高性能水泥混凝土耐久性研究

现在土木工程行业对混凝土早期强度要求的日益提高,促进了高性能混凝土的发展,但同时也带来了人们对高性能混凝土耐久性的担忧。本文采用花岗岩作为粗骨料,考虑复掺粉煤灰硅灰,采用对比试验研究了C55高性能混凝土各部分用量对其耐久性的影响。实验表明,水泥用量的增加可以一定程度提高抗渗性,但是对干缩性有不利影响;硅灰的掺量对抗渗性有重要影响,单掺硅灰的干缩率在前期较大,复掺粉煤灰和硅灰的在7d以后变大;花岗岩相比于石灰岩用作粗骨料配置的试件耐久性更好。     

矿物掺和料对再生混凝土力学性能的影响

以工程常用的3种矿物掺和料:粉煤灰、矿渣微粉以及硅灰单掺和双掺为主要因素,通过试验设计制作了一批不同配合比的再生混凝土试块,考察各因素对再生混凝土抗压强度和抗折强度的影响规律。试验结果表明:3种矿物掺和料对再生混凝土的强度均有一定程度的提高,其中单掺时以硅灰最能提高其抗压强度,粉煤灰最能提高其抗折强度,当双掺硅灰和粉煤灰时能使其抗压强度和抗拉强度的提高达到最佳。     

掺钢纤维和矿渣的高性能再生混凝土性能研究

为了研究钢纤维和矿渣对高性能再生骨料混凝土性能的影响,首先从抗压强度为40和80 MPa的母体混凝土中提取再生混凝土骨料(RCA),采用50%和100%两种掺量的RCA替代天然粗集料、30%的矿渣(GGBS)替代部分水泥以及通过向再生混凝土中掺加钢纤维的方式,研究其对高性能混凝土性能的影响,主要包括再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、弯拉强度、吸水率、电阻率和收缩性能等。结果表明:在混凝土中采用30%GGBS取代水泥对混凝土的强度影响不大,而GGBS的加入使混凝土的吸水率和收缩率降低,混凝土的电阻率显著提高;在再生骨料混凝土中加入1%钢纤维可使劈裂抗拉强度提高60%,28 d时弯拉强度提高88%;采用高强度RCA可以制备出性能优良的高性能混凝土。     

聚合物和矿物掺合料对水泥砂浆性能的影响研究

对掺聚合物与矿物掺合料（SCM）改性砂浆的力学性能和耐久性进行研究。试验包含两部分,试验Ⅰ分别对掺矿渣和硅灰（SF）的砂浆性能进行测试;试验Ⅱ是在最佳矿渣与硅灰掺量的基础上,通过填加聚合物,对双掺SCM与聚合物乳液的砂浆力学性能以及耐久性进行试验研究。结果表明,砂浆中掺矿渣和硅灰可以明显改善砂浆的强度和耐久性;掺聚合物以及SCM（矿渣或硅灰）的砂浆比单掺聚合物改性砂浆和普通砂浆表现出更好的力学性能和耐久性;与掺40%矿渣和聚合物的改性砂浆相比,SF-SBR改性砂浆具有最高的抗压强度、抗折强度以及抗氯离子渗透能力,但前者吸水率较低且抗碳化性能好。     

石灰石粉硅灰复合胶凝体系预制梁混凝土试验研究

文中研究了石灰石粉、硅灰以不同比例取代粉煤灰的预制梁混凝土工作性能及物理力学性能变化规律,并结合扫描电镜分析其对混凝土微观形貌的影响,从微观层面揭示石灰石粉硅灰复掺胶凝体系影响混凝土性能的微观机理。结果表明,石灰石粉取代粉煤灰掺量的67%、硅灰取代粉煤灰掺量的33%,预制梁混凝土性能最佳,相较于基准混凝土,坍落度提高10%,扩展度提高6.3%,1 h坍落度、扩展度经时损失分别下降了33.3%,37.5%;3,7,28 d抗压强度分别提高3.2%,4.2%,12.6%;3,7,28 d弹性模量分别提高3.5%、3.7%、6.1%;干缩率接近基准混凝土。复合胶凝体系混凝土微观结构中C—S—H凝胶比例大幅提高,C—S—H凝胶聚集成层状,对混凝土起到更好的填充和黏结作用。按适宜比例复掺的石灰石粉硅灰预制梁混凝土工作性能和力学性能要优于单掺粉煤灰,并且不影响混凝土的干缩变形。     

