对比分析了三种不同聚羧酸减水剂对C55钢管自密实混凝土工作性的影响,并将优选出的聚羧酸减水剂与三种保坍剂进行了复配,研究了该复合型外加剂对泵送顶升自密实混凝土施工性能的影响。结果表明:相比PCA-Ⅳ、PCA-Ⅷ,PCA-Ⅰ型聚羧酸减水剂在混凝土低含气量下的工作性最佳;当PCA-Ⅰ与三种不同保坍剂母液复配,且PCA3A∶PCA3B∶PCA3C的质量比为3∶3∶4时,可以实现泵送顶升自密实混凝土4 h以上的平稳施工性能。

依托海太过江通道工程,研究了盾构砂对减水剂吸附行为、水泥砂浆流变性能的影响。结果表明:盾构砂的掺入降低了水泥砂浆的流变性能;与轻度交联的PCE-1相比,盾构砂中粒径≤75μm的细粉颗粒对常规型聚羧酸减水剂(PCE-0)的吸附作用更强;PCE-1具有较好的黏土耐受性和水泥分散能力,对水泥砂浆流动性的改善效果比PCE-0好;掺盾构砂砂浆体系较好地符合Herschel-Bulkley模型,在相同流动性条件下,盾构砂的掺入使减水剂需求量增加,且随着盾构砂掺量的增加,减水剂用量增大,表观黏度及残余黏度均增大,剪切增稠行为更显著。

通过净浆流动度、流变特性、吸附行为对自研发的减水剂进行了评价,优选出了降黏型超支化聚羧酸减水剂(PCE)。结果表明:同掺量时,超支化PCE-2、PCE-3的流动度大于梳状PCE-1;随着时间的延长,PCE-1流动度逐渐降低,而PCE-2和PCE-3的流动度在60 min内不损失,且略有提升;相同剪切速率下PCE-2和PCE-3的剪切应力和黏度均明显低于PCE-1,PCE-1存在剪切变稠现象,尤其是低水灰比(0.2)时剪切变稠现象更明显;PCE-2和PCE-3的吸附量远高于PCE-1,低水灰比(0.2)时PCE-1的吸附量与PCE-2和PCE-3的差距变小,但PCE-1在20 min后吸附量增长缓慢,明显低于PCE-2和PCE-3。降黏型超支化聚羧酸减水剂在实际工程应用中效果较好。

通过人工搭配多种级配参数的砂,分别采用混凝土含气量仪与气泡参数分析系统,研究了砂级配对混凝土气泡参数的影响规律。结果表明,砂的级配参数与混凝土含气量、气泡稳定性、气泡孔径分布及气泡间距系数等气泡参数存在确定的影响规律,依据此规律可通过砂级配调整有效地改善混凝土气泡参数。

以工程常见几类典型水洗劣质砂为研究对象,分别探讨了干涸河床水洗砂、骆马湖砂(含蒙脱土泥质)、页岩及片麻岩水洗机制砂对混凝土的工作性能及力学性能的影响。结果表明,含泥量最低的骆马湖砂对减水剂的需求量最高,混凝土拌合物的流动性损失最大;水洗河砂少量的含泥量对混凝土的泌水及力学性能影响较小;两类水洗机制砂所配制的混凝土泌水率明显高于河砂,且含气量较低;片麻岩机制砂混凝土的抗压强度最低,随着混凝土强度等级的提升其泌水现象有所减轻,但是抗压强度与河砂的差距愈加显著。

研究了两种PCA聚羧酸减水剂对硅质石粉的影响,通过砂浆流动度、吸附行为测试,比较了普通型PCA与抗吸附型PCA-kx之间的性能区别。结果表明:硅质石粉含量超过9%时,砂浆流动度存在较大损失,抗吸附型PCA-kx在水泥颗粒表面具有优先吸附的作用,当硅质石粉含量不超过12%时,具有较好砂浆流动度保持作用。

采用玻璃平板试验、净浆流动度和自密实混凝土工作性等方法对开发的外加剂进行稳定性评价,优选出高稳定性的外加剂,并研究了不同胶材用量、含气量下自密实混凝土的工作性能和力学性能的变化规律,得出最佳配合比。结果表明,玻璃平板试验可以用来评价外加剂的稳定性,从而选出性能最优的高稳定性外加剂;推荐高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土配合比为总胶材510 kg/m^3,用水173 kg/m^3和含气量在(6±1)%时可以同时满足工作性能、力学性能和板面的质量要求。

再生砖砌体骨料混凝土(recycled brick masonry aggregate concrete,RBMAC)存在干燥收缩变形大的问题。本文以粉煤灰质量取代率(0、25%、50%)和再生砖砌体骨料体积取代率(0、50%、100%)为变量,研究粉煤灰对RBMAC收缩性能的影响并预测其规律。结果表明,粉煤灰的掺加是一种可以有效解决RBMAC收缩较大问题的技术途径,掺加50%粉煤灰可使RBMAC干燥收缩降低约40%,甚至比未掺加粉煤灰的天然骨料混凝土相比还减小约8%;氮吸附试验进一步说明,粉煤灰的掺加有效细化了试样的内部孔结构,减小了毛细孔的比例,从而一定程度上抑制了RBMAC的干燥收缩;结合大掺量粉煤灰RBMAC的收缩机理,得出了考虑粉煤灰掺量的RBMAC干燥收缩修正预测公式。

通过总有机碳吸附试验,初步探究影响砂浆流动性的原因,再结合荧光、XRD和SEM,对具代表性的骆马湖砂黏土矿物成分进行分析,并研究其改善措施及开发抗泥剂。结果表明,聚羧酸减水剂主要被骆马湖砂黏土矿物中蒙脱土大量吸附,这类型砂会严重降低聚羧酸减水剂的塑化性能;提高水胶比和减水剂掺量均能明显增加砂浆的流动性;开发出的两款抗泥剂KNJ-1和KNJ-2均能增大砂浆流动性,降低砂浆的流动度经时损失,可全过程发挥作用;同时,KNJ-1+KNJ-2具有良好的协同效果,"隔离与阻止"共同作用下好于单独使用的效果。

采用净浆流动度方法,较为系统地研究了普通低钙灰、高钙灰、粉磨灰、脱硫灰、脱硝灰与萘系、聚羧酸减水剂的适应性,并通过SEM微观形貌、表观吸附及Zeta电位测试,初步分析了不同粉煤灰与外加剂适应性差异的原因。结果显示,粉煤灰对不同外加剂具有明显的选择性和适应性,外加剂掺量与粉煤灰需水量比正相关但无正比例关系;与普通低钙灰相比,脱硝灰具有同等的减水、保塑作用甚至更优,与外加剂适应性良好,粉磨灰、脱硫灰对初始掺量和经时流动性均有显著负效应,与外加剂适应性差;高钙灰与外加剂适应性不佳主要表现为增大经时损失;微观结构特性及未燃碳含量影响粉煤灰对外加剂的吸附和Zeta电位,从而影响不同粉煤灰与外加剂的适应性,高钙灰、脱硝灰具有与普通粉煤灰相似的微观形貌,对外加剂饱和吸附量小,因而适应性良好;粉磨灰、脱硫灰的粗...