粉煤灰与粒化高炉矿渣对水泥稳定碎石强度和收缩特性影响研究

为了系统评价活性粉末对水泥稳定碎石路用性能的影响,采用无侧限抗压试验、间接抗拉试验、干缩试验和温缩试验,研究了粉煤灰与粒化高炉矿渣单掺及复掺比例对水泥稳定碎石强度和收缩性能的影响规律。结果表明:粉煤灰、粒化高炉矿渣在单掺、复掺下均能通过填充效应及二次水化反应改善水泥稳定碎石力学特性和收缩特性,其中掺加粒化高炉矿渣的水泥稳定碎石强度增长较快,复掺粉煤灰与粒化高炉矿渣对水泥稳定碎石力学特性与收缩特性改善效果最佳。     

粉煤灰对水泥稳定碎石路用性能影响

为了改善水泥稳定碎石的抗裂性能,在水泥稳定碎石材料中按等量取代法掺入粉煤灰,研究了掺不同剂量粉煤灰量的水泥稳定碎石基层的路用性能,并利用扫描电子显微镜对掺粉煤灰的水泥稳定碎石的路用性能形成机理进行了分析.室内试验结果表明,粉煤灰按30%等量取代的水泥稳定碎石基层具有良好的路用性能,尤其是具有良好抗裂性能.     

钛石膏-粉煤灰对水泥稳定碎石收缩特性和强度的影响

为改善水泥稳定碎石的早期收缩裂缝问题,以钛石膏-粉煤灰为抗收缩剂,对掺加该材料的水泥石和水泥稳定碎石的收缩特性和强度进行试验研究.首先测定掺加不同配比抗收缩剂水泥石试件的干缩率;然后通过扫描电镜分析不同龄期水泥石试件的微观结构;最后对掺加抗收缩剂的水泥稳定碎石进行收缩特性和强度试验.结果表明:抗收缩剂能够产生膨胀作用抑制水泥石试件的收缩变形,且当钛石膏与粉煤灰比例为1∶1.5时,具有最优的抗收缩效果;抗收缩剂能够显著提高水泥稳定碎石试件的抗裂性能,且随着掺量的增加而增大.     

掺乳化沥青半刚性基层混合料的路用性能研究

本文介绍了在水泥稳定碎石土和水泥粉煤灰稳定碎石土两类常用半刚性基层中加入乳化沥青后的强度和收缩路用性能的变化规律。结果表明：乳化沥青使水泥稳定碎石土和水泥粉煤灰稳定碎石土的强度下降,明显降低了两种混合料的干缩系数和温缩系数,在一定掺量范围内,掺乳化沥青可以减小半刚性基层的收缩开裂,从而使强度满足规范要求。可为半刚性基层路面的防裂作为参考。     

颗粒组成和分布对大掺量粉煤灰水泥性能的影响

中国是粉煤灰资源大国,粉煤灰综合利用率低,在水泥中粉煤灰的掺加量低于40%。研究粉煤灰掺加量大于50%的粉煤灰水泥技术已引起学术界和工程界的密切关注。将粉煤灰直接大量掺入水泥会导致水泥早期强度的降低和凝结时间的延长。本文研究的大掺量粉煤灰水泥,在水泥原材料中加入3%的晶核素,通过晶核诱导作用,使粉煤灰中的硅、铝氧化物迅速生长成稳定的水化矿物相,提高了粉煤灰水泥的早期强度,解决了大掺量粉煤灰水泥早期强度低的问题。粉煤灰的掺加量为50%和60%时,大掺量粉煤灰水泥达到了GB175-2007通用水泥标准的32.5#粉煤灰水泥性能指标要求。在此基础上,通过改变粉磨时间和粉煤灰掺加量,得到若干组不同的粉煤灰水泥试样,采用灰色关联分析研究方法,研究了颗粒组成及分布对大掺量粉煤灰水泥性能的影响。从而进一步研究颗粒级配和水泥性能之间的关系,并通过改变粉煤灰水泥的颗粒级配及组成来达到改善水泥性能的目的。结果表明：对同一配比的粉煤灰水泥,当粉磨时间改变后,影响水泥强度性能的颗粒区间会发生变化;不同配比的粉煤灰水泥,当粉磨时间不同时,其有效作用区间颗粒也有较大的差别,对不同龄期的抗压强度和抗折强度起作用的区间颗粒也不完全相同。     

