复掺矿物掺合料混凝土性能试验研究

为研究矿物掺合料种类和掺量对混凝土强度和耐久性的影响规律,配制了基准混凝土、单掺粉煤灰混凝土、单掺粒化高炉矿渣粉混凝土和双掺粉煤灰和粒化高炉矿渣粉的混凝土,进行了不同龄期抗压强度、早期干缩率、抗冻性、电通量、耐磨性等耐久性指标的测试。结果表明:掺矿物掺合料的混凝土早期强度低于不掺矿物掺合料的基准混凝土,但随着矿物掺合料掺量的增大,后期强度呈现出先提高后降低的趋势;双掺粉煤灰和粒化高炉矿渣粉的混凝土后期强度明显高于单掺粉煤灰或者单掺粒化高炉矿渣粉的混凝土。这是因为不同种类矿物掺合料双掺会产生超叠加效应,这种超叠加效应优化了混凝土内部孔隙结构,使得双掺矿物掺合料的混凝土耐久性能得到显著提高。     

养护条件对矿物掺和料混凝土吸水率和电通量的影响

采用粉煤灰和矿渣粉复掺取代50%水泥,研究养护时间、养护湿度以及覆膜养护对混凝土吸水率和电通量的影响。试验结果表明:复掺矿物掺和料混凝土的标准养护时间越短、养护湿度越低、拆模前覆膜养护温度越高,混凝土吸水率越大,抗氯离子渗透性越差。在相同养护条件下,复掺粉煤灰-矿渣粉的混凝土吸水率比单掺煤灰的小,比单掺矿渣粉的大,抗氯离子渗透性能比单掺粉煤灰的好,但是比单掺矿渣粉的差。     

洣水河特大桥C50高强高性能混凝土徐变性能试验研究

为准确获取洣水河特大桥主梁用C50高强高性能混凝土的优化配合比,对单掺粉煤灰、矿渣以及粉煤灰与矿渣复掺后均为20%条件下的C50高强高性能混凝土的徐变性能进行试验研究。研究结果表明:20%矿物掺合料的掺入,均大大抑制了C50高强高性能混凝土徐变的增加,在同水胶比条件下,粉煤灰与矿渣的复掺与单掺粉煤灰或单掺矿渣相比,其抑制C50高强高性能混凝土徐变增加的效果明显,与基准混凝土相比,其抑制效果更显著。粉煤灰与矿渣复掺20%的C50高强高性能混凝土配制技术解决了洣水河特大桥混凝土结构超高泵送、低徐变等技术难题,对类似工程的高强混凝土施工技术具有重要的借鉴作用。也可为相应规范的修订积累原始试验数据。     

!水河特大桥C50高强高性能混凝土徐变性能试验研究

为准确获取！水河特大桥主梁用C50高强高性能混凝土的优化配合比,对单掺粉煤灰、矿渣以及粉煤灰与矿渣复掺后均为20％条件下的C50高强高性能混凝土的徐变性能进行试验研究。研究结果表明：20％矿物掺合料的掺入,均大大抑制了C50高强高性能混凝土徐变的增加,在同水胶比条件下,粉煤灰与矿渣的复掺与单掺粉煤灰或单掺矿渣相比,其抑制C50高强高性能混凝土徐变增加的效果明显,与基准混凝土相比,其抑制效果更显著。粉煤灰与矿渣复掺20％的C50高强高性能混凝土配制技术解决了！水河特大桥混凝土结构超高泵送、低徐变等技术难题,对类似工程的高强混凝土施工技术具有重要的借鉴作用。也可为相应规范的修订积累原始试验数据。     

养护条件对矿物掺合料混凝土碳化性能的影响

基于养护时间、养护湿度以及覆膜养护等养护条件对混凝土碳化性能的影响,采用粉煤灰和矿渣复掺等量取代50%水泥,对混凝土碳化性能进行研究。研究结果表明:复掺矿物掺合料混凝土的标准养护时间越短、养护湿度越低、拆模前覆膜养护温度越高,混凝土的碳化深度越大。在相同养护条件下,复掺粉煤灰-矿渣混凝土的碳化深度比单掺粉煤灰的小,比单掺矿渣的大。     

