磨细矿渣粉、膨胀剂、纤维对水泥混凝土抗裂性的影响研究

通过室内试验和微观试验分别研究磨细矿渣粉、膨胀剂和纤维对水泥混凝土力学性能、收缩性能以及混凝土内部结构产生的影响。研究结果表明,磨细矿渣粉与膨胀剂能够提高混凝土的致密性,防止混凝土早期开裂;纤维分散在混凝土中形成三维网络支撑体系,可增加混凝土的韧性,提高其抗裂性;此3种材料的共同使用对混凝土性能有互补作用。     

大掺量磨细矿渣粉高性能混凝土的试验研究

论述了大掺量磨细矿渣粉对混凝土性能的影响,研究结果表明:用S95磨细矿渣粉和少量粉煤灰可以配制出早期抗裂性和耐久性均好的C50~C70高性能混凝土,84 d氯离子扩散系数均小于1.50×10-12m2/s;大掺量磨细矿渣粉高性能混凝土的收缩徐变较普通混凝土小。     

磨细矿渣高性能路面混凝土的耐久性

为了提高路面混凝土的耐久性,通过机理分析,将炼钢时的废渣磨细后,作为第6组分掺入水泥混凝土中,制作了高性能路面混凝土(HPPC)试件,并对掺磨细矿渣高性能路面混凝土试件进行了耐磨性、抗渗性、抗冻性(包括一般冻融和盐冻耦合)及收缩性(包括干缩和温缩)的试验。结果表明:掺磨细矿渣后,高性能路面混凝土的耐磨性、抗渗性、抗冻性均有显著提高,干缩和温缩均大幅度减小。     

碱矿渣胶凝材料的开裂性能研究

碱矿渣胶凝材料是具有高强、高耐久性的胶凝材料,但其收缩大,易开裂,是阻碍其广泛应用的主要原因.通过圆环法研究了MgO膨胀剂、聚丙烯纤维和减缩剂单掺或复掺对碱矿渣胶凝材料开裂性能的影响.研究结果表明:单掺MgO膨胀剂对碱胶凝体系抗裂不利,减缩剂和聚丙烯纤维的掺入能够有效延缓裂缝的形成,减小开裂面积.     

膨胀剂掺量对钢管混凝土徐变性能的影响

为研究膨胀剂掺量对钢管混凝土徐变性能的影响,对所有原材料进行了性能测试,分别进行了膨胀剂掺量为4％,8％,12％条件下的钢管混凝土徐变试验研究.试验结果表明:膨胀剂掺量4％时徐变度最大、8％次之、12％最小,即徐变度随着膨胀剂掺量的增加而减小;但当膨胀剂掺量为12％时,其补偿收缩和微膨胀相比膨胀剂掺量8％提高并不明显,同时为了阐明其内在机理,应用扫描电镜二次电子成像观测及能谱成分分析,得出膨胀剂反应生成钙矾石,一方面可以补偿收缩,另一方面填充在C-S-H胶凝孔中具有微膨胀的能力.     

大型隧道薄壁混凝土衬砌变形性能研究

大型隧道薄壁混凝土衬砌收缩开裂严重地影响其使用功能和寿命,通过温度应力试验机和平板法试验对衬砌混凝土早期应力和开裂等变形性能进行了测试,探讨了新型膨胀剂和纤维复掺对混凝土衬砌早期塑性开裂性和应力的影响。试验结果表明:掺6%~8%的膨胀剂可有效补偿和减少衬砌混凝土收缩,应力储备提高了25%,降低了隧道混凝土衬砌开裂。     

再生骨料制备透水水泥混凝土性能研究

基于节能生态道路的设计理念,研究了以再生骨料为集料的透水水泥混凝土的力学性能和透水性能.采用正交试验研究水胶比、聚丙烯纤维、颜料、矿渣4个因素对透水水泥混凝土性能的影响,并引入功效系数法进行分析.结果表明:水胶比对再生骨料透水水泥混凝土的性能影响最大,其次为聚丙烯纤维;水胶比提高,其力学强度和透水性能均下降;提高聚丙烯纤维掺量可以改善其力学强度,但降低了透水性能;颜料对其性能影响不显著;矿渣掺量增大,其抗压强度和透水性能均提高.配合比设计合理,再生骨料透水水泥混凝土能够满足轻级交通道路的力学要求和透水功能.     

