不同种类纤维对海工混凝土性能影响对比研究

为解决海工混凝土因抗裂性能差引起的耐久性问题,研究了3种纤维在不同掺量下对海工混凝土抗压性能和抗裂性能的影响,并采用RCM法对不同纤维掺量下海工耐久混凝土抗氯离子渗透性能进行评定.试验结果表明：掺入不同纤维均能增加海工混凝土的抗压强度和劈裂强度;不同纤维掺量下海工混凝土电通量和氯离子扩散系数均有所降低,且随着纤维掺量的增加,降低幅度逐渐增大;对比3种不同纤维掺量下的海工混凝土的性能可以看出,掺入1.5 kg/m3高强高模量聚乙烯纤维效果最佳,性能最为优异.     

矿物掺合料对水泥混凝土抗盐冻性能的影响

为解决寒冷气候条件下水泥混凝土受海水或除冰盐冻融破坏问题,以28 d龄期混凝土试件、质量浓度为3%氯化钠溶液、循环温度-20~20℃为试验条件,以单位面积剥落物质量为评价标准,对掺加不同矿物掺合料的水泥混凝土进行抗盐冻性能试验。试验结果表明:随着胶凝材料中硅灰质量分数的增加,水泥混凝土的抗盐冻性能逐渐增长,当胶凝材料中硅灰的质量分数大于11%后,水泥混凝土抗盐冻性能增长变缓;粉煤灰和矿粉的掺加对水泥混凝土抗盐冻性能有一定的降低作用,当胶凝材料中粉煤灰的质量分数大于20%,胶凝材料中矿粉的质量分数大于15%,水泥混凝土抗盐冻性能下降变缓。     

硫酸镁溶液对应力作用下混凝土抗冻性的影响

制备了掺加20%粉煤灰的高强混凝土(HSC)、复合掺加40%粉煤灰、10%矿渣和5%硅灰的大掺量矿物掺合料混凝土(HVMAC)和综合运用引气剂、高效减水剂、大掺量矿物掺合料、混杂纤维和膨胀剂技术的高耐久性混凝土(HDC),采用快冻法测定了混凝土在水和5%MgSO4(质量分数)溶液中的抗冻性。在冻融过程中对试件采用三分点加载方式,设定弯拉应力为破坏应力的35%。分析结果表明:与水中冻融条件相比,MgSO4溶液分别使HSC和HDC在应力作用下的抗冻性提高了46倍和70%以上,其抗冻融循环次数分别达到了425次以上和900次以上,但却使HVMAC在应力作用下的抗冻性降低了67%,抗冻融循环次数仅为75次。     

高性能混凝土在氯盐侵蚀和冻融循环作用下的耐久性分析

为研究海洋环境下高性能混凝土桥梁的耐久性，基于混凝土室内快速冻融试验，对高性能混凝土进行氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下的耐久性试验，分析混凝土在不同水胶比、粉煤灰掺量和含气量时的质量损失率和相对动弹性模量；并根据试验分析结果建立氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下的高性能混凝土质量预测衰减模型.结果表明：水胶比对高性能混凝土的抗盐冻性能影响显著，混凝土抗盐冻性能随着水胶比增大而降低，建议水胶比不宜大于0.45；粉煤灰的加入会降低混凝土的抗盐冻性能，掺量较高时其抗盐冻性能难以达到满足要求，粉煤灰掺量不宜高于30%；随着含气量增加，混凝土抗盐冻性能呈现先提升后降低的变化规律，建议有考虑抗盐冻要求的混凝土其含气量在4.5%～5.5%内选取.     

