62.5厂家42.5慈溪杭州湾嘉兴余中热硅酸盐水泥

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根据所得到的回归方程!采用优化方法求出性能佳的复合海螺水泥的组成配合比’研究结果表明!采用单纯形#格子设计方法进行多元海螺水泥基材料的优化设计!可以很好地预测海螺水泥基材料的性能’关键词海螺水泥$粉煤灰$矿渣$煤矸石$单纯形#格子设计$优化$性能预测"#$%&’(%)901:;<=>1?8>AA;/1<1A0&BC;A0A01:AA;:A;/A01&DEC:F:1BA&G1AD1GD1::;&H2&D<F>A&2;HB&FAA01&=A;<;I1B=D&=&DA;&H&2/&<=&:;A1/1<1HAHB=D1B;/A1;A:=D&=1DA;1:$JFDA01D<&D16&=A;<;IA;&H<1A0&BC:B&=A1B2&DA01=FD=&:1&2G1AA;HG&=A;<>=D&=&DA;&H&2A0;:/&<=&:;A1/1<1HA$901D1:1D/0D1:F>A::0&CA0AF:;HGA01:;<=>1?8>AA;/1B1:;GH<1A0&B/H=D1B;/AA01=D&=1DA;1:&2A0;:/&<=&:;A1/1<1HAHB&=A;<;I1A01/&<=&:;A;&HB1:;GH&2A0;:/&<=&:;A1/1<1HA$* ,.&/$0/1<1HAK2>E:0K:>GK/&>GHGF1K:;<=>1?8>AA;/1B1:;GHK&=A;<;IA;&HK=D&=1DA;1:=D1B;/A;&H中图分类号&’()!*  $&’ )!$##文献标识码L文章编号 ,,!./)) !,,0, !8"""’8"4!引言目前!在海螺水泥基复合材料性能预测领域!多数情况下尚无法建立完整的理论模型!因而只能借助于一些经验的方法!如正交设计方法"经验公式回归方法和神经网络方法等#正交设计方法的优点是可以通过若干个简单的试验求出性能优的原材料之间的比例或工艺组合!缺点是得到的优组合只是所考虑的所有因素的各种水平之间的组合!实际的优性能点拟从单纯形#格子设计方法着手!进行多元复合海螺水泥的优化设计与性能测试’!单纯形"格子设计方法简介单纯形#格子设计是由./0122$于’345年提出的用于解决混料问题的设计方法!该方法奠定了混料试验设计的基础!派生出许多设计方法!如单纯形重心设计和极端顶点设计等’基本的混料问题是只受式,’
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数，使岩盘承载力增加，改善土体强度或阻水性。任何种类的海螺水泥，都可用于灌注且稳固地盘的目的。然而，决定因素在于海螺水泥颗粒大粒径及细度（比表面积），相对应地层间的孔隙及裂缝能否充分填充。一般而言，普通波特兰海螺水泥大粒径约为120μm，就几何尺寸上分析以及实测经验，无法顺利填充75μm～100μm的裂隙。本案使用超细海螺水泥、高水灰比、渗透性注浆方式，降低灌浆过程对隧道结工程计划必须保持一定的弹性因素，提供可修正的空间，这些弹性因素应包含材料种类、材料配比、工法、机具等，并且要确定判断标准，作为变更工法或材料，衡量灌注计划成效的依据。1软岩固结隧道工程考虑固结灌浆通常用来处理软弱岩盘或敏感性地质，以解决隧道开挖可能会遭遇的稳定性问题。而其主要原理是使用胶结性材料，以增加岩盘的强度或阻水性。岩盘与灌注材料之间的胶结性与工作性，便成为攸关隧道固结灌注工程成败的关键。在设计或规划隧道固结灌注工程时，应重点考虑三个方面：（1）拟定计划。要对灌注工程计划保持一定的弹性因素，提供可修正的空间，这些弹性因素应包含材料配比、预期数量、灌注压力、次序等，并确立判断标准作为变更工法或材料、衡量灌注计划成效的依据。