橡胶集料高强混凝土高温前后性能研究

以橡胶颗粒部分取代细集料砂子配制高强混凝土,研究橡胶颗粒不同取代率(体积分数)对高强混凝土工作性、高温后质量和强度的损失,并用电镜表征高温前后硬化水泥基体的微观结构。研究结果表明:常温下橡胶集料高强混凝土的表观密度随着橡胶颗粒掺量的递增而下降。抗压强度随橡胶颗粒掺量的递增表现为先减后增,当掺量为6%时强度最低。硬化水泥基体微观结构致密,水泥水化产物结晶发达,600℃高温作用后,混凝土表观密度、抗压和劈拉强度明显下降,但适当掺入橡胶颗粒可以明显提高混凝土强度剩余百分率。高温后硬化水泥基体微观结构疏松、孔隙增大,粗集料以及水泥基体均产生裂纹,水泥水化产物结晶消失。     

改性橡胶混凝土的物理力学性能

通过对橡胶表面进行改性处理,改善了其与水泥基材的界面黏结,提高了混凝土的强度;研究了橡胶粒径、掺量、龄期等对橡胶混凝土物理性能和力学性能的影响,以及橡胶混凝土的变形性能.结果表明,5 d龄期时,15%～60%橡胶掺量(体积分数,下同)下的改性橡胶混凝土抗折强度可提高13%～39%,抗压强度可提高11%～40%;35 d龄期时,30%橡胶掺量下的韧性可提高31%.     

钢纤维改性橡胶混凝土基本力学性能研究

通过立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和静力抗压弹性模量的试验,研究了不同掺量的橡胶和钢纤维对钢纤维改性橡胶混凝土基本力学性能的影响,采用扫描电镜(SEM)设备观察了橡胶颗粒和钢纤维与混凝土基体的界面结合情况。试验分析结果表明:钢纤维掺量对橡胶纤维混凝土的抗压强度影响不大,但对其抗拉强度和抗折强度有重要影响,提高的幅值分别是8%、60%左右;橡胶掺量对橡胶纤维混凝土的抗折强度影响不大,但随着橡胶掺量的增大,表现出一定塑性破坏特征;橡胶掺量增加,钢纤维改性橡胶混凝土的抗压强度和抗拉强度降低。研究成果可为钢纤维改性橡胶混凝土在路面工程中的应用提供参考。     

橡胶集料水泥砂浆和混凝土的性能研究

废轮胎颗粒掺加到水泥砂浆和混凝土中会明显降低材料强度,大大限制其应用。针对该问题,应用多种方法来改进橡胶混凝土的力学性能,例如降低W/C、掺加硅灰、偶联剂预处理橡胶颗粒等。研究结果表明，降低W/C能够明显提高橡胶混凝土的强度,橡胶颗粒表面用PVA和硅烷偶联剂处理能够显著增加抗压强度，如果多种方法联合使用效果更好。此外，橡胶改性混凝土的强度虽然有所降低，但其韧性和抗疲劳特性却显著增加。应用SEM分析了橡胶混凝土的微观结构,结果同样证实偶联剂处理橡胶颗粒表面能够提高水泥基体与橡胶颗粒的界面粘结强度。     

乳化沥青改性橡胶混凝土试验研究

通过试验研究了橡胶颗粒取代粗骨料制备橡胶混凝土。试验过程中,橡胶颗粒取代粗骨料体积分别为25%、50%、75%、100%,同时引入乳化沥青对橡胶混凝土进行改性。分别测试了橡胶混凝土的新拌性能,包括坍落度和含气量,同时测试了硬化后橡胶混凝土的力学特性,包括抗压强度,抗弯强度和静弹性模量。试验结果表明:随着橡胶颗粒体积掺量增大,其坍落度降低,含气量增大,力学性能降低。在相同橡胶体积掺量条件下,乳化沥青掺入提高了橡胶混凝土坍落度。但对于含气量和抗压强度的影响则依赖于乳化沥青掺入量的大小。在一定掺量条件下,乳化沥青改善了橡胶混凝土的抗压强度和抗弯强度,但降低了橡胶混凝土的静弹性模量。试验结果表明:引入适当掺量的乳化沥青有效改善了橡胶颗粒与水泥基体界面黏结力,提高了橡胶混凝土力学性能。     

