黏土和石粉含量对聚羧酸减水剂的影响研究

选用聚羧酸减水剂加到水泥净浆中,利用测定水泥、黏土和石粉的吸水性,同时,通过对水泥净浆流动度和抗压强度等性能的研究,探讨黏土和石粉含量(0、0.5%、1%、2%、4%、8%)对掺聚羧酸减水剂的净浆性能影响规律。结果表明:掺减水剂的浆体,随含泥量的增大,其流动度与7、28 d抗压强度均降低。掺减水剂的浆体,随石粉含量的增加,其流动度变化不大;含量小于4%时,试块7、28 d抗压强度基本不变,甚至增大。黏土和石粉同时取代水泥时,其含量小于2%时,对掺聚羧酸减水剂的净浆7、28 d抗压强度影响不大;但当含量超过0.5%,掺聚羧酸的净浆流动度明显下降。

轻质超高性能混凝土的设计与研究

研究了胶凝材料组成、胶砂比以及钢纤维掺量对轻质超高性能混凝土(LUHPC)工作性能与力学性能的影响,得出LUHPC最优配合比,提出了LUHPC设计制备方法;对比研究了普通超高性能混凝土(UHPC)与LUHPC的力学性能与体积稳定性能差异;采用SEM-EDS和显微硬度计分析了LUHPC水泥石以及轻集料界面微结构特征。结果表明:水泥、粉煤灰微珠和硅灰用量分别为804、204、192 kg/m3,水胶比0.18,胶砂比1.8,钢纤维体积掺量为2.5%时,LUHPC工作性能优异,具有良好的轻质、高强、低收缩性能;相比UHPC,LUHPC比强度更高,体积稳定性优良;陶砂的“缓释水”作用可使界面处胶凝材料后期持续水化,改善界面处微结构,降低混凝土自收缩。

细集料对超高性能混凝土的性能影响

为探寻出一种低成本、可替代石英砂的细集料来制备超高性能混凝土(UHPC),研究了不同种类、级配的细集料对超高性能混凝土的工作性能、力学性能和收缩性能影响规律,通过XRD、SEM等测试方法对其微结构进行分析。研究结果表明:在相同胶凝材料体系、水胶比、钢纤维掺量、标准养护条件下,河砂制备的UHPC的流动性略低于石英砂制备的UHPC;河砂制备的UHPC与石英砂制备的UHPC的抗压/抗折强度均可达140 MPa/20 MPa以上;粒径小于1. 18 mm河砂制备的UHPC的收缩率最低,可至600×10^(-6)。分析XRD、SEM等表征结果发现石英砂和河砂制备的UHPC中砂与胶凝浆体连接更紧密,而机制砂制备的UHPC中界面较为明显。粒径小于1. 18 mm河砂制备的UHPC的流动性、力学性能和收缩率综合最佳,并且河砂的价格较低,可降低UHPC的成本,良好的替代传统UHPC中的石英砂。

免蒸养超高性能混凝土自收缩影响因素研究

研究了高钛重矿渣砂预湿时间和物化参数、钢纤维掺量、膨胀剂种类和掺量对超高性能混凝土自收缩特性的影响;试验结果表明:延长高钛重矿渣砂预湿时间有助于缓解混凝土内部相对湿度的降低和减小自收缩变形。位于II区且细度模数2.8~3.0的高钛重矿渣砂能明显降低超高性能混凝土自收缩;少量渣粉对超高性能混凝土的自收缩影响较小,当渣粉含量超过一定值后,自收缩变形显著增加。掺入钢纤维能抑制超高性能混凝土自收缩,当纤维掺量超过2.5%时,纤维的限缩效果不明显。FQY型膨胀剂具有较高的膨胀能和十分优异的补偿收缩能力,掺量超过6%时会与基体产生明显的争水效应而导致膨胀效能大幅减弱。

污泥页岩陶粒的焙烧膨胀机理探讨

以城市生活污泥为主要原料,辅之页岩为校正原料,制备污泥球型陶粒,并通过正交实验,就陶粒生料配合比、烧成制度对陶粒吸水率、膨胀效果、表观密度的影响进行探讨;阐述污泥陶粒制备的焙烧机理与膨胀机理。研究发现,预烧温度为400℃左右,污泥体系再固定挥发组分为发气组分,且含铁物质析出赤铁矿相,有利于陶粒的膨胀;陶粒的烧结过程与烧涨过程同时进行,二者在不同温度段起到主导作用。

C50微膨胀钢管混凝土的配合比设计优化

在一定的工程实例背景下,对C50微膨胀钢管混凝土进行了配合比设计研究,从水胶比、砂率、掺合料及膨胀剂等方面研究对微膨胀高性能混凝土的坍落度、强度、膨胀率等性能的影响,得出了一种C50微膨胀高性能混凝土的设计配合比。

