玻璃粉混凝土干燥收缩影响效果及作用机理研究

玻璃粉既能作为辅助胶凝材料又能有效抑制混凝土的干燥收缩,是当前绿色混凝土的一个研究热点。对比恒温恒湿环境和自然环境养护下,玻璃粉掺量、粒径以及环境温度、湿度对混凝土干燥收缩的影响效果和变化规律,分析其作用机理。结果表明:(1)恒温恒湿和自然环境养护下,掺入10%~30%掺量和0~75μm粒径的玻璃粉均能有效抑制混凝土的干燥收缩;(2)玻璃粉抑制干燥收缩的效果随玻璃粉掺量增加而增大,随玻璃粉粒径减小而增大;玻璃粉掺量对混凝土干缩率的影响效果大于玻璃粉粒径对混凝土干缩率的影响效果;(3)相较于环境温度,环境湿度对玻璃粉混凝土的干燥收缩影响更大。     

冲击荷载下废玻璃粉混凝土力学特性研究及分形评价

为了研究冲击荷载下废玻璃粉混凝土力学性能,采用落锤试验机装置,测定废玻璃粉掺量分别为0、5%、10%、30%的混凝土梁在冲击荷载中的力学强度和变形性能。根据盒维数算法思想及数字图像存储原理,设计了基于Matlab计算功能的冲击荷载下混凝土试件损伤裂缝分形维数的简易算法。结果表明:相同废玻璃粉掺量下,随落锤下落高度增加,加载时间均在0.40 ms左右,加载速率、荷载峰值、混凝土梁竖向位移、对混凝土梁所做的功及裂缝分形维数值均逐渐增加,具有显著的应变率相关性;相同高度随着废玻璃粉掺量增加,荷载峰值略有增加,而加载时长略有减少。     

矿物掺合料对再生混凝土干燥收缩性能的影响

基于70%再生粗骨料取代率和净浆裹石法拌制再生混凝土,研究不同再生细骨料取代率及矿物掺合料品种与掺量对再生混凝土干燥收缩性能的影响规律。试验结果表明:再生混凝土的干缩应变比同条件下普通混凝土大40%左右,随着矿物掺合料掺量的增加,再生混凝土的干缩应变先减小后增大,单掺粉煤灰效果比复掺粉煤灰与矿渣效果更好,其最优掺量为40%,此时可使再生混凝土干缩应变低于普通混凝土。随着再生细骨料掺量的增加,再生混凝土的干缩应变增大,在单掺粉煤灰40%情况下,再生细骨料取代率在70%以内时,其干燥收缩可低于普通混凝土。在分析试验结果基础上,拟合出适用于再生混凝土干燥收缩的计算模型。     

废水泥浆对混凝土体积变形性能的影响

文章研究了废水泥浆对C30和C50在混凝土抗压强度、干缩性能与塑性变形方面的影响,结果表明,在0~6%的掺量范围内,随着废水泥浆掺量增加,混凝土7 d抗压强度增加,28 d抗压强度减小,同龄期混凝土干燥收缩增大,加剧了混凝土裂缝的发展速度与程度。     

废玻璃掺合料对混凝土力学性能的影响

为了研究废玻璃掺合料对混凝土各项力学性能的影响,对不同玻璃粉粒径(150～830μm、75～150μm、25～75μm)和不同体积掺量(5%、10%、15%、20%)的废玻璃掺合料混凝土进行了抗压强度、劈裂抗拉强度和静弹性模量性能测试,分析了废玻璃粉粒径和体积掺量对混凝土力学性能的影响,同时研究了废玻璃粉掺合料混凝土的拉压比和弹强比。结果表明:废玻璃粉掺合料对混凝土力学性能影响较大,当玻璃粉掺量≥10%时,混凝土的抗压强度均有不同程度的提高,玻璃粉粒径越细,混凝土的抗压强度越高。随着废玻璃粉掺量增加,混凝土劈裂抗拉强度持续降低,拉压比减小。混凝土弹性模量随着玻璃粉的掺入均出现不同程度的增大,且玻璃粉粒径越小,弹性模量越大,弹强比随玻璃粉掺量先增大后减小。     

