集料嵌锁型碾压混凝土刚性基层材料工程实验研究

研制了一种集料嵌锁型碾压混凝土路面基层材料,并在十漫高速公路工程中进行了工程实验研究,结果表明,这种集料嵌锁型碾压混凝土基层强度高,表面粗糙,和面层之间结合良好,在减少下面层和下基层后,其承载力仍满足设计及指标,施工进度快,具有很好的技术经济效益。

硅酸盐水泥水化历程与初始结构形成的研究

采用自动高效水化热测定仪及无电极电阻率测定仪研究硅酸盐水泥水化的热学效应及交变电场下电阻率变化 ,讨论水泥品种、拌和水量对水泥水化初始结构形成及发展的影响 ,建立硅酸盐水泥水化初始结构形成及发展的结构形成模型。研究表明 :初始结构形成模型分为 3个阶段 :溶解 -溶解平衡期、结构形成期及结构稳定期。随着水量的增大 ,水化热效应表现为促进作用 ,但是结构形成过程表现为结构弱化 ;电阻率曲线的特征值及时间数值随水泥品种不同而变化。水化热模型与结构形成模型相结合 。

硅酸盐熟料-煤矸石/粉煤灰混合水泥水化模型研究

对两种不同3CaO·SiO_2(C_3S)含量的硅酸盐水泥和分别掺有30%(质量分数,下同)煤矸石和30%粉煤灰的混合水泥中水化产物含量变化和形态进行了研究,建立了水化产物量变模型和水化产物形态模型,分析了模型的主要特征和意义。相同龄期,高C_3S硅酸盐水泥比低C_3S硅酸盐水泥生成更多的水化硅酸钙(calcium silicate hydrate,CSH)凝胶和氢氧化钙。含混合材的水泥水化时,CSH凝胶在水化早期和后期有两个增长幅度较大的阶段,并且1年后形成的CSH凝胶量与纯硅酸盐水泥的相当。水泥水化产物与混合材的二次水化反应较慢,研究掺有混合材水泥更长龄期的水化产物含量及结构变化,将有助于理解混合材对水泥性能的作用机理。

硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的试验研究

研究了不同比例的硅酸盐、硫铝酸盐水泥混合体系的凝结时间、水泥砂浆的强度性能,并对一定混合比例的OPC-SAC水泥进行了XRD、SEM和水化量热测试。结果表明,硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥混合,SAC中的C4A3-S矿物与OPC中的C3S矿物在共同水化过程中有相互促进的作用,会使混合水泥水化和凝结加速;混合水泥的强度性能与两种水泥的混合比例有关。本研究可对硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的应用提供借鉴。

V_2O_5掺杂对硅酸盐水泥熟料烧成及矿物结构的影响

以空白生料为基准,分别掺入占质量分数为0.5%,1%,2%的V2O5,并分别于1250,1300,1350,1400℃和1450℃煅烧30min,制成V2O5掺杂硅酸盐水泥熟料。利用化学分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和高温显微镜分析等方法,研究V2O5掺杂对硅酸盐水泥熟料的易烧性和矿物结构的影响。探讨V2O5掺杂的影响机理。结果表明:掺V2O5改善了硅酸盐水泥熟料的易烧性,但掺量超过0.5%V2O5后测定的f-CaO没有明显区别,且由于V2O5稳定了β-C2S晶相而降低了B矿的含量。对掺V2O5后熟料的显微形貌和液相性质的分析结果表明:掺V2O5后熟料中C3S晶粒均大于基准样中C3S晶粒。这是因为V2O5稳定MeO5-4,增大液相的粘度,局部增大CaO浓度,使C3S长大速率占优势,并降低了A矿的含量。

基于超声波速与介电性能的硅酸盐水泥早期水化过程连续监测技术

本文提出了两种通过跟踪监测水泥浆体超声波速和介电常数研究水泥早期水化过程的新方法。研究结果表明:超声波传播速度和介电常数受到水泥水化过程的影响,可以间接反应固、液、气三相的体积比例与分布。根据超声波速变化规律可以将水泥的水化过程分为5个阶段,分别对应潜伏期、加速期、减速期、终凝期和稳定期。水泥水化程度愈高,生成水化产物数量愈多,超声波速愈大。水泥砂浆的介电常数随水化龄期逐渐减小,并与水泥净浆的超声波传播速率线性相关。