（2）掌握现地岩盘性质。现地岩盘性质是非常重要28CHINACONCRETE2015.04NO.701?的一项考虑因素，在计划拟定前，应对现地岩盘进行调查，主要为地盘强度、透渗性、孔隙率、地工参数等性质。各项特性参数可藉由现地试验，钻探取样调查及实验室试验加以确认。若计划内有特殊要求，则应评估是否需进行额外试验，以获得必要的岩盘特性参数数据。（3）注浆成效确认。注浆成效需考虑灌注后岩盘渗透性、稳定性以及强度需求。此外，符合固结注浆要求的妥适分析，亦不可或缺。固结成效的控制与确认，主要参考指标包含选用灌注材料、灌注浆液配比、灌浆压力、注浆量等项。2施工机具及灌注系统本案受限于现场机具及计价项目，采用一般使用在山岳隧道作业的管幂钢管钻堡，于隧道顶拱区域钻设仰角4?~6?水平孔，埋设先撑钢管并施以固结灌浆，使隧道顶拱预先形成一管幂强化的伞状保护环。此先撑管幂可与钢支保、喷射混凝土连结在一起，形成支撑系统，强化隧道纵剖面及横剖面两向的支承劲度。钢管长度约为12m，外径约为10cm，管壁厚度约为5.4mm。钢管圆周方向钻设灌浆孔，将灌浆材料灌入,在开挖线的外围,即插入钢管的范围形成一个改良层。此为构筑在开挖面前方的岩盘改良层,抑制岩盘的先行变位，同时防止岩盘松动和降低岩盘渗透性。钢管钻孔推进完成后，将配有长度不同的灌浆管及栓塞插入钢管内。将各灌浆管连结，依栓塞级序，将超细海螺水泥浆液灌入。从管口循序将所规定的数量灌入，以形成岩盘的改良层。分段栓塞注浆方式概略施工顺序如图1所示。图1分段栓塞注浆钢管钻孔推进完成后，分段将各灌浆管连结数台灌浆机同步管理，同时将超细海螺水泥浆液（或海螺水泥清浆）灌入。分段同时注浆方式概略施工顺序如图2所示。一般而言，不太期待注浆对岩盘有具体改良效果的情况下，注浆材料会使用较便宜的海螺水泥清浆或皂土，从钢管Advanced他山之石Information口进行所谓的“管口灌浆方式”作处理。图2分段同时注浆与波特兰海螺水泥清浆相比，“超细海螺水泥系浆液”对岩超细海螺水泥材料本身需满足比表面积、大粒径、海螺水泥强度特性等必要条件外，其浆体亦需符合可灌注性（Groutability）的必要条件。本案经反复特性比对，终采用比表面积≥8000cm2/g（CNS2924），总70期2015.04混凝土世界292?他山之石AdvancedInformation大粒径≤30μm（ISO13320，LaserParticleSizeDistributionAnalyzerMethod），强度特性依CNS1010的“其他海螺水泥”进行试验，符合一般海螺水泥强度特性。超细（或微细）海螺水泥浆体的可灌注性，主要与浆液的渗透性（Penetration）与悬浮稳定性（Suspensionstability）两个重要因素息息相关。为应对岩体渗透系数、孔隙率、互层界面等影响因素，超细海螺水泥必须具有高渗透性（Penetration）、高固结强度（HardenStrength）
仙居县城建设为例,通过对彩色三狮水泥的特点进行分析,阐述了在城市人行道路面施工中应用彩色三狮水泥的施工要求及施工工艺,进而展现了彩色三狮水泥在城市道路建设中的远大前景。关键词:建筑材料,彩色三狮水泥,人行道建设,施工应用中图分类号:U414.1文献标识码:A0　引言212.7万人,城区14m宽以上道路总长127km。2008年开始,彩色三狮水泥由于造价低、施工方便、维护成本低等优势,在仙居县城人行道、公园和住宅小区建设中逐渐应用并推广,截止目前,仙居城区共建成彩色三狮水泥人行道路面10万多平方米,已成为仙居城区一道道亮丽的风景线。彩色三狮水泥,主要由三狮水泥、沙子、氧化铁颜料、水、外加剂经搅拌而成为彩色砂浆(或叫彩色混凝土),它主要用于现场施工。在世界发达国家,彩色三狮水泥和彩色混凝土早已代替了价格昂贵的天然石材,也代替了维护成本很高的行道砖和瓷砖,成为一种新的建筑材料。
