轻集料取代碎石对混凝土强度和弹性模量影响的研究

利用轻集料与碎石集料混合配制混凝土,可使混凝土的性能得到优化,该类混凝土已显示出较好的应用前景.通过研究轻集料取代碎石对混凝土强度和弹性模量影响规律,确定了轻集料取代率与混凝土密度、弹性模量之间的定量关系,探讨了轻集料取代碎石对混凝土极限应变的影响,提出通过集料混合调控混凝土弹性模量、提高混凝土极限应变和抗拉能力的技术思路,为新型轻质高性能混凝土的研究提供了有益的参考.     

轻集料与水泥石的界面结构

采用扫描电镜、能量散射X射线能谱、背散射电子成像和显微硬度分析研究了高强页岩陶粒与水泥石的界面组成与结构。研究发现：高强页岩陶粒表层相对内部较为致密,轻集料与水泥石的界面呈嵌锁状,界面区宽度约为20～30μm,硅钙比、显微硬度均高于水泥石基体。粉煤灰等矿物外加剂能够起到优化轻集料与水泥石界面组成及结构的作用,在轻集料内水分的自养护和离子迁移作用下,矿物外加剂与氢氧化钙反应生成的水化硅酸钙凝胶颗粒填充和弥补轻集料的原始缺陷,进而提高轻集料的颗粒强度,并最终使轻集料混凝土的性能得到改善。     

城市生活垃圾制备的RDF的热工性能研究

针对城市生活垃圾组分波动大、水分含量高、可燃物热值低且不稳定等特点,通过物理和化学改性,制备出热值相对稳定的垃圾衍生燃料(RDF);采用TG-DSC-MS分析法对加入改性剂的RDF的部分热工性能进行了研究。结果表明,通过物理方法降低RDF的自由水可以有效地提高RDF的热值,采用化学方法可以转化RDF中水分的赋存形式,达到降低自由水含量的目的 ,但并不一定能提高其热值;过量去湿剂的使用还会导致热值的显著降低,化学去湿剂与固态可燃物的综合运用可以有效调控RDF的热值。RDF的燃烧有4个失重阶段,第1阶段为失水过程,第2和第3两个阶段分别为RDF中的纤维物和聚合物两类物质的燃烧过程,第4阶段为RDF中固定碳的燃烧以及燃烧过程产物的高温分解过程。     

水泥替代矿粉对沥青混凝土性能的影响

掺加适量水泥替代矿粉提高沥青凝土性能,在国内研究很少。文中通过水泥替代石灰石质矿粉对沥青胶浆软化点、针入度和抗老化性能影响的研究,发现掺加适量的水泥可显著提高沥青混凝土的温度稳定性和水稳性。     

矿粉活化改善沥青胶浆性能的研究

石灰石粉粉是目前使用最为广泛的一种矿粉,但由于其存在与沥青相容性差,表面疏松多孔等问题,使得矿粉对沥青的分散能力较差,因此影响到了沥青胶浆的结构形成和沥青混凝土的路用性能,但这一问题并没有得到足够的重视与研究。文中采用粉体活化的方法,制备了活化矿粉,对由活化矿粉组成的沥青胶浆的性能作了的研究,发现通过矿粉活化可以显著提高矿粉的分散性,提高沥青胶浆的软化点和抗老化性能。该结果对于提高沥青混凝土的高温稳定性具有重要的意义。     

超高性能混凝土的自收缩特性研究

研究了不同钢纤维体积分数(0、2%、3.5%)的超高性能混凝土(UHPC)在密封养护条件下的线性收缩量、温度变化以及水化放热速率随时间的变化规律。结果表明,超高性能混凝土的自收缩过程可以分为四个阶段,分别由温度和湿度控制,且与温度变化以及水化放热数据匹配良好;钢纤维的掺入不改变收缩发展阶段也不改变各阶段的持续时间,但随着钢纤维掺量的提高,有效抑制了UHPC收缩发展程度;通过MANGATAZARI纤维收缩抑制模型模拟UHPC自收缩变化,与实测数据的匹配度良好。     

含锰中间相矿物形成及其固溶分布EI北大核心CSCD

采用第一性原理构建矿物结构模型,结合X射线衍射分析、熟料相分步萃取、环境扫描电镜等测试方法,研究了锰(Mn)离子在熟料中间相的离子固溶和晶格取代机理。结果表明:锰在水泥熟料矿物中的固溶倾向从高到低依次为C_4AF、C_3A、C_3S、C_2S,且优先取代C_4AF中六配位的Fe离子,降低了其Al/Fe比;熟料煅烧过程中,锰离子发生类质同象现象,以+3价形式固溶于C_4AF中,形成C_4AF-C_4AM连续固溶体,造成C_4AF衍射峰向低角度偏移、衍射峰数量减少,延缓了其水化反应活性,并主要以取代八面体配位Al离子的形式存在于钙矾石/单硫型硫铝酸盐中。     

加载速率对CA砂浆抗压强度的影响

CA砂浆中沥青的大量存在使得其力学性能具有较强的时间依赖性.首先研究了CA砂浆抗压强度在不同加载速率下的变化规律及沥青乳液与水泥的相对质量比、砂的细度模数与外掺料硅灰(SF)和橡胶粉(CR)对CA砂浆抗压强度时间依赖性的影响.结果表明:CA砂浆的抗压强度随加载速率的升高呈增加趋势,沥青的相对含量越低,增加趋势越明显;砂的细度模数越小,CA砂浆的抗压强度对加载速率的稳定性越好,但同时会导致CA砂浆的流动性损失过大.SF和CR对CA砂浆表现出的时间依赖性有不同程度的改善作用.同时提出了沥青在CA砂浆中的理想分布模型,对其力学性能的时间依赖性进行了解释.     

高速铁路板式无碴轨道用CA砂浆的疲劳特性

CA砂浆是用于高速铁路板式无碴轨道结构的关键材料.研究了CA砂浆分别在环境温度为20℃、-20℃,应力水平为0.9,0.85、0.8,0.75、0.7,0.65,加载频率10 Hz,正弦波加载条件下的疲劳特性.结果表明,研制的CA砂浆疲劳寿命对数值(1g N)与应力水平(S)呈现良好的线性相关性;CA砂浆的抗压强度受环境温度影响较大,相同应力水平备件下.CA砂浆在负温环境中的疲劳寿命低于在常温环境中的,CA砂浆的粘弹性特点保证了CA砂浆在-20℃环境仍具有良好的耐疲劳性能.     

高强页岩陶粒沥青混合料的研究与应用

采用高强页岩陶粒制备了一种轻质、抗滑、降噪的新型沥青混合料,并将这种沥青混合料成功应用于路面工程.结果表明:采用体积质量转换法设计的高强页岩陶粒沥青混合料的各项性能指标满足公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)的设计要求;其毛体积相对密度为1.97,是普通沥青混合料的75%;路面初始摩擦系数摆值为64 BPN,行车2年之后路面摩擦系数摆值为60 BPN;路面噪音指标较普通沥青混凝土路面降低3 dB.