机制砂生态自密实隧道二衬混凝土工作性研究

采用机制砂取代河砂,并通过掺入适量石粉以及粉煤灰调整自密实混凝土工作性以减少水泥用量,制备了一种用于隧道二衬的机制砂生态自密实混凝土,并研究了粗集料级配、砂率、石粉掺量以及粉煤灰掺量对自密实混凝土工作性的影响,最终确定了最优配比。结果表明:当粗细石比例为6∶4、砂率为0.43、石粉掺量为5%、粉煤灰掺量为25%、水胶比为0.32时,混凝土工作性达到最好,同时强度满足工程应用要求。该结果可为机制砂生态自密实在隧道二衬工程中的应用提供理论基础。     

基于正交试验的钢纤维自密实混凝土配合比设计

为了合理有效地确定钢纤维自密实混凝土配合比设计中水胶比和矿渣粉、粉煤灰及钢纤维掺量,进行了多项性能指标的"5因素4水平"正交试验,分析了各因素水平对钢纤维自密实混凝土的填充性、间隙通过性及抗离析性的影响,确定了各因素最优组合方案并进行了试验验证。结果表明:①随着水胶比的增加,钢纤维自密实混凝土的填充性、间隙通过性均呈现先增加后减小的变化趋势;当水胶比达到0.31后继续增加水胶比,拌合物的离析率会急剧增加。②钢纤维掺量的变化对拌合物填充性和间隙通过性的影响可作为误差因素不做考虑;综合考虑混凝土的抗离析性,钢纤维掺量为40 kg/m~3时即起到了连接作用,又充当了填料,抗离析性最佳。③各因素水平最佳组合为水胶比0.31、钢纤维掺量40 kg/m~3、矿渣粉掺量20%、粉煤灰掺量10%。④28 d劈裂强度提高了22.2%,满足钢混结合段特殊条件下的施工技术要求。     

白云石砂为骨料高强混凝土的制备

为了降低活性粉末混凝土的制备成本同时获得高强度制品,根据活性粉末混凝土的制备原理,采用价格相对较低的白云石砂、白云石粉取代其原料中价格较高的石英砂、石英粉来制备高强混凝土.利用水泥,硅灰,粉煤灰三元胶凝材料体系,在水泥,白云石粉,减水剂的相对掺量不变的条件下,用单元变量的方法分别改变水胶比,以及硅灰、粉煤灰、白云石砂和钢纤维的掺量,探讨了不同配合比设计对样品强度的影响.通过研究发现:水胶比,以及粉煤灰、硅灰、白云石砂的掺量变化对样品的抗压强度影响较大,抗折强度的影响较小,而钢纤维掺量变化对样品的抗压和抗折强度的变化都很明显.最后得出最佳配合比设计为:水胶比为0.16,硅灰、粉煤灰、白云石砂、白云石粉的掺量分别为水泥用量的0.3、0.3、0.9、0.2,钢纤维的掺量为体积分数的2%,减水剂的掺量为胶凝材料总量的2%.制备的混凝土样品脱模后先采用水泥砼标准养护2天,再于90℃热水中养护3天,测得样品的抗压强度超过150MPa,抗折强度达到30MPa.     

自密实混凝土配合比优化研究

自密实混凝土是一种具有高工作性能的高性能混凝土。本文探讨了自密实混凝土工作性能的评定方法,并对掺加磨细矿渣的自密实混凝土进行了研究。通过分析磨细矿渣含量、胶凝材料总量、砂率、减水剂掺量对自密实混凝土流动性和强度的影响,配制了高工作性能和力学性能的自密实混凝土,为掺加磨细矿渣的高强自密实混凝土配合比设计提供了依据。     

自密实混凝土配合比优化研究

自密实混凝土是一种具有高工作性能的高性能混凝土。本文探讨了自密实混凝土工作性能的评定方法，并对掺加磨细矿渣的自密实混凝土进行了研究。通过分析磨细矿渣含量、胶凝材料总量、砂率、减水剂掺量对自密实混凝土流动性和强度的影响，配制了高工作性能和力学性能的自密实混凝土，为掺加磨细矿渣的高强自密实混凝土配合比设计提供了依据。     

微膨胀钢壳沉管自密实混凝土的设计

钢壳混凝土沉管隧道采用低水胶、胶凝材料用量大的自密实混凝土引起的早期收缩大,容易造成钢壳与混凝土脱空。以深中通道采用的双层钢壳内部填充自密实混凝土设计为背景,配制钢壳沉管自密实微膨胀混凝土以解决此问题。在优化配比的基础上,研究了单掺和复掺矿物掺合料对C50自密实混凝土的工作性能、力学性能和变形性能的影响。得出采用大掺量粉煤灰(42%)与小掺量矿粉(18%)复掺,总胶凝材料为550kg/m3,水胶比控制在0.31,砂率为50%,制备出满足力学性能要求且有效应对钢壳沉管自密实混凝土工作性能要求的低收缩的C50自密实混凝土;同时,采用内养护剂与氧化镁复合膨胀剂复掺技术对自密实混凝土进行收缩调控,内养护剂和氧化镁复合膨胀剂复合作用下对自密实混凝土具有良好的协同膨胀效应。SEM与MIP分析表明,内养护材料界面区形成了致密水化层,降低了界面过渡区孔隙率,显著改善水泥基体的微观结构,可以有效地对C50钢壳沉管混凝土进行收缩调控。     

