低气压环境对混凝土含气量及气孔结构影响研究

通过低气压试验箱模拟高原不同海拔地区气压环境,研究了低气压对引气混凝土含气量及气孔结构的影响.试验结果表明:环境气压的降低将显著削弱引气剂的引气能力,当搅拌气压降低至50 kPa时,混凝土含气量降低约20％～49％;混凝土含气量随环境气压降低呈线性减少,初始含气量越高,随环境气压降低含气量减少速率越大;混凝土塌落度越大,其抵抗因环境气压降低造成含气量降低的能力越强;低气压下搅拌后硬化的混凝土气孔结构参数整体要劣于常压下搅拌的硬化混凝土,具体表现为气泡间距系数偏大,单位体积气泡数量较少,气泡比表面积以及气泡平均直径增大的特点,但总体上看,当混凝土含气量达到一定值后,低气压下硬化混凝土的气泡间距系数可达到在200～300μm之间.     

引气剂对硬化混凝土力学性能与气泡特征参数的影响

对比研究了烷基苯磺酸盐类与皂甙类引气剂对混凝土力学性能和硬化后含气量、气泡间距系数、孔径分布、气泡平均直径等气泡特征参数的影响。结果表明:当新拌混凝土含气量小于6.5%时,随着含气量的增大,混凝土的抗折强度基本不受影响,抗压强度显著降低,混凝土的折压比提高,脆性显著降低,韧性大幅提高;与新拌混凝土的含气量相比,硬化后混凝土的含气量大幅降低;随着混凝土含气量的逐渐增加,硬化后混凝土的气泡间距系数减小,气泡平均直径降低,气泡总数提高。另外,烷基苯磺酸盐类引气剂比皂甙类引气剂的稳泡性能更好,可使硬化后的混凝土气泡结构更优。     

高频振捣对道路工程混凝土结构物抗冻性影响的研究

为研究高频振捣对混凝土抗冻性的影响,采用先进的硬化混凝土气泡结构测试设备,通过测定硬化混凝土的气泡特征参数随高频振捣时间增加的变化情况,研究了高频振捣对混凝土抗冻性的影响规律。试验结果表明,经适当高频振捣后,虽然混凝土的含气量有较大损失,但其气泡比表面积增大,气泡间隔系数变化不大。随高频振捣时间的增加,硬化混凝土中气泡总数和小气泡数(直径小于120μm)会出现峰值,而后急剧减少。高频振捣的时间控制在合理范围内,有利于改善引气混凝土的气泡结构,不会对其抗冻性产生不利影响。     

高性能引气道面混凝土应用研究

针对我国寒冷地区机场道面混凝土的耐久性不良现象,通过研究含气量对道面混凝土工作性、抗折强度、抗冻性能及耐磨性能的影响规律,采用复掺引气剂和减水剂的技术途径,配制出了维勃稠度15～30S,28天抗折强度5.8MPa以上、抗冻性及耐磨性等耐久性优良的高性能道面混凝土,并提出了寒冷地区道面混凝土最大水灰比为0.45、最小水泥用量为280kg/m3、含气量为3%～5%较合理。     

硬化混凝土气泡特征参数与冻融耐久性的关联分析

为了有效评价在役桥梁、码头等结构构件的混凝土冻融耐久性,选择能够表征硬化混凝土冻融耐久性的气泡参数并确定相应指标,对硬化混凝土的气泡间距系数、含气量、气泡密度、平均直径及比表面积等特征参数,与快速冻融试验得到的耐久性系数及质量损失之间的关联性进行系统研究.对85组混凝土试件进行了耐久性系数及硬化混凝土气泡参数的测试,建立了相应的关联模型,并用另外45组硬化混凝土的参数进行了验证.研究表明:气泡间距系数及气泡密度与混凝土冻融耐久性之间均存在较大的模糊范围,硬化混凝土含气量存在一个明确的阈值,气泡密度与气泡间距系数之间具有良好的相关性.用建立的相关模型预测混凝土的气泡间距系数,偏差均在±10％以内,可用其预测配合比不确知的实体混凝土气泡间距系数.     

