滨海环境下清水防腐蚀混凝土配制技术

通过改变原材料种类、胶凝材料总量、水胶比、矿物掺合料用量和比例以及模板体系等因素,探索混凝土抗压强度、抗氯离子渗透性以及外观质量的变化规律。水胶比为0.34~0.38,胶凝材料用量不小于420 kg/m3,以1∶2比例掺入30%~60%的粉煤灰与矿粉,掺入20%以下的超细石灰石粉,同时运用消泡剂与引气剂对聚羧酸减水剂加以改进,严格控制原材料性能指标,并在钢模板中涂覆聚氨酯模板漆,可制备出强度等级大于C40,56 d氯离子迁移系数小于3.0×10-12m2/s,外观质量满足JGJ 169—2009《清水混凝土应用技术规程》的清水防腐蚀混凝土。     

花岗岩机制砂石粉对C80高强高性能混凝土性能的影响及机理研究*

为推动海工机制砂高强高性能混凝土技术的发展,系统研究花岗岩石粉对C80高强高性能混凝土工作性、力学性能、抗氯离子渗透性等性能的影响,分析石粉对混凝土性能的影响机理。研究结果表明：当机制砂石粉含量为4.5%～6.5%时,制备的C80高强高性能混凝土的工作性良好,石粉含量对新拌混凝土的屈服应力、塑性黏度等流变性能的影响不显著;随着石粉含量的增加,高强高性能混凝土力学性能先增加后降低,抗氯离子渗透性、干燥收缩呈现不断增大的趋势,但当石粉含量不超过6.5%时,对混凝土抗氯离子渗透性、干燥收缩影响幅度不明显;机制砂中适量的石粉降低了混凝土浆体孔隙率、优化了孔结构分布,有利于提高混凝土力学性能和耐久性,但石粉含量超过6.5%时,石粉对混凝土砂浆的孔结构、胶凝材料水化进程具有不利影响;C80高强高性能混凝土用机制砂石粉的含量宜控制在4.5%～6.5%。     

矿物掺合料对混凝土性能的影响

介绍了不同种类的矿物掺合料对混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性能的影响试验.试验结果表明,对单掺矿物掺合料的高性能混凝土而言,在水胶比和坍落度相同的情况下,掺硅灰的混凝土的抗压强度最高,其次是掺粉煤灰的混凝土,掺矿粉的混凝土强度最低.矿物掺合料的掺入能改善混凝土抗氯离子渗透的能力,其中以硅灰为最好,其次是矿粉,粉煤灰稍差.     

矿物掺合料对海工自密实高性能混凝土收缩性能的影响

采用粉煤灰、矿渣粉、石灰石粉、硅灰等矿物掺合料,配制海工自密实高性能混凝土,对其收缩性能进行了研究。结果表明,掺入粉煤灰和石灰石粉可降低海工自密实高性能混凝土自收缩和干燥收缩,可配制出收缩较低的海工自密实高性能混凝土,提高其抗裂性。     

粉煤灰对高性能砼收缩开裂性能影响试验研究

设计收缩、小圆环约束开裂、水化热、极限拉伸率以及抗氯离子渗透性等5种试验方法来考核粉煤灰对高性能混凝土收缩开裂性能的影响。研究结果表明:粉煤灰能够改善高性能混凝土的工作性、降低早期弹性模量和水化热、7 d后强度能够快速增长并逼近基准混凝土,能够有效地提高混凝土的抗裂性能。     

复掺粉煤灰与石灰石粉海工自密实高性能混凝土试验研究

为满足海洋环境下高性能混凝土的施工要求,开展了复掺粉煤灰与石灰石粉海工自密实高性能混凝土的试验研究。试验结果表明,在复掺粉煤灰和石灰石粉掺量为40%的条件下,掺入10%～30%粉煤灰自密实混凝土具有较高的流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性等工作性,满足自密实混凝土的施工要求;28 d抗压强度大于50 MPa,56 d的电通量小于1 000 C,90 d扩散系数小于1.5×10-12 m2/s,具有较高的抗压强度和抗氯盐侵蚀性能,满足海洋环境下抗氯盐侵蚀的耐久性要求。     

航道整治废弃超细砂高强砂浆力学性能试验研究

利用航道整治工程产生的废弃超细砂为主要原料,通过掺加粉煤灰、硅粉等掺合料制备超细砂高强砂浆。研究结果表明:单掺粉煤灰降低砂浆早期抗压、抗折强度,其降幅随掺量的增加而增大;单掺硅粉能有效提高超细砂砂浆早期强度,但后期强度增长速率缓慢;双掺粉煤灰、硅粉能够发挥掺合料间强度互补作用,当粉煤灰和硅粉的替代量分别为18%和6%时,试件28d抗压、抗折和浸水强度可达33.1、3.44和31.1MPa。采用航道整治工程废弃砂为主要原材料制备的高强砂浆可用于替代普通混凝土制备压载块等水工材料就近应用于航道工程,具有良好的经济和社会效益。     