超高性能混凝土的收缩特性试验研究

为了研究超高性能混凝土的收缩特性以及膨胀剂对超高性能混凝土收缩的影响,在实验室制备了未掺膨胀剂和掺膨胀剂2种超高性能混凝土,依据相关规范进行力学性能、自收缩和干燥收缩性能试验,分析2种超高性能混凝土自收缩和干燥收缩的变化规律。试验结果表明:2种混凝土都具有超高的工作性能和力学性能;超高性能混凝土早期自收缩发展迅猛,自初凝时间起的20h内自收缩发展较快,20h后自收缩增长变缓,掺加膨胀剂后自收缩变化趋势相同,但自收缩减小;超高性能混凝土长龄期干燥收缩能较快趋于稳定,且在数值上远小于自收缩,90d的干燥收缩仅为3d自收缩的14.3%,膨胀剂对干燥收缩有不利影响。     

大体积混凝土配合比设计

为了延缓和降低大体积混凝土的最大水化热,降低水泥用量,延长混凝土龄期,尝试掺用粉煤灰和磨细矿渣粉、选用缓凝型外加剂等方法,在试配阶段采用低水胶比、不同掺量粉煤灰和磨细矿渣粉,在满足混凝土各项工作性能、力学性能的情况下,确立出最佳配合比。实践结果表明:新的大体积混凝土配合比设计在满足强度要求的前提下,未产生任何温度裂缝和收缩裂缝,配合比设计思路和方法取得了良好的效果。     

磨细矿渣改性超细水泥修补微裂缝的性能

针对目前存在的水泥混凝土路面裂缝无机修补材料的界面粘结强度低,且水泥路面早期裂缝一般为细小的微裂缝的问题,采用颗粒较小的超细水泥、磨细矿渣(GGBFS)及其他外加剂制备了水泥混凝土路面裂缝灌浆材料,对该类材料的力学性能和界面粘结性能进行研究,并通过微观试验分析揭示了材料宏观性能的改性机理。研究表明:磨细矿渣能通过微粒填充作用使超细水泥浆体的微观结构变得更密实,提高材料稳定期的力学强度;适量的磨细矿渣能改善灌浆材料的粘结界面微观结构,增加界面粘结强度。     

大掺量矿物外加剂引气混凝土耐久性研究

该文通过混凝土电量法、收缩试验、滚珠轴承耐磨度试验分析了大掺量矿物外加剂对引气道路混凝土耐久性的影响。结果表明:掺入50%矿渣,可以提高引气道路混凝土抗氯离子渗透性,减小混凝土收缩,但对耐磨度无明显改善作用;掺入30%粉煤灰,引气道路混凝土早期耐磨度低于基准混凝土,但后期有较大增长,而且可以提高抗氯离子渗透性和减少混凝土收缩;掺入10%硅灰,能提高引气道路混凝土抗氯离子渗透性和耐磨度,减少混凝土的收缩。     

连续刚构桥高墩实心段混凝土裂缝成因分析及处理措施

某连续刚构桥高墩单肢截面尺寸为4m×9m,首节实心段C50混凝土一次浇筑层高4m,浇筑后带模养护7d,拆模后墩身出现有规律的裂缝。为研究该高墩混凝土开裂原因,以及在混凝土中掺加10%膨胀剂作为处理措施的可行性,在实验室制备标准试件,测试了C50混凝土和掺膨胀剂的C50-P混凝土在恒温绝湿条件下的变形、干缩以及力学性能指标,采用有限元软件建立实心墩柱模型,分析混凝土温度历程和应力发展。结果表明:C50混凝土养护7d后撤掉养护措施,约1d后表面开裂;裂缝原因主要是约束作用下混凝土中心迅速降温与自生体积变形(收缩)相叠加,导致拉应力超过抗拉强度;C50-P混凝土在升温阶段产生的较大预压应力抵消了温度下降、体积收缩等因素产生的拉应力,在经历较长时间的降温和收缩后才出现拉应力,显著提高了抗裂性。该桥梁后续墩柱施工采用C50-P混凝土,桥墩未再开裂。     

高性能混凝土新拌浆体密实性的研究

在江门滨江大道施工过程中,试验研究了新拌浆体相对密实度和硬化混凝土密实性。混凝土的密实性通过扩散系数和相对渗透系数来表征。试验分析表明:相对于普通混凝土,粉煤灰、硅粉、磨细矿渣等矿物掺合料的掺入,可以提高高性能混凝土浆体相对密实度,降低高性能混凝土的气体扩散系数和相对渗透系数。浆体的相对密实度越大,混凝土越密实,因此用浆体相对密实度可以定性预测硬化混凝土密实性。     

聚丙烯腈纤维对混凝土早期抗裂性能的影响

对聚丙烯脯纤维增强水泥砂浆和混凝土的早期阻裂性能进行了试验研究。试验证明，聚丙烯脯纤维对改善混凝土和砂浆的早期抗裂性有良好的效果，养护方法对纤维混凝土早期抗裂性有较大影响。     