氯盐环境下铁路混凝土配合比参数的研究

分析氯离子扩散系数作为氯盐环境下混凝土耐久性评价指标的原因及合理性。系统研究水胶比(0.33、0.38、0.45)、矿物掺和料种类(粉煤灰、磨细矿渣粉、偏高岭土、硅灰)、掺量及含气量等配合比参数对混凝土氯离子渗透性能影响规律;探讨氯盐环境下铁路混凝土配制要求;提出氯盐环境下铁路混凝土配合比参数限值。研究表明:氯盐环境下适当加入矿物掺和料是提高混凝土耐久性的关键技术措施;粉煤灰和矿渣适宜掺量分别为30%～50%、40%～60%;适当引气(含气量为4%～6%)能提高混凝土抗氯离子渗透性能;严重氯盐腐蚀环境下,应采用矿物掺和料复掺技术,且宜添加适量硅灰。     

石灰石粉作为混凝土矿物掺合料的研究

石灰石粉是指以CaCO3为主要成分、经机械磨细的粉末状材料,石灰石粉已作为水泥混合材被广泛应用于水泥中,并形成了石灰石水泥的相关标准。本文系统阐述了石灰石粉对混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的影响,分析了不同研究者对石灰石粉混凝土研究结果差异的原因,提出了石灰石粉应与其他矿物掺合料(如矿渣、粉煤灰)复掺的应用技术途径以及混凝土矿物掺合料规模应用过程应注意的问题。     

再生骨料混凝土配合比设计及改性研究

采用正交试验设计方法对再生骨料混凝土（RAC）的配合比进行了试验设计,探讨了水胶比、再生骨料掺量以及超细粉煤灰（UFA）掺量等因素对再生骨料混凝土强度的影响规律;采用多元回归分析方法,建立了再生骨料混凝土强度与胶水比、再生骨料掺量及UFA掺量的经验公式。在此基础上,研究了粉煤灰单掺、粉煤灰与矿渣双掺时再生骨料混凝土强度和弹性模量的影响,对再生骨料混凝土抗压强度与抗折强度、劈拉强度的相关关系进行了回归分析。     

矿物掺合料对高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响

采用ASTM C1202推荐的快速试验方法——直流电量法,研究了水灰比以及粉煤灰和硅粉两种矿物掺合料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明：水灰比降低,虽然可以降低混凝土6h库仑电量,但并不能有效地提高混凝土抵抗氯离子渗透能力,只有掺入矿物掺合料才能有效解决这一问题。单掺粉煤灰可以降低氯离子在混凝土中的渗透性,且随着粉煤灰掺量的增加,混凝土渗透性降低;粉煤灰的细度对混凝土28d龄期前的渗透性有较大的影响,而对后期的影响较小。单掺硅灰显著降低混凝土6h库仑电量,而且硅灰与粉煤灰复合双掺可进一步改善混凝土的抗氯离子渗透性。综合考虑,少量的硅灰与粉煤灰复合双掺是配制具有极低氯离子扩散渗透性混凝土的重要技术途径。矿物掺合料改善混凝土抗氯离子渗透性的机理主要是其在混凝土中的密实填充效应和火山灰效应。     

掺矿渣/粉煤灰混凝土的低周疲劳性能

测试了水胶比为0.35,矿渣掺量为30%,50%和80%及粉煤灰掺量为30%和50%的混凝土在应力水平S≥0.80时的抗弯疲劳寿命,分别采用热分析法和压汞法测试了胶凝材料组成、水胶比与相应混凝土配合比相同的硬化浆体的非蒸发水量和孔隙率。测试结果显示:在应力水平S≥0.85时,混凝土的疲劳寿命随强度的提高而提高;在水胶比相同的情况下,非蒸发量随矿物掺合料掺量而变化,从而使基体孔隙率产生变化,影响混凝土强度和低周疲劳性能。基体孔隙率的降低,提高了基体密实性和基体抑制裂缝扩展的能力,从而提高了混凝土低周疲劳性能。     

