磷酸镁水泥制备试验研究

基于水工建筑物的应急抢险与快速修补加固处理的需要,运用常规的水泥凝结时间、强度等基本性能试验,研究各材料组成对磷酸镁水泥性能的影响,确定磷酸镁水泥配方,并对不同粒径砂土的磷酸镁水泥砂浆水胶比、养护条件、强度等进行了试验研究。结果表明,硼砂是磷酸镁水泥的有效缓凝剂;氧化镁细度对水泥性能有明显影响,氧化镁越细水泥早期强度越高,但细度过细凝结时间将难以满足施工要求;磷酸镁水泥配方为:P/M值1∶3,硼砂掺量10%,氧化镁细度宜为195 m~2/kg左右;磷酸镁水泥砂浆抗压强度与胶水比具有线性相关性,与龄期呈对数关系;水中养护与标准养护相比,抗压强度降低约6%～27%,磷酸盐水泥在长期水下环境中的适用性需论证。研究成果可为水工建筑物的应急抢险与快速修补加固处理提供参考和依据。     

硫铝酸盐水泥混凝土抗高浓度硫酸镁侵蚀性能研究

新疆南疆部分干旱多盐碱地区混凝土建筑物面临高浓度硫酸盐、镁盐双重侵蚀破坏问题。通过水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法(K法)研究了水灰比、侵蚀溶液浓度、侵蚀龄期等对硫铝酸盐水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响,并采用宏观观测和扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等微观观测方法,分析和揭示其抗硫酸盐侵蚀机理。结果表明,降低水胶比能有效提高硫铝酸盐水泥胶砂试件抗高浓度硫酸盐、镁盐侵蚀性能;在镁离子浓度一定时,侵蚀溶液对硫铝酸盐水泥胶砂试件的双重侵蚀破坏作用与硫酸根离子浓度具有明显的相关性;石膏的大量生成是造成胶砂试件表面剥蚀破坏的主要原因。更多还原     

胶凝砂砾石材料抗压强度影响因素研究

胶凝砂砾石材料作为一种新型的筑坝材料,力学特性受水泥用量、粉煤灰掺量、水胶比、砂率、骨料级配、龄期等因素的影响。通过大量不同配合比试验,研究胶凝砂砾石材料抗压强度随水胶比、砂率、水泥用量、粉煤灰掺量等因素变化的规律。砂率在工程常见范围0.1~0.4内时,胶凝砂砾石材料存在最优砂率,为0.2,对应最优水胶比为1.0~1.4;砂率高时最优水胶比取上限,反之取下限,最优砂率对应的最优水胶比为1.1左右。胶凝砂砾石材料中水泥用量每增加10kg/m~3,立方体试件28 d抗压强度可提高15%~20%;粉煤灰掺量每增加10 kg/m~3,立方体试件28 d抗压强度均有所增大,增大幅度为1%~10%。试件尺寸及骨料级配对材料抗压强度影响显著。     

磷酸镁水泥快速修补材料的性能试验

为了客观评价磷酸镁水泥材料的快速修补性能,以普通硅酸盐水泥砂浆为基准,在两种砂浆28 d抗压强度相当的条件下进行了磷酸镁水泥砂浆快速修补应用性能的对比试验。结果表明,相对于普通硅酸盐水泥砂浆,磷酸镁水泥砂浆作为快速修补材料具有更为优异的性能:新拌砂浆具有高流动度及快速凝结硬化的特点,凝结时间不到20 min;硬化砂浆早期力学性能好,3 h抗压强度和黏结强度分别为42.5 MPa和1.45 MPa;弹性模量低,28 d静力抗压弹性模量和抗拉弹性模量分别降低了13.5%和8.9%;拉伸应变高,28 d极限拉伸值提高了38.8%;耐久性优异,56 d干缩应变仅为118μm/m,降低了86.4%,28 d抗冲磨强度则提高了45.8%。     

不同胶凝体系对砂浆长龄期抗折强度的影响

为了在新疆实际工程中选择合适的水泥,采用当地普遍存在的5种水泥,分析水泥种类对砂浆抗折强度的影响,并分析水胶比、掺合料和膨胀剂的影响规律。结果表明:水泥强度等级越高和养护龄期的延长,砂浆的抗折强度就越高;5种水泥抗折强度大小顺序为:中抗硫水泥南岗水泥泰龙水泥天山水泥=巩留水泥;对于长龄期砂浆,水胶比越低,砂浆抗折强度的变化却不显著;适量矿物掺合料(粉煤灰和矿粉)掺入后却显著能提高砂浆长龄期的抗折强度,水胶比越低其增强作用越显著;粉煤灰与膨胀剂复合掺入后,能显著提高纯水泥砂浆的抗折强度。     

