摘要：采用固废掺合料(粉煤灰、矿渣和玻璃粉)进行了活性粉末混凝土(RPC)制备及性能研究,研究了固废种类、掺量和掺入方式对RPC堆积密实度、工作性能、力学性能和微观结构的影响,提出了固废RPC强度模型。结果表明:粉煤灰、矿渣和玻璃粉的替代水泥量分别为15%、10%~15%和20%时,RPC强度更具有优势,工作性能和微观性能更好;固废合理的掺入可使立方体抗压强度最高提高25.8%,而且随着堆积密实度的增大,固废RPC立方体抗压强度先提高后稍有降低;结合鲍罗米公式和密度堆积模型,考虑影响RPC性能的主要因素,提出了固废掺合料RPC配合比的设计方法,为RPC的工程应用提供依据。

摘要：以石粉掺量、粉煤灰掺量、砂级配、体积砂率为自变量,设计四因素四水平正交试验,对砂浆基本需水率、堆积密实度进行了测试。使用极差分析、方差分析法对测试结果进行分析,确定了各因素对砂浆基本需水率、堆积密实度影响程度的大小排序为粉煤灰掺量>砂级配>体积砂率>石粉掺量。采用层次分析法进行了配合比优化,得出了考虑基本需水率、堆积密实度两指标下的最佳配比,即石粉掺量10%+粉煤灰掺量60%+细度模数3.4+体积砂率42%。

摘要：骨料级配是膏体充填设计的关键参数,针对原始煤矸石粒度粗,不能直接用于制备煤矸石膏体充填的问题,采用室内试验与水硬化模拟相结合的方法,开展破碎煤矸石的级配优化设计研究。结果表明:现场取样的煤矸石干密度为1.614 g/cm^(3),比重为2.518,70%以上的颗粒粒径大于1 mm,属于块石、砾石,级配不合理;采用泰波理论对破碎煤矸石级配进行设计,在泰波指数n=0.3~0.7范围内,煤矸石的堆积密实度与n具有抛物线形式的关系;当n=0.35时设计的破碎煤矸石骨料具有最大的堆积密实度2.222g/cm^(3),75µm以下的细颗粒占14.2%,可达到膏体的制备标准;泰波指数与特征粒径还有较明显的线性关系,而与曲率系数cc和不均匀系数cu的关系不显著;利用VCCTL水硬化模拟软件,验证了级配n=0.35的煤矸石膏体28 d水化程度达0.78,且膏体的微观结构更致密,预测的力学性能更高,这与细颗粒的填充、成核等效应有关。从堆积密实度试验和水化模拟2个角度验证了级配优化设计的合理性。研究结果对煤矸石膏体充填的设计与优化提供了重要理论基础和指导意义。

摘要：紧密堆积技术是高性能固井水泥浆体系设计关键技术,对提高固井水泥浆性能具有重要意义,其核心是提高颗粒体系的堆积密实度。为此,选用可压缩堆积模型作为紧密堆积理论模型,确定了模型参数和数值计算方法,编制了堆积密实度计算程序并对计算结果进行了验证;通过计算多元颗粒体系的堆积密实度,对影响颗粒体系堆积密实度的因素进行了分析,并进行了水泥浆设计和性能试验。研究结果表明,适当增加超细颗粒组分、合理优化粒径分布区间、提高颗粒体系的大小颗粒平均粒径比可以有效提高堆积密度,相比三元体系,含有纳米材料的五元体系可达到颗粒体系的最紧密堆积,水泥浆性能更好。利用紧密堆积模型指导油井水泥体系干混配比设计具有可行性。

摘要：充填料浆配合比的选择直接决定了充填体的强度及运行成本。根据两种骨料混合堆积密实度试验,得到废石风砂最优配比。利用Design-Expert软件中的Box-Behnken中心组合试验设计及响应面法(RSM)研究了料浆质量分数、水泥用量和骨料配比对充填体不同龄期内无侧限抗压强度的影响规律,建立了以粗骨料胶结体3,7,28 d强度为响应值的三元二次回归模型,并对该模型的适用性进行了验证。试验结果表明,充填体强度不仅受单一因素影响,而且两因素之间的交互作用对强度影响显著。由模型的响应曲面可知,质量分数与骨料配比的交互作用对充填体早期强度影响显著,水泥用量与骨料配比的交互作用对充填体中期强度影响显著,质量分数与水泥用量的交互作用对充填体后期强度显著。通过回归模型及建立的充填材料成本函数,优选出一组料浆配合比,经现场试验满足生产要求。