高强钢纤维混凝土配合比设计方法及其影响因素研究

为了得到高强钢纤维混凝土最优配合比,采用探索试验研究分析高强混凝土配合比,利用正交试验方法研究原材料对高强混凝土的流动性和强度性能的影响规律,通过掺入不同体积率钢纤维得到了符合设计和施工要求的最优高强钢纤维混凝土配合比.结果表明:水胶比、高效减水剂、硅灰、钢纤维对高强混凝土抗压强度影响显著,粉煤灰对其强度影响不显著.研究成果可应用于超高强混凝土配合比设计及影响因素研究分析.     

钢壳沉管自密实混凝土制备及其收缩调控技术

基于深中通道采用双层钢壳内部填充混凝土的钢壳混凝土三明治结构形式,为解决混凝土自密实填充和良好体积稳定性的技术难题,通过一系列自密实混凝土的正交试验,得出采用大掺量粉煤灰(30%)与小掺量矿粉(30%)复掺,总胶凝材料为550 kg/m~3,水胶比控制在0.31,砂率为50%,制备出满足力学性能要求且有效应对钢壳沉管自密实混凝土工作性能要求的低收缩的C50自密实混凝土;同时提出掺入MgO膨胀剂,有效地对C50钢壳沉管混凝土进行收缩调控,防止混凝土的脱空和抑制裂缝的产生;并且通过分析其微结构从机理上探讨了该体积稳定性调控技术的可行性和优异性。     

自密实活性粉末混凝土的配制研究

通过改变水胶比、硅灰、减水剂、石英粉、石英砂掺量及石英砂颗粒级配,考察了这些因素对不掺有钢纤维的活性粉末混凝土流动性及抗压强度的影响.结果表明,在石英砂颗粒级配为粗∶中∶细=1∶2∶1,水泥∶硅灰∶石英粉∶石英砂=1∶0.3∶0.37∶1.1,减水剂掺量3%时,活性粉末混凝土的流动度达到了603 mm,浆体均匀密实,符合自密实性质,其28天抗压强度为92.67 MPa.在此基础上,进行了自密实钢纤维活性粉末混凝土的试验研究,当钢纤维体积掺量为2%时,钢纤维自密实活性粉末混凝土的流动度为554 mm,符合自密实性质.28天抗压强度为104.31 MPa,劈拉强度为11.45 MPa,抗折强度为13.85 MPa.     

利用稻壳灰配制自密实混凝土性能的研究

利用生物质燃料稻谷壳发电是一种实现节能减排的有效方法,将发电厂焚烧稻壳后收集的稻壳灰作为矿物掺合料配制自密实混凝土,通过设计配合比并不断试配、调整使混凝土强度达到C40且自密实性能达到二级指标要求。结果证明,当水胶比为0.34,稻壳灰掺量为8.2%,砂率为0.46且掺入1.5%的高性能减水剂时,混凝土强度、自密实性等性能都能达到设计要求,并且体积稳定性良好。     

大流动性高强轻集料混凝土的研究

为设计出具有大流动性性能的高强或超高强轻集料混凝土，分别研究了水胶比、砂率、轻集料最大粒径3个关键技术参数和矿物掺合料组成设计对混凝土工作性能和抗压强度的影响规律，确定了配制LC50～LC60自密实高强轻集料混凝土的主要技术方法，制备出坍落度为240mm以上、扩展度达到680～700mm、28d抗压强度超过60MPa的大流动性高强轻集料混凝土。     

纤维高强粉煤灰混凝土劈拉强度试验研究

针对掺加纤维可改善高强混凝土的受拉性能特点,进行纤维粉煤灰高强混凝土的立方体劈拉试验研究。试验参数主要有纤维类型、纤维形状、纤维含量。试验结果表明：随纤维掺量的增大,纤维高强混凝土劈拉强度总体上呈增大趋势;扁头型和弓型钢纤维对混凝土劈拉强度的增强作用最明显,而合成纤维对混凝土劈拉强度的增加作用很小;掺入钢纤维对高强混凝土劈拉强度与抗压强度的比值明显提高。     