基于正交试验的活性粉末混凝土配合比设计

活性粉末混凝土(RPC)是近年来研制出的一种新型超高性能水泥基材料,具有很高的强度、韧性和耐久性.采用正交试验的方法,研究水胶比、砂胶比、硅灰和粉煤灰掺量对RPC强度的影响.研究结果表明,RPC抗压强度的影响因素次序依次为水胶比、硅灰掺量、粉煤灰掺量及砂胶比;当水胶比为0.14、硅灰掺量为18％、粉煤灰掺量为20％、砂胶比为1/1.2时,可配制强度极高的RPC.     

矿物掺和料对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响研究

试验设计制作了几组掺有不同矿物掺和料、不同配合比的再生混凝土试块,利用加速氯离子渗透性试验对试块进行了抗氯离子渗透性能的测定,以考察常用矿物掺和料对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律。试验结果表明,掺有8％硅灰的再生混凝土试块,其氯离子渗透系数减少12.2％～53.4％;掺有25％的粉煤灰,再生混凝土试块氯离子渗透系数减少7.8％～50.1％;掺有25％矿渣微粉的再生混凝土试块,其氯离子渗透系数减少7.1％～43.9％;可见3种矿物掺和料-粉煤灰、矿渣微粉以及硅灰对再生混凝土的抗氯离子渗透性能均有一定的提高,其中以硅粉的效果最好,粉煤灰次之,矿渣微粉较差。     

道路废弃砼的再生利用技术研究

对再生骨料进行室内试验,以确定再生骨料的工业化生产技术;进行道路再生砼配合比设计,以确定最优的配比及较合理的外加剂;研究道路再生砼拌和物性能和力学性能,探索制备高强砼的措施。试验表明:采取低水胶比、高效减水剂、粉煤灰和硅灰作为掺合料,可以制备出高流动性、高耐久性、高抗折强度的高性能路用再生砼。     

道路再生骨料混凝土配合比设计

再生骨料因破碎时留下较多微裂纹,且骨料上残存有部分水泥浆,拌和时吸水严重,水胶比对强度的影响规律与普通混凝土不同,已不能准确反映对强度的影响关系,对再生骨料混凝土配合比设计方法进行研究,探讨再生骨料混凝土配合比设计要求、配合比参数的计算方法、粉煤灰与外加剂的技术要求、混凝土试件的制备,对比不同净水胶比、不同砂率等对强度的影响。试验表明:采取低水胶比、高效减水剂、粉煤灰和硅灰作为掺合料、控制再生骨料的最大粒径,可以制备出高流动性、高耐久性、高抗折强度的高性能路用再生混凝土。     

火山渣为集料制备轻质透水混凝土路面的研究

该文旨在研究一种高强轻质透水混凝土,该混凝土以火山渣(主要成分为玄武岩和浮石)为轻型集料,以粉煤灰和硅灰替代部分普硅水泥为矿物掺合料。分别研究了以20%粉煤灰和10%的硅灰等质量替代部分水泥的三元掺合料对轻质混凝土性能的影响。研究结果表明:使用火山渣为轻型集料能够制得性能较好的轻质混凝土,三元掺合料的使用有利于轻质混凝土强度的发展,以硅灰为掺合料时,强度最高,所制得的轻质混凝土强度可达C40等级水平;同时以火山灰为集料所制备的轻质混凝土具备较好的透水性能,其强度等级和透水性能均能达到透水混凝土路面的基本要求。     