基于路用性能的最佳配合比灰色关联分析

以优选混合料最佳配合比设计为目的,通过设计集料级配,确定水泥粉煤灰和外加剂的最佳比例,并采用体积设计法对水泥粉煤混合料进行配合比设计;研究了水泥粉煤灰混合料的强度、刚度、抗收缩和抗冲刷性能随水泥粉煤灰比例的变化规律,并采用基于综合路用性能的灰色关联优选最佳配合比。研究结果表明:水泥粉煤灰比例增加时,混合料的力学性能提高,抗冲刷性能和抗收缩性能均降低;混合料的综合路用性能随着水泥粉煤灰比例的增加而降低,加入Na2CO3能提高混合料的综合路用性能,而石灰的加入则使综合路用性能降低;在满足路用性能最低要求值的基础上,可适当降低水泥粉煤灰比例,以提高综合路用性能。     

水泥粉煤灰稳定碎石配合比设计

通过强度、干缩和冲刷试验，研究了水泥粉煤灰稳定碎石混合料的组成结构对混合料强度的影响，水泥质量分数与粉煤灰质量分数的最优比例，水泥质量分数及结合料总质量分数对混合料干缩和冲刷性能的影响。提出了混合料配合比设计方法：首先测试低质量分数水泥7d龄期抗压强度，以确定混合料的最优集料质量分数；接着以后期抗压强度增幅指标（180d／28d）确定水泥质量分数与粉煤灰质量分数的最优比例；最后从抗冲刷和抗干缩性能考虑，前两步选定的配合比水泥质量分数应控制在3％-5％之间，结合料总质量分数不应超过25％。     

水泥粉煤灰稳定碎石强度增长特性

为了评价水泥粉煤灰稳定碎石强度增长特性,通过不同龄期无侧限抗压强度试验和劈裂试验,研究了不同粉煤灰掺量下水泥粉煤灰稳定碎石强度变化情况.结果表明:粉煤灰的掺入,对水泥稳定碎石早期抗压强度和劈裂强度都有影响,掺量越大早期强度越低;掺加粉煤灰对长期强度有利,就提高长期强度而言,粉煤灰最佳掺量约为10%;由于7d抗压强度不足以反映掺粉煤灰的水泥稳定碎石强度特性.建议采用7～90 d强度增长率作为评价其强度潜能,在实际工程中应适当降低其7 d强度要求.     

掺加钢渣的半刚性基层材料性能

为了实现固体废弃物钢渣在半刚性基层材料中的合理利用,首先选用C-B-3型骨架密实型级配进行击实试验,根据7 d无侧限抗压强度结果优选出适宜的水泥掺量和钢渣掺量组合。其次,对优选组合的混合料进行了无侧限抗压强度、间接抗拉强度、抗压回弹模量以及抗收缩和抗冲刷性能测试。最后,分析不同养护龄期下水泥掺量和钢渣掺量对基层材料性能的影响,揭示水泥和钢渣在基层材料中的强度形成机理。研究结果表明:水泥掺量一定时,钢渣基层材料无侧限抗压强度随钢渣掺量的增加呈现先增大后减小的趋势。水泥掺量(质量分数,下同)为5%时,与未掺钢渣基层材料相比,养护7、14、28 d的45%钢渣掺量基层材料抗压强度分别提高6.8%、9.6%、6.0%;65%钢渣掺量基层材料则分别提高11.3%、15.4%、12.1%。5%水泥掺量下,养护28 d的45%和65%钢渣掺量基层混合料较未掺钢渣基层混合料冲刷质量损失率减小0.031%和0.046%;6%水泥掺量下则分别减小0.034%和0.041%。5%水泥掺量下,65%钢渣掺量的混合料较未掺钢渣时干缩系数减小52.4%,温缩系数提高26.9%;6%水泥掺量下则分别减小49.4%和提高31.6%。因此,在合理掺量下,钢渣基层力学性能和抗冲刷性能明显优于普通水泥稳定碎石,钢渣在一定程度上可改善基层材料的抗干燥收缩性能,但却不利于抗温度收缩性能。     