Ⅱ级粉煤灰对海工高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响

粉煤灰具有改善混凝土性能的作用,并在工程中获得大量应用。针对工程中常用Ⅱ级粉煤灰配制海工高性能混凝土的情况,采用2种不同电厂的Ⅱ级粉煤灰,研究了它们所配制的高性能混凝土的抗压强度和抗氯离子侵蚀性能。研究结果表明,Ⅱ级粉煤灰可以显著提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能,Ⅱ级粉煤灰海工高性能混凝土的抗氯离子侵蚀性能和抗压强度与其玻璃体含量、化学组成以及钙硅摩尔比密切相关。     

砂岩石粉含量对机制砂混凝土劈裂抗拉强度的影响及机理研究

劈裂抗拉强度是评价混凝土抗裂性能重要的力学指标,试验分析砂岩机制砂石粉含量对混凝土劈裂抗拉强度影响及机理。结果表明:砂岩机制砂中石粉含量对不同强度等级混凝土的工作性、劈裂抗拉强度影响不同,对C35和C45强度等级的机制砂混凝土,当机制砂中石粉含量为7%~13%和5%~8%时,随石粉含量的增加,新拌混凝土和易性得到改善,混凝土抗压强度及劈裂抗拉强度不断提高;建立砂岩机制砂混凝土劈裂抗拉强度与抗压强度之间的数学公式:lg f_(sp)=0.309 7lg f_(cu)+0.102 6,机制砂混凝土的劈裂抗拉强度优于普通混凝土,具有更为优异的抗裂性能。机制砂石粉的颗粒效应、化学活性是机制砂混凝土劈裂抗拉性能的主要影响因素。     

鄂东长江公路大桥宽箱梁C55高性能混凝土试验研究

结合鄂东长江公路大桥边跨预应力混凝土宽箱梁的施工，重点研究了掺入适量矿物掺合料、聚丙烯纤维对箱梁C55高性能混凝土的物理力学性能和长期耐久性的影响。试验结果表明，采用聚羧酸盐高效减水剂，掺入20％Ⅰ级粉煤灰或15％粉煤灰与10％矿粉复掺配制的箱梁C55高性能混凝土具有良好的工作性能、较高的早期强度和较大的后期强度增长，以及很高的抗氯离子渗透性和抗冻性，特别是具有较低水化热温升、较小收缩和徐变变形特性，有利于改善箱梁混凝土的抗裂性。     

粉煤灰和矿粉低热硅酸盐水泥胶凝材料的水化特征

采用不同掺量粉煤灰和矿粉取代低热硅酸盐水泥,制备水泥砂浆和净浆。测试砂浆抗压强度和抗折强度发展,用XRD分析水泥净浆物相组成,用恒温量热仪测试水泥净浆的放热速率和放热量。结果表明:掺入粉煤灰使低热硅酸盐水泥强度下降,强度发展速度变慢,掺入矿粉对低热硅酸盐水泥强度发展影响较小;与纯水泥体系相比,掺粉煤灰胶材体系的水化物相种类没有变化,水化产物中氢氧化钙含量下降,掺矿粉对氢氧化钙的降低作用更明显,且会促进AFm的形成;粉煤灰和矿粉可降低低热硅酸盐水泥水化放热速率和放热量,粉煤灰对水化进程影响不明显,矿粉对水化进程有促进作用。     

矿物掺合料对混凝土性能影响的研究

研究了不同种类的矿物掺合料对混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明,对单掺矿物掺合料的高性能混凝土而言,在水胶比和坍落度相同的情况下,掺硅灰的混凝土的抗压强度最高,其次是掺粉煤灰的混凝土,掺矿渣的混凝土强度最低。矿物掺合料的掺入能改善混凝土抗氯离子渗透的能力,其中以硅灰为最好,其次是矿渣,粉煤灰稍差。     

蒸汽养护及矿粉对混凝土力学性能、抗氯离子渗透性和抗冻性能影响

通过开展蒸汽养护与标准养护的对比试验,系统研究了混凝土的力学性能、抗氯离子渗透性能和抗冻性能,同时研究矿粉对混凝土性能的影响,并通过扫描电子显微镜的微观测试手段分析冻融前后混凝土的微观形貌。研究结果表明：蒸养对混凝土的抗氯离子渗透性和抗冻性产生不利影响,在混凝土中掺矿粉可以减小蒸养对混凝土微观结构和耐久性的负作用。     