纤维与聚合物对混凝土抗冲击及耐磨性影响研究

通过试验,研究了聚酯纤维和丁苯乳液分别在单掺、复掺条件下对混凝土抗冲击及耐磨性能的影响。结果表明,单掺聚酯纤维或聚合物乳液均能改善混凝土的抗冲击及耐磨性能,且改善效果随着掺量的增加呈现增强趋势。纤维-聚合物复掺时,试样抗冲击及耐磨性能会得到进一步改善,且改善效果明显好于单掺效果。从经济性角度分析,复掺的材料成本比单掺低,显示出较高的性价比。

生物质燃料对页岩烧结砖性能的影响规律研究

通过改变生物质燃料(秸秆、锯末)的种类、掺量、粒径进行试验和对比,利用XRD、SEM及物理力学性能测试等手段,研究了生物质燃料对页岩烧结砖性能的影响。结果表明:随着秸秆与锯末掺量的提高,烧结砖体积密度和抗压强度降低,吸水率与显气孔率增加;随秸秆粒径增大,烧结砖的相关性能也表现出同样的规律;对页岩粒径的研究表明,随页岩粒径增大,烧结砖的体积密度降低,吸水率、显气孔率增大,抗压强度降低。

早强微膨胀道路快速修补水泥基材料的研究

针对水泥混凝土路面深层破坏,如交叉裂缝、破碎板、坑槽等严重病害的问题,在探明了硫铝酸盐水泥与硅灰复配、砂率等因素对混凝土工作性能、力学性能和体积稳定性能的影响规律基础上,通过复配缓凝早强组分,制备出了早强微膨胀高性能混凝土。在修补路面的时候,可局部或全部破除混凝土面板,采用该早强微膨胀高性能混凝土进行局部或板块修补。其配合比为:水泥∶硅灰∶砂∶石∶水=500∶50∶744∶987∶165。初始坍落度≥220 mm,扩展度≥480 mm,1h扩展度≥340 mm,4 h抗压强度≥35 MPa,28 d抗压强度≥65 MPa,28 d膨胀率78×10^(-6)。

防辐射功能集料及其焙烧机理研究

借鉴人工轻集料的制备方法,将含重金属Ba的钡盐厂废弃污泥烧制成具有射线屏蔽功能的防辐射功能集料(RSFA),并考察不同污泥含量和不同配料n值条件下功能集料的密度、力学性能和屏蔽性能变化规律,通过X射线衍射分析和傅立叶红外光谱分析探讨功能集料的焙烧机理。研究显示:功能集料中合适的BaO含量为8%-12%;n值为3.16-4.55;在此条件下煅烧出的功能集料抗压强度可达60 MPa;表观密度在2.0 g/cm3以上;对γ射线的线性衰减系数可达0.19 cm-1。

湖泊底泥制备烧结墙体材料的研究

试验探究了湖泊底泥掺量、烧结温度和烧结保温时间对烧结墙体材料试样的物理性能、力学性能的影响规律,结果表明:在采用湖泊底泥和瘠性页岩为主要原料能够满足原料的塑性要求和干燥敏感性系数要求,并且当污泥掺量≤85%时,烧结温度为950℃,保温时间为6 h,可以制备出强度等级达到MU20(GB5101-2003)并满足工程实用的烧结墙体材料。

三种有机增塑剂在铁尾矿烧结中的应用研究

尾矿烧结通常存在塑性差的问题,通过添加适量(0.1%～0.3%)腐植酸(HA)、聚乙烯醇(PVA)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)3种有机添加剂,采用压制成型工艺,制备出MU15级铁尾矿烧结制品;研究了有机添加剂对铁尾矿烧结制品塑性指数、烧成收缩、吸水率、显气孔率、抗压强度等性能的影响。结果表明:3种有机添加剂均可有效提高坯体的塑性,减小试件的烧成质量损失率,略微增加烧成试件的吸水率和显气孔率,HPMC、HA可提高试件的抗压强度,而PVA降低试件的抗压强度。

利用铁尾矿制备全利废烧结制品的研究

铁尾矿是铁矿石经选取有用组分后剩余的固体废弃物,可用于制备烧结制品,但在利用其为主要原料制备烧结砖时存在塑性较差、利用率低的问题,为解决以上问题,通过以尾矿、尾矿泥、围岩三种尾矿废料为主要原料制备烧结制品,研究不同尾矿掺量对塑性指数、烧成收缩率、吸水率、显气孔率与体积密度、抗压强度等指标或产品性能的影响规律,在此基础上,通过XRD、SEM微观手段测试了产品的微观结构。结果表明,通过合理的工艺参数优化,可100%利用铁尾矿废弃物作为原料制备烧结制品,范围为:尾矿(尾矿泥)30%～70%,围岩30%～70%,研究结果对减少铁尾矿的环境污染、节约土地等具有重要的意义。

低掺量超细粉末对无砟轨道板轨枕混凝土性能的影响

为了减少自然环境引起的无砟轨道板轨枕混凝土质量结构的破坏,选用超细矿粉、硅灰取代10%的水泥,通过KH5表面改性剂处理,提高轨枕混凝土的早期后期抗压强度、抗氯离子渗透性能和抗冻性。结果表明:不同比例的超细矿粉、硅灰混合,取代10%的水泥用量,并经过KH5表面改性,能使轨枕混凝土1 d抗压强度提高27%,28 d抗压强度14.6%,并显著提高轨枕混凝土的抗氯离子渗透性能和抗冻性能。

