粉煤灰掺量对常用预拌混凝土抗碳化能力的影响

经加速碳化和抗压强度试验,研究了C30混凝土抗碳化能力和抗压强度与粉煤灰掺量及养护条件的变化规律.在标准养护条件下,使用42.5级普通水泥、水灰比0.55和粉煤灰掺量不大于30%时,掺粉煤灰的C30混凝土抗碳化能力能满足重要和一般建筑物抗碳化设计使用年限50～100年的要求,且抗压强度降幅小于10%.但在保湿养护仅1d后置于空气中养护到28d条件下,不掺粉煤灰的基准混凝土碳化深度已达到35mm;与基准试样相比,粉煤灰掺量为30%、40%和50%的混凝土碳化深度分别增加了17%、31%和85%,已不能满足一般建筑物抗碳化设计使用年限50年的要求.由此得出,控制粉煤灰掺量和早期充分保湿养护是确保粉煤灰混凝土抗碳化耐久性和强度的必要条件.     

活性氧化镁碳化加固粉土微观机理研究

基于活性MgO-CO2碳化固化法,开展了不同活性MgO掺量、碳化时间和初始含水率条件下的碳化粉土的无侧限抗压试验、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和压汞试验(MIP)等,以通过无侧限抗压强度、化学成分、结构形貌和微观孔隙等特征来揭示碳化固化粉土的微观机理,最后提出活性MgO碳化固化粉土微观机理模型。结果表明：活性MgO碳化固化粉土的无侧限抗压强度在12h内随MgO掺量和碳化时间增加而增加,随初始含水率增加而降低|碳化后含水率显著降低,且强度与含水率间呈很好的线性负相关关系。碳化生成的水化镁式碳酸盐,包括棱柱状水菱镁石、薄片状球菱镁石/水碳镁石和纤维碳镁石,这些碳化产物对应的XRD峰强随MgO掺量和碳化时间增加而增加,随初始含水率增加而降低|存在最优MgO掺量和初始含水率,使碳化土孔隙体积最小。碳化土无侧限抗压强度与水菱镁石晶体对应的XRD峰强呈正相关关系。水菱镁石的生成促进了强度增长,与其他碳化产物共同促进土体孔隙减小。     

碳化对钢渣-水泥-CaO-MgO砂浆强度和微观结构的影响

以钢渣粉为主要胶凝材料,掺入MgO,CaO和水泥等材料制备砂浆试件,经碳化养护后测试其抗压强度及微观结构,并研究碳化后砂浆试件的强度变化机理.结果表明:经碳化处理后,砂浆试件抗压强度显著提高,碳化1d后即提高3.9~6.8倍,且砂浆试件碳化时间越长,碳化程度越高,其抗压强度也越高;CaO和MgO的掺入有利于碳化后砂浆强度的提高,当掺入5%(质量分数)CaO和15%(质量分数)MgO时,碳化14d后砂浆试件抗压强度最高,可达71.6MPa;碳化过程中生成了大量碳化产物——方解石CaCO3(碳酸钙镁CaxMg1-xCO3)和文石CaCO3,碳化产物填充孔隙、改善了颗粒界面结构,使得砂浆试件孔隙率降低,抗压强度得以提高.     

冻融-碳化耦合作用下矿渣-粉煤灰再生混凝土试验研究

通过在含有100%再生粗骨料的混凝土中同时掺入20%的矿渣和0%,15%,30%掺量的粉煤灰,并进行碳化、冻融和冻融-碳化耦合试验,研究冻融和碳化环境对再生混凝土耐久性的影响,对比分析试件抗压强度、质量损失率、相对动弹性模量、碳化深度的变化规律,建立冻融-碳化耦合作用下矿渣-粉煤灰再生混凝土抗压强度模型。结果表明:粉煤灰掺量为15%时,再生混凝土的抗冻性能最好,当冻融次数大于100次后,粉煤灰对再生混凝土抗冻性能的促进作用开始减弱;粉煤灰掺量越多,再生混凝土的抗碳化性能越弱,当粉煤灰掺量为30%时,其碳化深度是粉煤灰掺量为0试件的2倍以上;在冻融-碳化耦合环境中,冻融作用促进了碳化深度的增长,碳化作用加剧了矿渣-粉煤灰再生混凝土的冻融破坏;建立的矿渣-粉煤灰再生混凝土冻融-碳化耦合抗压强度模型能较好地反应冻融-碳化耦合环境下的抗压强度退化规律。     

固硫灰对硫氧镁水泥物理性能的影响

以氧化镁、七水硫酸镁、柠檬酸和固硫灰制备硫氧镁水泥,研究固硫灰掺量(0~60%)对硫氧镁水泥强度和微观形貌的影响。实验结果表明:随着固硫灰掺量的增加,硫氧镁水泥抗压强度出现先增加后降低的趋势。当固硫灰掺量在10%~40%时,其抗压强度高于或接近未加固硫灰时硫氧镁水泥的抗压强度;随着固硫灰的增加,硫氧镁水泥的净浆流动度呈现下降趋势。     