干湿循环条件下橡胶混凝土单轴抗压力学性能耐久性试验研究

主要研究了盐溶液干湿循环条件下不同老化时间橡胶混凝土圆柱体的轴压力学性能。试验中对橡胶掺量为0、10%、20%、30%的四组混凝土圆柱试件均进行了0、90、180次干湿循环处理,通过对处理后的试件进行轴心抗压试验测得应力-应变曲线,分析了不同橡胶掺量和不同老化时间对橡胶混凝土力学性能的影响。试验表明:随着橡胶掺量的增加,橡胶混凝土抗压强度和最大荷载处对应的峰值应变均逐渐降低,但同一橡胶掺量下混凝土随着盐溶液干湿循环次数的增加,峰值应变变化不大;经过90次和180次干湿循环后,橡胶掺量为0、10%、20%的混凝土抗压强度增加明显,而掺量为30%的混凝土经过180次干湿循环后抗压强度降低9.16%。     

玻璃粉掺量对石灰石粉混凝土干燥收缩的影响

测试了不同龄期石灰石粉混凝土的干燥收缩和失水量,研究了玻璃粉掺量对其干燥收缩性能的影响。结果表明,掺加10%和20%玻璃粉可有效降低石灰石粉混凝土的干燥收缩,以10%掺量最佳,继续增加玻璃粉掺量反而增加了干燥收缩。扫描电镜(SEM)结果表明,良好的保水性和致密的内部结构,能够增强混凝土抵抗干燥收缩的能力,阻碍其内部水分迁移渗出,从而降低干燥收缩。     

不同应变速率下废玻璃粉混凝土单轴受压性能

为研究废玻璃粉混凝土的率效应,采用万能试验机对3种废玻璃粉掺量的混凝土试件在4种不同应变速率下进行单轴受压,分析了应力-应变曲线、抗压强度、峰值应变、泊松比等随应变速率的变化规律。结果表明:随着应变速率的增加,逐渐增加的抗压强度和减少的峰值应变与应变速率的对数呈线性关系,给出了近似关系式;泊松比基本保持不变;应力-应变曲线的形状相似。研究表明:应变速率对抗压强度和峰值应变影响较明显,对泊松比的影响较小;废玻璃粉存在一个最佳掺量;在不同应变速率下废玻璃粉混凝土单轴受压试验仍符合经典混凝土受压试验的描述。     

双掺矿物掺合料高性能混凝土的强度与收缩试验研究

对双掺粉煤灰和矿渣的高性能混凝土进行了强度和收缩试验,分析了粉煤灰和矿渣双掺比例(1∶2、2∶3、1∶1)及双掺总量(30%、40%、50%)的影响。研究表明,在双掺比例相同的条件下,随着双掺总量的增加,高性能混凝土强度降低,总收缩和干缩降低,自收缩增加;在双掺总量相同的条件下,随着双掺比例的增加,高性能混凝土早期强度降低,后期强度增加、总收缩降低、自收缩减少和干缩增加。在双掺情况下,单独增加粉煤灰或矿渣的掺量,粉煤灰降低早期强度和总收缩的效果更明显,但矿渣引起自收缩增大的幅度大于粉煤灰引起自收缩减小的幅度;相比于粉煤灰,矿渣降低干缩的效果更明显;矿渣增大自收缩的幅度远小于其降低干缩的幅度。通过回归分析得到了双掺高性能混凝土的收缩计算式。     

矿粉混凝土干燥收缩性能

主要研究了矿粉对混凝土干燥收缩性能的影响。试验结果表明:①在同水胶比条件下,矿粉掺量越多,混凝土干缩值越大;②在同标号条件下,普通掺量(20% ~35% )的矿粉混凝土的干缩值与基准混凝土相比增幅不大;③在同标号(R28)条件下,矿粉掺量≥35%时,混凝土的早期干缩值(7d)的增幅都较大。     

