机制砂高抗冲磨超高性能混凝土（UHPC）的组成设计与工程应用

针对我国西部地区泥石流、洪水等严酷服役环境下桥梁墩柱存在的冲击磨损和空蚀问题,利用UHPC材料高强、高耐久的材料自身特点,通过机制砂替代石英砂,进行UHPC材料的抗冲磨组成设计。研究了矿物掺合料种类、粉煤灰微珠掺量、硅灰掺量、胶凝材料用量、水胶比对抗冲磨UHPC材料的工作性能、力学性能、抗冲磨性能的影响规律。结果表明,在胶凝材料用量、水胶比和纤维掺量相同的条件下,随着粉煤灰微珠掺量增加,混凝土的工作性能提高,抗冲磨强度下降,粉煤灰微珠适宜掺量为胶凝材料的17%;随硅灰掺量增加,超高性能混凝土的工作性能下降,抗冲磨强度提高,硅灰适宜掺量为胶凝材料的13%;随着胶凝材料用量增加,工作性能提高,抗冲磨强度先提高后降低,最佳胶凝材料用量为1150 kg/m3;降低水胶比,工作性能降低,抗冲磨强度先提高后降低,最佳水胶比为0.18。经过优化设计的抗冲磨UHPC抗冲磨强度为普通C50混凝土的3倍,已成功应用于四川省仁寿至屏山新市公路石盘特大桥。     

钢壳沉管自密实混凝土的体积稳定性优化与浇筑技术

大型钢壳沉管自密实混凝土因尺寸大、强度等级高,内部胶凝材料集中水化会产生巨大温度应力,从而造成严重的温度裂缝问题。为解决这一现象,在自密实混凝土基准配合比大体选定为矿粉(30%)与粉煤灰(30%)复掺,总胶凝材料为550 kg/m³,砂率为50%的基础上,研究分析了自制的土水化温升抑制剂TRI对自密实混凝土各项性能的影响。研究发现,TRI能够推迟温峰出现,降低混凝土温升,从而减少温度裂缝产生,但对自密实混凝土的总放热量影响不大,掺杂TRI的自密实混凝土的56 d抗压强度仅比未掺杂的空白样降低了2.9%。     

轻集料用于超高性能混凝土的研究进展

轻集料是一种来源广泛、轻质环保的材料,用于超高性能混凝土可以起到降低自重、减少自收缩等作用,近年来成为国内外的研究热点.然而,超高性能混凝土的设计是基于最大堆积密度理论的,而轻集料强度低且多孔的特性为其性能带来不利因素.为此,对比讨论了不同类型轻集料及其制备技术对超高性能混凝土宏观性能的影响,分析了轻集料在超高性能混凝土中的作用机理和增强机制,并结合现有的研究进展,展望了未来的发展前景.     

沥青混合料界面区微米划痕试验与参数分析

用微米划痕试验联合扫描电镜技术,分析了室温下沥青混合料界面过渡区（ITZ）的特性,推定了ITZ区域空间几何范围,测试了其断裂韧度及摩擦系数,并采用三点弯曲试验及纳米压痕试验进行了对比验证.结果表明：沥青混合料ITZ区域特性明显,荷载为100 mN时更适用于微米划痕试验,此时ITZ区域在划痕作用下会出现较大破裂面,且其厚度在10～30μm波动,与纳米压痕试验结果相近;ITZ摩擦系数由集料至沥青胶浆呈线性增加,达到最大值后趋于稳定;微米划痕试验测得的断裂韧度值与三点弯曲试验结果相近,且断裂韧度曲线可以较好地识别集料、ITZ和沥青胶浆三相介质,微米划痕试验可以相对简便有效地实现沥青混合料ITZ初步分析.     

C30自密实微膨胀水下钢管桩基混凝土的研究和应用

针对C30水下钢管桩混凝土胶材使用量少,水胶比较大,自密实性能差的缺点,本文利用研制出的具有较好增粘、减水、保塑功能的专用外加剂,进行了C30自密实微膨胀水下钢管桩基混凝土优化配合比设计和性能研究。结果表明,制备出的混凝土初始坍落度230mm,2h坍落度215mm,含气量1.8%,28d抗压强度42.6MPa,28d密闭环境下自由膨胀率1.25×10-4,满足工程设计要求,并将其成功应用于武汉阳逻港深水薄壁大直径钢管桩中。     

干海子大桥钢管混凝土设计制备与性能研究

根据干海子大桥冬期混凝土施工要求和现场原材料特性,采用亚硝酸钠与乙二醇形成有机、无机协同防冻,设计制备出流动性好、包裹性佳、自密实的抗冻钢管混凝土。并通过现场实验,结合SEM观测,研究了其在低温浇筑与养护、后期升温后强度的发展规律。结果表明,低温条件成型的钢管混凝土短柱与核心混凝土试件,早期强度发展较好,后期温度回升后强度能稳定增长。设计制备的钢管混凝土具有很好的低温工作性能和力学性能,抗冻性能优越,能满足依托工程冬季钢管混凝土施工质量要求。     

新型混凝土水下不分散剂的研制

高性能的水下不分散混凝土需要高性能的水下不分散剂.通过正交实验确定了水下不分散剂的配合比,进行了不同分散剂的性能比较,并分析了其作用机理.研究结果表明,该新型混凝土水下不分散剂NDA具有工作性能好、强度损失低、抗分散性能好等优点,可用于配制C40高性能水下不分散混凝土.     

高效减水剂的研究现状及发展趋势

介绍了当前我国高效减水剂的特点和应用概况，探讨了高效减水剂的作用机理和坍落度损失的原因，提出了随温度升高混凝土拌和水中单分子水比例的提高也是导致坍落度过快损失的原因之一，指出了该领域今后的发展方向。     

具有阻尼功能的高强混凝土疲劳性能分析

在高强混凝土中引入阻尼器,制备出了具有阻尼功能的高强混凝土,并对该混凝土在振动荷载作用下的弯曲疲劳性能进行了研究.结果表明:与同强度等级的普通高强混凝土相比,具有阻尼功能的高强混凝土抗疲劳性能明显提高;随着振动疲劳荷载增加,具有阻尼功能的高强混凝土寿命明显降低且近似服从两参数威布尔分布.在试验基础上,建立了具有阻尼功能的高强混凝土在不同失效概率条件下的振动疲劳寿命预测方程.     

细集料对超高性能混凝土的性能影响

为探寻出一种低成本、可替代石英砂的细集料来制备超高性能混凝土(UHPC),研究了不同种类、级配的细集料对超高性能混凝土的工作性能、力学性能和收缩性能影响规律,通过XRD、SEM等测试方法对其微结构进行分析.研究结果表明:在相同胶凝材料体系、水胶比、钢纤维掺量、标准养护条件下,河砂制备的UHPC的流动性略低于石英砂制备的UHPC;河砂制备的UHPC与石英砂制备的UHPC的抗压/抗折强度均可达140 MPa/20 MPa以上;粒径小于1.18 mm河砂制备的UHPC的收缩率最低,可至600×10-6.分析XRD、SEM等表征结果发现石英砂和河砂制备的UHPC中砂与胶凝浆体连接更紧密,而机制砂制备的UHPC中界面较为明显.粒径小于1.18 mm河砂制备的UHPC的流动性、力学性能和收缩率综合最佳,并且河砂的价格较低,可降低UHPC的成本,良好的替代传统UHPC中的石英砂.