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。     

固废基固化材料稳定低液限黏土试验研究

通过室内试验，对比分析了工业固废基固化材料和粉煤灰硅酸盐水泥稳定低液限黏土的无侧限抗压强度、CBR值、水稳定性以及抗干湿循环等性能。结果表明：随着固化材料掺量的增加，工业固废基固化材料稳定土的最佳含水率增大、最大干密度减小。与粉煤灰硅酸盐水泥相比，低掺量（3%）下，工业固废基固化材料稳定土的物理力学性能与之相当；但较高掺量（4%～6%）下工业固废基固化材料稳定土可获得更高的CBR值和无侧限抗压强度。且相同掺量和龄期下，工业固废基固化材料稳定低液限黏土的水稳定性和抗干湿循环性能更优。     

修补用高延性水泥基复合材料性能研究

为了研究采用国产聚乙烯醇纤维和普通河砂制备的高延性水泥基复合材料(HDCC)作为修补材料的性能,制备了3组不同强度等级的HDCC,通过试验研究了HDCC的力学性能、弯曲韧性、单轴拉伸性能、干燥收缩性能、相对渗透性系数和黏结抗拉性能。结果表明:纤维体积掺量2%的HDCC弯曲韧性比较高,极限拉伸应变大于1.75%,应变硬化和多缝开裂特征显著;HDCC在14 d龄期前收缩应变快速发展,在28 d龄期收缩应变基本趋于稳定;HDCC相对渗透性系数随着龄期的增加而减小;HDCC与基底之间黏结抗拉强度在3.0~4.1 MPa之间,修补试件的黏结抗拉强度随着HDCC强度的增大而增大。     

低水化热低收缩3D打印建筑材料试验研究

以水泥基材料打印的构筑物由于水泥水化热释放比较集中、自收缩及干燥收缩等原因普遍存在开裂问题，通过添加低水化热水泥、矿物掺合料以及硫铝型膨胀剂配制出低水化热低收缩3D打印建筑材料，采用压汞仪和SEM分析其孔隙率和微观结构。结果表明：低水化热水泥和硫铝型膨胀剂能明显降低3D打印建筑材料的水化热和收缩率，膨胀剂掺量为5%时，3、7、28 d水化热分别为128、164、176 J/g；收缩率最小，28 d后龄期干缩率基本稳定，90 d干缩率为0.0159%；孔隙率较小，微观结构致密；在合适材料配比及合适的可打印参数条件下，该材料具有优异的可打印性能。     

基于旧冷再生路面基层材料性能分析的二次冷再生混合料路用性能研究

本文基于旧冷再生路面基层材料的性能分析结果,对二次冷再生混合料进行配合比设计,分析评价二次冷再生混合料的路用性能。试验表明:旧冷再生基层路面材料压碎值仍能满足规范要求,CBR代表值降低至52.4%,物理力学性能发生衰减,级配整体呈现细化状态;通过添加5.0%水泥及30%、10 mm～37.5 mm新骨料,有效改善二次冷再生混合料的级配及强度,可满足极重、特重交通下路面(底)基层相关技术要求;二次再生混合料各龄期水稳性软化系数K_w均大于0.9,水稳定性良好;冻融循环试验质量损失率低、抗压强度剩余量BDR仍大于80%,具有较好的抗冻融性能;干缩系数与普通低剂量的水泥稳定类材料相当,抗裂性优良。     

固化剂在水泥灰土稳定砂基层中的应用

为了减小水泥灰土稳定砂基层材料收缩变形量,增强其抗裂能力,对水泥灰土稳定砂材料的配比进行了研究,掺加了适量固化剂.通过对比研究掺加固化剂水泥土稳定砂和普通水泥灰土稳定砂各龄期的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和干缩系数等路用性能指标,认为固化剂能够显著改善水泥灰土稳定砂材料的路用性能.最后,通过电镜扫描和能谱分析方法,对其微观结构和粘结方式进行研究,进一步验证了掺加固化剂的水泥土稳定砂基层路用性能的优越性.     

减缩剂内掺对水泥砂浆材料性能的影响

对比研究了减缩剂单掺及与减水剂复掺对砂浆收缩、抗压强度及抗折强度的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)对掺有减缩剂的水泥石水化产物的微观形貌进行了研究。结果表明:减缩剂内掺对砂浆试件有明显的减缩效果,单掺和复掺下的28d减缩率分别达到了50%和35%,早期减缩效果尤为明显,且早期出现微膨胀现象,膨胀量达到了总收缩的20%,这些膨胀有效补偿了试件的自收缩;减缩剂的掺入对不同龄期的砂浆抗压强度及抗折强度都有不同程度的不利影响,复掺减缩剂和减水剂可降低这种不利影响,使其控制在10%以内;掺有减缩剂的水化速度减慢,减缩剂不仅具有降低孔溶液表面张力的物理作用,还具有参与水泥水化反应的化学作用,从而影响水泥的水化产物及浆体的力学性能。     