混凝土受除冰盐侵蚀破坏机理及防治措施研究

除冰盐侵蚀破坏是受冻地区使用除冰盐环境中,混凝土最常出现的破坏形式。论述了混凝土受除冰盐侵蚀破坏的特征、破坏的物理及化学机理和混凝土盐冻破坏的主要控制因素。总结分析了掺引气剂和降低水灰比对混凝土的抗盐冻侵蚀性能的改善;不同的掺合料硅灰、粉煤灰、矿渣、石灰石对混凝土抗盐冻性能的影响;钢纤维与引气剂复合掺入混凝土是充分发挥了钢纤维与引气剂两者复合效应,增强了混凝土抗除冰盐的侵蚀能力,钢纤维与硅粉混合也是改善混凝土受冻剥蚀的有效措施。     

纳米材料对混凝土抗盐冻性能的影响

本文通过在混凝土中添加纳米SiO_2及CaCO_3来研究混凝土抗盐冻性能的影响。结果表明:当纳米SiO_2掺量为1%时,其抗压强度提高,第300次盐冻循环时,其相对动弹性模量是基准混凝土的103.33%,质量损失是基准混凝土的47.03%,抗氯离子渗透深度是基准混凝土的71.43%。总体来看,掺入纳米SiO_2对混凝土抗盐冻性能的提高优于掺入纳米CaCO_3。     

复掺技术对混凝土抗硫酸盐干湿循环性能的影响

通过试验研究了多元矿物掺合料、引气剂及聚丙烯纤维复掺混凝土在静止溶液和流动循环溶液两种浸蚀条件下的抗硫酸盐干湿循环性能。结果表明:多元矿物掺合料、引气剂、聚丙烯纤维复掺有利于改善混凝土的抗硫酸盐干湿循环性能;混凝土聚丙烯纤维体积掺量小于0.2%、含气量小于6%时,随纤维和引气剂掺量增大,混凝土的抗硫酸盐干湿循环性能增强;降低混凝土的渗透性是改善其抗硫酸盐干湿循环性能的良好途径。     

聚羧酸混凝土耐久性分析

通过比较了掺加聚羧酸高效减水剂的混凝土与普通混凝土以及掺加了萘系减水剂的混凝土的耐久性能,确定聚羧酸高效减水剂有利于提高混凝土耐久性.研究了粉煤灰矿粉复合掺合料对混凝土耐久性的影响,通过对混凝土碳化深度及电通量的实验研究,发现粉煤灰矿粉复合掺合料对混凝土抗氯离子渗透能力和抗碳化性能的影响规律.采用压汞法测试混凝土孔径分布,研究了孔径分布对混凝土强度和耐久性的影响.实验结果表明,掺入了聚羧酸减水剂后,混凝土抗碳化能力及抗氯离子渗透能力均得到增强.掺人掺合料后,混凝土的抗碳化能力降低;但是抗氯离子渗透能力得到增强.孔径大小在10～1000 nm范围的孔对混凝土的耐久性能影响显著.     

粉煤灰对混凝土抗压强度影响分析

当今世界每年消耗的混凝土量不少于45亿m3,对水泥需求量十分巨大,而火电厂产生的固体废料之一的粉煤灰可作为混凝土的活性掺合料,通过向混凝土中掺入10%、20%、30%、40%一级粉煤灰以及掺入10%二级粉煤灰试验研究表明:粉煤灰掺量在30%之内时,其掺量对混凝土立方体抗压强度降低影响不明显;二级粉煤灰由于自身特性,对混凝土强度影响不利,不宜作为高强、抗渗等高性能混凝土的掺合料。     

机制砂混凝土早期开裂及抗水渗透性能影响因素研究

以研究机制砂混凝土耐久性能为基本出发点,进行机制砂混凝土早期开裂及抗水渗透性影响因素试验研究.将机制砂种类、石粉含量、矿物掺合量设为研究变量,通过控制单一变量研究变量变化对机制砂混凝土早期开裂、抗水渗透性能影响程度.试验研究表明:在机制砂混凝土中增大砂类的掺加量,混凝土的抗裂性能显著提高,天然砂混凝土的抗水渗透性强于机制砂混凝土;掺入石粉含量从0.5％增加至3.5％时,随着石粉含量增加,机制砂混凝土的早期抗开裂性能加强,但石粉含量从3.5％增加至7.5％时,机制砂混凝土的早期抗开裂性能反而弱化;同一种类机制砂混凝土,石粉含量越大,其抗渗等级越高;水洗机制砂相对于原状机制砂的抗渗等级明显较低;掺加粉煤灰矿物掺合料降低了混凝土的抗早期开裂性能;掺入矿物掺合料后,机制砂混凝土的抗水渗透等级显著高于未掺矿物掺合料的机制砂混凝土.     