纳米CuO改性水泥基材料力学与耐久性的试验研究

为了明确纳米CuO对低水胶比水泥基材料力学性能和耐久性的改性作用,采用0. 5%～4%纳米CuO制备水泥基材料,研究其对凝结时间、流动性、力学性能和耐久性的影响,并分析其作用机制。试验结果表明:0. 5%～4. 0%纳米CuO能降低低水胶比水泥基材料的凝结时间和流动性,掺量越多,其降低幅度越大; 1. 0%～4. 0%纳米CuO能提高低水胶比水泥基材料的抗折和抗压强度,但会降低其干燥收缩和渗透性能,掺量以2%为宜;纳米CuO替代水泥后,虽不能参与水泥的二次水化,但能促进水泥的水化;综合分析发现,纳米CuO能发挥尺寸效应、微集料的填充效应和表面活性效应,达到提高水泥基材料密实度和细化孔结构的目的。因此,纳米CuO替代水泥后,能在一定程度上改性低水胶比水泥基材料的力学性能和耐久性。     

水泥种类对砂浆收缩性能和孔结构参数的影响

研究常见水泥种类对砂浆收缩性能和孔结构参数的影响,为水泥的合理选用提供试验参考。采用贵州常见的4种水泥(毫龙水泥、西南水泥、尧柏水泥、中诚水泥),探索砂浆的力学性能、收缩性能和孔结构参数等性能。结果表明:随着养护龄期的延长,砂浆的抗折强度和抗压强度越高,但90 d时4种水泥砂浆抗压强度相差不大于3MPa。砂浆的抗压强度与抗折强度之间呈现出显著的线性关系,折压比呈现出降低的趋势,干燥收缩与自收缩均随养护龄期的延长不断增长,但干燥收缩始终高于自收缩。通过吸水法发现,养护龄期的延长对砂浆孔结构均匀性有细化作用,但4种水泥砂浆的平均孔径相差不大,相差不到0.04。表明水泥产地不同,其性能的表现各异,文中4种水泥的建议选择顺序为:西南水泥中诚水泥尧柏水泥豪龙水泥。     

硅灰对胶砂性能影响的试验研究

为研究硅灰对水泥胶砂力学性能、干缩性能的影响,在不同水胶比下研究了不同掺量硅灰对水泥胶砂的流动性、抗压强度、抗折强度和干缩率的影响。试验结果表明,2种水胶比下水泥胶砂的跳桌流动度呈现相同变化趋势,均随着硅灰掺量提高而降低;硅灰的掺入对不同水胶比的水泥胶砂强度均有提升,0.40水胶比下,10%硅灰掺量28 d抗压和抗折强度较基准组分别提升17.7%、11.0%,0.45水胶比下,10%硅灰掺量28 d抗压和抗折强度较基准组分别提升21%和12%;硅灰的掺入会提升2种水胶比胶砂的干缩率,均随着掺量的增加而增大,水胶比为0.40时干缩率更大,水胶比为0.45时60 d干缩率较基准组提升更明显。     

胶凝砂砾石材料配合比设计参数的研究

系统研究了胶凝砂砾石材料（CSG）配合比设计中水胶比、水泥用量、粉煤灰掺量、砂率、含泥量等参数对其强度的影响，并推荐了适用于胶凝砂砾石工程的配合比设计参数取值范围。结果表明：当胶材用量固定时，砂率大于30%后，强度下降明显；随着水胶比降低，强度增加，但存在拐点现象；水泥用量从10～80 kg/m3变化，180 d龄期强度变化范围为2～24 MPa；特定水泥用量下，随粉煤灰掺量的增加，强度变化不大，远低于水灰比的变化对强度的影响；砂中含泥量在28%以内对强度的影响不大。     