硅酸盐水泥的理化性能与分形维数研究

根据测得的硅酸盐水泥的粒度分布计算了样品的分形维数,对分形维数与水泥的物理化学性能间的关系进行了初步研究。结果表明,分形维数与比表面积间线性相关,与中位经和需水量间呈现逆变关系,与水泥的机械强度间良性相关。

耐热高强硼硅酸盐玻璃中混合碱的研究

研究了Na2O-Li2O、Na2O-K2O不同二元混合碱对硼硅酸盐玻璃热膨胀系数及膨胀软化温度的影响。结果表明,在Na2O-Li2O、Na2O-K2O二元混合碱硼硅酸盐玻璃中热膨胀系数曲线基本呈线性变化,玻璃的热膨胀系数和膨胀软化温度并未出现明显的"混合碱效应"。

武黄大修工程沥青面层材料变异性研究

以武黄高速公路大修工程沥青加铺层组成材料设计为基础 ,根据大量的现场观测与试验数据 ,采用概率统计学的理论分析所获数据的分布规律 ,对路面材料的设计参数进行了变异性分析。希望能够通过控制组成材料的变异性以及获得概率分布规律 ,达到提高面层工程质量 ,延长面层寿命 。

硅酸盐水泥早期体积稳定性的调控研究

分别研究了利用硬石膏、粉煤灰制备的钙矾石型膨胀剂和硬石膏、石灰和粉煤灰三元组分制备的钙矾石-羟钙石复合膨胀剂对水泥体系膨胀性能的影响。利用XRD、TG-DSC-DTG和SEM等测试方法对水泥体系中的钙矾石和羟钙石进行了定性和定量分析,在微观上对钙矾石和羟钙石的形态进行了分析。结果表明,由硬石膏、粉煤灰制备的膨胀剂,膨胀主要发生在前7d,由硬石膏、石灰和粉煤灰制备的复合膨胀剂,膨胀效果较好,28d时仍有微膨胀。对硅酸盐水泥早期的体积稳定性进行调控,可以有效减小水泥体系早期开裂的几率。

硼硅酸盐玻璃与钠钙硅玻璃浮法成型的对比研究

总结了浮法成型工艺的特点,介绍了浮法工艺对普通钠钙硅玻璃的要求,在此基础上提出从玻璃的熔化和成型温度要求,粘度-温度曲线要求,析晶温度上限要求等几个方面探讨耐热高强硼硅酸盐平板玻璃浮法成型的要求。

浮法硼硅酸盐玻璃下表面渗锡的研究

根据实验样品的成分，制定一定的浮法成型的温度制度，采用自制小型石墨锡槽，模拟硼硅酸盐玻璃的浮法成型过程，用电子探针结合能谱仪，测试浮法硼硅酸盐玻璃在1250～650℃温度范围内不同温度段下表面渗锡的分布情况，研究硼硅酸盐玻璃不同于传统钠钙硅浮法玻璃的渗锡特点。研究结果表明，在特定的浮法工艺制度下，硼硅酸盐玻璃渗锡的深度达到40μm左右，并且高温段锡离子以纵向深度扩散为主，低温下锡离子主要在玻璃的近表面富集。在浮法成型的过程中，渗锡的分布曲线上会出现卫星峰，但是最终在出锡槽的温度下渗锡曲线是单调递减的。

无细观界面过渡区水泥基材料的设计及其性能

为提高混凝土的耐久性,延长其服役寿命,通过对混凝土细观结构的性能优化,设计制备出无细观界面过渡区水泥基材料(meso-defect interface transition zone-free cement-basedmaterial,MIF),用于重大工程结构的功能梯度混凝土保护层,并对其抗渗性能、力学性能、体积稳定性以及微细观结构进行了试验及机理探讨。结果表明:相比于普通的混凝土保护层材料,MIF混凝土渗透性极低,氯离子扩散系数减小1个数量级,而材料的使用寿命增长10倍以上。材料的力学性能及体积稳定性优良,完全满足工程需要且整体结构的体积变形匹配性良好,表面未见开裂。MIF混凝土微细观结构均匀、致密。