预分散硅灰对水泥路面抗氯离子渗透性能的影响

为了研究抗氯离子渗透对水泥混凝土耐久性的影响,论述了水泥混凝土路面的盐蚀破坏及化学机理,通过分析采用机械分散方法预处理过的硅灰对水泥净浆力学性能的影响,优选出外加材料硅灰的掺量范围,然后进行了水泥抗渗性研究试验,分别测试了未掺硅灰、掺未预分散硅灰和掺预分散硅灰的3种水泥净浆试样的力学性能以及抗氯离子的渗透性,总结出外加材料硅灰的最佳处理方式以及最佳掺量。     

碱激发粉煤灰水泥稳定再生集料性能的研究

主要研究在不同粉煤灰掺量条件下,碱激发粉煤灰水泥稳定再生集料的路用性能。首先测试了碱激发粉煤灰水泥的凝结时间与强度,然后进行混合料力学性能与耐久性测试。研究得出:适量粉煤灰掺量的碱激发粉煤灰水泥表现出较好的路用水泥特性;粉煤灰掺量25%的试件力学性能与抗冲刷性能最佳,碱激发粉煤灰水泥稳定再生集料的后期强度增加速度大于纯水泥稳定再生集料,且随着粉煤灰掺量增加,混合料试件干缩应变逐渐变小。     

桥墩冲刷破坏纤维水泥基修补材料试验研究

为研究用于混凝土桥墩冲刷破坏的修补材料,采用正交试验法,设计制作纤维水泥基修补材料并进行力学性能研究。在水泥基复合材料中加入pp纤维,采用低水胶比,进行纤维水泥基修补材料试配,将硅灰、粉煤灰、pp纤维和减水剂设为正交因素,根据各因素水平确定正交试验配合比,制备各组配合比试件并测试其抗折强度、抗压强度、耐磨性和抗冲击性,对试验结果进行对比分析。试验结果表明:配制的纤维水泥基修补材料具有优异的力学性能、耐磨性和抗冲击性;纤维和减水剂对修补材料施工性能影响较大;硅灰对修补材料性能有显著影响,增加硅灰掺量会提高力学性能、磨耗性和冲击韧性,但会降低延性指数;增加纤维掺量可以提高延性指数。将该修补材料运用于实际工程中,施工性能良好,修补结构表面无明显开裂、脱落等现象,对于原主体结构具有良好的保护性能。     

材料组成对常温养护UHPC基体性能的影响

为提高UHPC实用性,在常温养护条件下,制备出性能更好的超高性能混凝土,本文研究了不同原材料品种及掺量对常温养护UHPC基体性能的影响。结果表明:0. 18为协调UHPC工作性与强度的最佳水胶比;水泥品种对UHPC基体流动性的影响较大;试验所用4种硅灰中,掺锆质硅灰基体流动性最大,强度最小;掺半增密硅灰的基体流动性最小;白硅灰对基体强度的提高作用最强。对于不同水泥制备的基体,硅灰在不同掺量时使其强度达到最高。减水剂种类对UHPC基体流动性有很大影响。     

矿物掺合料对水泥砂浆性能影响试验研究

为了研究粉煤灰、矿粉、硅灰、微珠超细粉煤灰4种矿物掺合料对水泥砂浆流动性、强度与收缩性能的影响。选定4%、7%、10%等3种掺量水平,采用四因素三水平的正交试验方法进行试验,对试验数据进行极差分析,研究4种矿物掺合料对各项性能的影响规律。研究结果表明:在掺量范围内,4种矿物掺合料均能改善水泥砂浆流动性能,其中微珠超细粉煤灰为最显著影响因素;粉煤灰对水泥砂浆7d龄期与28d龄期的抗压强度、抗折强度均有负面影响,且掺量越大,影响越明显;硅灰与矿粉随着掺量的增加,7d强度随之减少,而28d强度随之增加,微珠超细粉煤灰的7%掺量为提升水泥砂浆早期强度的最优掺量;除硅灰外,另3种矿物掺合料掺量越大,改善水泥砂浆收缩变形效果越好,因此在改善水泥砂浆收缩性能方面,4%的硅灰、10%的粉煤灰、10%的矿粉、10%的微珠超细粉煤灰复掺效果最佳。     

