高海拔、高寒地区C80高强混凝土配合比设计理论的研究

为了研究适合青藏高原的环境特征并满足工程要求的C80高强混凝土最佳配合比,采用当地硅酸盐水泥、不同的水胶比、掺合料及高效减水剂等配制C80高强混凝土,通过试验室内对比试验,在同一水胶比的情况下,分析不同掺合料用量及养护龄期对混凝土强度的影响规律,得出掺合料最佳掺量比。结果表明:粉煤灰和硅粉的掺量比对混凝土的强度影响很大,当比例为16.1∶7.1时,混凝土的强度最高。混凝土的抗压强度随养护龄期的增长呈非线性增长,并且曲线在早期增长较快,之后增长速率逐渐变小。

多孔混凝土内部孔隙特征研究

采用数字图像处理技术直接观测多孔混凝土内部孔径大小分布与平面孔隙率,并探讨了孔隙率、水灰比和骨料粒径对多孔混凝土内部孔径大小分布以及平面连通孔隙率的影响。实验结果表明,孔隙率与水灰比对平均孔径影响不大,骨料粒径越大,混凝土内部平均孔径也越大。在较低孔隙率(20%,25%)情况下,平面连通孔隙率约为20%,在较高孔隙率(30%)情况下,平面连通孔隙率增长至29%;骨料粒径越大,水灰比越大越有利于形成平面连通孔隙。

基于RSM的混凝土抗冻性研究

采用RSM方法,利用Experiment-Designer 7.0统计软件,分析了含气量、水灰比对硬化混凝土气泡结构及抗冻性的影响。结果表明：在水灰比为0.4-0.5、含气量2.5%-4.5%范围内,含气量对混凝土的抗冻性影响显著,在三维响应面上表现为曲线较为陡峭,水灰比影响较弱,表现为曲线平缓。对混凝土抗冻耐久性具有决定性的影响是气泡间距系数,气泡间距越小,混凝土的抗冻性愈好。

水泥用量对混凝土抗压强度影响的试验研究

采用区组完全试验设计,研究了水灰比和水泥用量对混凝土立方体抗压强度的影响作用。根据49组配合比标准养护28d的抗压强度试验结果,基于保罗米水灰比公式拟合回归出混凝土28d立方体抗压强度的预测模型,该模型可用于预测考虑水灰比和水泥用量综合影响作用的抗压强度,同时试验验证了回归方程的适用性。

水灰比对水工混凝土中钢筋锈蚀的影响

通过电化学试验方法,探讨了非开裂状态下混凝土水灰比对混凝土中钢筋锈蚀的影响规律,以研究钢筋锈蚀破坏引起的水工混凝土结构失稳破坏。研究表明,降低水灰比,可以延长钢筋开始锈蚀的时间;进入稳定锈蚀阶段后,水灰比越小,稳定腐蚀电流密度就越小,水灰比与稳定腐蚀电流密度存在一定的函数关系,且数据相关性良好;降低水灰比能有效改善混凝土-钢筋界面区的微观结构,降低了界面区的氧气含量,同时也减少了界面区的毛细孔水及层间水含量,氧气和水含量的减少降低了钢筋锈蚀速率。

冻融作用下水灰比对类岩石材料物理力学特性影响研究

高寒地区矿山边坡岩体会经历冻融循环作用,引起岩体结构损伤和强度弱化,对矿山边坡的稳定性构成危害。水泥砂浆作为模拟裂隙边坡岩体常用的类岩石材料,其配合比对该类岩石材料抗冻性影响较大。为探究冻融作用下水灰比对类岩石材料物理力学特性的影响机制,制作了7种不同水灰比的类岩石——水泥砂浆标准试样,进行了不同次数的冻融循环试验及0~50次冻融后的单轴压缩试验。结果表明:①冻融前,随着水灰比的增大,试样初始孔隙率增大、密度降低,进而导致其波速下降;冻融过程中,波速随着冻融次数的增加而减小,且水灰比越大,波速损失率越高。②随着水灰比增大,类岩石材料的单轴抗压强度、弹性模量均出现了先增大后减小的现象;当水灰比为0.325~0.35时,类岩石试样的单轴抗压强度最高且抗冻性能最好。③随着冻融循环次数增加,应力应变曲线趋于扁平化,试样由脆性逐渐向延性转化,且水灰比越大,试样孔隙压密阶段变形越大。研究成果可为寒区矿山边坡及相关岩体工程类裂隙岩体冻融试验中的配比设计提供借鉴。