废旧橡胶水泥砂浆力学性能研究

分别研究了废旧橡胶颗粒掺量对水泥砂浆力学性能的影响以及硅灰的改性作用。结果表明:随橡胶颗粒掺量增加,水泥砂浆试样3、7、28 d的抗压强度、抗折强度均呈下降趋势,韧性指数呈增加趋势;5%硅灰改性剂加入橡胶水泥砂浆,改善了橡胶颗粒与水泥基体的界面结合,其界面孔隙变小。经硅灰改性的橡胶水泥砂浆试样3、7、28 d的抗压强度和抗折强度,与未改性的橡胶水泥砂浆试样相比分别提高了49.6%、53.1%、37.3%、51.9%、17.4%、17.7%。     

水化龄期对喷射混凝土微观结构和力学性能影响研究

喷射混凝土因其水化过程与普通混凝土不同,故其终凝时间极短,早龄期强度高。为了研究喷射混凝土水化过程,采用X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、热重-差热扫描分析(TG-DSC)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对不同水化龄期普通水泥净浆及掺4%速凝剂水泥净浆微观结构进行观察;同时对喷射混凝土立方体抗压强度及劈裂抗拉强度经时变化和关系进行试验研究。结果表明:速凝剂的掺入显著影响水泥水化进程。在水泥-速凝剂-水体系中,NaAlO_2及Na_2CO_3令石膏缓凝作用失效,C_3A快速水化生成板条状水化铝酸钙晶体,并与针状钙矾石及棒状钠长石晶体形成网络结构对水泥颗粒产生"桥连"作用而实现速凝。同时,大量水化热促进水泥熟料矿物水化速率加快,净浆密实度快速增加,使喷射混凝土具有高早龄期强度。     

纳米SiO_2和聚丙烯纤维水泥混凝土强度研究

为提高水泥混凝土路面的力学性能,扩大水泥混凝土路面的应用范围,研究了纳米二氧化硅和聚丙烯纤维对水泥混凝土力学性能的影响。采用SEM对双掺混凝土的微观结构进行分析,探究了纳米二氧化硅和聚丙烯纤维对混凝土力学性能改善的作用机制。结果表明:聚丙烯纤维掺量为0.1%、纳米二氧化硅掺量为1.0%为双掺的最佳掺量时,混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度分别提高10.9%,44.8%和46.2%。SEM结果显示:聚丙烯纤维的阻裂理论和纳米二氧化硅的水化反应和物理填充,以及二者形成致密骨架结构的共同作用提高了混凝土的强度。     

水泥-沥青混合料抗压试验强度研究

水泥混凝土和沥青混凝土作为广泛应用的路面材料,在路面使用中各有优劣。而水泥一沥青混合料是一种兼具沥青路面和水泥混凝土路面特点的复合材料,这种复合材料主要是在沥青混合料中填充水泥浆而形成的,其力学强度和龄期有关。为了研究其力学强度随龄期的变化规律,本文通过对水泥一沥青混合料棱柱体进行单轴抗压强度试验来说明该复合材料的力学强度以及随龄期的变化规律,并与普通沥青混合料AC-16进行力学性能对比。     

预湿砂浆颗粒对高强混凝土早期自收缩的影响

使用水灰比为0.5的早龄期砂浆颗粒对高强混凝土实施了内养护,研究了预湿砂浆颗粒对高强混凝土早期自收缩、抗压强度和显微结构的影响。结果表明:预湿砂浆颗粒可降低高强混凝土早期自收缩,掺量越大,减缩效果越显著,且适当的掺量对抗压强度影响较小;预湿砂浆颗粒掺量为12%时,可降低平均自收缩46.6%,而28 d强度仅降低6.7%;预湿砂浆颗粒是一种活性内养护载体,在混凝土中会继续水化,可改善水泥孔隙结构,提高界面密实性。     