基于响应面法的高强混凝土配比试验研究

为研究减水剂及矿物掺合料对高强混凝土强度的影响，将不同掺量的减水剂、硅灰及矿渣加入高强混凝土替代水泥，分析试件7 d及28 d强度变化，并基于响应面法建立了相应的响应面回归模型，最终得出了高强混凝土的合理配比。结果表明：7 d抗压强度随减水剂及硅灰掺量的增加先增大后减小，随矿渣掺量的增加逐渐减小；28 d抗压强度随硅灰及矿渣掺量的增加先增大后减小。高强混凝土的破坏形式以X状共轭剪切破坏为主。矿渣掺量是影响高强混凝土7 d抗压强度的最大因素，28 d抗压强度的影响程度顺序为：硅灰>矿渣>减水剂。高强混凝土中减水剂、硅灰及矿渣的合理添加比例分别为0.81%、10.81%、17.97%。     

Ⅱ级粉煤灰掺量对混凝土放热性能和抗压强度影响的试验研究

通过室内试验研究C30和C60两种混凝土的热峰时间、温峰时间、热峰值和最大温升随Ⅱ级粉煤灰掺量的变化规律。结果表明:两种混凝土的温峰时间均随粉煤灰掺量增加而呈延迟趋势,最大温升均随粉煤灰掺量增加而呈降低趋势,粉煤灰对C30混凝土的温升降低效应要强于C60;粉煤灰掺量对混凝土的抗压强度尤其是早期强度有较大影响,在粉煤灰掺量40%时,混凝土的后期强度降低较小。此外,从理论上探讨了Ⅱ级粉煤灰对混凝土放热性能及强度的影响机理。     

活性掺合料对再生混凝土耐久性影响

由于再生集料本身具有一些天然缺陷,导致再生集料配制的混凝土综合性能较同级配普通混凝土差,而矿渣、粉煤灰等活性掺合料可以改善混凝土的物理力学性能和耐久性能.本课题采用再生粗集料以不同比例取代天然集料的同时,用矿渣、粉煤灰等活性掺合料等量取代水泥,研究掺活性掺合料再生混凝土的力学性能和耐久性能.实验结果表明,随再生集料用量增加,混凝土的物理力学性能和耐久性能有所下降,但掺加一定量的活性掺合料可以明显改善再生混凝土的耐久性能.采用合适掺量的矿渣可以配制出坍落度为180 mm,28 d强度达50 MPa以上,各种耐久性能指标均达到基准混凝土技术指标的再生集料混凝土.     

矿物掺合料对道路混凝土耐磨性的影响及机理

测试了粉煤灰和矿渣单掺及双掺混凝土在不同龄期时的磨耗,测试结果表明:掺30%粉煤灰混凝土3 d龄期时的磨耗较不掺粉煤灰的混凝土增加,但能够提高混凝土后期的耐磨性能;无论是在早期还是后期,矿渣的使用均使混凝土的磨耗增大;粉煤灰与矿渣双掺的情况下也能使混凝土的后期耐磨性得以改善;粉煤灰中存在大量的高强高弹玻璃微珠及在后期活性效应的发挥从而使混凝土的耐磨性能得到提高。单掺矿渣由于其颗粒强度低、耐磨性能差,混凝土的耐磨性能下降。     

不同养护方式的混凝土强度发展规律探讨

在标准养护、沸煮养护和烘制养护3种养护方式下,分别加入粉煤灰和矿渣粉,分析混凝土强度发展规律,从而判断混凝土达到标准养护28 d 强度时的最佳沸煮或烘制养护时间。结果表明：标准养护时,掺粉煤灰混凝土的后期强度增长最大,其次是掺矿渣粉的混凝土,再次是基准混凝土;标准养护3d后,沸煮养护48 h或烘制养护16～24 h与标准养护28 d 强度接近;标准养护7 d 后,沸煮或烘制养护24 h强度超过标准养护28 d强度;沸煮或烘制养护能快速激发水泥、粉煤灰和矿渣粉的潜在活性,使混凝土快速达到标准养护28 d强度;为达到标准养护28 d强度,随着粉煤灰、矿渣粉掺量的增加,所需沸煮或烘制时间减少;烘制养护混凝土的强度略高于沸煮养护混凝土。     