石灰石粉掺量对混凝土性能的影响及作用机理研究

研究了石灰石粉掺量的变化对混凝土工作性能、力学性能、抗氯离子渗透性能及干燥收缩性能的影响，并分析了石灰石粉在混凝土中的作用机理。经相关试验检测，结果表明：石灰石粉在适宜掺量范围内能使混凝土的工作性能得到改善；混凝土中掺入10%以内的石灰石粉，强度和抗氯离子渗透性能并未降低，超过此掺量，混凝土强度和抗氯离子渗透性能变差；石灰石粉会导致混凝土干缩率变大，且石灰石掺量与混凝土干缩率呈正比例关系。在混凝土中，石灰石粉的掺量不宜超过10%。     

双掺玄武岩纤维和陶砂对混凝土收缩开裂性能的影响

通过干燥收缩、塑形收缩和圆环开裂试验,研究了双掺玄武岩纤维和陶砂混凝土的抗收缩开裂性。试验结果表明,单掺玄武岩纤维可增大混凝土收缩开裂趋势;长度6mm、18mm和30mm的纤维,其干缩应变相比基准混凝土分别增大了5%、17%和22%;双掺玄武岩纤维和陶砂可降低混凝土收缩开裂趋势;陶砂掺量为10%时,可明显降低混凝土收缩开裂性,陶砂掺量继续增加(20%和30%),混凝土收缩开裂趋势增加。     

不同加载速率下废玻璃粉混凝土单轴拉伸试验研究

通过直接拉伸的试验方法。研究了废玻璃粉掺量0、10%、20%的混凝土试件在五种不同加载速率下的破坏形态及破坏机理;并借鉴平行杆模型PBS,建立废玻璃粉混凝土单轴抗拉细观损伤模型,得到损伤关系和试验中的应力应变曲线非常相似,说明了混凝土单轴拉伸细观损伤模型是可以用于废玻璃粉混凝土中的;废玻璃粉混凝土极限抗拉强度随着加载速率的增加而提高,为研究动态抗拉强度与加载速率的关系,对加载速率与动态抗拉强度的影响进行线性回归拟合,得到动态抗拉强度增量与加载速率近似关系。     

微珠对隧道工程混凝土性能的影响及机理研究

针对广州新白云国际机场隧道工程建设中大体积混凝土的温度裂缝问题,通过复掺微珠和粉煤灰,研究了微珠掺量对混凝土的力学性能、干燥收缩、水化热以及早期抗裂性能的影响,并采用SEM分析了微珠对水泥水化反应的作用机理。结果表明:当矿物掺合料总量一定时,随着微珠掺量的增加,混凝土的力学性能早期变化较小,后期呈现出先增加后下降的趋势,且微珠掺量为10%时,混凝土养护60 d的抗压强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量最高;混凝土干缩率随着微珠掺量的增加而减小,且这种趋势随龄期的增加而增大,当微珠掺量15%时,60 d混凝土的干缩率最小;当微珠掺量为10%时,混凝土早期抗裂性能最佳,平板试件表面24 h内无裂缝;微珠掺量对胶凝材料水化热总量影响较小,但对水化放热峰值及峰值产生时间影响较大;微珠可以加速浆体早期的水化进程,减少硬化浆体的孔隙,使其结构更密实。     

低品质粉煤灰抹灰砂浆的干燥收缩特性研究

通过正交试验研究水胶比、粉煤灰取代率和超掺率、木质素纤维掺量对抹灰砂浆干燥收缩特性的影响,利用最小二乘法建立了抹灰砂浆干燥收缩变形的多元非线性回归模型,提出了M15抹灰砂浆的最优组合为:水胶比0.60,粉煤灰取代率40%、超掺率15%,木质素纤维掺量0.2%。结果表明:低品质粉煤灰等量取代水泥或掺加木质素纤维对砂浆的干燥收缩具有明显的抑制效应,超掺低品质粉煤灰使砂浆的收缩变形略微增大,但影响不显著;砂浆的干缩率随龄期的延长而增加,早期增加快、后期增加缓慢,28d就完成了整个龄期总收缩变形的80%以上,早期是减小砂浆干缩变形的最佳阶段;砂浆干燥收缩变形实测值与模型预测值间的偏差小,模型预测结果准确可信。     