橡胶颗粒水泥路面混凝土力学性能实验研究

通过实验考查橡胶颗粒对水泥路面混凝土力学性能的影响。结果表明：橡胶颗粒的掺入,使路面混凝土坍落度降低、抗压强度和劈裂抗拉强度下降,表观密度降低,韧性增加,抗裂纹性能好,变形能力增强。     

废旧轮胎橡胶改性水泥基材料的试验研究

通过添加高性能矿物掺合料和对废旧轮胎橡胶颗粒进行聚合物乳液湿润的方法来改善橡胶颗粒与水泥基体的界面.试验结果表明,混凝土和砂浆的抗压强度和表观密度随橡胶掺量的增加而降低,但添加适量高性能矿物掺合料、对胶粉颗粒进行聚合物乳液润湿处理,一定程度上均能提高橡胶砂浆的密实度和强度,且对于较大胶粉掺量的橡胶砂浆,后者处理效果更显著.     

硅灰和SBL对钢纤维砂浆结构和强度的影响

采用硅灰增强和丁苯乳液增强2种方式对钢纤维-水泥基体界面过渡区进行增强,以改善钢纤维砂浆的微观结构和力学性能.测试了硅灰、丁苯乳液增强钢纤维砂浆3,28,90 d龄期的抗压、抗折强度.同时,以微观图像和理论分析研究了不同增强方式下钢纤维、水泥基体的受力与破坏特点.根据测试与分析结果,提出了刚性、柔性增强钢纤维-水泥基体界面过渡区的概念,认为硅灰刚性增强钢纤维-水泥基体界面,而丁苯乳液则柔性增强钢纤维-水泥基体界面.刚性增强界面增加了钢纤维桥接作用失效的几率;而柔性增强界面则不存在纤维失效问题,从本质上揭示了不同增强方式对钢纤维砂浆长期力学性能作用的差异性.     

高活性贝利特水泥及混凝土性能研究北大核心

高活性贝利特硅酸盐水泥的主要熟料矿物与组成比例为硅酸二钙(约70%),硅酸三钙(约15%),铝酸三钙(低于4%)和铁铝酸四钙(约10%),该水泥的强度发展特征与水化放热特征可能非常适合现代高性能混凝土的要求。试验研究了工业化生产的高活性贝利特水泥胶凝材料体系的水化特征,并与普通硅酸盐水泥进行了对比。同时,采用工业化生产的高活性贝利特硅酸盐水泥配制了C30、C40、C50三个强度等级的高性能混凝土,评价了新拌混凝土的工作性与硬化混凝土的抗压强度。研究结果表明:高活性贝利特水泥具有显著的高强度、低水化热、胶凝材料体系水化产物随养护龄期延长发展稳定等特点。三个不同强度等级的高活性贝利特水泥混凝土的强度发展特征完全满足现代混凝土工程施工周期要求。     

高活性贝利特水泥及混凝土性能研究

高活性贝利特硅酸盐水泥的主要熟料矿物与组成比例为硅酸二钙(约70%),硅酸三钙(约15%),铝酸三钙(低于4%)和铁铝酸四钙(约10%),该水泥的强度发展特征与水化放热特征可能非常适合现代高性能混凝土的要求。试验研究了工业化生产的高活性贝利特水泥胶凝材料体系的水化特征,并与普通硅酸盐水泥进行了对比。同时,采用工业化生产的高活性贝利特硅酸盐水泥配制了C30、C40、C50三个强度等级的高性能混凝土,评价了新拌混凝土的工作性与硬化混凝土的抗压强度。研究结果表明:高活性贝利特水泥具有显著的高强度、低水化热、胶凝材料体系水化产物随养护龄期延长发展稳定等特点。三个不同强度等级的高活性贝利特水泥混凝土的强度发展特征完全满足现代混凝土工程施工周期要求。     

EVA改性EPS混凝土微观结构及性能研究

为了改善聚苯乙烯(EPS)轻集料混凝土中EPS颗粒与水泥砂浆界面的黏结性能,提高EPS轻集料混凝土的力学性能,采用乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)乳液对EPS颗粒表面进行改性,并对改性前后EPS轻集料混凝土的力学性能作了对比试验,结合扫描电镜、X射线衍射和红外光谱,分析了EVA乳液对EPS轻集料混凝土性能的影响机理.结果表明:EVA改性改善了EPS轻集料混凝土的微观结构,使其内部孔洞数量减少,孔洞尺寸趋于减小;使水泥水化更为充分,水化产物组成得以优化,EPS轻集料混凝土的180 d抗压强度和抗折强度得到提高.     