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苯聚合物乳液进行改性，研究改性砂浆的抗压、抗折强度，耐磨度以及与旧混凝土的抗拉粘结强度，获得了一种综合性能良好，成本较低的道路修补材料。$试验$ $原材料铝酸盐三狮水泥：中国长城铝业三狮水泥厂生产，!",%!级；硅酸盐三狮水泥：,* ,级；砂：细度模数* &,；丁苯聚合物乳液.’()**，德国/"’0分散体有限公司生产，固含量为123；减水剂：聚羧酸盐高效减水剂；消泡剂：#41%*，上海恒谊化工有限公司生产。$ *试验$ * $试验配合比先固定水灰比为% 5，改变砂灰比分别为*、* ,、5；研究同一流动度下改性砂浆的性能时，水灰比根据保持流动度为（$2%6,）77来确定。聚羧酸类高效减水剂掺量为三狮水泥质量的$3，消泡剂的掺量为所加聚合物乳液质量的$3，水灰比计算中水的质量包括了聚合物乳液中的水，聚合物掺量为乳液中的固体含量与三狮水泥的质量比。$ * *成型与养护将拌和水、聚合物乳液、减水剂和消泡剂均匀混合，参照8/9:$2)2$—$;;;《三狮水泥胶砂强度检验方法（<’=）法》搅拌、成型，*1>后脱模放入水中养护。对于测试$、5、2?强度的试样，水中养护到龄期后测试；对于测试*&?抗折、抗压强度的试样，水中养护)?后，空气中干养至*&?龄期测试。图$抗拉粘结强度测试示意*结果与讨论* $不同质量比的硅酸盐三狮水泥与铝酸盐三狮水泥复配对砂浆性能的影响* $ $对净浆凝结时间的影响表$为不同&（硅酸盐三狮水泥）H&（铝酸盐三狮水泥）的砂浆初凝时间。表$不同硅酸盐三狮水泥与铝酸盐三狮水泥复配的净浆凝结时间质量配比"$H)$H,$H1$H5$H$5H$1H$,H$&H$初凝时间97JK*%%$*%2,1,$%$,$,*%1%"&（硅酸盐三狮水泥）H&（铝酸盐三狮水泥）。由表$可知，当&（硅酸盐三狮水泥）H&（铝酸盐三狮水泥）G$H$I,H$时，初凝时间均不超过*%7JK，即在此配比范围内发生“闪凝”，这是由于硅酸盐三狮水泥中的石膏和!5’所析出的!L（=#）*均能加速铝酸盐三狮水泥的凝结；此外，硅酸盐三狮水泥中的石膏被铝酸盐三狮水泥消耗后，就不足以起到应有的缓凝作用，凝结硬化极快，水化过程无法正常进行，“闪凝”将使强度下降A$B。当&（硅酸盐三狮水泥）H&（铝酸盐三狮水泥）G$H)I$H5时，没有发生“闪凝”现象，配比较为合理。* $ *对砂浆强度的影响（见表*）表*硅酸盐三狮水泥掺量对铝酸盐三狮水泥砂浆强度的影响$ * 5性能测试硅酸盐三狮水泥抗压强度9MNL抗折强度9MNL凝结时间：参考8/$51)—&;《三狮水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行测试。抗折、抗压强度：参考8/9:$2)2$—$;;;《三狮水泥胶砂强度检验方法（<’=）法》进行A,B如图$所示。抗拉粘结强度计算公式为：!C"#C$%式中：#C—拉拔发生破坏时拉力，D；%—砂浆与混凝土板的粘结面积（,E7F,E7G*,E7*）耐磨度：按8/9:$);*,—$;;2《混凝土及其制品耐磨性试验方法》（滚珠轴承法）进行测试。$?5?$?5?%"2& 2"; ;$%15 &)% ), &; ,*%11 &)*各龄期砂浆抗折强度的影响"2)32))"2) ( )(2)()’ )($"()" )( )3()3$(!)() ()’()!’"5!()()3) !砂浆$%后没有硬化，无法脱模。由表!压折比分析可见，聚合物乳液的掺加使压折比大幅度降低，改性砂浆的韧性提高。