人工砂中石粉含量对泵送水工混凝土性能的影响

在保证混凝土水胶比、砂率、外加剂掺量不变的条件下,混凝土坍落度控制在160~180mm范围内,研究了人工砂中石粉含量对两种水胶比(0.45、0.37)的二级配泵送水工混凝土性能的影响。结果表明,随着人工砂中石粉含量从12%增至28%,混凝土用水量呈先增后减趋势;对于水胶比较大的A组混凝土,增加石粉含量显著降低了拌合物1.5、2.0h的坍落度经时损失率,而对水胶比较小的B组的坍落度经时损失率影响略小;拌合物的含气量随石粉含量增加而降低,而相同含气量时,引气剂的掺量必然随石粉含量的增加而增大;凝结时间随石粉含量的增加整体呈下降趋势;当石粉含量上限值增至20%时,混凝土的抗压强度高于原级配混凝土,抗冻性能满足设计要求。综合考虑,二级配泵送水工混凝土所用人工砂的石粉含量可控制在15%~20%之间。     

胶凝砂砾石冻融试验及影响因素分析

胶凝砂砾石作为一种新型环保建筑材料,抗冻性是其研究较为薄弱的环节。基于已有研究成果,参考现行混凝土规范标准,采用快速冻融试验和灰色关联度理论,以相对动弹性模量为抗冻指标,考察了水胶比、水泥用量、砂率及粉煤灰掺量等因素对胶凝砂砾石抗冻性的影响。结果表明,随着水胶比和砂率的减小,水泥用量和粉煤灰用量的增加,胶凝砂砾石抗冻性提高;各因素对抗冻性影响大小顺序为水泥用量水胶比砂率粉煤灰,该结论为材料的推广应用提供了理论依据。     

新拌混凝土坍落度损失影响因素试验分析

鉴于流变参数与坍落度的关联性,引入流变参数成为量化分析坍落度损失的有效途径。利用正交试验方法分析了浆骨比、减水剂和砂率3种混凝土配合比参数与混凝土拌合状态流变参数（屈服强度和粘度）经时变化及坍落度损失的相互关系,验证了屈服强度和粘度可表征坍落度损失,明确了配合比参数对坍落度损失的影响程度,并确定砂率为44%、减水剂为1.2%、浆骨比为0.42为最合理的配合比。     

新拌混凝土坍落度损失影响因素试验分析

鉴于流变参数与坍落度的关联性,引入流变参数成为量化分析坍落度损失的有效途径。利用正交试验方法分析了浆骨比、减水剂和砂率3种混凝土配合比参数与混凝土拌合状态流变参数(屈服强度和粘度)经时变化及坍落度损失的相互关系,验证了屈服强度和粘度可表征坍落度损失,明确了配合比参数对坍落度损失的影响程度,并确定砂率为44%、减水剂为1.2%、浆骨比为0.42为最合理的配合比。     

珠江三角洲水资源配置工程自密实混凝土配合比优化设计试验研究

自密实混凝土工作性能对原材料的波动较为敏感,工程应用中往往需要对实验室给出的自密实混凝土配合比进行优化设计。通过试验研究了砂率、石子掺量、粉煤灰掺量对自密实混凝土工作性能的影响。试验结果表明,过大或过小的砂率都会对自密实混凝土的工作性能产生不利影响;当石子粒径较小时,可考虑增大石子用量;在变换粉煤灰掺量时,应根据原材料情况调整水的用量及减水剂的掺用量。在保持满足工作性能要求的基础上,通过调整石子和粉煤灰掺量对自密实混凝土的配合比进行优化设计,为自密实混凝土配合比优化设计提供参考和建议。     

大坍落度沙漠砂混凝土的制备及性能试验研究

针对沙漠砂混凝土坍落度小、强度低的缺点,通过双掺法掺加机制砂和高性能减水剂来改善沙漠砂级配、提高混凝土和易性,制备了一系列坍落度较大、强度较高的沙漠砂混凝土,并对比分析了沙漠砂混凝土与同配合比的天然中砂混凝土的坍落度、抗压强度,验证了双掺法制备的沙漠砂混凝土的优良性能。另外,为减少水泥用量,将粉煤灰替代部分水泥,采用同时掺加粉煤灰、机制砂、高性能减水剂的三掺法制备了沙漠砂混凝土,通过试验表明,利用三掺法制备水泥用量少、强度较高、坍落度较大的沙漠砂混凝土具有可行性。     

