新型再生透水混凝土抗暴雨内涝设计方法

铺装透水混凝土路面是降低城市暴雨内涝灾害发生概率的有效途径。为实现透水混凝土路面在不同暴雨等级下的合理应用,提高再生资源利用率,达到抗暴雨内涝的目的,提出一种新型再生透水混凝土的设计方法。根据透水系数建立孔隙率与暴雨等级的定量关系,确定出抗不同暴雨等级的透水混凝土最佳孔隙率范围,基于孔隙率与强度之间的关系,明确混凝土强度等级,进行配合比设计;通过新型再生透水混凝土力学及暴雨模拟试验验证及分析,结果表明,不同孔隙率的新型再生透水混凝土抗压、抗弯拉强度均能满足透水混凝土路面的使用要求,具有优异的抗暴雨内涝性能。新型再生透水混凝土抗暴雨内涝的设计方法,为不同地区(暴雨等级)的透水混凝土路面设计提供了可靠依据。     

基于正交试验的透水再生混凝土性能优化试验研究

透水混凝土在缓解城市内涝、噪音效应和热岛效应等方面具有广泛的应用前景,但多孔导致的强度偏低限制了其进一步推广应用。本文采用再生粗骨料和聚丙烯纤维配制高性能透水再生混凝土,设计五因素四水平正交试验,采用极差法分析水胶比、目标孔隙率、再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量和聚丙烯纤维掺量对透水再生混凝土抗压强度、有效孔隙率、透水系数的影响规律。结果表明:透水再生混凝土抗压强度影响因素的主次顺序为目标孔隙率>再生粗骨料取代率>水胶比>聚丙烯纤维掺量>粉煤灰掺量;透水再生混凝土抗压强度最大为48.26 MPa,此时透水系数为1.96 mm/s;随着目标孔隙率的提高抗压强度呈线性下降的趋势;40%再生粗骨料等质量取代天然粗骨料后,透水再生混凝土的抗压强度达到28.7 MPa,提高119.08%,透水系数增加9.44%;掺入0.11%体积掺量的聚丙烯纤维后透水再生混凝土的抗压强度达到27.4 MPa,提高幅度为10.48%,而且透水性能不会降低。研究结果可以为高性能透水再生混凝土的制备提供依据。     

不同掺和方式下的透水混凝土性能探讨

针对传统水泥路面不透水给城市生态环境造成的影响问题,提出一种新型透水混凝土材料,并通过实验了解这种新型混凝土的性能。以陶粒、石子作为粗骨料,采用单掺和复掺的形式,构建不同配合比下的透水混凝土实验组。最后通过性能测试,得到不同水胶比、骨料粒径、目标孔隙率对透水混凝土抗压强度和透水系数的影响,从而为透水混凝土在不同地方的应用提供实验参考数据。     

净水功能型透水混凝土的组成设计研究

为净化雨水和补充地下水,设计了一类净水功能型偏高岭土基地聚合物透水混凝土。通过研究壳聚糖掺量、碱激发剂模数与碱当量对偏高岭土基地聚合物浆体力学、吸附特性的影响,制备了一种可用于透水混凝土的高吸附性浆体材料。基于此,进一步探讨了透水混凝土骨料堆积孔隙率、浆集比(P/A)等体积结构参数对其净水、透水与力学性能的影响。结果表明:随着壳聚糖掺量的增加,偏高岭土基地聚合物的强度呈先提高后降低的趋势,Pb²⁺的吸附量呈增大趋势;随着骨料堆积孔隙率的增大,透水混凝土的力学和净水性能均减弱,透水性增强;随着浆集比的增大,透水混凝土力学与净水性能增大,透水性减小。最终设计出净水、透水与力学性能协调的透水混凝土,其28 d抗压强度、透水系数和Pb²⁺去除率分别为20.1 MPa、0.67 cm/s和90.5%。     

