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。     

石灰石粉混凝土的研究与应用

根据目前国内外对石灰石粉在混凝土中应用的研究成果及现状,详细介绍了石灰石粉的基本特性,系统阐述了石灰石粉对混凝土工作性能、力学性能及长期耐久性能的影响,同时概述了石灰石粉混凝土在国内外的工程应用,最后归纳了石灰石粉在混凝土发挥的优点及应用注意事项,并介绍了石灰石粉混凝土标准化工作的最新进展。     

岩石粉作为矿物掺合料在混凝土中的应用研究进展

随着我国基础设施建设及国家"一带一路"倡议的推进,传统矿物掺合料逐渐匮乏,机制砂副产物岩石粉可作为其很好的补充。通过国内外相关文献、标准的调研,系统总结岩石粉作为矿物掺合料对混凝土性能的影响,以及国内外岩石粉作为矿物掺合料的标准规范情况和知识产权情况,分析当前该领域研究存在的不足,并相应指明未来的研究方向。     

矿物掺合料对高性能混凝土力学和耐久性的影响分析

矿物掺合料作为高性能混凝土的重要组成部分,能改善混凝土的力学和工作性能,提高结构的耐久性。研究不同矿物掺合料对混凝土强度增长、电通量、抗硫酸盐侵蚀性能及水化热的影响,为铁路工程高性能混凝土配合比的设计和优化提供了借鉴和经验。     

减水剂在水泥颗粒表面吸附特性研究

高效减水剂的出现与应用推动了高性能混凝土的发展。简述混凝土减水剂的研究进展;从溶液吸附等温线类型及特点、静电斥力理论、空间位阻效应理论阐述减水剂的作用机理;总结影响减水剂减水率的关键因素:水泥矿物组成、可溶性碱式硫酸盐、分子结构;指出混凝土高效减水剂存在的问题:对化学分子结构与其分散性能的关系认识较为模糊、在矿物掺合料上的吸附特性及对水泥—减水剂两者相容性的影响研究仍是盲区、加强对C_3S、C_2S早期水化及其水化产物结构和形貌的研究。     

高抗冻性(F300)的C50和C60混凝土试验研究

为配合青藏铁路工程应用,配制抗冻性高、强度较高、适合于青藏铁路预应力混凝土梁的高性能混凝土。试验结果表明：掺加引气剂与矿物掺合料如硅粉与粉煤灰,均有利于混凝土达到C50或C60强度等级以及抗300次冻融循环的要求。在采用适宜掺量的外加剂与掺合料的情况下,高性能抗冻混凝土在性能上具有突出特点,即良好的抗冻性并不要求混凝土具有很高的强度。对于0．32水胶比的混凝土,引气剂明显提高混凝土的抗冻性;用活性掺合料等量置换水泥,使混凝土28d强度下降,但4个月后混凝土强度持续增长,达到空白混凝土的强度。新拌混凝土坍落度不宜太小,宜为16～22cm,以利于成型密实,确保抗冻性。MIP(压汞测孔)试验结果表明,引气剂使混凝土内的孔体积增大,并使混凝土内孔分布向大尺寸方向移动,导致平均孔径增大,这可能正是混凝土抗冻性提高的原因之一。     

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。     

C55自密实微膨胀钢管混凝土制备研究

采用绝对体积法,以粗骨料体积、砂的体积分数、矿物掺合料比例为因素,利用L_(16)(4~5)正交组合进行自密实混凝土配比计算,经试拌找到较理想的组合即粗骨料体积0.33、砂体积0.45、矿物掺合料配比30%。从提升配比强度、降低黏度,矿物掺合料影响、膨胀剂对配比收缩率影响角度,对该组合进行优化。经具体试验确定粉煤灰掺量15%,取消矿粉,保持胶凝材料总量不变的情况下增加水泥掺量;掺加5%黏度改性材料调整拌合物性能;研究不同膨胀剂及掺量对混凝土强度及自收缩的影响,确定合适的膨胀剂种类及掺量。最终制备出力学及干缩性能满足规范要求的高强、高流态、微膨胀自密实混凝土。     

