水工混凝土掺不同岩石粉的抗冻性能研究

通过单掺20%粉煤灰和4种不同岩粉配制出0.32和0.45两种水胶比的混凝土，试验研究水工混凝土掺不同岩石粉的抗冻性能。结果表明：掺入岩石粉会在一定程度上降低混凝土抗压强度和抗冻性能，掺不同岩石粉混凝土性能未表现出明显差异；为了增强抗冻性掺入硅灰、疏水剂、抗冻合金粉和引气剂，其中掺引气剂会明显降低混凝土强度，其改善抗冻性效果最为有效，掺抗冻合金粉使得抗压强度减小6.9%，最大可以承受300次冻融循环。     

引气剂对混凝土性能的影响

通过对引气剂作用机理的分析，就引气剂对新拌混凝土性能和混凝土抗冻性、抗压强度、抗折强度的影响给予评述。试验表明：在相同水泥用量和坍落度的条件下，引气剂掺量越大，混凝土含气量就越大。抗压强度损失率就越大；在含气量小于6%时，随着含气量的增加，混凝土的韧性增加；引气剂掺量一定时，随着混凝土拌合物坍落度增大．混凝土含气量的变化呈抛物线形状。混凝土用水量一定时，引气剂掺量越大，混凝土坍落度就越大；同萘系减水剂复合使用时，将引起混凝土含气量一定程度的下降。     

掺合料对引气混凝土抗冻性能的影响

对掺合料的引气混凝土性能进行了研究。结果表明:在水胶比相同的情况下,无论是掺粉煤灰还是矿渣粉,混凝土抗压强度都呈随着掺量的增加而降低的趋势。单掺粉煤灰或矿渣粉的混凝土相对动弹性模量随粉煤灰或矿渣粉掺量的增加呈降低的趋势,质量损失呈增大趋势。当粉煤灰和矿渣粉复掺,总掺量为40%且比例为1∶1时,试样300次冻融循环质量损失最小,但相对动弹性模量而言,与单掺矿渣粉的混凝土的质量损失接近。硬化混凝土试件的空气含量在7.78%~10.65%之间,气泡间距范围在0.202~0.382 mm之间,混凝土表现出了较好的抗冻性。     

含气量对粉煤灰混凝土抗冻性能影响的研究

采用快速冻融法,控制不同粉煤灰掺量的混凝土的含气量,进行了50次抗冻融循环。研究分析表明:在含气量低于5%的时候,粉煤灰混凝土随着含气量的增大,粉煤灰混凝土抗冻性能大幅提高,接近普通硅酸盐混凝土抗冻性能;含气量大于5%一直到15%左右,粉煤灰混凝土抗冻性能高于普通硅酸盐混凝土。     

引气剂对混凝土抗冻性和抗渗性影响研究

本文通过混凝土吸水率、表面气体渗透系数、氯离子电通量及快速冻融循环试验,研究了引气剂对混凝土的抗渗及抗冻性能的影响,并从混凝土的孔结构及界面过渡区进行了微观机理分析。结果表明:随着引气剂掺量的增加,混凝土的抗压强度略有下降,混凝土的最终吸水率和氯离子电通量有减小的趋势,引气混凝土抗冻等级均达到了DF300。引气剂可以细化混凝土的孔结构,降低气泡间距系数,有利于改善混凝土的抗冻性和抗渗性。     

粉煤灰对大含气量混凝土抗冻性能的影响

为了研究粉煤灰对大含气量混凝土抗冻性的影响,制备了粉煤灰掺量为25%、30%、35%、40%、50%的混凝土试件,采用快冻法进行冻融循环试验研究。结果表明:一定量的粉煤灰会对试件的早期抗压强度造成影响,整体上大含气量混凝土的强度随着粉煤灰掺量的增加而降低;混凝土试件在冻融试验初期质量损失不明显,随着试验的进行,质量损失率整体呈增大趋势;对比质量损失率和相对动弹性模量两个评价指标,引气剂的添加对混凝土的内部结构有明显改善作用,冻融循环破坏主要是试件外表面的破坏;在含气量为6%条件下,粉煤灰的最适宜掺量为25%,结合工程实际需要可提升至30%,以节约施工成本。     

引气剂对水工混凝土性能影响的试验研究

测试了3种引气剂硬化混凝土的含气量、气泡平均半径、气泡间隔系数,探讨了气泡参数对掺引气剂水工混凝土抗压强度、抗冻性能的影响。试验结果表明:气泡平均半径对引气混凝土抗压强度的影响较大,混凝土抗压强度随气泡平均半径的增大而降低;气泡间距系数、气泡平均直径对引气混凝土抗冻性的影响更为显著。     

氯盐冻融作用下粉煤灰混凝土抗渗抗冻性研究

研究了粉煤灰掺量为0%、15%、30%的混凝土28 d抗压强度、抗氯离子渗透性,以及在浓度为0%、5%、10%的NaCl溶液中的抗冻性。结果表明:混凝土28 d龄期的强度随着粉煤灰掺量的增加而降低;未经冻融的混凝土掺入粉煤灰后抗氯离子渗透能力增强,以15%掺量效果最佳;经50次冻融循环后粉煤灰对抗氯离子渗透能力的作用减弱;混凝土试件在5%的NaCl溶液中冻融后质量损失最大;相对动弹性模量随着盐浓度的增加而降低,掺加15%粉煤灰有利于提高混凝土在盐溶液中的抗冻性能。     