水灰比和低温环境影响的水泥水化放热计算模型

我国多年冻土地区公路铁路桥梁工程中已开始广泛采用钻孔灌注桩桥梁基础设计和施工,然而冻土灌注桩混凝土持续低温的水化环境会导致混凝土水化反应速率的减小,进而会减缓灌注桩混凝土的强度增长。与此同时,混凝土水灰比也是影响冻土灌注桩混凝土水化程度以及强度的重要因素,若水灰比偏小则无法满足混凝土水化的正常需水量,使得混凝土水化不充分,在持续低温的影响下,过小的水灰比甚至会导致混凝土因温度过低而提前终止水化,使得灌注桩混凝土的强度发展达不到要求。进行了不同持续低温以及不同水灰比的水泥水化放热试验,通过对试验数据进行处理分析,得出了受持续低温以及水灰比双重因素影响的水泥水化放热随龄期变化的增长规律。最后运用MATLAB数值分析软件对试验数据进行分析拟合,得出了考虑不同水灰比和不同持续低温环境双重因素影响的水泥水化放热计算模型,再通过迭代计算进一步确定了计算式中的参数,拟合结果表明计算式具有良好的拟合精度,此计算方法简明易行,计算结果可靠真实,可为实际工程中的水化程度以及混凝土强度研究提供参考和数据支持。     

稻壳灰基地质聚合物混凝土力学性能及微观结构研究

设计并制作10组不同地质聚合物取代率的稻壳灰基地质聚合物混凝土试件,并测试试件抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和吸水率,研究地质聚合物取代率、养护龄期及纤维掺量等因素的影响。通过扫描电镜对混凝土微观结构进行观察,分析混凝土强度形成机理,并对混凝土CO_2排放量进行计算。研究结果表明,混凝土强度基本随着地质聚合物取代率的增加而增大,但吸水率减小,力学性能及抗渗性能得到改善;聚丙烯纤维可提高混凝土抗折强度和劈裂抗拉强度;混凝土水化反应生成的凝胶结构可将混凝土界面过渡区进行有效黏结,且稻壳灰颗粒可填充孔隙结构,从而提高混凝土整体密实度;采用地质聚合物代替水泥,可显著降低混凝土生产过程中CO_2排放量。     

钢渣细集料在混凝土路面中的应用研究

钢渣细集料 复合矿渣微粉作为混凝土的胶结材，按照水泥胶砂强度的检验方法，测定胶结材强度，配制路面施工混凝土，进行胶结材与水泥对比性能试验，观察其水化及微观结构，分析钢渣细集料界面反应状况，验证路面质量。     

改性超硫酸盐水泥在大体积混凝土中的应用研究

本研究着力于超硫酸盐水泥在大体积混凝土中的应用,通过研究其物理性能、力学性能,分析在混凝土中应用的可行性;通过测试水化温升,分析在大体积混凝土中的应用优势;通过扫描电镜(SEM)分析水化产物形貌。试验结果表明,超硫酸盐水泥混凝土流动性能较好,且其工作性能优于普硅水泥配制的混凝土。对于超硫酸盐水泥体系的混凝土强度,标准养护条件下稍高于在常温条件下养护的试块。随着龄期增长,混凝土抗压强度都在增长,且增长速率逐渐降低。超硫酸盐水泥体系的强度低于普硅水泥体系,但是后期强度增长速率明显高于普硅水泥体系。超硫酸盐水泥体系的水化温升低于普硅水泥。超硫酸盐水泥体系的主要水化产物为"鱼鳞片"状的水化硅酸钙和钙矾石。