混凝土结构抗氯离子侵蚀试验研究及耐久寿命预测

通过试验对不同水胶比以及掺粉煤灰、硅灰的混凝土进行氯离子扩散系数测试,分析水胶比以及粉煤灰和硅灰等活性集料对混凝土结构抵抗氯离子侵蚀性能的影响。根据试验结果对混凝土结构抵抗氯离子侵蚀耐久寿命进行预测。此研究成果可为氯盐污染环境下混凝土配制及结构耐久性设计与评估提供参考。     

再生骨料在水泥混凝土路面修补中的应用研究

对掺粉煤灰的再生骨料混凝土性能进行试验研究,结果表明:再生骨料混凝土的表观密度显著降低;粉煤灰的掺入能显著改善再生骨料混凝土的和易性;再生骨料混凝土的折压比、拉压比均有所提高,其抗拉性能有一定的改善,脆性有所降低,有利于提高路面再生骨料混凝土的抗裂能力和体积稳定性,并具有优异的耐磨性能。工地应用试验结果表明:掺80%～100%再生骨料的混凝土28 d抗压强度等级达到C35,抗折强度大于5.0 MPa,技术经济效果显著。     

不同粉煤灰掺量的再生混凝土性能试验研究

为掌握不同粉煤灰掺量再生粗骨料混凝土的性能,本文通过室内试验分别研究了不同掺量粉煤灰再生混凝土的力学性能及抗冻性能。结果表明:(1)粉煤灰掺入能提升再生混凝土养护后期的抗压强度;(2)随着粉煤灰掺量增加,不同养护龄期混凝土的抗折强度均呈先增后减变化趋势;(3)再生混凝土的抗压强度随着冻融循环次数的增加逐渐减小,且粉煤灰掺量越大,抗压强度减幅越明显;(4)随着冻融次数增加,再生混凝土的质量损失率逐渐增大,但掺量低于30%的混凝土质量损失不显著。     

纤维品种和掺量对桥面板高性能混凝土耐久性能及微观结构的影响

为了系统研究纤维高性能混凝土的力学性能、抗冻性能、疲劳特性,将不同掺量的聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维掺入到掺加粉煤灰的C50高性能混凝土中,基于坍落度试验、抗压强度试验、抗除冰盐冻循环试验、冻融循环试验、弯曲疲劳试验,分析了纤维品种和掺量对高性能混凝土的力学性能、抗冻性和疲劳耐久性的影响,利用扫描电子显微镜从微观结构角度分析了力学性能试验的结论。结果表明,聚丙烯纤维、钢纤维和聚乙烯醇纤维掺量越高,高性能混凝土的工作性越差;掺加纤维能够改善高性能混凝土的抗压强度和弯拉强度,显著提高高性能混凝土的抗盐冻侵蚀性能、抗冻性能和抗疲劳耐久性能。聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维对高性能混凝土力学强度、抗冻性能和疲劳性能的影响存在界面增强效应、加筋阻裂效应的双重作用,从而有效延缓微裂纹的扩展和阻滞宏观裂缝的发生。适宜的聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维掺量应控制在0. 6～0. 9、1. 2～1. 5、0. 9～1. 2 kg/m3,建议工程实践中优先选择掺加聚乙烯醇纤维,研究成果为甄选纤维和确定经济合理的纤维掺量具有重要意义。     

粉煤灰、矿渣双掺混凝土在海底隧道二次衬砌中的应用研究

结合厦门东通道海底隧道二次衬砌混凝土配制的主要技术途径和配合比参数的合理选择,在试验基础上研究了混凝土制备过程中功能性掺合料粉煤灰和矿渣粉的性能及其双掺用量对混凝土强度和耐久性的影响,阐明采用粉煤灰和矿渣粉双掺混凝土将是解决海底隧道衬砌混凝土耐久性问题的新途径。