水化热抑制剂与管冷对混凝土温控的影响

以尺寸1.6 m的C40混凝土正方体为试验对象,通过单用或联用水化热抑制剂、管冷两种温控措施,对混凝土温度实时监测;根据水化热测试、现场资料收集得到各项计算参数,采用MIDAS软件计算混凝土温度,对比实测值与计算值。结果表明:单用水化热抑制剂降低混凝土中心温度12.9℃,峰时延迟45 h;单用管冷可降低管周边温度,对降低混凝土中心温度不明显;联用水化热抑制剂、管冷降低混凝土中心温度18.3℃,峰时延迟44 h;混凝土中心温度实测值与MIDAS计算值吻合较好。说明混凝土温控关键是调控胶凝材料水化放热速率,管冷在较低放热速率下,进一步降低中心温度,且不影响温峰时间。

砂岩隧道洞渣集料在宜巴高速公路中的应用

为探讨宜巴太阳岭砂岩洞渣用作混凝土集料的可行性,对母岩抗压饱和强度、物理化学成分、碱活性进行分析,采用简化砂、石联产工艺生产出砂岩碎石、机制砂并对其基本技术指标进行检测。研究表明,该砂岩洞渣为硬质砂岩,加工的碎石、机制砂可满足混凝土集料技术指标要求。以宜巴高速公路为依托,成功地将砂岩集料配制的混凝土应用于隧道二衬与桥梁桩基、墩柱。

基于冻融循环下沥青混合料温度冲击性能研究

道路的融雪化冰技术会加速沥青路面冻融循环,反复的升温和降温使沥青路面由于温度冲击和水腐蚀而破坏。通过设计一套实验检测方案来评价加速冻融循环对沥青路面性能的影响。试验采用马歇尔试件和小梁试件,在-18℃和60℃之间进行多次冻融循环,测量试样的劈裂强度和最大弯拉应变来判断多次冻融循环对沥青混合料性能的影响。结果表明:混合料的骨架结构、材料组成对沥青混合料抗冻融循环性能有很大的影响。研究内容为融雪化冰技术在沥青路面运用过程中的功能性、耐久性评价提供了研究方法。

复合膨胀熟料与内养护材料复掺对混凝土膨胀性能的影响

复合膨胀熟料包含反应较快的早中期膨胀组分和反应较慢的后期膨胀组分,可在较长时间产生有效膨胀,对混凝土起到持续的补偿收缩作用。通过煅烧制备了硫铝酸钙-氧化钙(HCSA)膨胀熟料和MgO膨胀熟料,将HCSA膨胀熟料、MgO膨胀熟料和石膏按照6∶3∶1比例混合得到复合膨胀熟料;研究了复合膨胀熟料与不同内养护材料复掺对混凝土自由膨胀率、力学性能、水化特征和微观结构的影响机制。结果表明:与单掺复合膨胀熟料相比,复掺复合膨胀熟料和内养护材料的混凝土自由膨胀率明显提高,内养护材料为复合膨胀熟料提供了额外的水化用水,更好地发挥复合膨胀熟料早中期和后期的膨胀效能,混凝土后期的体积稳定。

锌离子掺杂的反应速率可调控型膨胀熟料

以氧化钙-硫铝酸钙类膨胀熟料为基准,引入氧化锌调控膨胀熟料的反应速率。结果表明:氧化锌的引入及掺量增加,可使氧化钙-硫铝酸钙类膨胀熟料的膨胀收敛期在20、40、60℃下被不同程度地延后,且膨胀熟料的水化放热速率及放热峰值降低,出现时间也延后;引入氧化锌前后的砂浆抗压强度无明显变化;引入氧化锌的膨胀熟料中生成了新矿物相Ca3Al4ZnO10;1 d龄期时,随着氧化锌的引入,钙矾石生成明显减少。在不影响膨胀率的前提下,锌离子掺杂可调控氧化钙-硫铝酸钙类膨胀熟料在不同养护温度下的膨胀收敛期,有望进一步改善混凝土构筑物的收缩开裂问题。

氧化镁对半刚性基层力学性能及稳定性影响分析

为解决水泥稳定土在应用过程中早期强度低、易开裂、水稳定性不良的问题,掺入煅烧氧化镁改进无机结合料的性能,同时系统评价了其对稳定土力学性能、收缩性能及水稳定性能的影响。结果表明,随氧化镁煅烧温度提高及保温时间的延长,无机结合料的早期膨胀率降低,后期膨胀率增加。增加氧化镁在无机结合料中的掺量可显著提高稳定土的力学性能,但掺量过高会降低力学性能,其最优掺量为水泥质量的9%。干缩应变随氧化镁掺量的增加而逐渐降低,同时水稳定性也会得到大幅提升。