玻璃粉对桥用混凝土性能的影响

为了进一步推动玻璃粉在桥用混凝土方面的应用,通过测试不同龄期混凝土的抗压强度、干燥收缩和碳化深度,并结合SEM微观测试,研究了不同掺量玻璃粉对桥用混凝土性能的影响及机理。试验结果表明,随着龄期的增加,掺加量为10%玻璃粉的桥用混凝土,后期抗压强度增强,干燥收缩和碳化深度减小。该结论对玻璃粉在桥用混凝土中的实际应用具有一定的指导意义。     

石英砂掺量对膨润土–砂混合物泥浆样干缩开裂的控制机制

高放废物地质处置工程中,膨润土–砂混合物作为缓冲回填材料的干缩开裂特征对工程屏障的安全性有重要影响。以混合型缓冲回填材料为研究对象,分别制备掺砂率为0%～50%膨润土–砂的浆状试样,通过室内恒温干燥试验,研究混合物的干缩开裂特征。结果表明:当掺砂率小于30%时,混合物的收缩曲线与径向应变曲线均基本重合,石英砂悬浮在膨润土中,混合物的干缩开裂特性由膨润土决定;当掺砂率大于30%时,混合物中石英砂逐渐相互接触,增加了颗粒间的摩擦力且有大孔隙形成,进而能够抑制混合物的干缩开裂。石英砂颗粒的相互接触显著提高了混合物进气值,略微提高了缩限,限制了混合物的干燥收缩。大孔隙的形成导致毛细水作用力的降低;颗粒间摩擦力的增加,增强了混合物抵抗断裂的能力,进而抑制了混合物干燥裂隙的发展。最终确定了抑制膨润土–砂混合物干缩开裂的最低掺砂率为30%。     

基于价值工程分析法的玻璃粉混凝土经济性分析

为研究玻璃粉掺入混凝土的实际利用价值,介绍了价值工程分析法的基本原理,并运用该原理分别对玻璃粉掺量为10%、20%、30%的玻璃粉混凝土以及普通混凝土的抗压强度、抗折强度和抗碳化能力进行对比分析,得到不同种混凝土的功能系数;并计算4种混凝土生产过程的碳排放所导致的环境成本;最后分析了玻璃粉混凝土在实际工程中的性价比。所得结论显示虽然掺玻璃粉混凝土在功能性能方面略低于普通混凝土,但其环境成本小于不掺玻璃粉的混凝土,经计算得出玻璃粉混凝土性价比高于普通混凝土,并且当玻璃粉掺量为20%时性价比最高。     

石灰石粉对混凝土性能的影响

研究了石灰石粉掺量对混凝土坍落度、力学性能、干燥收缩和表面质量的影响。结果表明，掺入石灰石粉会使混凝土坍落度和7 d抗压强度下降。石灰石粉掺量为5%时，混凝土的28 d抗压强度最高。石灰石粉掺量小于15%时，能改善混凝土的干燥收缩，石灰石粉掺量大于15%时，随着石灰石粉掺量的增加，收缩值增加速度逐渐加快。掺入石灰石粉能有效改善混凝土的表面质量，随着掺量的增加，混凝土表面的白度以及颜色均一性均有显著改善。     

等强度条件下大掺量掺合料混凝土早龄期收缩和准绝热温升实验研究

以等强度大掺量掺合料混凝土为研究对象,研究了粉煤灰单掺和粉煤灰、矿渣复掺情况下C30混凝土的早龄期收缩和准绝热温升特性。结果表明:等强度条件下,单掺50%粉煤灰时,混凝土的自由收缩和自收缩均小于复掺30%粉煤灰20%矿渣,更多粉煤灰的掺加降低了混凝土的早期收缩;单掺50%粉煤灰时,混凝土的温升速率及温峰均低于复掺30%粉煤灰20%矿渣,大量粉煤灰的掺加降低了混凝土的早龄期放热。