工程大体积粉煤灰混凝土的理论配合比，采用正交试验的方法进行优化，最终确定了大体积粉煤灰混凝土的材料配方，为如何优化混凝土配方积累了一定的经验。

建筑垃圾复合粉体材料对混凝土强度及抗渗性能的影响

为开辟建筑垃圾废砖块再生利用新途径,将建筑垃圾废砖块磨细并与其他工业废渣、激发剂复合形成建筑垃圾复合粉体材料。文章通过正交试验对掺建筑垃圾复合粉体材料的C30混凝土坍落度及力学性能进行研究,分析建筑垃圾复合粉体材料掺量对混凝土抗渗性能的影响;借助热重-差示扫描量热法(TG-DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和压汞试验,对掺建筑垃圾复合粉体材料C30混凝土微观结构进行分析,研究该粉体材料对混凝土强度及抗渗性能改善的微观机理。结果表明:建筑垃圾复合粉体材料掺量和水灰比对混凝土坍落度及力学性能影响较大,合适掺量的该粉体材料可提高混凝土的强度和抗渗性能,最佳掺量为30%;建筑垃圾复合粉体材料改善了混凝土水化产物组成和内部孔结构,从而提高了混凝土强度及抗渗性能。

低胶凝材料自密实混凝土的制备及性能研究

以自密实混凝土(SCC)的工作性及28 d抗压强度为评价指标,采用正交试验法进行了低胶凝材料SCC性能的因素极差分析与方差分析。结果表明:试验设计的水胶比、砂率、粉煤灰和矿粉掺量对低胶凝材料SCC的工作性及28 d抗压强度的影响均不显著,但水胶比与粉煤灰掺量的影响程度相对较大,且极差分析与方差分析结果基本一致。所制备的低胶凝材料SCC具有优异的工作性、力学性能及耐久性能,坍落扩展度经时损失仅为8.1%,初始坍落扩展度与J环扩展度差值为20 mm,离析率为4.9%,后期强度增长幅度大,抗水与抗氯离子渗透性能好。

ABS回收料的多因素增韧改性研究

废旧电器中丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)壳体因环境老化,在回收利用时表现出极差的韧性,严重影响其循环使用。从工业应用角度出发,采用多组分协同增韧改性ABS回收料。通过正交试验设计和极差、方差分析,得到改性效果较佳的基础改性配方,进一步采用白油、无机填料和界面增容剂对基础配方进行优化,最终得到一种基于ABS高胶粉、纳米碳酸钙、硬脂酸、白油和硅烷偶联剂KH550的多因素增韧方案。结果表明,优化改性的ABS再生料相较于未改性废旧ABS,在成本提高20.5%,熔体质量流动速率降低9.4%以及拉伸强度降低26.6%的前提下,冲击强度和断裂伸长率分别提高了164.1%和39.2%,可有效满足ABS再生回收料在旅行箱基层板材、工具箱、充电器外壳等工业制品中的实际应用。

粉煤灰改性柔性混凝土配合比设计及力学性能研究

为提高改性混凝土的工作性能,基于橡胶陶粒柔性混凝土流动性差的特性,通过9组不同配合比的粉煤灰对其进行室内试验研究,采用正交试验方法分别进行抗压强度、抗压弹性模量和抗折强度分析,得出各个组分对力学性能影响的主次顺序,通过优化配比,得出最优粉煤灰掺量和橡胶粉含量。在最优配合比的基础上,分析了粉煤灰掺入量对橡胶陶粒柔性混凝土坍落度和强度的影响,进一步分析了干缩性能,确定了最佳粉煤灰的掺入量。结果显示,在优化条件下所得到的改性混凝土抗压强度为20.8MPa,抗折强度为3.4MPa,抗压弹性模量为19.2GPa,满足使用要求。粉煤灰能较好地改善柔性混凝土的力学性能,在满足强度需求的基础上提高路面的舒适性。

低收缩混杂纤维桥面高性能混凝土的应用研究

本文运用正交试验方法,通过对不同掺量的钢纤维和聚丙烯纤维对C50高性能混杂纤维混凝土的影响研究,提供了混杂纤维低掺量情况下混凝土在满足强度、工作性(施工性能)、耐久性各方面优越性能时的最优配比,并在济南齐鲁黄河大桥桥面工程中成功应用。结果表明,混杂纤维的掺入可明显改善桥面混凝土力学及耐久性能;当钢纤维掺量1.0%、聚丙烯纤维掺量0.1%时,混凝土的28d抗折强度比素混凝土提高10.1%,轴拉强度提高18.1%,90d收缩率降低17.3%,氯离子渗透系数降低21.5%。