-3℃养护条件下矿物掺合料对混凝土性能的影响

研究-3℃和标准养护条件下,矿物掺合料的掺加对混凝土抗压强度、抗氯离子渗透性及孔结构的影响,对比分析矿物掺合料对混凝土性能的影响规律。试验结果表明:在-3℃条件下养护时,各个龄期掺加矿物掺合料的混凝土强度均低于不掺加的,这与标养条件下的强度增长规律不一致;-3℃养护下矿物掺合料的掺加对混凝土抗氯离子渗透性能有一定程度的改善,也可以细化混凝土的孔结构,但改善效果没有在标养条件下的显著。     

矿物掺合料对高岩温条件下衬砌混凝土性能影响

高岩温隧道施工是随着各国高速交通网不断延伸而出现的新的技术问题,这种特殊施工条件会使隧道衬砌混凝土的力学性能和耐久性都受到影响。本文通过实验室内模拟高岩温施工环境,重点研究高岩温养护条件下不同矿物掺合料对混凝土力学性能及耐久性能的影响规律。结果表明:高岩温养护条件下,普通混凝土与掺合料混凝土的抗压强度均呈下降趋势,但下降幅度不同;湿度50%时,随着温度的升高,矿渣粉混凝土的抗压强度下降幅度最大,粉煤灰混凝土的抗压强度下降幅度最小,当温度超过50℃时,粉煤灰混凝土的强度反而高于矿渣粉混凝土;矿渣粉混凝土的强度对于湿度变化最敏感,80℃时,随着湿度的增大,矿渣粉混凝土的强度提高幅度最大;各种混凝土的抗渗性与抗碳化性能基本随养护温度的升高而降低,普通混凝土下降最为明显,粉煤灰混凝土的抗渗性与抗碳化性能受养护温度影响最小。     

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。     

玄武岩石粉用于混凝土掺和料的试验研究

针对西藏地区矿物掺和料紧缺的问题,研究玄武岩石粉细度、掺量对混凝土性能的影响,并采用硅灰复合技术对玄武岩石粉混凝土密实度进行了改性。研究结果表明:比表面积大于600 m^2/kg的玄武岩石粉能改善混凝土的工作性能与力学性能;玄武岩石粉对混凝土后期强度增长效应不及粉煤灰,当玄武岩石粉与粉煤灰复合使用时,粉煤灰掺量不宜小于20%,玄武岩石粉掺量不宜大于10%;采用5%硅灰复合20%玄武岩石粉,可配制出密实度满足要求的混凝土,该方案有利于减少西藏地区混凝土掺和料不足带来的外运需求。     

含不同矿物掺合料混凝土的硫酸盐腐蚀试验研究

混凝土在硫酸盐溶液中的腐蚀会对地下建筑造成严重的破坏。为了提高混凝土在地下水环境中抵抗硫酸盐腐蚀的能力,本文以掺粉煤灰、硅灰和矿粉的三种矿物掺合料混凝土为研究对象,开展了混凝土在15%硫酸钠溶液中的腐蚀研究。采用超声波平测法测得混凝土腐蚀60 d的腐蚀深度;此外,通过对比分析了不同掺合料混凝土腐蚀60 d的抗压强度。试验结果表明:掺10%掺量条件下,硅灰混凝土腐蚀深度最大,粉煤灰混凝土次之,矿粉混凝土最小,即矿粉对混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的提升最有利;未腐蚀前,三种矿物掺合料混凝土的抗压强度从大到小依次为粉煤灰>矿粉>硅灰,腐蚀后,粉煤灰混凝土的抗压强度较腐蚀前有所提高,而掺硅灰和矿粉混凝土的抗压强度变化较小。     

活性或惰性掺和料对复合胶凝材料水化性能的影响

采用等温量热法、X射线衍射(XRD)和化学结合水量测定等方法,研究了含有不同比例的粉煤灰或磨细石英粉的复合胶凝材料在不同养护温度条件下的水化过程,观察了水化产物量和水化程度随水化龄期变化情况。在掺量相同时,矿物掺和料的种类变化不会对复合胶凝材料的初期水化过程有明显影响,其反应过程仍由其中所含硅酸盐水泥控制。活性的粉煤灰可延迟复合胶凝材料的水化反应,而惰性的石英粉则不会。热激发作用可显著促进粉煤灰的火山灰反应,但对于硅酸盐水泥的长期水化反应有抑制作用。热养护能促使水化初期生成的高含水率的CSH向低含水率的CSH变化;粉煤灰的火山灰反应生成的也是含水率较低的CSH凝胶。     

