碱激发胶凝材料在充填领域的应用及发展

碱激发胶凝材料是一种由硅铝酸盐矿物在碱激发剂的激发活化作用下形成的无机胶凝材料,具有强度高、耐久性优异、绿色环保等优点。为明确碱激发胶凝材料在溶洞等充填领域的应用现状,简要介绍了碱激发胶凝材料胶结骨料的反应机理,分别阐述了碱激发矿渣、粉煤灰、尾矿和有色金属冶炼渣等胶凝材料在充填领域的研究进展,概括提出了碱激发胶凝材料在充填领域的下一步研究发展趋势。结论表明,碱激发胶凝材料胶结骨料的反应机理主要包括溶解、解聚、缩聚和固化等阶段,相较于水泥基胶结充填体,碱激发矿渣、粉煤灰、尾矿和有色金属冶炼渣胶结充填体表现出了更为显著的力学特性、工作性能、成本低廉和环境相容性。

溶胶型纳米SiO_(2)和减水剂对粉煤灰-矿渣地聚物性能的影响

地聚物是一种有望替代普通硅酸盐水泥以降低土木工程行业碳排放的新型绿色环保胶凝材料。然而,粉煤灰-矿渣地聚物存在流动性差、干燥收缩大等问题,限制了其在工程领域的进一步推广应用。因此,通过试验研究了复掺减水剂和溶胶型纳米SiO_(2)对粉煤灰-矿渣地聚物工作性能、干燥收缩和抗压强度的影响,并分析了相关机理。试验结果表明,对于粉煤灰-矿渣质量比为7∶3的体系,与未掺加溶胶型纳米SiO_(2)和减水剂的粉煤灰-矿渣地聚物相比,当溶胶型纳米SiO_(2)和减水剂掺量分别为0.2%和1.0%时,粉煤灰-矿渣地聚物流动度从176 mm增大至198 mm,27 d干燥收缩降低了31.2%,3、7、28 d抗压强度分别提高了52.2%、24.5%、32.3%;溶胶型纳米SiO_(2)和减水剂复掺增加了参与反应的活性硅源,形成了更多的N-A-S-H和C-(A)-S-H凝胶产物,使得硬化后材料的结构更加致密。该研究可为粉煤灰-矿渣地聚物的进一步研究和应用提供参考。

土工合成材料加筋沥青混合料抗车辙性能研究

文中通过室内试验研究不同加筋方案下土工合成材料对沥青混合料的加筋效果。从弹性力学的平衡原理与变形协调原理出发,考虑加筋边界条件的影响,推导土工合成材料在沥青层中的加筋约束力,并根据加筋约束力的影响因素(土工合成材料的种类、加筋边界条件及加筋层的位置)设计出12种加筋方案。根据上述加筋方案制备沥青混合料加筋试件并进行车辙试验。结果表明,土工合成材料加筋在车辙试验中能够抑制循环轮载作用下沥青混合料的竖向永久变形,提升车辙动稳定度。同等条件下,土工格室加筋后的抗车辙性能远优于土工格栅,设置SBS改性沥青黏结层的抗车辙性能略优于设置环氧改性沥青黏结层且均优于未设黏结层情况,中层加筋时的抗车辙性能优于下层加筋。

基于离散元法的应变传感器与沥青混合料交互影响研究

为了提高传感器应变响应监测的可靠性和工作寿命,从细观力学角度开展了应变传感器与沥青混合料交互影响研究。基于离散元法,采用三维颗粒流程序,构建了内置应变传感器的沥青混合料试件模型,通过四点弯曲仿真试验分析了应变传感器与沥青混合料协同受力下,结构内部应力传递、力链分布和细观裂纹发展演化的规律。研究结果表明,通过监测配位数验证了PFC模型具有较高的可靠性和仿真度;埋置应变传感器降低了2.7%的基体结构强度,使最大拉应力由跨中梁底转移至应变传感器法兰位置处,并在应变传感器周边形成了应力集中效应,造成沥青混合料力学性能降低;应变传感器与沥青混合料协同受力下,结构内部拉伸裂纹表现出“快速增加、先增加后降低”的变化特征,拉伸裂纹占总裂纹的72.9%;“拉伸为主、拉-剪共存”是结构损伤破坏的发展形式。

竹筋格栅套筒碎石桩复合地基承载变形特性研究

为响应国家“双碳”战略,促进水利及建筑业朝着绿色、低碳、可持续性方向发展,探索天然竹筋材料替代传统土工合成材料应用于软弱土地基的加固领域具有重要意义。通过室内模型试验,对竹材力学性能、竹筋格栅套筒加筋碎石桩复合地基的荷载-沉降变化规律、桩土应力分布规律、桩体应力传递规律、桩体破坏模式进行了研究。结果表明:竹筋力学性能不仅能满足规范对加筋材料的要求,还优于传统土工格栅;竹筋格栅全长加筋碎石桩对复合地基承载力的影响较半长加筋提升效果更为明显;竹筋格栅套筒可使桩土应力比显著增大,在一定程度上提高了碎石桩的荷载传递能力;此外,竹筋全长加筋碎石桩表现为摩擦端承桩的承载特性,而半长加筋碎石桩表现为端承摩擦桩的特性。研究成果可为竹筋格栅套筒加筋碎石桩的设计及施工提供借鉴和参考。