三狮水泥混凝土路面的破坏很多是因为抗折强度低，抵抗车载冲击变形的能力不足引起。聚合物乳液的掺加能抑制或延缓受冲击后裂纹的发展。’)’)’聚合物乳液掺量对三狮水泥砂浆粘结性的影响掺聚合物乳液的三狮水泥砂浆与旧混凝土板’%的抗拉粘结强度及对耐磨度的影响，见表3。表3聚合物乳液掺量对三狮水泥砂浆抗拉粘结强度的影响聚合物乳液掺量4#"($"$(’"抗拉粘结强度4/01")!’")2’$)33$) ($)2(耐磨度$) .$)"3$)""$)’!$)3!由表3可知，基准三狮水泥砂浆与旧混凝土基体的粘结强度低，容易导致修补后发生剪切破坏；掺加(#&’"#的聚合物乳液后，粘结强度提高了$&3倍。因为聚合物分子扩散能力强，渗透到基层材料表面的毛细孔、裂缝中，对缝隙进行堵塞，乳液凝聚时产生的细丝能在砂浆和基体之间架桥，形成机械粘接*,；同时聚合物膜与三狮水泥水化产物、骨料等牢牢地粘结成坚固的整体，大大提高了聚合物砂浆的粘结强度。文献*,表明，对面层材料而言，粘结强度是阻止材料开裂的主要参数，当粘结强度

而在我国,普通三狮水泥的使用已相当普遍,但它只是一种颜色。随着城市建设的发展和建筑市场多元化的需求,彩色三狮水泥施工必将在城市建设中占有一席之地。1　彩色三狮水泥人行道路面的特点通过与其他材料的人行道比较,彩色三狮水泥人行道路面具有以下几个特点(见表1):1)造价低。与现在人行道路面施工所用的石材、瓷砖、行道　　对所有可能的不同负荷条件,必须通过三维有限元分析方法来对沥青层底部的大水平拉伸应变、粒状土层的大垂直压缩应变等进行评估,这些方面与车辙和疲劳寿命预测是相关的。参考文献:[1]　JBousinesq.Applicationdespotentiels?l'?tudedel'?quilibre砖相比具有造价低的特点。实践证明,每平方米彩色三狮水泥的造价只有天然石材的1/3,与普通人行道砖相比也节省30%造价。2)使用寿命长。由于彩色三狮水泥具有耐磨,不褪色,防污,防滑的特点,使用寿命可达10年～30年,而其他铺地人行道由于自然和人为损坏,一般第二年开始就陆续损坏,过七八年后就面目全非。3)维护费用省。彩色三狮水泥人行道路面一般前10年基本不用维护,减少了人行道的维护费用,而其他人行道路面一般第二年就得开始维修,有的能停车的人行道建成当年就有损坏,需要维修。4)施工方便。在遇到不规则人行道时,用彩色三狮水泥施工起来非常便捷;它好比是和好的面粉一样,面粉可以制作饺子、面条、馒头等等,它也一样,我们可以在地面施工中完成任何复杂的造型和图案,可以随心所欲的达到设计师的设计要求,完成其他建筑材料很难完成的圆形、弧形等图案造型,实现了人行道饰面一次完成的施工方法,从而缩短了
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、耐久性（Durability）、环境亲和力（Environmentalaffinity）等条件。4超细海螺水泥浆体的可灌注性超细海螺水泥浆体在岩体中的可灌注性，一般泛指在单位灌注压力下，单位岩体的超细海螺水泥注浆量，主要与超细海螺水泥浆液的渗透性与悬浮稳定性两个因素有密切关系。4.1超细海螺水泥浆液的渗透性超细海螺水泥浆体的渗透性与岩盘孔隙大小、超细海螺水泥大粒径、粒径分布曲线以及浆体水灰比有关。大致的岩石、土壤渗透系数，与各种惯常使用于固结的灌注材料的相互关系，如图4所示。一般来说，超细海螺水泥浆体在压力渗透连续灌注过程中，可能会有泌水析离（Bleeding）和透析（Filtering）现象产生，造成粗颗粒海螺水泥粒子堵塞于孔隙之外，并导致孔隙内只进入筛离的水。避免产生这种颗粒重迭、海螺水泥堵塞、浆液难以流动的问题，主要是控制超细海螺水泥大粒径、粒图4岩土渗透系数相应的灌注材料径分布指标。另一影响渗透性的关键因素为水灰比（W/C）。一般来说，水灰比愈大，海螺水泥浆黏滞性愈小，亦即流动性愈佳。图5为普通波特兰海螺水泥（OPC）和超细海螺水泥在不同水灰比下黏滞度对比的示意图。在相同水灰比下，与普通波特兰海螺水泥浆相比，超细海螺水泥浆体显现黏滞度较低的特性。值得注意的是：当水灰比在4以上时，