低强度再生混凝土微观形态与力学性能的相关性研究

建筑垃圾来源复杂,为提高再生混凝土的资源利用,并满足基本工程应用要求,在仅考虑再生骨料密度、吸水和含水率、压碎指标的条件下,采用再生粗骨料混凝土配合比设计法配置低强度再生混凝土,结合切片法和SEM扫描电镜对再生混凝土的孔隙结构变化与微观形貌进行观察,分析水胶比、减水剂、粉煤灰对低强度再生混凝土内部结构的影响,发现当水胶比降低时,再生混凝土内部结构的密实度提升,絮状C-S-H之间更为密实,多害孔的比例降低,抗压和劈裂强度提高;当减水剂掺量提升时,钙钒石(AFt)的含量增加,内部结构更为致密;粉煤灰对再生混凝土的抗压和劈裂强度呈负面影响,降低C-S-H与再生骨料之间的粘结性,内部孔隙率变大,坍落度升高,可降低经济成本。     

含硅微粉变态混凝土浆液性能影响评价及时变演化规律

针对变态混凝土注浆施工中出现浆液堵管、扩散不均等问题，研究了不同硅微粉掺量对浆液的流动性、流变性、稳定性、强度和时变特性的影响。采用熵权理想点法综合考虑浆液工作性及经济性确定最优配合比。试验结果表明，掺加硅微粉可改善浆液泌水率，提高抗压强度。水胶比0.4时，掺硅微粉使浆液屈服应力与流动度减小、塑性粘度增大；水胶比0.5～0.7时，流变参数随硅微粉掺量增加而增大，浆液流变性与水膜厚度呈线性相关。随水胶比增大，硅微粉对浆液性能的影响逐渐减弱。浆液屈服应力随时间呈线性增长趋势，塑性粘度呈指数增长。基于熵权理想点法，可得到固定水胶比下的最优配合比方案。     

不同冻融循环次数下胶凝砂砾石抗冻性能的试验研究

为研究胶凝砂砾石的抗冻性能,做了不同水胶比和养护龄期的标准试件的室内试验,研究了不同冻融循环次数下试件的抗压强度。结果表明,水胶比由0.6增大至1.4时,胶凝砂砾石抗压强度先增大后减小;水胶比为1.0时,胶凝砂砾石抗压强度最大。经历冻融作用后,水胶比为1.0的胶凝砂砾石试件的抗压强度仍最大。不同养护龄期下胶凝砂砾石的抗压强度差别较大,养护龄期越长,冻融循环作用后的抗压强度越大。相同冻融循环次数下,养护龄期为28d的胶凝砂砾石比养护龄期为7d的胶凝砂砾石的抗压强度高出57%~76%左右。     

不同胶凝材料用量下的胶凝砂砾石坝体应力与变形特性分析

为定量分析胶凝材料用量对胶凝砂砾石坝体应力与变形的影响,基于摩尔-库伦模型和蔡新提出的非线性本构模型,利用FLAC3D有限元软件,计算了坝高50 m级的胶凝砂砾石坝的应力应变情况。结果表明,随着胶凝材料用量增加,坝体位移减小,应力增大,且非线性模型算得的位移更大;当胶凝材料用量低于60 kg/m³时,摩尔-库伦线性本构模型算得的主应力均为压应力,蔡新的非线性本构模型算得的主应力出现拉应力,故非线性本构模型能更好地体现胶凝砂砾石坝的薄弱部位,为胶凝砂砾石坝实际工程建设提供参考。     

基于正交试验的自密实混凝土塑性开裂研究

针对汉中市石门水库在泄洪排沙洞改造、大坝加高等大体积混凝土浇筑初期出现的不同程度的塑性开裂问题,借助试验研究优化混凝土配合比,利用正交试验方法探索了自密实混凝土的塑性开裂面积与28d抗压强度的影响因素与影响规律。结果表明,粉煤灰掺量、减水剂掺量、水胶比对塑性开裂的影响十分明显,粉煤灰与减水剂存在显著交互作用,效应顺序排序为粉煤灰掺量减水剂掺量水胶比交互作用,粉煤灰掺量、减水剂掺量、水胶比均取1水平时,对塑性开裂的影响权重值最大;粉煤灰掺量、水胶比、矿渣掺量对28d抗压强度的影响也十分明显,粉煤灰与矿渣存在显著交互作用,效应顺序排序为粉煤灰掺量水胶比矿渣掺量交互作用,粉煤灰掺量、水胶比取1水平时、矿渣掺量取3水平时,对抗压强度的影响权重值最大。研究成果为石门水库除险加固工程大体积混凝土配合比设计提供了参考。     