水泥乳化沥青混合料初期强度影响因素及机理

为了探究水泥乳化沥青初期强度影响因素,进行了水分损失试验、掺加材料需水率试验、马歇尔稳定度试验、孔隙率测定试验以及扫描电镜试验。在聚类分析理论基础上,研究了粉煤灰、硅粉、水泥和乳化沥青掺量,以及养护条件、孔隙率、水分损失对混合料初期强度的影响。研究结果表明:随着粉煤灰掺量、硅粉掺量、孔隙率以及水分损失的增加,水泥用量减少,混合料的马歇尔稳定度不断降低。养护条件对混合料初期强度没有显著影响。内部空间结构松散程度和黏结状态是影响混合料初期强度的主要因素,粉煤灰、硅粉、乳化沥青的掺加使微观结构面变得松散,影响混合料的整体强度。养护条件的变化并不能显著改善微观结构面的黏结状态。混合料的初期强度影响因素中,影响程度依次为:水泥掺量孔隙率12 h水分损失硅粉掺量乳化沥青掺量粉煤灰掺量。     

不同类型半刚性基层材料性能的试验与分析

采用石灰粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石及水泥粉煤灰稳定碎石进行干缩试验,对比研究3种半刚性材料的累积干缩量、失水率、累积失水率和干缩系数4个性能指标;对3种半刚性材料进行温缩试验,通过温缩系数对比,分析其温缩特性;通过抗压回弹模量试验和抗弯拉回弹模量试验,对比研究了其力学特性;对3种半刚性材料进行疲劳试验和冲刷试验,对比分析其耐久性。研究结果表明：3种半刚性材料干缩性能的优劣顺序为：石灰粉煤灰稳定碎石、水泥粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石;温缩性能的优劣顺序为：水泥粉煤灰稳定碎石、石灰粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石;抗冲刷性能的优劣顺序为：石灰粉煤灰碎石、水泥粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石;水泥粉煤灰稳定碎石的抗疲劳性能优于水泥稳定碎石。     

粉煤灰水泥土力学特性试验研究

针对上海苏州河区域的软土特点,将粉煤灰和水泥作为固化材料加固饱和软黏土,研究粉煤灰对水泥土力学特性的影响.通过无侧限抗压强度试验,研究了不同粉煤灰掺量、水泥掺量以及不同龄期对水泥土强度和变形特性的影响;通过Matlab数据拟合,提出了水泥粉煤灰固化土的强度预测方法.随着龄期的增长和粉煤灰掺量的增加,固化土的应力应变关系由塑性破坏转变成脆性破坏.当粉煤灰掺量过高时,水泥土中易发生耦合反应,影响固化效果.因此,水泥掺量与粉煤灰掺量比例为1∶1,且粉煤灰最佳掺量为14%~18%.     

碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能研究

为充分利用磷渣和粉煤灰两种工业废渣生产高性能胶凝材料,研究了不同磷渣/粉煤灰配合比的碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能.结果表明:碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的凝结时间正常,在掺量为0~30%(质量分数)范围内,随着粉煤灰掺量的增加,碱-磷渣-粉煤灰的凝结时间略有延长.与普通硅酸盐水泥相比,碱-磷渣胶凝材料的抗压强度较高而抗折强度相对较低;掺加粉煤灰后碱-磷渣胶凝材料的抗压强度降低,但抗折强度提高.碱-磷渣胶凝材料的抗冻性和耐蚀性均优于普通硅酸盐水泥,但其干缩较大,用部分粉煤灰取代磷渣粉可一定程度减小干缩.     

季节性冻融对滞洪区改良路基性能的影响

针对苏北黄泛区粉土路基受季节性冻融的影响,对水泥、石灰、粉煤灰不同组合的12种粉土路基改良填料开展冻融环境下抗压强度、质量损失(抗冲刷能力)的试验研究,分析不同组分下改良土的抗冻性能。结果表明,随着冻融循环次数的增加,粉质土抗压性能及质量完整性逐步衰减,衰减过程具有明显的阶段性。水泥粉煤灰改良土的抗冻效果明显优于水泥石灰组合,水泥石灰改良土在冻融循环后由于材料脆性变强而使得填料更易崩解。在各组分对冻融破损的抑制方面,水泥的胶结作用显著,在水泥质量分数为2%～7%时,可以抑制冻融导致的强度衰减,提升抗冲刷能力; 石灰能一定程度改善填料抗冻性,但由于其自身的膨胀性又对质量损失控制、抗冲刷能力存在不利影响; 而粉煤灰的添加却可以在抑制强度衰减尤其保持质量完整性方面发挥着重要的作用。添加5%水泥及15%粉煤灰的改良组合可使苏北黄泛区季节性冻融环境下粉土路基具有较优异的抗冻性能。     