高贝利特水泥混凝土性能

与硅酸盐水泥混凝土比较,研究了高贝利特水泥混凝土不同龄期的抗压强度,抗拉强度和抗拉弹性模量;高贝利特水泥混凝土的抗冻性、抗渗性和抗硫酸镁侵蚀性能。结果表明,高贝利特水泥混凝土7d龄期的抗压强度低,90d龄期的抗压强度是硅酸盐水泥混凝土的117．6％;28d龄期高贝利特水泥混凝土的抗拉强度和抗拉弹性模量分别是硅酸盐水泥混凝土的116．6％和94．8％;高贝利特水泥混凝土的抗冻性与硅酸盐水泥混凝土基本相同;抗渗和抗硫酸镬侵蚀性能优。高贝利特水泥混凝土早期强度低,后期强度增长率大,抗拉强度高,弹性模量低。高贝利特水泥混凝土的耐久性和后期力学性能优于硅酸盐水泥混凝土。     

茶水浓度和替水率对水泥基材料力学性能的影响

本文研究了生活中常见的红茶、绿茶、荞麦茶在不同茶水浓度、浸泡时间、茶水替水率的条件下产生的茶水对水泥基材料力学性能的影响。试验结果表明,茶水对水泥基材料的抗压强度有降低作用,其中红茶水试件茶水替水比为100%时对水泥基材料抗压强度影响最大,强度降低了44.76%。但对水泥基材料的抗折强度有增加作用,当养护龄期为3d时荞麦茶茶水比为1∶50时的试件对水泥基材料早期的抗折强度作用较为显著,抗折强度相比标准组分别提高了7. 72%,13. 97%。当养护龄期为28d时的茶水试件抗折强度均高于标准组试件,其中绿茶水试件对标准组水泥基材料的作用最为显著,茶水比由1∶100提升至1∶50时试件抗折强度相比标准组分别提高了12. 87%、3. 68%、9. 89%、10.34%。综上所述,茶水作为一种原材料掺入水泥基材料里是可行的。     

水泥土力学性能最优拌合水量的试验研究

在分析水泥水化作用理论需水量的基础上,采用室内试验方法,研究了水泥土拌合水量对水泥土力学性能的影响规律,研究了拌合水量与水泥土无侧限抗压强度及其抗剪强度指标内摩擦角、粘聚力之间的相互关系,获得了水泥掺入比为20%、28d龄期水泥土最优拌合水量。对于湖南衡阳的饱和软粘土,水泥掺入比为20%、28d龄期水泥土最优拌合水量约为28%。实际工程中应采取措施将水泥土拌合时的水量控制在最优拌合水量附近,以提高水泥土加固的经济技术效益。     

超塑化剂在不同混凝土强度等级下的减缩性能研究

研究了不同混凝土强度等级下新型多功能混凝土超塑化剂SRPCA的减缩性能。无论是C30、C40或C50等级的混凝土,SRPCA在不影响混凝土强度的情况下,都能大幅度降低混凝土的干燥收缩,同掺萘系减水剂的混凝土相比,28d和60d龄期干燥收缩值降低幅度在40%～45%,基本上与掺2%减缩剂的效果接近,但SRPCA掺量不到减缩剂的10%。     

水泥土无侧限抗压强度表征参数研究

水泥土主要包括水泥加固土和水泥稳定土两大类。选用2种典型土样,分别配制高含水率的水泥加固土和低含水率的水泥稳定土,进行一系列的水泥土无侧限抗压强度试验,旨在分析水泥土的孔隙率、饱和度以及强度的变化规律,提出有效表征水泥土强度变化规律的参数。试验结果表明:水泥土孔隙率的大小与初始含水率、压实程度以及水泥水化产物生产量等相关;水泥土的饱和度随水泥掺入量或养护龄期的增加而降低;在常用的水泥掺入量范围(5%~20%)内,水泥土强度随水泥掺入量增加近似呈幂函数关系增大,水泥土强度与养护龄期的对数近似呈线性关系。基于试验结果,提出一个综合反映水泥掺入量、养护龄期以及孔隙率等因素对水泥土强度影响规律的综合表征参数,水泥加固土和水泥稳定土的强度均与综合表征参数呈幂函数关系。已有研究的试验数据也验证了提出的水泥土强度综合表征参数的有效性。     

混凝土多功能抗裂减缩剂（SRA）的研究

本文从混凝土的收缩机理入手，介绍了我院的最新阶段性成果——混凝土多功能抗裂减缩剂(SRA)，一种无氯、低碱(总碱量≤3％)、低掺量(掺量为水泥重量的1％～4％)的多功能液体抗裂减缩剂。掺入该抗裂减缩剂的混凝土早期减缩率达75％～30％，后期减缩率达40～20％，尤其在干燥的环境中可抑制砼干缩裂缝的发生；该剂有效降低水泥水化热，抑制混凝土温度裂缝的产生，减少砼塌落度损失；该剂还具有减水和增强效果，掺入该减缩剂的砼具有良好的力学性能和耐久性能。该产品不会对环境造成污染。     