高寒地区复掺矿物掺合料水工混凝土抗冻耐久性劣化机理研究

为评定高寒地区环境对掺矿物掺合料水工混凝土结构冻融循环耐久性能的影响规律,通过不同掺合料掺量及种类、不同冻融温度下水工混凝土冻融循环试验,研究分析不同配合比水工混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度以及渗透性的时变规律,揭示了矿物掺合料与冻融温度对混凝土抗冻性的影响机理。试验结果表明:各掺合料水工混凝土的抗冻性从优到劣依次为粉煤灰+硅灰+稻壳灰硅灰+稻壳灰粉煤灰+稻壳灰粉煤灰+硅灰稻壳灰硅灰粉煤灰未掺加;相同单掺条件下,掺加稻壳灰试件组抗冻性最强,硅灰居中,粉煤灰最弱;复掺矿物掺合料情况下,三掺粉煤灰、硅灰、稻壳灰混凝土抗冻性最强;复掺矿物掺合料能减少水工混凝土的孔隙率及渗透性,且粉煤灰、硅灰、稻壳灰的颗粒粒径不同会相互填充,从而产生超叠加效应;随着冻融循环过程中试件中心温度的降低,导致混凝土内部的温度梯度增大,孔隙内部的膨胀压力增大导致混凝土内部结构破坏。     

水工混凝土抗冻性能影响因素研究

影响水工混凝土抗冻性能的因素较多,主要包括含气量、水胶比、骨料粒径及种类、掺和料及人工砂石粉含量等。本文按照《水工混凝土试验规程》对影响混凝土抗冻耐久性的各种因素做了系统的试验研究,试验结果表明:含气量对混凝土抗冻性影响最为显著,其次骨料种类及粒径、水胶比等都不同程度地影响着混凝土的抗冻性能,粉煤灰对混凝土抗冻性影响较为复杂,而人工砂石粉的含量则主要影响混凝土引气剂的掺量,在含气量相同时石粉含量对硬化混凝土抗冻耐久性没有显著的影响。     

脱硝粉煤灰中铵盐对水工混凝土性能的影响

利用脱硝粉煤灰拌制混凝土有时会产生刺鼻性气味,其对水工混凝土各项性能的影响尚不清楚。为此,制备了五个铵含量等级的粉煤灰样品,依据现行水工试验方法研究脱硝粉煤灰对混凝土拌和物、力学性能、抗冻性和孔结构的影响,测试了混凝土拌和与成型过程中铵盐的释放量。试验结果表明,粉煤灰铵含量在394 mg/kg以内,对水工混凝土的用水量、减水剂掺量、拌和物的坍落度没有影响,但随着铵含量增大新拌混凝土含气量增大,如果保持含气量不变,引气剂掺量需降低8%～13%。粉煤灰铵含量由6 mg/kg增加至394 mg/kg,混凝土抗压强度约降低5.8%～11.3%,降低混凝土引气剂掺量使拌和物含气量不变,则抗压强度不会降低、抗冻性能不降低。粉煤灰中铵盐引起硬化混凝土的气孔个数增加,气孔孔径减小,气孔平均弦长由0.159 mm降至0.082 mm。采用铵含量大于250 mg/kg的粉煤灰拌制混凝土,实验室内充满了强烈的刺鼻性气味。实测结果表明,混凝土在拌和与成型过程中铵盐的释放率为2.98%～10.91%,铵盐含量越高释放量越大。     

北方地区水工混凝土高掺量粉煤灰与引气剂的应用研究

随着国家对环保重视程度要求越来越高,不断提高火电厂烟气排放标准,使得粉煤灰中的石灰和氨含量增加。当混凝土掺用大量粉煤灰时,使得粉煤灰与引气剂的适应明显降低。为此,研究单掺各引气剂对水工混凝土高掺量粉煤灰混凝土的含气量、抗冻性的影响,并复合应用引气剂,解决高掺量粉煤灰混凝土中单掺引气剂的掺量大和性能不稳定的问题,为高掺量粉煤灰混凝土与引气剂的应用提供不同试验方案并得出其不同结果,以供应用选择。     

再生粗骨料和矿物掺合料对再生混凝土抗冻性影响的研究

试验研究了不同再生粗骨料取代率对再生混凝土抗冻性的影响,并且以再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土作为基准混凝土,分别研究单掺钢渣粉、硅灰以及复掺钢渣粉、硅灰对再生混凝土抗冻性的影响。试验分别从表观特征、质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度来分析。试验结果表明:随着钢渣掺量的增多再生混凝土的抗冻性降低;硅灰明显的提高再生混凝土的抗冻性,掺量5%为宜;复掺钢渣和硅灰不同的比例对再生混凝土的抗冻性影响不同,得到复掺硅灰5%+钢渣15%再生混凝土的抗冻性优于基准混凝土。     