材料配合比对机制砂混凝土强度影响的试验研究

混凝土强度是混凝土的重要性能之一。论文就机制砂混凝土强度的若干影响因素展开研究,研究内容包括水泥、骨料、其他掺和料以及外加剂等配料的选配对混凝土强度的影响。为揭示相关因素对机制砂混凝土强度的影响规律,依托云南昭通市镇雄至赫章高速公路二标段高桥墩工程,考虑工程实际情况,采用当地岩石机制砂石料,设计了15组不同的混凝土配合比,展开了机制砂混凝土试块强度与机制砂级配、材料配合比的相关性试验,观测了机制砂混凝土试块强度随混凝土养护龄期的变化过程。通过试验,测定了不同龄期的混凝土试块强度与水灰比、砂率和粉煤灰掺量等材料配合比参数的关系,获得了这些材料配合比参数对机制砂混凝土强度的影响规律。

基于双尺度理论优化混凝土力学性能的研究

为了实现混凝土抗压强度及弹性模量的精细化数值计算,基于双尺度理论建立了混凝土双尺度数值模型。该理论以有限元方法为载体,通过正交试验对混凝土抗压强度和弹性模量的影响因素进行了分析,并进行了力学试验验证。研究结果表明1)双尺度理论在混凝土数值模拟中的应用具有可行性,运用该方法的数值结果与试验结果差值在4.22%之内;2)混凝土的抗压强度受细观参数影响高度显著,其中砂浆性能对整体抗压强度的影响比例可达24.35%;3)混凝土的弹性模量受细观参数影响显著,其中粗骨料性能对整体弹性模量的影响比例可达6.55%。研究结果揭示了混凝土内部的粗骨料、砂浆、界面过渡区与孔隙对整体性能的影响效应,为优化和设计新型混凝土材料提供了新思路。

高强免振C80～C100级高性能混凝土的试验研究

通过优选高性能减水剂,采用正交实验方法研究了浆体体积、水灰比、砂率对高强度混凝土工作性能及强度的影响,进而采用不同种类掺合料配置出C80～C100级免振高性能混凝土,经耐久性实验,表明该种混凝土可在实际工程中推广应用.

巷道破碎围岩膨胀注浆加固材料改性试验及应用

为增强煤矿巷道安全性,提高注浆效果,试验制备了一种膨胀注浆材料,并设计正交试验,研究其最佳配比及性能。结果表明,膨胀注浆材料的最佳参数配比为高性能混凝土膨胀剂(HCSA)掺量8%、三乙醇胺(TEA)复配早强剂掺量4%、聚羧酸减水剂掺量0.9%。在最佳参数配比下,试验分别采用膨胀注浆材料和水灰比0.6的纯水泥进行破碎围岩加固试验,在养护7、28 d时,破碎围岩膨胀注浆材料加固试件的单轴抗压强度分别达到16.245、33.147 MPa,对比围岩初始强度,恢复系数分别是0.26、0.53,优于破碎围岩纯水泥加固试件。

施工关键因素对环氧沥青混凝土路用性能的影响

为了研究施工关键因素与环氧沥青混凝土路用性能的综合关系,通过模拟施工关键因素的变化,在室内进行多指标正交试验,关键因素主要包括环氧沥青中A、B组分质量比(A组分为环氧树脂,B组分为石油沥青与固化剂组成的匀质合成物)、油石比、集料级配、混凝土成型时间、混凝土成型温度与压实功,多指标主要包括高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性、渗水性、抗滑性与水稳定性,利用改进灰色局势决策计算正交试验中每种局势的路用性能与最优局势的灰色综合关联度,并通过SPSS软件进行极差与方差分析。分析结果表明:局势4的灰色综合关联度为0.943 7,与局势3的灰色综合关联度相差0.081 1,较大的差值说明不同的局势与最优局势的联系紧密程度相差较大,根据各局势的灰色综合关联度得出18种制作试件方案的优劣排序;成型时间的极差为2.857,集料级配的极差为1.555,两者相差1.302,说明不同的关键因素对环氧沥青混凝土路用性能的影响程度不同,根据各关键因素的极差得出6个关键因素对环氧沥青混凝土路用性能的影响程度由大到小依次为成型时间、油石比、A、B组分质量比、压实功、成型温度与集料级配;比较每个关键因素的各水平的灰色综合关联度均值,可以得出最佳的施工方案为A、B组分质量比取1∶2.9,油石比取6.5%,集料级配取2.36mm筛孔通过率设计中值,成型时间取55min,成型温度取120℃,压实功取轮碾24次;方差分析中各关键因素的F检验值均大于临界值19,具有良好的显著性。可见,采用改进灰色局势决策可以有效评估不同施工方案下环氧沥青混凝土路用性能,并可以结合极差分析确定施工过程中各关键因素对环氧沥青混凝土路用性能的影响程度与最佳的施工方案。

混凝土修补用粘结复合材料的研究

通过正交实验，研究了影响混凝土粘结复合材料性能的主要因素，获得了制备该复合材料的最佳参数。