不同强度废旧混凝土水泥稳定再生材料路用性能研究

为了研究废旧混凝土强度与再生集料性能及水泥稳定再生基层材料的力学及耐久性能之间的影响规律,采用钻芯法对废旧桥梁T梁、立柱、废旧路面混凝土不同结构部位取样进行抗压强度试验,得出废旧混凝土的强度推定值,分别为25.8 MPa、37.4 MPa、58.1 MPa。对3种不同强度废旧混凝土再生集料的性能进行对比,并分析了不同强度废旧混凝土对再生集料性能及水泥稳定再生材料力学和耐久性能的影响。结果表明:废旧混凝土强度增加,再生集料的压碎值、针片状含量、吸水率减小,塑限指数及相对表观密度增大;废旧T梁、立柱、路面混凝土水泥稳定再生材料最佳含水率及最大干密度分别近似的呈线性减小和增大的趋势;同时,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冲刷性能均表现增大的变化规律,但干缩性能减弱。废旧混凝土强度增加能有效提高水泥稳定再生材料的路用性能。     

MMA基混凝土修补材料的制备与性能

混凝土开裂是混凝土破坏最普遍的形式,如不及时对裂缝修补,将造成混凝土由表及里的破坏,严重影响混凝土的耐久性。因此,采用性能优良的修补材料进行修补,对提高混凝土工程的安全性和延长其使用寿命具有重要意义。甲基丙烯酸甲脂(MMA)基混凝土修补材料是由MMA和引发剂、增塑剂等合成的高分子聚合物,它具有粘度小、凝固体强度高、与混凝土粘结牢固等性能。通过对MMA基混凝土修补材料的合成,详细探讨了引发剂和增塑剂对材料粘度以及材料力学性能的影响。结果表明:引发剂浓度过大或过小,都会使材料的粘度变小,引发剂的适宜质量分数是0.6%～0.7%,增塑剂浓度的增加使粘度增大,修补材料的力学性能达到了修补混凝土的要求,变形性能良好,可以承受一定的荷载变形。     

聚丙烯纤维及橡胶颗粒对透水混凝土性能的影响

以聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量为影响因素,通过测定透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度、孔隙率及透水系数等性能指标,获取聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量与透水混凝土力学性能及透水性能的关系.试验结果表明:粗骨料粒径为4.75~9.5 mm时,掺入橡胶颗粒和聚丙烯纤维皆会使透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度提高,但会使透水系数减小,透水性能下降;与掺加橡胶颗粒相比,掺加聚丙烯纤维可以更加明显地改善透水混凝土力学性能;随着掺入聚丙烯纤维以及橡胶颗粒比例的增加,透水混凝土28 d抗压强度、抗折强度性能指标上升的幅度逐渐减小,透水性能则逐渐下降.     

用于北方满族民居墙体的再生混凝土性能研究

通过试验研究了再生混凝土作为北方满族民居建造材料的可行性。研究重点:再生骨料的物理性质测定、再生混凝土基本力学性能试验,以及粉煤灰、聚丙烯纤维以及附加水对其力学性能的影响。通过试验得到,再生混凝土立方体抗压强度最高应力达37.1 MPa、轴心抗压强度平均应力28.4 MPa、静力受压弹性模量平均应力22 300 MPa、抗折强度平均应力3.8 MPa、劈裂抗拉强度平均应力1.68 MPa。结果表明:在再生混凝土中加入粉煤灰和聚丙烯纤维都对立方体抗压强度有所提高,但附加水的加入对立方体抗压强度产生了降低作用。整体来说,再生混凝土各方面的力学指标都能满足一定的强度要求。因此可以作为北方满族民居的建设材料。     

大流动度水泥混凝土路面快速修补材料性能研究

利用自行研制的复合功能掺合料（SPF）配制出了24h抗折强度大于35MPa、抗压强度大于20MPa的路面快速修补混凝土。拉此基础上,采用正交试验设计方法分析了各因素对混凝土的早期抗压强度、抗折强度的影响规律,并对新老混凝土界面粘结性能及抗冻性等性能进行了试验研究。在实际破损混凝土路面修补中进行应用,结果表明：所配制的嗲补混凝土便于施工操作、早期强度发展快以及耐久性能良好,修补区混凝土满足24h开放交通的要求。     

多孔渗水混凝土材料的制备及性能研究

针对传统路面铺装材料在路面渗透性差,导致城市路面经常出现内涝的问题,提出和制备一种多孔渗水的混凝土路面铺装材料。对此,文章以5~10 mm的单粒径级配粗集料、水泥、粉煤灰、硅灰、聚丙烯纤维等作为原材料,结合一定的配合比,利用一次搅拌法对材料进行搅拌,从而得到不同配合比和不同掺入方法下的混凝土试件。最后,以抗折强度、渗透系数等作为评价指标,对上述制备混凝土试件进行评价,验证了多孔渗水混凝土材料的性能。     