外加剂和粉煤灰掺量对混凝土抗裂能力的影响

针对BEJSK拱坝所处区域温差大、极端气温低,混凝土易开裂的问题,为了优化混凝土配比并降低混凝土开裂风险,采用材料参数试验耦合数值计算的方法,研究了外加剂和粉煤灰掺量对混凝土材料参数和抗裂能力的影响。试验结果表明:相同水胶比和外加剂条件下,随着粉煤灰掺量从35%增至40%,混凝土的抗压强度在前28 d龄期降低12.5%(水胶比=0.38)～12.8%(水胶比=0.43),180 d龄期基本持平,180 d龄期劈拉强度随粉煤灰掺量增加降低9.5%(水胶比=0.38)～13%(水胶比=0.43),180 d龄期轴拉强度随粉煤灰掺量增加略微增长,180 d龄期弹性模量随粉煤灰掺量增加略微降低。28 d龄期绝热温升随粉煤灰掺量增加下降1℃;混凝土自生体积膨胀变形随粉煤灰掺量增加而降低。联合掺用新疆五杰NF-2缓凝高效减水剂与PMS-NEA3引气剂较联合掺用江苏博特JM-Ⅱ缓凝高效减水剂和GYQ引气剂制备的混凝土自生体积收缩变形略优。数值计算结果表明,混凝土的开裂风险系数与混凝土水胶比和温度历程相关。高水胶比混凝土的开裂风险系数在缓慢温降阶段较低水胶比混凝土偏大,但在快速温降阶段增速更缓。两种水胶比混凝土的开裂风险系数在快速温降阶段呈现"交叉"的现象。总之,高水胶比混凝土的开裂风险系数终值更低,抗裂能力优。     

水胶比对再生骨料透水混凝土性能的影响分析

利用再生骨料制备透水混凝土,设计了以水泥为胶凝材料的变水胶比(0. 24～0. 36,计5个梯度)与以水胶比0. 30为基准的定水胶比(掺粉煤灰5%～20%,计4个梯度)两个系列共9组试验配合比,研究了水胶比、骨灰比对再生骨料透水混凝土性能的影响规律。在此基础上,协同熵值法和灰色关联分析法,对配合比方案进行综合评价与分析,确定最佳水胶比。结果表明,变水胶比条件下,胶水比与再生骨料透水混凝土抗压强度呈线性正相关关系,水胶比与孔隙率、渗透系数呈指数变化规律;骨灰比与抗压强度呈线性反相关关系,与孔隙率、渗透系数呈指数变化规律;经综合评价分析,水胶比为0. 30的配合比最优。定水胶比条件下,掺入粉煤灰会降低再生骨料透水混凝土强度,但能增加渗透性能,考虑综合性能时建议粉煤灰掺量为5%。     

硫铝酸盐水泥混凝土抗侵蚀性能试验研究

齐古水库是以灌溉、供水、防洪、反调节等综合开发任务为主的中型水利工程。在修建齐古水库时通过配置不同水胶比的硫铝酸盐水泥胶砂试件进行不同类型侵蚀溶液的侵蚀试验,研究其不同类型、不同浓度及不同水胶比等侵蚀溶液对硫铝酸盐水泥混凝土抗侵蚀性能的影响,并通过测试进一步分析硫铝酸盐水泥混凝土在不同类型侵蚀溶液中的抗侵蚀机理。结果表明,硫铝酸盐水泥试件在硫酸盐侵蚀中表现出较好的抗侵蚀能力,侵蚀产物主要生成钙矾石,且对提高试件的强度有一定的作用;在镁盐侵蚀溶液中主要生成氢氧化镁与水化硅酸镁,对试件的强度会产生一些不利影响;而在硫酸盐与镁盐双重侵蚀溶液中,具备两种侵蚀的综合特点,但抗侵蚀能力高于纯镁盐侵蚀环境。     

新型磷酸镁水泥的研究

采用磷酸二氢钾、氧化镁,及缓凝剂制备新型磷酸镁水泥,研究了新型磷酸镁水泥的凝结时间和力学强度。结果表明:随着缓凝剂掺量的增大,磷酸镁水泥(MPC)的凝结时间延长,强度降低。磷酸二氢钾与氧化镁质量比(P/M)为1∶4时,MPC的1d抗压强度25 MPa,28d抗压强度30 MPa。     

混凝土抗压强度影响因素分析

衡量混凝土强度多以现场试件28 d龄期抗压强度标准差d表示,混凝土抗压强度与水泥强度、水胶比和原材料及试验系统相关.针对影响混凝土抗压强度及其波动的因素进行分析,从而找出主要矛盾,以便在混凝土生产过程中进行主动控制,努力降低混凝土抗压强度标准差,生产出优质混凝土.     