铁路旅客站房耐久性混凝土试验研究

结合郑西客运专线西安北站房工程,对高性能混凝土耐久性进行了试验研究。研究证明,通过对原材料的优选和对配合比的优化,采用优质高效外加剂和矿物掺合科,降低了用水量,减少了水泥用量,提高了混凝土的抗氯离子渗透、抗裂和抗冻性能,并采取了限制原材料碱含量和氯离子含量等措施来预防混凝土发生碱骨料反应和钢筋锈蚀,从而确保了混凝土的耐久性。     

铁路活性粉末混凝土槽形梁的空间作用效应

对32 m铁路活性粉末混凝土槽形梁进行三维有限元分析,计算出不同工况下的剪力滞系数,并对剪力滞规律进行分析,研究表明该梁的剪力滞效应较普通混凝土梁更加明显;对其横向和纵向弯矩的空间效应进行分析,对横向弯矩影响线的研究表明,受空间作用的影响,梁上任意一点受力均会在某一截面产生不可忽略的横向弯矩;对纵向弯矩影响线的研究表明空间作用对活性粉末混凝土槽形梁换算荷载的影响在越靠近端部影响越明显,且该影响不可忽略,所以在设计该种梁时需要在靠近端部位置充分考虑空间作用的影响。     

盐渍土地区高性能混凝土耐久性研究

以内掺掺合料、中砂、细石、普通硅酸盐水泥以及抗硫水泥制成的细石高性能混凝土作为研究对象,在3种不同硫酸根浓度的浸泡液中进行100次干湿循环,用动弹性模量、抗折强度和抗压强度的变化研究硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性的影响。结果表明,随着浸泡液中硫酸根浓度的逐步增加,混凝土受硫酸盐侵蚀程度逐步增加,试件的动弹性模量呈现逐步降低的趋势;在干湿交替环境下,混凝土试件的抗折强度指标比抗压强度指标更敏感,试件的抗折强度比抗压强度更能反应试件的受损程度。在干湿交替的水侵蚀和硫酸盐侵蚀环境中,掺加复合掺和料的高性能混凝土对硫酸盐侵蚀有较好的抵抗性能。     

桥塔用内养护高强度抗裂混凝土性能研究

对比了页岩陶砂、粉煤灰黏土复合陶粒、浮石粉3种内养护材料对高强度混凝土的工作性能、力学性能和早期抗裂性能的影响,并结合桥塔混凝土结构进行了抗裂性验算。结果表明:随着内养护材料掺量的增加,不同龄期混凝土的抗压强度有所降低,但降幅不大,水胶比0.24时,每种内养护材料体积掺量控制在20%以内可满足C60混凝土强度要求;掺入3种内养护材料均可显著提高混凝土的早期抗裂性能,其中浮石粉的抗裂效果最好。结合沪通长江大桥主塔(高330 m,壁厚大多超过1.5 m)混凝土结构,针对收缩与温度应力引起的开裂问题进行了有限元抗裂性能分析,结果表明,浮石粉掺量20%的低收缩混凝土拉应力在容许范围内,开裂风险小。     

鲁南高速铁路曲阜东站路基泡沫混凝土制备关键技术及应用

结合鲁南(兰考—日照)高速铁路曲阜东站路基工程实际需求和泡沫混凝土技术现状,通过室内外试验,对比了粉煤灰、铁尾矿微粉、耐碱短切玻璃纤维及制备工艺对泡沫混凝土力学性能、水化热、干缩变形等影响,提出了与工况相适应的绿色高性能泡沫混凝土配制关键技术,并进行了工程应用.结果表明:铁尾矿微粉、粉煤灰在泡沫混凝土中具有良好的级配填...     

钢筋与活性粉末混凝土黏结性能的梁式试验研究

采用梁式黏结试验研究活性粉末混凝土与钢筋的黏结性能。研究表明:活性粉末混凝土梁式试验中的黏结破坏呈现钢筋拔出破坏、钢筋拔出与混凝土劈裂破坏共同发生等两种破坏形式。活性粉末混凝土与钢筋的极限黏结强度及所对应的滑移值分别约为普通混凝土的2倍左右。通过试验给出黏结应力-滑移曲线,曲线分为微滑移段、滑移段、滑移加速段和下降段等4个阶段。分析表明:保护层厚度及埋长对钢筋黏结锚固特征值有一定的影响。本文通过试验与分析提出用相对保护层厚度及相对埋长表示各阶段黏结锚固特征值的拟合计算公式,为工程设计提供参考。