边界透水条件下浇筑混凝土密实性分析

采用透水模板布(CPFL)渗透性测试装置,研究了在振动条件下新拌混凝土密实过程中内部孔隙水压力随时间的动态变化特征,并分析了拌合物的体积收缩率对新拌混凝土密实过程中孔隙水压力消散特性的影响。结果表明,新拌混凝土在振动密实过程中,其内部孔隙水压力随振动加载时间的变化先增大后减小,末端再反向增大;且内部孔隙水压力变化与拌合物水胶比及体积收缩率均呈良好的非线性负相关性。     

低水胶比大掺量多元复合胶凝体系水化特性研究

为了研究低水胶比条件下多元复合胶凝材料的水化反应规律及影响因素,设置梯度结构低水胶比,采用等温量热法、化学结合水量法,分别研究水胶比和矿物掺合料掺量对水泥-矿渣-粉煤灰三元复合胶凝体系水化放热、水化程度的影响。结果表明,与较高水胶比体系不同,水胶比为0.20～0.30时,降低水胶比均会增大样品的最大放热速率;水胶比为0.25、0.30时,复掺矿渣-粉煤灰会延长加速期持续时间,复掺40%时加速期持续时间最长,且体系第二放热峰出现的时间也有所延迟,但进一步降低水胶比至0.20,复掺矿渣-粉煤灰则会使第二放热峰出现时间略有提前,加速期持续时间随复掺量的增加而缩短;水胶比为0.20、0.30时,复掺掺量为30%的复合体系反应程度最大,水胶比为0.25时,复掺掺量为40%的复合体系反应程度最大,且低水胶比条件下硬化浆体的反应程度与水胶比几乎呈线性关系。     

大体积混凝土低热水泥与普通水泥基胶凝材料热学及力学性能对比研究

胶凝材料水化热是造成大体积混凝土温度裂缝的主因,工程中多采用低热水泥或掺加矿物掺合料的普通水泥基胶凝材料降低水化热,目前关于二者水化热降低机制及力学、热学综合性能的对比研究较少。系统测定不同粉煤灰、矿渣掺量下低热水泥和普通水泥基胶凝体系的水化热和抗压强度,对比分析二者在3、7d水化热条件下的热学、力学性能发展规律,建立热学、力学综合性能等值线图,为大体积混凝土胶凝材料选择提供参考。研究表明,在相同3、7d水化热条件下,掺加掺合料的普通水泥基胶凝材料早期水化热及放热速率低于纯低热水泥,适用于对早期强度要求较高的工民建大体积混凝土;低热水泥最终水化热低,后期强度增长率大,适用于设计龄期较长的水工大体积混凝土;根据温度控制或强度要求,通过综合性能等值线图,可直接确定水泥基胶凝材料的力学、热学最优性能及其组成,为大体积混凝土胶凝材料选择提供参考。     

全风积沙混凝土抗压强度试验研究

为探究水胶比、粉煤灰、矿粉掺量、龄期对全风积沙混凝土抗压强度的影响，开展了全风积沙混凝土抗压强度试验，结合XRD衍射结果对其物象成分进行微观表征，并通过多元线性回归建立全风积沙混凝土抗压强度预测模型。结果表明，全风积沙混凝土抗压强度随水胶比增大先增加后减小，当水胶比为0.4时，抗压强度最大；粉煤灰对全风积沙混凝土抗压强度增长效应不及矿粉增长效应显著；粉煤灰和矿粉的掺入更易将AFt转化为AFm;建立的抗压强度预测模型精度较高，适用于细砂混凝土。研究结果可为全风积沙混凝土的工程应用提供理论依据和技术支持。     