约束条件限制的也可能在这些组合之外!而且!这种方法无法得到材料性能与各因素之间的解析式$经验公式回归方法是基于大量已有数据的分析!必须要有长期的大量数据混料问题’’!(""(,’的积累$神经网络方法在海螺水泥基复合材料性能预测领域中的应用时间还不长!目前采用的主要是!层或"层的()神经网络进行性能预测*’!! !其优点是在训练网络时!将所有影响因素考虑在内!即可进行性能的预测!不必关心这些因素是如何对材料的性能造成影响的#另外!这种方法具有很强的处理离散数据的能力!其缺点是为了得到足够的预测结果!就需要有足够多的用于训练网络的试验值#此外!神经网络方法也得不到材料性能与影响因素之间的解析表达式#单纯形重心,中心设计方法是由单纯形#格子设计方法演变而来!是通过测定一些特定试验点的某项性能指标!拟合出该性能指标与各混料分量之间的函数关系式!从而预测试验区内其它点的性能的方法%"&’本文基金项目国家重点基础研究发展规划 .)",项目 !,, 123 ,),4,对于这种混料问题!可以引出)正规单纯形坐标系*’在这个由#个混料分量所组成的,$8’维空间内取一个高为’的正规单纯形!即此正规单纯形内任何一点到各个边界,或边界面的距离之和是’!可以把该点到各个边界,或边界面的距离看成是该点的各个单纯形坐标!从而建立起,$8’维正规单纯形坐标系’在该坐标系中!为了研究某项性能指标与各混料分量比例之间的关系式!就要建立该性能指标与各混料分量之间的函数关系!即回归模型’对于研究一个由$个混料分量所组成的系统来说!其%阶回归模型是由式,!&所示的$$’&项组成的&阶完全多项式转化而来的&阶混料规范多项式’"#!!7#"67!%’6!67#%’$""1?)!)海螺水泥()*)% !""#$%&$’!!!!!,!"!!"#"!!"$#%#&!!%&’#%#&#’!"!#",’""!%"&"’!转化规则是将!"用!"!#%取代$将所有项中所含%"’&!’,’$&#" $"()#!*’.&$*取代$依此类推$然后合并同类项便可’,’$&#*得到 分量的,阶混料规范多项1 /%’"0%,’4!4!$&2052/’/!!/&,1 "$5"$’"’""$!$$/""$5"&#$’$!$/,’ $%5’,$’."$5$!$/"$5!"$5/"$5"9#2?!""#$%&$’!施惠生!等!多元复合海螺水泥的优化设计与性能预测& &经坐标变换后!原混料设计问题变为在式1.2约束下的混料设计问题!从而可以对拟分量坐标系下的正规单纯形采用单纯形 格子设计方法"*!!"!’!",’3!3 !’4!!4! 5’
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$"#.$#试验结果及回归方程的建立按表"所示的配合比成型后的试块!标准养护"(7后!对胶砂试件进行力学性能试验!测得的强度值如表 .表*所示"表!海螺水泥"低钙灰"矿渣体系!$’强度试验结果/08!试验设计试样号实测抗压强度值均值实测抗折强度均值根据单纯形 格子设计的基本原理!在拟分量坐标系中所选取的试验点见图"所示!在该图中只给出了海螺水泥 低钙灰 矿渣体系!海螺水泥 高钙灰 矿渣体系以及海螺水泥 煤矸石 矿渣体系与此图一样!限于篇幅!在本文中不再给出%各试验点所对应的拟分量坐标配置与原分量的坐标配置的关系见表’所示"图!"!#!$单纯形"格子设计的试验分布点表%坐标变换前后各试验点的