消泡剂种类和掺量对混凝土性能的影响研究

针对目前聚羧酸系减水剂配制混凝土存在的问题,结合黑山共和国南北高速公路Smokovac-Matesevo段工程,从混凝土拌和物性能、气泡间距系数、抗压强度、混凝土外观质量等角度出发,研究了消泡剂种类和掺量对混凝土性能的影响,结果表明:随着消泡剂掺量的逐渐增大,混凝土初期塌落度、含气量逐渐下降,坍落度经时损失变大,YGX消泡剂混凝土坍落度1h经时损失比AJM消泡剂要大,AJM消泡剂比YGX消泡剂含气量稳定效果好;随着消泡剂掺量的增加,混凝土气泡间距系数和抗压强度呈现增大趋势,AJM消泡剂在各个掺量上混凝土气泡间距系数均比YGX消泡剂要大,YGX消泡剂混凝土抗压强度比AJM消泡剂要大;工程推荐采用AJM消泡剂,推荐掺量为0.03%。     

机场道面再生混凝土的耐久性

为了配制满足机场道面工程设计与施工要求的再生混凝土,采用掺加优质粉煤灰和高效外加剂的双掺技术路线,进行了机场道面再生混凝土的抗冻性、抗渗性和耐磨性试验研究。抗冻性试验采用快冻法,抗渗性试验采用静水压力法和氯离子渗透法,耐磨性试验采用滚珠轴承法。结果表明:所配制的道面再生混凝土耐久性能优于普通道面混凝土,能够满足机场道面要求,抗冻等级高达F250,较普通道面混凝土提高了200%以上,可以满足严寒地区道面混凝土抗冻要求,建议寒冷地区道面再生混凝土的含气量指标为5%~6%,比天然骨料混凝土高1%;道面再生混凝土抗渗静水压力抗渗等级较普通道面混凝土提高了300%以上;道面再生混凝土耐磨性较普通混凝土提高了18%~36%。     

含气量对混凝土性能影响的试验研究

针对青藏高原气候特点,对不同含气量的混凝土性能进行研究.对道路混凝土的抗压、抗折、热传导、干缩、温缩、耐磨、抗冻等性能进行了系统的试验研究.结果表明,含气量大约在3%～6%之间时混凝土抗折强度较高,且引气减水剂的掺入可使抗折强度提高15%～20%;导热泵数、热扩散和热传导系数随混凝土的含气量增大而减小,干缩变形则随含气量增加先减小后增大.对于磨损率来说,含气量在4%左右磨损率会突然增大.影响引气混凝土气泡稳定的因素较多,尤其是青藏高原恶劣的气候环境和使用条件,因此青藏高原地区引气混凝土路面施工时应适当加大引气剂的掺量,控制成型混凝土的含气量在设计范围内.综合各项试验结果,认为青藏高原地区修筑引气水泥水泥混凝土路面的适宜含气量应控制在6%±0.5%.     

新拌混凝土孔结构的影响因素研究

现今工程中仅以含气量单一指标预控制混凝土的抗冻性,为了提高混凝土的预控制性,采用新拌混凝土孔结构分析仪Air Void Analyzer(AVA)研究了水灰比、粉煤灰外掺、高频振捣时间和经时变化等因素对新拌混凝土孔结构的影响.结果显示;新拌混凝土孔结构除受水灰比影响以外;粉煤灰外掺、高频振捣时间、经时变化对新拌混凝土孔结构也有较明显的影响.指出混凝土现场施工仅仅控制含气量指标是不够的,更要考虑新拌混凝土的气泡间距系数以及外掺品种对引气剂的物理吸附作用,并且要考虑所使用的引气剂品种随时间推移后孔结构的变化,建议建立孔结构经时变化模型,便于现场施工控制.     

含气量对混凝土耐久性的影响

适宜含气量不但有利于提高混凝土的抗冻性能,而且还有利于提高混凝土的抗氯离子渗透性能,对二者的影响规律也相似.混凝土抗冻性试验和氯离子渗透试验结果表明:随着混凝土中含气量的不断增加,混凝土抗冻性能与抗氯离子渗透性能先增加后减小.建议C30、C40混凝土含气量控制在3.5%～5%,C50混凝土含气量控制在5%～7%.