体内外混合配索在大跨预应力连续刚构桥中的应用

结合某大型刚构桥的实地施工状况,对其施工过程中引入的配索模式进行了探讨,并就桥梁右幅体内外混合配索结构与传统配锁结构设计进行了对比分析,提出相关优化设计措施,以保证其合理高效地用于桥梁工程。

偏高岭土磷酸基地质聚合物力学性能及工程应用研究进展

地质聚合物作为一类绿色无机胶凝材料,具有力学性能优良、耐久性优异、生态环保以及工业固废利用率高等优势,被视为普通硅酸盐水泥的理想替代品。地质聚合物分为碱激发地质聚合物和酸激发地质聚合物,其中磷酸基地质聚合物是硅铝酸盐前驱体原料在磷酸溶液或磷酸盐溶液激发活化作用下经地质聚合反应而生成的新型地质聚合物材料。为明确偏高岭土磷酸基地质聚合物的力学性能及工程应用研究进展,就国内外学者近年来对偏高岭土磷酸基地质聚合物的研究进行了分析。首先对偏高岭土磷酸基地质聚合物的反应机理进行了介绍,其次分析了偏高岭土种类、磷酸激发剂浓度、养护制度、外加剂以及纤维类型对偏高岭土磷酸基地质聚合物力学性能的影响,然后总结了偏高岭土磷酸基地质聚合物的工程应用进展,最后对其发展趋势进行了展望。

蜡基温拌剂对废橡胶粉改性沥青车辙与疲劳性能的影响

现行工艺中废橡胶粉改性沥青(CRMA)生产所需的拌和与压实温度较高,往往通过添加温拌剂加以改进。为了探究温拌剂的添加对CRMA车辙与疲劳性能的影响,该文通过在CRMA中掺入两种蜡基(松蜡和聚丙烯蜡)温拌剂,开展旋转黏度(RV)、动态剪切流变仪(DSR)、多重应力蠕变恢复(MSCR)及线性振幅扫描(LAS)试验,以评价温拌剂对CRMA的车辙与疲劳性能的影响。结果表明:添加两种蜡基温拌剂可以明显降低CRMA的黏度;由于不可恢复蠕变柔量(Jnr3.2)较低及应变恢复率(R)较高,掺加2%的聚丙烯蜡CRMA相比4%和6%掺量聚丙烯蜡的CRMA具有更优抗车辙性能;LAS试验结果表明:掺有6%松蜡的CRMA具有最长的疲劳寿命,尤其是在低应变水平下。

地质聚合物砂浆与既有混凝土界面粘结性能研究

地质聚合物作为新型绿色无机胶凝材料,具有力学性能优、耐久性强、低碳环保以及工业固废消纳利用率高等优势,在既有混凝土结构修复加固领域有潜在的应用前景。鉴于此,通过室内双面剪切试验和三点弯曲试验,研究了地质聚合物前驱体配合比、养护方式和混凝土基体强度对地质聚合物砂浆与混凝土基体界面粘结性能的影响规律。研究结果表明,地质聚合物砂浆与混凝土基体的界面粘结性能和粉煤灰掺量呈负相关关系,和矿渣、赤泥掺量呈正相关关系;相较于普通室温养护,水浴养护和蒸汽养护可有效提高地质聚合物砂浆与混凝土基体界面粘结性能;地质聚合物砂浆与混凝土基体的界面粘结性能随着混凝土基体强度的增加而逐渐增强。

地聚物混凝土耐久性研究现状及发展趋势

地聚物是以硅铝酸盐材料作为前驱体,通过碱激发活化制备出的具有三维网络状结构的新型绿色无机胶凝材料,地聚物相较于普通硅酸盐水泥具有更好的力学性能及耐久性能,且制备过程中能耗低,CO_(2)排放量少,被认为是未来替代普通硅酸盐水泥的最佳材料之一。综述了近年来国内外关于地聚物混凝土的抗碳化性、抗氯离子渗透性、抗酸侵蚀性、抗硫酸盐侵蚀性及抗冻融性的研究进展,并讨论了现有研究所面临的一些问题以及未来研究的发展趋势。结论表明,地聚物混凝土的耐久性受前驱体原料类型、碱激发剂种类、碱激发剂掺量、外掺料、养护方式以及养护温度等诸多因素影响,相比于普通水泥混凝土,因地聚物混凝土内部结构致密且化学性质稳定,使得其在抗碳化性、抗氯离子渗透性、抗酸侵蚀性、抗硫酸盐侵蚀性、抗冻融性等方面均表现出了更好的耐久性。

花岗岩隧道洞渣在AC-20C沥青混合料中的应用

针对沥青混合料用集料匮乏问题,通过室内试验和实体验证,探究了花岗岩隧道洞渣在沥青混合料中的适用性,分析了花岗岩隧道洞渣生产质量控制方法,研究了花岗岩隧道洞渣沥青混合料的路用性能。结果表明:花岗岩隧道洞渣提高与沥青黏附性后,可用于沥青路面中、下面层粗集料。现场采用三级破碎和除尘相结合工艺,可生产颗粒形状和粉尘含量满足要求的粗集料。花岗岩隧道洞渣粗集料的AC-20C沥青混合料的70℃动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂残留强度比分别为4981次/mm、89.6%、83.9%,满足技术要求。