纳米Fe2O3和纳米Fe3O4水泥基材料的力学性能与作用机理

为研究纳米Fe_2O_3和纳米Fe_3O_4对水泥基材料的改性作用,通过物理试验分析纳米Fe_2O_3和纳米Fe_3O_4对低水胶比水泥基材料力学性能、耐久性及渗透性的影响,并分析其作用机制。结果表明,0.5%～4.0%纳米Fe_3O_4和纳米Fe_2O_3能降低低水胶比水泥基材料的扩展度和坍落度,分别降低了1.38%～9.66%/3.45%～16.55%和2.33%～18.60%/4.65%～37.21%,纳米Fe_2O_3对水泥基材料扩展度和坍落度的影响是纳米Fe_3O_4的1.7～2.5、1.8～2.0倍。0.5%～4.0%纳米Fe_2O_3和Fe_3O_4能提高水泥基材料的抗折/抗压强度和渗透性能,掺量分别以0.5%和1.0%为宜,但纳米Fe_2O_3对水泥基材料抗折/抗压强度和渗透性能的改性作用优于纳米Fe_3O_4。综合来看,由于纳米材料具有比表面积大和吸附性强等特点,既能改善水泥基材料的流动性,还能细化水泥基材料孔结构和促进水泥水化的作用。因此,纳米Fe_2O_3和纳米Fe_3O_4能在一定程度上改善低水胶比水泥基材料的力学性能和耐久性。     

基于单因素试验的三级配RCC施工配合比研究

根据坝体碾压混凝土性能指标和施工要求,利用单因素试验研究了坝体不同标号三级配混凝土的 粗细骨料组合、粉煤灰掺量、水胶比和砂率,并采用绝对体积法给出了施工配合比。试验结果表明,当 采用玄武岩与灰岩为粗细骨料组合、大石∶中石∶小石为35∶35∶30、砂率为32%、用水量为88 kg/m3、 粉煤灰掺量为50%时,能满足C25、C20和C15坝体碾压混凝土各项性能指标和施工要求。     

三维胶凝砂砾石百米级高坝的稳定性分析

为计算130m坝高的三维胶凝砂砾石坝坝基面稳定性,设计了2因素(坝体坡率m、地基弹性模量E)7水平(E为24(微风化岩体)、30、36、42、48、54、60GPa(新鲜岩体))的正交计算方案,采用有限元法进行计算。结果表明,坝体坡率m相同时,随着地基弹性模量E的增大,抗剪断稳定系数K′、抗剪稳定系数K均减小;地基弹性模量E相同时,随着坝体坡率的增大,抗剪断稳定系数K′、抗剪稳定系数K均增大。得到随坝体坡率m、地基弹性模量E变化时坝体稳定系数的变化规律及幅度,并根据《胶结颗粒料筑坝技术导则》、《混凝土重力坝设计规范》,优选出坝体坡率m=0.74、地基弹性模量E=24GPa,为胶凝砂砾石百米级高坝发展、建设起到指导作用。     

碾压混凝土含气量的影响因素

试验分析了水的硬度、引气剂添加顺序、引气剂种类和用量、缓凝高效减水剂用量、石粉含量等因素对碾压混凝土含气量的影响。试验结果表明:当施工现场水的硬度提高时,会影响引气剂的起泡能力,碾压混凝土的含气量减小,和使用硬度为132.14 m g/L的软水对比,使用硬度为156.33 m g/L的中等硬度水会使碾压混凝土含气量降低0.95%;采用先加缓凝高效减水剂后加引气剂的方法可以改善引气剂的引气效果;松香类引气剂的引气效果普遍较好,合成洗涤剂类和皂角苷类引气剂的引气效果较差;引气剂掺量在一定范围内增加,碾压混凝土的含气量上升;缓凝高效减水剂掺量从0.6%变化到1.0%,VC值从10.1s降低到4.64s,含气量先升高,后逐步减小;人工砂内石粉含量增大会降低引气剂的引气效果,石粉含量每提高1%,含气量就降低0.1%。     

胶凝堆石料动本构关系及动模量衰减模型

基于动三轴试验,研究了不同围压、不同胶凝含量下胶凝堆石料的动本构关系及动模量衰减规律。结果表明,胶凝堆石料动本构关系仍可用Kondner R L双曲线模型进行描述,围压、胶凝含量对动本构关系均有影响,但围压对其影响较大;胶凝堆石料动模量随动应变的增大而非线性减小,且具有明显的应变软化特征,同等条件下动模量随围压和胶凝含量的增大而增大。根据动模量衰减曲线,提出了动模量衰减模型,通过线性回归分析,得到了胶凝堆石料动模量衰减模型参数表达式,为胶凝堆石坝的动力分析提供了参考。