复掺掺和料对混凝土抗冻性的影响试验

通过试验分析了粉煤灰和矿渣微粉掺和料复掺对混凝土抗冻性能的影响。结果表明:复掺掺和料后混凝土强度比基准混凝土增加,混凝土冻融循环后的质量损失率和动弹性模量损失率低于基准混凝土;当掺和物掺量达50%时,混凝土快速冻融循环500次未被破坏,说明混凝土具有良好的抗冻性和抗渗性,符合混凝土高性能、高耐久性要求。     

消泡剂对超高性能混凝土气泡参数与强度的影响

本文研究了掺0.5‰～4.0‰的两种消泡剂对超高性能混凝土气孔结构与强度的影响规律。研究发现:随着消泡剂掺量的提高,拌和物的含气量先减小后增大。两种消泡剂的最佳掺量均为3‰,对应的含气量降低效果分别为38.5%和46.2%。两种消泡剂掺量分别为2.5‰和3.0‰时,可使超高性能混凝土28d抗压强度提高28.5%和21.5%。超高性能混凝土28d抗压强度与气泡总含量、大于1mm的气泡含量和气泡平均直径降低均呈现显著的线性增加趋势。     

混凝土抗盐冻性能试验

为研究混凝土强度等级、矿物掺合料和含气量对其抗盐冻性能的影响,对混凝土进行了盐溶液条件下的快速冻融试验。通过硬化混凝土气泡参数测定验证了新拌混凝土含气量与硬化混凝土含气量之间的相关性,对混凝土外观、相对动弹性模量、累积剥落量随冻融循环次数变化规律进行了分析,研究了不同强度等级、矿物掺合料、含气量等因素对混凝土抗盐冻性能的影响趋势。结果表明:单纯提高强度等级并不一定利于混凝土抗盐冻性能的改善,对中低强度的混凝土而言,含气量是影响其抗盐冻性能的决定性因素;粉煤灰与矿渣粉的掺量应控制在一定范围内。     

硅粉混凝土性能的试验研究

本文主要介绍硅粉混凝土性能试验研究成果。试验结果表明,硅粉含有大量无定形二氧化硅,比表面积特大,颗粒极细,具有良好的火山灰性质和微粒填充效应。因此,硅粉能明显改善新拌混凝土的流变性,不离析,几乎不泌水。掺用硅粉后,使新拌混凝土的坍落度明显减小,故必须掺用高效减水剂才能保持与不掺硅粉的有相同流动度。掺硅粉能提高混凝土抗压强度33～58%,其提高幅度随硅粉掺量的增加而加大,但硅粉掺量不宜超过20～30%。硅粉混凝土的抗拉强度和极限拉伸变形都比不掺的提高12～14%,但干缩变形随硅粉掺量的增加而增大,特别是早期干缩较大,故应十分注意其早期湿养护。硅粉的掺入还能使混凝土中大孔减少,超微细孔大量增加,从而改善了混凝土的结构,使硅粉混凝土的抗渗性、抗冻性、抗钢筋锈蚀及抗化学侵蚀性都有明显提高,并能抑制碱骨料反应。另外,硅粉混凝土的抗空蚀性、抗冲击性比不掺硅粉的都有不同程度的提高。     

双掺钢纤维和硅粉混凝土抗压性能试验研究

在钢纤维混凝土中掺入硅粉可以生成凝胶,从而增加钢纤维与混凝土之间的黏结力,优化其抗压性能。选用掺合料为钢纤维,变换不同含量的硅粉,分别测定硅粉掺量为5%~20%混凝土的抗压强度,确定最佳组合。研究结果表明,双掺钢纤维和硅粉能有效提高混凝土抗压强度;在掺入0.8%钢纤维的前提下,混凝土强度会随着硅粉掺量的变化而变化,最佳掺量为10%。     

硅粉对透水混凝土性能影响的试验研究

为了研究硅粉对透水混凝土性能的影响,确定硅粉的最优掺量,制备10组试件进行不同硅粉掺量下透水混凝土7 d、28 d的抗压试验,并测试28 d透水混凝土的透水系数和有效孔隙率。试验结果表明,随着硅粉掺量的增加,透水混凝土的有效孔隙率、透水系数和7 d、28 d的抗压强度均先增加后减小。得到透水混凝土硅粉的最优掺量为10%,此时的透水混凝土抗压强度为20.2 MPa,透水系数为3.02 mm/s,有效孔隙率为21.56%。     

C85抗冲耐磨混凝土配合比设计与研究

通过粉煤灰掺量及水胶比对比试验,确定了C85抗冲耐磨混凝土中粉煤灰的掺量及合适的水胶比。采用正交试验法综合研究8个因素(水胶比、砂率、用水量、粗骨料品质、粉煤灰掺量、硅粉掺量、减水剂种类和缓凝剂掺量)对混凝土抗压强度影响的主次关系。结果表明:粉煤灰掺量采用12%,水胶比采用0.25;8个因素中,水胶比、粗骨料品质以及硅粉掺量是影响混凝土强度的重要因素。