高性能纤维增强水泥基复合材料的研究

介绍了在高性能蒸养水泥中掺入钢纤维制备出高性能水泥基复合材料的研究对象，研究了水灰比（W／C），砂灰比（S／C），钢纤维掺量对水泥基复合材料性能的影响；并用XRD、SEM分析其微观结构和形貌，试验结果表明，将钢纤维掺入到高性能蒸养水泥中并采用适当的工艺，可制备出抗夺强度达133MPa，抗折强度达24．5MPa的高性能水泥基复合材料。     

尾矿砂聚合物钢纤维混凝土的基本力学性能

针对尾矿砂聚合物钢纤维混凝土的基本力学性能,通过设置不同掺量组合,采用标准方法进行试验.结果表明,当尾矿砂替代率为50%、钢纤维掺量为1. 5%、聚灰比为10%时,尾矿砂聚合物钢纤维混凝土基本力学性能达到相对较高水平,抗压强度较素混凝土提高约15. 45%,抗折强度提高约36. 17%.该新型混凝土在加强混凝土抗压、抗拉和抗剪等力学性能,抗腐蚀和抗碳化等耐久性能的同时,有效解决了铁矿石在加工之后产生的废料所造成的环境污染问题,是一种高效环保的混凝土.     

再生骨料混凝土研究

采用正交实验研究了搅拌工艺，净水胶比、粗骨料种类对天然和再生骨料混凝土拌合物和易性，硬化混凝土力学性能的影响，结果表明，粗骨料种类对混凝土性能有很大影响，其程度不亚于水胶比对混凝土性能的影响，提出在进行混凝土配合比设计时，其强度公式中应考虑到粗骨料种类的影响，同时，若采用再生粗骨料配制混凝土，应采用较高的砂率和较低的水灰比，以保证混凝土拌合物的和易性，搅拌工艺因素中，水泥裹石工艺有助于改善拌合物和易性，硅灰裹石工艺有助于提高混凝土后期力学性能。     

超高强混凝土配制技术的试验研究

通过10组超高强混凝土棱柱体单轴受压试验,探讨了砂率、水胶比、钢纤维和材料组成与用量等对超高强混凝土基本力学性能的影响规律．试验结果表明：在胶凝材料总量不变的情况下,减少水泥用量而相应增大粉煤灰用量,混凝土的流动性及抗压强度得到改善;减少胶凝材料用量可大幅度降低混凝土成本,对强度没有特别不利的影响,但混凝土流动性降低较多．     

钢纤维混凝土弯曲韧性实验研究

为探讨钢纤维掺量对钢纤维混凝土弯曲韧性的影响，按照美国材料与试验协会(ASTM)定义的弯曲韧性指数试验方法．测试了钢纤维混凝土的挠度、初裂强度和抗压强度，计算了钢纤维不同掺量下混凝土的弯曲韧性指数值．钢纤维的掺入，使混凝土的破坏形式由脆性破坏变为延性破坏，并具有一定的残余强度．在一定范围内，钢纤维混凝土的弯曲韧性与钢纤维掺量成正比，钢纤维掺量达到90kg／m^3时，混凝土的弯曲韧性指数已接近理想弹塑性材料．掺量在30～90kg／m^3范围内，钢纤维混凝土的初裂强度变化不明显．     

尾矿砂钢纤维喷射混凝土在铁矿巷道中的应用

为了解决铁矿巷道开采过程中采用尾矿砂钢纤维喷射混凝土作为巷道单层衬砌的应用问题,以尾矿砂取代天然河砂作为细骨料配制钢纤维喷射混凝土,并对不同钢纤维掺量的喷射混凝土进行了抗压、抗折、劈拉等力学性能试验,得到了喷射混凝土的最优配比及钢纤维掺量对混凝土的影响.采用ANSYS对铁矿软弱岩层进行数值模拟分析,探讨了最佳衬砌厚度下巷道开挖后的计算结果,通过分析获得了尾矿砂钢纤维喷射混凝土的合理喷层厚度.结果表明,混凝土中钢纤维的掺入量为40 kg/m3时混凝土的力学性能达到最佳,并且混凝土的密实性、耐久性和质量稳定性亦有所加强,但抗压强度的提高不十分明显.     

含粗骨料的超高性能混凝土抗压强度的影响因素

使用普通原材料和高性能减水剂成功制备出抗压强度值超过130 MPa的超高性能混凝土,并试验研究了其抗压强度的影响因素.包括水胶比、粗骨料的颗粒粒径、细骨料的细度模数、胶凝材料的掺量、矿物掺合料和钢纤维.结果显示,各因素均对超高性能混凝土的抗压强度有一定影响,尤其是水胶比和矿物掺合料影响显著.当水胶比介于0.21和0.24之间时,超高性能混凝土的抗压强度随着水胶比的增大而降低,但水胶比为0.16的超高性能混凝土抗压强度值反而低于水胶比为0.18的混凝土的抗压强度.硅灰、粉煤灰和矿粉以1∶2∶1的质量比混掺使用最有利于提高超高性能混凝土的抗压强度,28 d龄期时抗压强度值达到138 MPa.