摘要：水泥基材料的硬化浆体中含有大量的孔隙 ,其中的有害孔隙直接影响到耐久性 .依据所建立的微粒级配模型 ,采用粉煤灰、硅灰等球形颗粒掺合料及纳米纤维红粉 (NR)掺合料 ,设计球形颗粒紧密堆积体系与纳米纤维增强紧密堆积体系 ,讨论 2种混合体系内部的总孔隙率与有害孔隙率之间的关系 ,确定活性NR粉在水泥基材料中的作用 .研究表明 ,NR粉能够增加体系密实度 ,水泥混合体系硬化后期的总孔隙率与有害孔隙率之间服从对数关系 ,通过微粒级配模型可预知体系有害孔隙率及颗粒级配的合理性 .

摘要：基于可压缩堆积模型,以全孔隙率为设计指标,提出了一种考虑成型过程和集料级配影响的透水混凝土配合比设计方法。该方法首先根据可压缩堆积模型挑选出干堆积密实度较高的级配集料,引入反映成型过程影响的比例因子λ建立了集料在透水混凝土中的堆积密实度与其干堆积密实度之间的关系,进而确定出单位体积透水混凝土的集料用量;然后根据集料用量和水灰比,计算得到透水混凝土的水泥浆体体积和水泥用量。对依据该方法设计的透水混凝土性能验证试验表明,实测全孔隙率与设计全孔隙率非常吻合,达到预设目标;透水混凝土强度随小粒径集料体积分数的变化趋势与集料干堆积密实度的相近,但是并非干堆积密实越高则强度越高,强度还受到集料粒径的影响。

摘要：评述颗粒堆积模型的基本理论、发展及其最新应用.对比分析多种颗粒堆积模型间的差异,指出颗粒堆积模型的主要优点、局限性及其在复合颗粒体系材料领域中的应用范围.分析表明,利用颗粒堆积模型优化计算混凝土的堆积密实度,可以降低复合颗粒体系间的空隙体积,使颗粒系统达到最紧密堆积状态,减少混凝土中胶凝材料的用量,实现低胶凝材料用量绿色混凝土优化设计.

摘要：为实现废石和固结粉胶凝材料在金川矿区充填采矿中的应用,首先开展了不同配比废石—棒磨砂混合骨料粒径级配分析,获得废石与棒磨砂配比为4∶6混合骨料的堆积密实度为0.635和泰波幂指数n为0.591;然后,针对废石含量为10%~50%的混合骨料,分别开展了添加和不添加早强剂的固结粉胶结充填体强度试验。结果表明:充填体强度随着废石含量增加呈现先提高后降低趋势。当废石含量为40%,料浆浓度为79%~81%时,不添加早强剂的固结粉胶结充填体3、7、28 d平均强度分别达到1.23、3.79、5.98 MPa,其早期强度低于矿山设计强度;添加早强剂时,胶结充填体3、7、28 d平均强度分别达到1.55、3.34、6.46 MPa,满足金川矿区下向分层进路胶结充填采矿作业对胶结充填体强度的要求。由此确定,胶砂比1∶5、废石∶棒磨砂4∶6、浓度79%~81%、添加1%早强剂的固结粉胶凝材料混合骨料可在金川矿区推广应用。

摘要：综合阐述了超高性能混凝土的配制技术、力学性能(抗压性能和抗拉性能)、构件受力性能与设计、耐久性。结果表明:为了使超高性能混凝土达高强的目的,须在降低水灰比的基础上提高堆积物的密实度。超高性能混凝土具有较高的抗拉性能;其轴心抗拉强度、劈裂抗拉强度与抗折强度分别多在3~15 MPa、4~40 MPa与10~48 MPa范围内;且抗折强度具有明显的尺寸效应。4倍钢筋直径为试验测定UHPC与高强钢筋之间粘结强度的合理埋长;且粘结强度取决于能够桥接任何由荷载作用产生的裂缝的钢纤维数量。对UHPC梁进行抗弯性能分析时,建议受拉区拉应力取0.25倍RPC抗拉强度,考虑RPC拉应力对正截面抗弯承载力的贡献。随着剪跨比的减小及配箍率、纵筋率、钢纤维体积率等的提高,RPC梁的抗剪承载力不断增大。大偏心受压下,纤维有效抵制了UHPFRC柱的拉伸开裂,使试件产生延性破坏。与普通混凝土相比,超高性能混凝土具有更强的耐久性能。