塑性混凝土渗透性能试验研究

通过塑性混凝土正交试验,研究了水胶比、膨润土掺量、粉煤灰掺量和砂率等因素对塑性混凝土渗透性能的影响。结果表明:水胶比是最主要的影响因素,在配合比设计中适当减小水胶比能提高塑性混凝土的抗渗性能;膨润土掺量和砂率分别保持为50%和60%时,塑性混凝土的抗渗性能相对较好;粉煤灰等量取代水泥,随着粉煤灰掺量的增加,塑性混凝土28 d龄期的抗渗性能略有降低,但后期抗渗性能反而提高。     

水胶比对胶凝砂砾石抗压强度影响规律研究

胶凝砂砾石作为一种新型筑堤筑坝材料,具有环境友好、漫顶不溃或缓溃、建设成本低、施工速度快及发挥效益早等优点,在业界得到了广泛的认可,但尚存在诸多关键技术难题需要攻克。胶凝砂砾石材料的力学特性受多方面因素的影响,本文针对最优水胶比,在工程常用的配合比范围内设计胶凝砂砾石立方体抗压强度室内试验,针对试验数据分别分析了最优水胶比与胶凝材料用量、砂率、龄期的相关关系,得到如下结论:最优水胶比与胶凝材料用量负相关,胶凝材料用量增加时,最优水胶比减小;最优水胶比与砂率正相关,砂率提高时,最优水胶比增大;随着水胶比的增大,90 d龄期相对于28 d龄期的强度提升率增大,且不同水胶比的强度在90 d后趋近于同一数值。     

基于28 d龄期的植生混凝土初期抗压强度特性研究

植生混凝土作为一种新型护坡材料，具有结构稳定和生态绿色的特点。植生混凝土初期强度对其在边坡的自身稳定和植被生长有重要影响。基于正交试验，以植生混凝土28 d龄期的无侧限抗压强度作为初期强度，通过方差分析与多元线性回归分析相结合的方法，对不同水胶比、骨料掺量、水泥掺量下植生混凝土初期抗压强度进行研究分析。结果表明，3个影响因素的主次显著性为水泥掺量>骨料掺量>水胶比。植生混凝土初期抗压强度与水泥掺量成正比，与骨料掺量成反比，水胶比对其影响较小，且植生混凝土初期抗压强度与水泥掺量、骨料掺量间存在显著的线性相关。     

基于均匀设计的高地温隧洞衬砌混凝土抗压强度影响规律研究

以分析高地温隧洞环境对衬砌混凝土性能的影响规律为目标,采用高地温湿度养护箱模拟高地温隧洞中的温湿环境,进行衬砌混凝土的养护,利用均匀设计的试验方法获得较为全面的试验数据,通过回归分析得到不同养护龄期的回归方程,归纳出温度、水胶比、砂率三个主要因素对衬砌混凝土单轴抗压强度的影响规律。结果表明:通过回归方程,温度、水胶比及砂率均可找到一个最优值(如水胶比为0.42、砂率为45%、养护温度为57℃)使得衬砌混凝土的单轴抗压强度达到最大值;随养护温度的升高,最大衬砌混凝土单轴抗压强度对应的水胶比及砂率均有所增大,如养护龄期为28 d时,水胶比为0.31(养护温度55℃)、0.52(养护温度115℃)。因此,混凝土养护温度较高时,应适当增大水胶比及砂率。     

胶凝砂砾石材料配合比设计参数的研究

系统研究了胶凝砂砾石材料(CSG)配合比设计中水胶比、水泥用量、粉煤灰掺量、砂率、含泥量等参数对其强度的影响,并推荐了适用于胶凝砂砾石工程的配合比设计参数取值范围.结果表明:当胶材用量固定时,砂率大于30％后,强度下降明显;随着水胶比降低,强度增加,但存在拐点现象;水泥用量从10～80 kg/m3变化,180 d龄期强度变化范围为2～24 MPa;特定水泥用量下,随粉煤灰掺量的增加,强度变化不大,远低于水灰比的变化对强度的影响;砂中含泥量在28％以内对强度的影响不大.     

高强度玄武岩机制砂混凝土抗压强度及非线性预测模型研究

玄武岩机制砂用于制备混凝土是解决河砂资源匮乏的重要途径,其抗压强度与预测方法的研究十分必要。为研究玄武岩机制砂混凝土抗压强度和预测方法,通过室内试验分析了机制砂掺量、钢渣掺量、粉煤灰掺量、水胶比、砂率等因素对其抗压强度的影响;采用三阶非线性函数建立并验证了精度较高的机制砂混凝土抗压强度预测模型。研究表明:随着水胶比、钢渣掺量、粉煤灰掺量的增大和砂率的降低,不同龄期混凝土抗压强度逐渐降低;随着机制砂掺量的增大,混凝土抗压强度呈现先增长后降低的趋势,存在最优掺入量。研究成果可为工程实践提供参考。