陶粒水泥混凝土经济型配合比研究

为了研究陶粒水泥混凝土经济型配合比,通过初步拟定配合比与性能验证确定了陶粒的掺量,在此基础上通过设计正交试验研究减少水泥用量、增加粉煤灰用量对混凝土性能的影响以确定配合比。结果表明:当陶粒以100 kg/m~3、200 kg/m~3、300 kg/m~3、400 kg/m~3替换细骨料时,抗压强度增幅分别为5%、12%、15%与17%,抗折强度增幅分别为5%、10%、12%与14%,韧性呈下降趋势。水泥用量对试块性能影响最大,陶粒掺量次之,粉煤灰影响最小。随着水泥用量的减少、粉煤灰用量的增加,抗压强度与抗折强度均呈降低趋势,经济型配合比建议在保证性能的基础上适量减少水泥用量、增加粉煤灰用量。     

固体废弃物在混凝土中的应用研究

以破碎的废混凝土作为替代粗骨料,冶炼渣作为替代细骨料,通过试验研究了粗骨料和细骨料在不同替代率的情况下混凝土的性能以及掺合料对混凝土性能的影响.研究表明:随着替代粗骨料替代率的增加混凝土的抗压强度、抗氯离子渗透性能也随之有少量的降低,适当掺量的冶炼渣替代细骨料可以提高混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性,但掺量过大反而使混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性降低.掺合料的加入会提高混凝土的抗压强度、降低氯离子扩散系数,对混凝土的耐久性有明显的改善.     

矿物掺和料对再生混凝土性能影响研究

采用建筑物拆后经破碎处理的再生骨料,部分取代粗骨料制备了再生混凝土,探讨了粉煤灰、矿粉对再生混凝土抗压强度和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,粉煤灰可以改善再生混凝土的强度和渗透性;在矿粉掺量小于20%时,可以提高再生混凝土的抗压强度并改善其抗氯离子渗透性,但超过20%后,随矿粉掺量增多,再生混凝土抗压强度降低且抗氯离子渗透性变差;在相同掺量条件下,粉煤灰和矿粉复掺入再生混凝土时,其抗氯离子渗透性能比单掺时更好,且抗压强度也有所提高。     

复合矿物掺合料在高性能混凝土中的应用

结合对矿渣微粉、粉煤灰、水泥等原材料的物理、化学试验,以及对复合掺合料在不同配比掺量下混凝土的力学、耐久性的试验结果,对矿物掺合料进行了复合效应分析,并提出了复合矿物掺合料在高性能混凝土应用中的注意事项。     

水泥混凝土抗盐冻性能影响因素研究

通过室内试验研究了气孔结构、表面性质以及荷载耦合作用对混凝土抗盐冻性能的影响规律。结果表明:气泡间距系数相比含气量对混凝土抗盐冻性能的影响更敏感;当新拌混凝土含气量>6%、硬化混凝土气泡间距系数<0.18 mm时,气泡结构参数对混凝土抗盐冻性能的影响钝化;表面泌水、抹面操作不当除了会引起混凝土表面水泥石强度降低以外,还可能会导致混凝土表面气泡结构参数劣化,降低混凝土的抗盐冻性能;重复荷载和盐冻循环的耦合作用会加剧混凝土的盐冻破坏,一般的室内盐冻试验可能会高估混凝土实体工程使用过程中的抗盐冻性能。     

混凝土复合掺合料火山灰活性与形貌研究

用锂盐渣、粉煤灰按比例复合作为一种新型的混凝土活性掺合料，对该复合掺合料的试验研究表明：锂盐渣掺量对复合掺合料的火山灰活性影响差别较大；对混凝土7d，28d和60d各龄期强度影响也较大。研究中采用了扫描电镜及X衍射等现代测试技术，并对该复合掺合料火山灰活性及复合掺合料水泥浆体水化初期和后期形貌特征进行了深入研究，得出复合掺合料中锂盐渣存在较佳掺量。     