减缩剂在水泥基材料中的应用研究进展(I)——工作性、力学性能、耐久性

减缩剂在水泥基材料中的研究和应用处于初级阶段,其主要作用是为了降低水泥基材料收缩。此外,减缩剂对水泥基材料其他性能也会产生较大影响。从水化性能、工作性、力学性能和耐久性4个方面重点论述了减缩剂对水泥基材料性能的影响,并进行了机理分析与总结。最后对掺减缩剂水泥基材料的进一步研究工作提出了相应的建议。     

超细钢纤维增强粉煤灰水泥基材料的力学性能和干缩研究

研究了超细钢纤维增强粉煤灰水泥基材料在不同养护条件下的抗压、抗折强度发展,以及其干缩发展规律。试验结果表明:超细钢纤维增强粉煤灰水泥基材料标养28 d及蒸养3 d抗压强度最高可达到106.6和109.4 MPa,蒸养和水浴可提高水泥基材料早期强度。水泥基材料抗压强度随纤维掺量增加先轻微下降后增加,其抗折强度随钢纤维掺量增加而线性增加。钢纤维增强水泥基材料干缩与龄期符合指数函数关系,其15 d最大干缩值为0.000 521 mmmm,其3 d内的干缩应变均达到后期干缩应变的50%以上。钢纤维掺入水泥基材料干缩值最大降低了15.3%,且将干缩值趋于稳定的龄期提前;抗压强度及抗折强度随钢纤维的掺量增加,抗压强度增加值不超过25%,抗折强度最大增加接近50%。     

碱土金属盐合成剂对水泥稳定土改良效果的试验研究

碱土金属盐合成剂是一种新型水泥稳定土添加剂,其作用机理是通过水合作用与水泥形成交叉结构的晶体,进而提升水泥稳定土的强度和韧性水平。为研究碱土金属盐合成剂的实际改良效果,分别对加有碱土金属盐合成剂和无添加剂的水泥稳定土进行1d、3d、7d、14d、28d龄期时的无侧限抗压试验、抗拉试验、回弹模量试验。试验结果表明：水泥稳定土经改良后,其抗拉、抗压强度及回弹模量都得到了显著提升,弥补了水泥稳定土韧性较差、抗拉强度不足的缺陷。     

早强木纹装饰砂浆板的制备与性能研究

通过改变胶凝材料组成制备早强木纹装饰砂浆板,并测试了不同胶凝材料体系下复合水泥砂浆的初凝时间、力学性能及耐久性能。结果表明:随硫铝酸盐水泥掺量的增加,复合水泥的初凝时间呈先减小后增大的趋势;硫铝酸盐水泥的掺加对砂浆早期力学性能和干缩性能有不同程度的改善作用,但对28 d龄期的力学性能和耐磨性存在不利影响。与基准组相比,当硫铝酸盐水泥掺量为50%时,复合水泥砂浆的初凝时间降低84.1%,早期抗折和抗压强度分别提高47.5%和80%,耐磨性降低2.97%,28 d收缩降低42.3%。     

秸秆纤维增强干混砂浆的制备与性能表征

在普通干混砂浆中掺加秸秆纤维,获得秸秆纤维增强干混砂浆,对其物理力学性能、热学性能、收缩性能等进行研究。结果表明:随着秸秆纤维含量的增加,砂浆试样硬化后的物理力学性能有显著的提高,尤其是抗折强度,秸秆纤维占胶凝材料质量0.2%时,28 d抗折强度增加到8.5 MPa,拉伸粘接强度增加至0.82 MPa,收缩率降低至0.07%,导热系数降低至1.21 W/(m·K),吸水率增加了0.02%。     

减缩剂喷涂工艺对水泥基材料的减缩效果

探讨了水泥基材料减缩剂喷涂工艺对水泥砂浆的减缩效果.结果表明:减缩剂喷涂对于水泥砂浆有很好的减缩效果.水泥砂浆脱模后在表面连续3 d喷涂3次30%(质量分数)的减缩剂溶液,1 d的减缩效果可以达到45%,28 d为22%.减缩剂喷涂工艺克服了内掺工艺影响水泥基材料强度的缺点,经喷涂减缩剂后的水泥砂浆抗压强度和抗折强度并未降低.另外,减缩剂喷涂工艺可减少减缩剂的使用量,降低成本.     

聚羧酸系减水剂与减缩剂对水泥基材料收缩性能的协同效应

混凝土的收缩开裂一直是混凝土工程界想解决却未能彻底解决的难题。尝试性地选取了聚羧酸系高效减水剂与减缩剂进行复合,利用二者复合之后减缩性能的协同效应,进行了水泥基材料收缩性能试验。结果表明,二者复掺时对水泥基砂浆及高强高性能混凝土均表现出了优异的减缩效果,28 d减缩率分别高达62.6%和55.3%,具有明显的减缩协同叠加效应。通过研究各组分的表面张力来探讨其作用机理并就减缩协同效应进行分析,结果表明二者复合具备了较好的减缩基础。