现场测试混凝土抗氯离子渗透性方法的应用研究

为快速、准确地测定混凝土中氯离子的含量,以实现对混凝土耐久性的有效评价和钢筋腐蚀的适时防护与有效修复,研究现场测试氯离子渗透性的方法是非常必要的。结合客运专线工程施工情况,分别按矿物掺合料不同掺量以及不同的强度等级进行配合比设计试验,采用PERMIT离子迁移仪对混凝土试件进行氯离子扩散系数的测定,并采用电通量法进行验证。结果表明：随着电通量的增加,氯离子扩散系数呈现增加的趋势,二者存在很好的线性关系;双掺粉煤灰＋矿粉的混凝土抗氯离子侵入性优于单掺粉煤灰的混凝土;PERMIT离子渗透试验方法测得的试验结果准确可靠,具有很强的实用性。可以为混凝土耐久性的判定提供依据。     

疏水化合孔栓物对高性能混凝土性能影响的试验及应用

研究疏水化合孔栓物对不同强度等级的高性能混凝土工作性、力学性能及耐久性的影响。结果表明:疏水化合孔栓物可改善新拌混凝土工作性、显著降低混凝土吸水率,混凝土吸水率普遍降低50%以上,同时可提高混凝土抗氯离子渗透性。疏水化合孔栓物降低混凝土早期强度,但对后期强度无明显影响。该内掺型疏水材料在范和港跨海大桥、东华大桥等工程中得到推广应用,显著提高了混凝土结构耐久性。     

钢筋混凝土保护层抗氯离子渗透性的试验研究

描述了按A STM C 1202方法试验研究保护层混凝土的氯离子渗透性能,指出以往普通港工混凝土的抗氯离子渗透性能较低,而掺入硅灰能显著提高混凝土的抗氯离子渗透性能。     

人工砂在水运工程抗冻混凝土中的应用

目前人工砂技术指标均执行建设部标准,而其中的人工砂石粉含量允许值较大,且未对抗冻混凝土中的人工砂做出具体规定。通过采用河砂与人工砂按不同比例混合,单掺粉煤灰和双掺粉煤灰及矿粉分别配制抗冻混凝土,分析各因素对抗冻混凝土拌合物性能、强度、耐久性的影响。并通过工程实例验证,结果表明,单一的人工砂级配较差,宜与河砂进行适当比例混合,可有效控制石粉含量;掺入适量掺合料可改善人工砂混凝土的工作性能,提高混凝土的力学和耐久性能。     

酸雨侵蚀对混凝土性能影响及表面防护措施比选

通过室内模拟酸雨试验,对比研究矿物掺合料、养护时间和表面防护方式对混凝土质量损失、抗压强度损失和中性化性能的影响。结果表明,掺入矿物掺合料后,混凝土试件质量和抗压强度损失比纯水泥配制混凝土有所降低,按适量比例复掺粉煤灰和矿粉抑制效果更优;延长标准养护时间,能减小混凝土试件质量和抗压强度损失;试件表面涂覆硅烷或涂层后均能抑制混凝土试件质量和抗压强度损失及中性化程度,涂覆涂层效果更优。     

金塘大桥预制箱梁海工混凝土配制与性能研究

试验针对金塘大桥箱梁海工混凝土所处环境的特点,采用粉煤灰与矿粉复掺和控制混凝土用水量的技术,配制C50预制箱梁海工混凝土。试验结果表明,C50箱梁海工混凝土工作性能和力学性能良好,掺入一定量的矿物掺合料可以提高海工混凝土抗开裂、体积稳定性、抗碳化和氯离子渗透等耐久性性能。     

矿物掺合料与表面涂层对混凝土抗氯离子侵蚀能力的影响

试验研究了矿物掺合料(不同掺量下单掺粉煤灰、矿渣或硅粉)、表面涂层材料(环氧树脂或聚合物水泥基防水材料)以及两者共同作用对混凝土抗氯离子侵蚀能力的影响。研究结果表明:矿物掺合料和表面涂层材料均可显著地提高混凝土的抗氯离子渗透能力;矿物掺合料的改善效果随着掺量的增加而增加,改善能力为硅粉>矿渣>粉煤灰;环氧树脂的作用效果比聚合物水泥基防水材料更明显;矿物掺合料与表面涂层结合使用效果更优。对混凝土抗氯离子渗透性能的作用机理分析表明:矿物掺合料的火山灰效应、填充效应和对氯离子的初始固化能力是改善混凝土的抗氯离子渗透性能的三个重要因素。