砂基透水混凝土路面砖胶结料试验研究

研究自主研制的胶结料不同掺量、水灰比、集料级配及灰集比对砂基透水混凝土路面砖强度、透水性的影响,并通过室内试验测试试件保水性、抗冻性、耐磨耗性、抗硫酸盐-干湿循环侵蚀.先将自主研制的胶结料Ⅰ与3种同类型胶结料通过胶砂试验比选.结果表明:胶结料Ⅰ(28 d)抗压强度59.2 MPa、抗折强度9.3 MPa,优于同类型胶结料;胶结料Ⅰ掺砂基透水混凝土路面砖最优掺量为水泥质量的5%,其强度为35.6 MPa,透水系数为3.5×10 -2 cm/s,并具有良好的保水性、抗冻性、耐磨耗性和抗硫酸盐-干湿循环侵蚀性能.     

复合式路面碾压混凝土配合比设计与工程应用

复合式路面碾压混凝土配合比设计与一般路面碾压混凝土配合比设计不同,根据复合式路面碾压混凝土的特点,采用正交试验法对复合式路面碾压混凝土进行配合比设计研究,经过室内试验和结果直观分析,最终确定出碾压混凝土各项材料的用量,并在工程上得以应用。结果表明：配合比符合施工设计要求,并指出单位用水量是碾压混凝土“改进VB值”的最主要影响因素,粉煤灰掺量和基准胶凝材料用量对碾压混凝土的抗折强度有着显著的影响,碎石堆积体积率对碾压混凝土的压实度有着一定的影响。     

透水混凝土冻融剥蚀成因分析

为探究透水混凝土冻融剥蚀是否来自水泥浆体劣化,选取2.5~10.0 mm粒径骨料,制备了水灰比为0.31的透水混凝土及同水灰比的水泥石,测量二者冻融循环下质量、强度及透水混凝土相对动弹性模量变化。采用压汞法(MIP)测量水泥石冻融循环下孔结构特征参数及孔径分布变化,并通过扫描电镜(SEM)观察透水混凝土骨料水泥界面形貌演变。结果表明,在水冻与盐冻环境下透水混凝土宏观性能指标均有不同程度下降,骨料水泥界面产生裂缝并随冻融次数增加不断扩展,而水泥石强度、质量及微观孔隙结构均无明显变化。这表明透水混凝土冻融劣化与骨料水泥界面劣化相关。     

纳米秸秆灰对多孔混凝土路面力学性能的影响

本文主要研究了掺加纳米秸秆灰后对多孔混凝土路面性能的影响。根据抗压强度，弯曲强度和抗拉强度来测试多孔混凝土。结果表明，使用纳米秸秆灰材料极大提高了多孔混凝土路面的力学性能，其中纳米秸秆灰以10％质量分数替代水泥制备的多孔混凝土与其它比例制备的样品相比，表现出更加优异的强度；并且测试发现纳米秸秆灰多孔混凝土路面的抗压强度，弯曲强度和抗拉强度随着养护时间的增加而增加。     

粉煤灰微珠掺量对透水混凝土的影响*

本文研究了不同粉煤灰微珠掺量对透水混凝土工作性、透水系数、连续空隙率、抗压强度及劈裂抗拉强度的影响。通过单要素控制变量法研究发现：粉煤灰微珠掺量范围在20%~30%时,微珠对透水混凝土工作性及抗压性能的提升作用最为有效。粉煤灰微珠掺量为10%时,透水混土的连通空隙率有明显提高。透水系数与粉煤灰微珠掺量整体呈负相关联系。透水混凝土劈裂抗拉强度受“粉煤灰微珠”掺量的影响较小。     

硅橡胶-石墨烯层结构绝缘电磁屏蔽材料的研发

以甲基乙烯基硅橡胶生胶为基胶,添加含氢硅油、铂金催化剂等,采用压延工艺制得1~3 mm厚硅橡胶片材;以硅烷偶联剂改性石墨烯并与胶粘剂混合制得涂料,喷涂在硅橡胶片材表面,制得硅橡胶-石墨烯层结构绝缘电磁屏蔽材料。该材料初始电磁屏蔽效能可达82 d Bm,拉伸强度6.5 MPa,电气强度25.3 k V/mm,经紫外光及热老化后,电磁屏蔽效能、力学性能及绝缘性能虽有不同幅度的下降,但仍能满足10 k V带电作业机器人外绝缘及电磁屏蔽应用需求。     

多孔混凝土应用于地暖填充层的试验探讨

试验研究了多孔混凝土应用于地面辐射供暖系统填充层对结构使用功能的影响.结果表明:多孔混凝土28 d抗压强度值达到23.9 MPa,完全满足地暖填充层材料强度要求;相同供热量、相同环境条件下,有效孔隙率14.6％的多孔混凝土地暖填充层比豆石混凝土地暖填充层热传递速率更快,热平均作用更明显.     