疏浚土工程特性的试验研究

水泥固化土是近年来用于堤防防渗、提高边坡稳定性及提高抗冲刷能力的一种新技术,为了提高水泥土的应用水平,通过室内试验研究了水泥土的渗透系数、无侧限强度与水泥掺入比、水灰比、龄期的关系,认为满足堤防工程渗透稳定与边坡稳定的最佳水泥掺量比大于8%。

高抗硫硅酸盐水泥的长期抗侵蚀能力初探

对高抗硫硅酸盐水泥配制的不同水灰比的胶砂试件进行硫酸盐长期侵蚀试验,研究了长期浸泡下胶砂试件抗硫酸盐侵蚀能力。结果表明:短期(28d)的浸泡不能真实反映出高抗硫水泥抗硫酸盐侵蚀能力,在不同浓度的溶液中浸泡28d时,硫酸盐侵蚀不但对试件没有影响,反而有助于提高试件的强度;高抗硫水泥长期抵抗硫酸盐侵蚀能力具有一定的局限性,且受侵蚀溶液浓度的影响,若环境水中硫酸根离子浓度≥4 000mg/L时,直接采用高抗硫水泥混凝土就有遭受侵蚀破坏的危险;水灰比对高抗硫水泥抗侵蚀能力有一定影响,在硫酸根离子浓度≤10 000mg/L的侵蚀溶液中,降低混凝土的水灰比(≤0.35),可增强试件的抗侵蚀能力。

后张预应力高性能灌浆料体积稳定性的研究

在采用科学的测试方法、运用先进的外加剂技术的基础上,配制出高性能灌浆料;重点研究了外加剂对灌浆料体积稳定性能的改善作用机理、水灰比的变化对灌浆料早期和中后期的体积变化率的影响、灌浆料体积变化率随龄期的变化关系等。

水泥基材料水分传输的等差称重法研究

水泥基材料水分传输的研究是耐久性问题研究的重要分支。水分传输的速率很大程度上决定了水泥基材料的失效破坏速度。借助于等差称重法替代传统称重法对几种不同水胶比的水泥砂浆试样进行了毛细吸水试验。试验结果表明:高水胶比条件下砂浆试样毛细吸水速率比低水胶比更大,水分传输平衡水量更高,水分质量含量也更高;毛细吸水系数大小也与砂浆试样水胶比呈正比。对得到的试验数据进行Boltzmann转换,可得到水分传输位置、传输时间和水分质量含量三者统一的水分传输方程。

压浆技术在提高路基强度中的应用

提出了用压浆技术提高路基强度、防止路基下沉的有效方法,阐述了压浆技术的施工技术原则、施工组织原则,达到了经济效益和社会效益双赢的效果。

承载保温型泡沫混凝土性能研究

通过试验研究了不同粉煤灰代替量及水灰比对承载保温型泡沫混凝土性能的影响。结果显示,在粉煤灰代替量为30%及水灰比为0.44时,承载保温型泡沫混凝土总体性能最优,28d抗压强度达到4.37MPa,传热系数为0.116W/(m·K),吸水率为12%,干缩值为0.58mm/m,具有承载与保温双重功能,可广泛应用于地铁管片衬砌回填及建筑承重结构保温领域。

路用钢纤维再生混凝土的最佳配合比研究

从不同配合比的钢纤维再生混凝土的抗折强度出发,对其在路面工程应用中的最佳配合比进行了较为系统的研究和分析。结果表明:再生粗集料的含量和水灰比等因素对钢纤维再生混凝土的抗折强度影响较大,在设计抗折强度为6.0 MPa,钢纤维的掺量在1.0%的条件下,当再生粗集料的含量小于50%,水灰比在0.44～0.47之间时,钢纤维再生混凝土28 d的抗折强度比较接近于基准钢纤维混凝土,而超出此范围时,钢纤维再生混凝土的抗折强度则会明显降低。最后结合工程应用对含30%再生粗集料的钢纤维再生混凝土的相关性能进行了检测,结果证明适当配合比的钢纤维再生混凝土能够满足级刚性路面的抗折强度要求。

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。