高性能混凝土轨枕应用试验研究

在混凝土中掺加Ⅰ级粉煤灰、磨细水淬矿渣粉及复合型高性能混凝土外加剂,配制轨枕用C60混凝土,可在保证轨枕静载、疲劳等力学性能不降低的前提下,提高混凝土的工作性及长期与耐久性能,同时可明显改善轨枕的抗裂性和疲劳稳定性能,从而大幅度地提高混凝土轨枕的使用寿命。     

矿物掺合料对箱梁混凝土长期变形性能的影响研究

试验研究了矿物掺合料对箱梁混凝土长期变形性能的影响。结果显示:粉煤灰或矿粉掺入后,均降低了箱梁混凝土的自收缩及干燥收缩,且一定程度上抑制了箱梁混凝土的徐变变形,但在抑制徐变变形方面,矿粉掺量存在一临界值。复合掺合料的"超叠加"效用在改善混凝土徐变性能方面较为显著,在同等掺量的情况下,较单掺粉煤灰或单掺矿粉效果更佳。     

双掺高性能混凝土配合比试验研究

双掺粉煤灰和磨细矿粉可以改善混凝土耐久性能,对比研究了不同粉煤灰与磨细矿粉掺量混凝土的工作性、抗压强度及耐久性能的影响.试验结果表明,随着粉煤灰和矿粉总掺量的增大,混凝土的早期抗压强度降低,抗碳化能力下降,但混凝土抗氯离子侵蚀的能力差异不大;总掺量相同时,矿粉相对于粉煤灰的掺量越高,混凝土的抗压强度越高,抵抗氯离子的能力越强,但对碳化的影响规律不显著,粉煤灰与矿粉双掺混凝土存在一个最佳掺量.     

碱激发矿渣粉煤灰透水混凝土性能研究

以磨细矿渣(SL)和粉煤灰(FA)为原料、钠水玻璃为碱激发剂,石灰石碎石为粗骨料,制备碱激发矿渣粉煤灰透水混凝土(AASFPC)。研究浆体层厚度与液固比对AASFPC抗压强度、有效孔隙率及透水系数的影响,并对比AASFPC与普通透水水泥混凝土(OPC)的力学、透水及耐酸雨侵蚀性能。研究结果表明:液固比为0.45,包裹骨料的浆体层厚度为0.40～0.50 mm时,随浆体层厚度增加,AASFPC的抗压强度增大,有效孔隙率和透水系数减小;当包裹骨料的浆体层厚度为0.50 mm,液固比在0.45～0.55时,随液固比增加,AASFPC的抗压强度减小,有效孔隙率和透水系数稍有增大;包裹骨料的浆体层厚度对AASFPC性能的影响力要显著于液固比,可将其作为AASFPC配合比设计重要指标参数;浆体层厚度相同时,AASFPC的力学性能和耐酸雨性能均优于硅酸盐水泥配制的透水混凝土(OPC),透水性能略低于OPC但仍满足规范要求,碱激发矿渣-粉煤灰胶凝材料可用于制备高性能绿色透水混凝土。     

不同掺量的粉煤灰对泡沫混凝土性能的影响

研究了不同掺量粉煤灰对泡沫混凝土性能的影响,实验结果表明:在相同容重下,泡沫混凝土28 d抗压强度随着粉煤灰掺量的增加是呈上升趋势,粉煤灰掺量为30%时抗压强度最高,而且在设计容重越大的情况下强度受水灰比影响越小。而吸水率是随着粉煤灰掺量的增加而整体趋于下降,并且在设计容重为600 kg/m3,水胶比为0.42时,粉煤灰掺量为30%时,泡沫混凝土的吸水率最低。导热系数在粉煤灰掺量较小时,影响较小;当掺量为30%时,导热系数最小,仅为0.55 W/(m·K)。