一种无氯复合水泥助磨剂试验研究

本文对一种无氯复合水泥助磨剂进行研究,该助磨剂不含有腐蚀设备的卤素离子,可以有效提升水泥粉磨效率,改善水泥颗粒分布并增加水泥强度。选用新型改性醇胺作为助磨剂的基体材料,和3种常用原材料加上辅料复配助磨剂进行小磨试验,评价助磨剂性能,分析各组分的影响,运用极差分析确定每种材料最优配比,采用SEM对水泥水化产物进行表征。与空白样进行对比,该助磨剂对水泥性能提升明显,其中水泥45 μm筛余值降低了24.0%,3 d抗压强度提高3.8 MPa,28 d抗压强度提高5.4 MPa,并且使用该助磨剂的水泥在混凝土应用中工作性能好,强度更高,耐久性更佳。     

外加剂对半柔性路面用早强型水泥基灌浆料工作性能的调控

针对大孔隙沥青混合料路面对灌浆材料工作性能要求较高的特点,本文开发了一种半柔性路面用早强型水泥基灌浆料。采用快硬硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥在不同比例下进行复掺,确定了水泥体系的基础配比;通过正交试验,确定了粉煤灰、硅灰、赤泥等矿物掺合料最佳配比。通过在灌浆料体系中复掺减水剂、胶粉、缓凝剂及早强剂外加剂,对灌浆料的工作性能进行了优化调控,最终获得满足性能要求的半柔性路面用水泥基灌浆料。结果表明,灌浆料体系的最优配比为m(快硬硫铝酸盐水泥)∶m(普通硅酸盐水泥)=7∶3,外掺粉煤灰、硅灰、赤泥的量分别为硫铝酸盐-普通硅酸盐复合水泥质量分数的9%、6%、3%,水胶比为0.40,砂胶比为0.25,早强剂、胶粉、减水剂、缓凝剂的掺量分别为0.08%、2.5%、0.35%、0.20%(质量分数),其初始和20 min流动度分别为13 s和19 s,初凝和终凝时间分别为62 min和65 min,3 h、1 d、7 d和28 d的抗压强度分别为17.08 MPa、18.13 MPa、24.59 MPa和26.19 MPa,7 d干缩率为0.18%。     

PP/PVA纤维增强硫铝酸盐水泥基快速修补材料试验研究

针对交通压力增大,公路桥梁路面易出现疲劳破坏的问题,提出以聚丙烯(PP)纤维与聚乙烯醇(PVA)纤维提升硫铝酸盐水泥基快速修补材料性能。分别探究了PP纤维与PVA纤维单掺及复掺对硫铝酸盐水泥基快速修补材料流动度、强度以及韧性的影响,并进一步研究了最优复掺比例对修补材料粘结强度及体积稳定性的影响。结果表明:单掺PP纤维对修补材料砂浆流动度影响较小,并且能显著提升抗折强度,掺入0.2%(体积分数,下同)的PP纤维流动度仅下降4%,1 d和28 d抗折强度分别达到了12.8 MPa、15.5 MPa。单掺PVA纤维会大幅减小修补材料砂浆流动度,提升抗压强度,掺入0.2%的PVA纤维流动度下降21%,1 d和28 d抗压强度分别达到了56.6 MPa、84.3 MPa。当PP和PVA纤维按3:1的比例,以0.2%的总体积掺量进行复掺时,两种纤维可以发挥协同作用使修补材料不仅可以获得良好的流动性能、强度与韧性,同时获得较好粘结强度与体积稳定性。28 d时修补材料砂浆的粘结强度达到5.6 MPa,干燥收缩率低至2.73×10^-4,可以更好地满足公路桥梁路面、伸缩缝的快速修补需求。