当量碱概念及矿物掺合料对抑制ASR效用的试验研究

用化学纯的NaCl、NaOH、KCl、KOH来调整水泥中当量碱含量达到1.0%,采用砂浆棒法快速判定集料的潜在碱活性;用粉煤灰和磨细矿渣粉等量取代部分硅酸盐水泥,并评价这两类矿物掺合料对抑制碱-硅酸反应的效用.试验结果表明,用分子量比值作为当量碱计算的权值得到的当量碱,不能真正反映混凝土中总碱量与ASR膨胀率之间的规律;相同掺量条件下,粉煤灰抑制ASR的作用显著优于磨细矿渣粉;为有效避免混凝土发生ASR,并尽量满足混凝土的其他性能,可采取水泥:磨细矿渣粉:粉煤灰=40:40:20的胶凝材料体系.     

微膨胀聚丙烯纤维混凝土在桥面铺装中的应用

针对巴东长江大桥桥面铺装层厚80mm的C40防水混凝土的设计要求,进行了微膨胀聚丙烯纤维混凝土的配合比设计、性能试验和桥面铺装施工措施研究。结果显示,采用UEA—I膨胀剂补偿收缩和聚丙烯纤维增强的混凝土具有优良的抗裂、抗渗、耐磨、抗冲击和抗疲劳等性能。选定的微膨胀聚丙烯纤维混凝土配合比在巴东长江大桥桥面铺装层中进行了全面施工应用,效果十分理想。     

超高性能混凝土双阶段收缩调控技术研究

开展单掺矿物膨胀剂或塑性膨胀剂对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)工作性、抗压强度和自收缩规律的试验研究，并在此基础上将矿物膨胀剂和塑性膨胀剂进行双掺，研究对UHPC早龄期的收缩补偿效果。试验结果表明，单掺适量的矿物膨胀剂可显著降低UHPC硬化后的自收缩，氧化镁类和CSA复合膨胀剂对抗压强度影响较小，氧化钙类和HCSA复合膨胀剂略微降低了28 d抗压强度；单掺塑性膨胀剂对UHPC扩展度和初凝时间基本无影响，可有效抑制UHPC塑性阶段的收缩，但对28 d抗压强度有不利影响；双掺0.03%CP2塑性膨胀剂与5%的CSA复合膨胀剂时，UHPC塑性收缩降低77%,28 d自收缩为414×10^-6(降低26%),28 d抗压强度为107 MPa(降低13%),强度略低于两者单掺。混凝土早期开裂试验和环约束试验表明调控后的UHPC抗裂性能较好。     

高性能混凝土收缩徐变性能的试验研究

试验研究了水泥用量、矿物掺合料、龄期对高性能混凝土收缩、徐变的影响规律。试验结果表明:在胶凝材料用量一定、水胶比相近的情况下,水泥用量越低,矿渣掺量越大,混凝土的收缩、徐变值越小;在高性能混凝土中宜选用比表面积低于444 m2/kg的矿渣,且矿渣和粉煤灰总掺量宜大于40%;混凝土的收缩、徐变在加载后90 d内增长较大,在120 d后趋于稳定。     

合成纤维与膨胀剂对桥梁流态高性能混凝土初期开裂的控制作用

分析了合成纤维对混凝土的阻裂机理及膨胀剂的补偿收缩机理,并用收缩试验和温度—应力试验加以验证,通过工程应用实例进一步说明合成纤维及膨胀剂对大跨径桥梁流态高性能混凝土初期开裂的控制作用。     

减缩抗裂型水泥基材料及其工程应用

设计了干燥收缩、自生收缩、椭圆环约束等试验手段,研究了矿物质微膨胀剂、硅灰和减缩剂对水泥基材料体积稳定性的影响及其作用机理。试验结果表明:(1)矿物质微膨胀剂具有较强的收缩补偿作用,随其掺量的增加,干燥收缩与自生收缩降低,当掺量为25%时,可使初始开裂时间延长至82 h。(2)随硅灰掺量的增加,干燥收缩和自生收缩增大,当掺量为10%时,初始开裂时间降低至22 h,此时开裂敏感性最大,因此硅灰掺量应合理控制。(3)减缩剂可以大幅度降低砂浆的开裂敏感性,且与其他外加剂相容性良好,对养护温度变化不敏感。由此,设计制备出一种用于重大工程结构混凝土保护层的体积稳定性优良的减缩抗裂型水泥基材料。此外还介绍了"矿物质微膨胀剂-减缩剂-混杂纤维"裂缝控制技术在武汉长江隧道工程中的应用情况。