钢渣用作水泥基材料的问题研讨

碱度在1.6以上的钢渣是一种具有一定水化活性,又在不同程度上存在风化膨胀不稳定性的矿物集合体,将其用作水泥基材料的关键是活性的开发与膨胀的抑制。在现有研究的基础上,对钢渣用作水泥基材料时体积膨胀的诱因与抑制措施、钢渣活性的激发等问题进行了较为详细的探讨。认为对钢渣采用机械活化与化学激活并举的措施不失为一条有效的途径。

含碳硫硅酸钙腐蚀产物的微观结构与生成机理

通过X射线衍射分析、扫描电镜、X射线光电子能谱分析、Fourier变换红外光谱分析及激光Raman光谱分析等现代测试技术,分析英国某桥墩基部腐蚀产物的微观结构,证实所取样品中含有大量的碳硫硅酸钙晶体,已发生了明显的碳硫硅酸钙型硫酸盐侵蚀。探讨了碳硫硅酸钙的腐蚀机理。

相变储能路面发热融雪材料体系的试验研究

应用相变材料(PCM)于热融法路面除冰雪技术中,在实验基础上确定发热材料体系的材料组成、PCM的封装方式以及PCM发热体的结构,制备路面发热融雪材料体系试件.试验研究表明:通过PCM相变产生的能量缓释效应,可以改善发热材料体系的温度场分布并对其实现温度调控;相变储能路面发热融雪材料体系具有较高的蓄热能力和热稳定性,融雪效能大,在满足融雪功效的同时,热应力明显降低且节能.

磷石膏二灰基层材料配合比设计方法研究

通过系列的配合比试验,结合改性二灰基层材料的强度形成原理,建立了一套以体积分析法为基础的配合比设计方法。这种设计方法包括磷石膏改性二灰路面基层材料的结合料集料配比、石灰掺量、磷石膏掺量、粉煤灰掺量的设计以及干密度含水量等参数的确定。研究表明:按集料松堆密度计算的结合料集料比的骨架密实型路面基层材料具有较好的性能,用该方法计算的配合比与击实参数和实际值十分吻合,完全可以满足磷石膏改性二灰和二灰基层的材料设计与生产控制。

钢渣SMA-13在武黄大修工程中的应用研究

依托武黄高速公路大修改造工程 ,采用破碎钢渣以及 SBS改性沥青 ( PG76 - 2 2 )等作为原材料 ,进行钢渣沥青混凝土的应用研究 ,设计出 SMA- 13型沥青混合料的配合比 ,并在武黄高速公路豹段匝道处进行了钢渣 SMA- 13试验段的铺筑。后期检测试验结果表明试验段各项性能指标较好。

水泥基材料水分传输及动力学研究

从水泥基材料耐久性出发,引出了水分传输的重要性,研究了水泥砂浆和混凝土的一维水分传输。结果表明:只有结合毛细吸收和扩散2种传输过程才能很好地表征水泥基材料内部的水分传输过程,材料内部孔隙结构对水分传输的动力学过程有很大的影响。该研究结果为水泥基材料耐久性评价和寿命设计提供了更精确的理论基础。

碱对水泥基材料收缩性能的影响

通过测量不同品种和掺量的碱对水泥基材料的水分损失量和自由收缩率,研究了在干燥条件下不同的碱对水泥基材料收缩性能的影响规律。结果表明,在相同水灰比(0.45)和灰砂比(1∶3)条件下,掺入0.214%～1.071%(质量分数,下同)KOH和0.42%NaOH增加了砂浆的水分损失和早期收缩。同时,发现碱作用下水泥基材料的水分损失与收缩过程密切相关,即浆体的收缩随着水分的损失更加明显。