基于正交试验的再生混凝土配合比优化研究

采用正交试验设计再生混凝土的配合比,当水胶比（W／B ）0．45,再生骨料（RA ）取代量30％,聚羧酸盐高效减水剂（PC）掺量2．5％,粉煤灰（FA）掺量20％时,组成再生混凝土的最优配合比。选用最优配合比,改变再生骨料的原始混凝土强度,表现出原始混凝土强度高,配制的再生混凝土强度也高的结果。当原始混凝土强度达到C50,基本上可以配制出与天然骨料一样的混凝土强度。     

水性环氧树脂改性水泥基材料应用于彩色路面的研究

通过水性环氧树脂改性水泥基彩色砂浆,制备一种力学性能优异且经济的彩色路面铺装材料,并通过抗折强度试验、抗压强度试验、粘结强度试验、抗滑性能试验、色彩耐久性试验研究了复合材料的最佳配合比和路用性能,通过SEM试验分析了水性环氧树脂和粉煤灰对水泥水化产物的影响。研究结果表明：粉煤灰掺量10%,水性环氧树脂掺量10%,改性砂浆力学性能最优;改性砂浆的BPN基本保持在55~80,抗滑性能良好;水性环氧树脂的掺入增加了水泥砂浆的粘结性、耐酸腐蚀性和后期抗折强度,但降低了其抗压强度;适量粉煤灰可以增加水泥砂浆的后期抗折和抗压强度。     

粉煤灰水泥麻屑板工艺

分析了粉为灰水泥麻屑板六个主要工艺因素（亚麻屑与粉煤灰水泥的比率、水分与粉煤灰水泥的比率、水玻璃用量、ＣａＣｌ２用量、粉煤灰在水泥中的掺加量和板子密度）与板子性能之间的关系。结果表明：只要采用合适的工艺条件，用粉煤灰和水泥，以及亚麻屑作原料生产粉煤灰水泥麻屑板是可行的。     

粉煤灰影响再生细骨料混凝土抗压性能的试验研究

通过室内试验,研完了粉煤灰等量取代水泥对再生细骨料混凝土抗压强度及其离散性的影响.试验结果表明:(1)粉煤灰等量取代水泥使得再生细骨料混凝土早期抗压强度降低,但后期抗压会超过或接近不掺粉煤灰的再生细骨料混凝土.(2)随着粉煤灰取代水泥率的增加,再生细骨料混凝土的后期抗压强度是先增大后减小,最佳取代率在15％～20％之间.3)随着粉煤灰取代水泥率的增加,再生细骨料混凝土抗压强度的离散性越大.     

C80高性能泵送混凝土的配制技术

通过对试验结果的分析，讨论了在常规的材料及通用的工艺方法条件下矿渣和粉煤灰对高性能混凝土的影响，阐述了如何利用矿渣掺合料、粉煤灰、减水剂掺量及水胶比的不同，运用常规的材料及通用的工艺方法，在满足混凝土性能要求的前提下，调节早期强度与后期强度增长之间的关系，确定出使混凝土各组分充分发挥效应的最佳组合。在水泥用量仅350kg/m^3的条件下，配制出强度等级C80的高性能泵送混凝土，28d龄期抗压强度接近100MPa，混凝土坍落度达到220mm左右。     

稻壳混凝土配合比设计及对工作性能的影响

以稻壳、粉煤灰、硅灰及水泥等为原料,用全计算配合比法配制稻壳混凝土,试验研究C30稻壳混凝土性能.结果表明:合理的稻壳掺量对混凝土的工作性能有一定的改善作用;适量掺入粉煤灰可以润滑集料颗粒,使混凝土具有更好的黏聚性和可塑性;硅灰和粉煤灰双掺,可以改善稻壳混凝土的黏聚性和保水性,比单掺粉煤灰效果更好.