橡胶粉对混凝土抗冻耐久性的影响

通过室内试验,采用冲击弹性波技术测量混凝土的动弹模,研究了橡胶粉及掺量对混凝土抗冻耐久性的影响.结果表明:与普通混凝土相比,冻融次数较少时,适量掺加橡胶粉,混凝土的质量增加、动弹模降低、相对动弹模增加、抗压强度有所降低,橡胶粉掺量对抗冻性能影响不大;但冻融次数较大时,适量掺加橡胶粉,混凝土的质量损失率减小,动弹模、相对动弹模及抗压强度增加,抗冻性能增强,最佳橡胶粉掺量为15～20 kg/m3.通过扫描电镜试验分析,揭示了掺加橡胶粉提高混凝土抗冻耐久性的微观机理.研究成果可为混凝土抗冻耐久性设计提供理论依据和参考.     

矿物微粉和憎水剂对磷酸镁水泥基材料耐水性影响的试验研究

为了改善磷酸镁水泥基材料的耐水性能,通过掺加矿物微粉和憎水剂对磷酸镁水泥基材料的强度保留率、电通量和膨胀率进行研究。结果表明:掺加了矿物微粉和憎水剂的磷酸镁水泥基材料强度保留率较基准有所增加,矿物微粉掺量为20%时,各龄期强度保留率达到了最大值;在标准养护和水养的条件下,随着矿物微粉掺量的不断增加,磷酸镁水泥基材料的电通量呈逐渐降低趋势;矿物微粉掺量为20%时,28d电通量达到850C和900C;掺加20%矿物微粉和0.3%憎水剂的磷酸镁水泥基材料的膨胀率要高于基准组0.05%。     

纤维丝和网加筋泡沫轻质土力学特性和抗冻性

为分析短纤维丝和纤维网加筋对泡沫轻质土力学性能和抗冻性的影响，开展了一系列的无侧限抗压强度试验、抗折强度试验、动三轴试验和冻融循环试验.试验结果表明：对提高抗压强度而言，设计湿密度为700 kg/m³的泡沫轻质土掺入短纤维丝的最优长度和掺量分别为6 mm和0.4%；采用长度6 mm和掺量0.4%的短纤维丝对设计湿密度在400～1 000 kg/m³的泡沫轻质土进行加筋后，泡沫轻质土抗压强度、抗折强度和动应力阈值得到了显著地提高，最小提高量分别为35.3%、31.4%和53.4%；采用长度6 mm和掺量0.6%的短纤维丝对泡沫轻质土进行加筋后，设计湿密度分别为400、700、1 000 kg/m³的泡沫轻质土抗冻融循环次数分别由5、25、125次提高至10、50次和超过150次，泡沫轻质土抗冻性得到了显著地提高；相对于提高泡沫轻质土抗折强度而言，纤维网0.4%短纤维丝复合加筋的效果最好，单一纤维网加筋方式次之，单一短纤维丝加筋方式最差；短纤维丝、纤维网或两者复合加筋均显著地增加泡沫轻质土的韧性.     

水灰比和粉煤灰掺量对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

为了探究不同水灰比和粉煤灰掺量下混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,通过室内试验研究了水灰比和粉煤灰掺量对混凝土坍落度、抗压强度的影响;水灰比和硫酸盐浓度对水泥砂浆受硫酸盐侵蚀后抗折强度的影响;粉煤灰掺量对水泥砂浆受硫酸盐侵蚀后抗折强度的影响。结果表明：水灰比越大混凝土的坍落度越大,抗压强度越小,砂浆受硫酸盐侵蚀后的抗折强度越小;适当增加粉煤灰掺量,能提高混凝土的坍落度和抗压强度,当粉煤灰掺量为20％时两者达到最大值,而砂浆受硫酸盐侵蚀后的抗折强度随粉煤灰掺量的增大逐渐增大;硫酸盐浓度越高,砂浆的抗折强度越低。