正交试验法研究掺合料与碳化对植生混凝土性能影响

采用正交试验法研究了单掺粉煤灰、单掺矿渣粉及碳化复合作用对植生混凝土抗压强度和碱度的影响。结果显示:粉煤灰能够改善植生混凝土的p H值,但抗压强度下降明显;适量的矿渣粉不仅可改善植生混凝土的pH值,同时还能提高其抗压强度;碳化时间对植生混凝土抗压强度和p H值的影响较小。分析表明粉煤灰掺量为0,矿渣粉掺量为25%,碳化时间为3d时,植生混凝土兼具较好的抗压强度和pH值。     

微生物—活性氧化镁固化盐渍土强度变化规律研究

利用微生物—活性氧化镁固化技术改良滨海细粒氯盐盐渍土,通过不同氧化镁掺量条件下固化盐渍土的无侧限抗压强度试验、直剪试验及水稳性试验,探究此方法固化盐渍土的强度变化规律及改良效果,试验结果表明：微生物作用可明显促进活性氧化镁反应,加速固化盐渍土;活性氧化镁掺量增加,固化盐渍土的无侧限抗压强度和抗剪强度均随之增大,20%氧化镁掺量的固化盐渍土的抗压强度和抗剪强度(法向应力为100kPa时)分别是未改良盐渍土的8.18倍和8.21倍;黏聚力随着活性氧化镁掺量的增加明显增大,而内摩擦角呈现先增大后减小的趋势;活性氧化镁掺量增加,固化后盐渍土的水稳系数也增大,可明显改善盐渍土的水稳性。     

偏高岭土对混凝土力学性能及耐久性的研究

基于偏高岭土的微集料效应和活性效应,系统研究了偏高岭土不同掺量对混凝土力学性能的影响,并通过加速碳化试验和冻融循环试验研究了偏高岭土混凝土的耐久性。采用压汞法探究了偏高岭土对混凝土孔结构的影响。结果表明:掺加15%偏高岭土能增加水泥水化放热总量;当掺加15%偏高岭土时,抗压强度和抗折强度达到最大,继续增加偏高岭土掺量,混凝土的抗压强度和抗折强度降低;当掺加35%偏高岭土时,混凝土在冻融循环300次时的质量损失率达到1. 89%;掺加不高于15%掺量的偏高岭土时,随着掺量的增加,混凝土的孔隙率和最可几孔径均减小。     

固硫灰对硫氧镁水泥性能的影响研究

研究固硫灰掺量对硫氧镁水泥的抗压强度、耐水性、体积稳定性的影响。结果表明:在试验掺量范围内,随着固硫灰掺量的增加,硫氧镁水泥的抗压强度、耐水性和体积稳定性提高;当固硫灰的掺量为20%时,硫氧镁水泥的3、7、28 d抗压强度较未掺固硫灰的分别提高48.37%、33.33%、22.02%,软化系数由0.80提高到0.92,56 d线性膨胀率由4.527×10~(-3)降低到0.444×10~(-3)。同时,用XRD、SEM、压汞仪等测试方法研究了水泥石的物相组成、微观形貌、孔隙率等随固硫灰掺量的变化规律。     

基于混凝土碳化耐久性的粉煤灰临界掺量

为了得到保证混凝土碳化耐久性前提下,在0.36~0.60范围内各水胶比(mW/mB)混凝土的临界粉煤灰掺量(wFA,c),在CO2体积分数(20±3)%,温度(20±2)℃,相对湿度(70±5)%的条件下进行加速碳化试验,测试了水胶比0.36,0.43,0.50,粉煤灰掺量(wFA)0%,20%,40%,60%以及水胶比0.60,粉煤灰掺量0%的混凝土碳化深度,混凝土试件经7d自然养护,自然养护期间日均气温为12.8℃.定量分析了水胶比与粉煤灰掺量对混凝土碳化性能的影响规律,建立了20mm碳化深度下混凝土临界粉煤灰掺量与水胶比之间关系的数学模型.结果表明:在各水胶比条件下,混凝土碳化深度均随粉煤灰掺量的增加而增大,当粉煤灰掺量超过20%以后,混凝土碳化速率均明显提高;混凝土碳化耐久性随水胶比增大而加速劣化.20mm碳化深度下混凝土临界粉煤灰掺量与水胶比之间关系的数学模型为:wFA,c=174.8-280.9mW/mB.根据该数学模型,在给定的水胶比条件下能计算出确保混凝土碳化耐久性的临界粉煤灰掺量.     

掺陈化粮对烧结多孔材料性能的影响

利用陈化粮作为成孔剂制备轻质高强高孔洞率的烧结墙体材料,系统研究了成孔剂掺量和粒径对烧结制品性能的影响。结果表明：在相同烧成制度下,掺加试样质量比15%的0.15 mm~0.3 mm陈化米粒径的试件体积密度降低为1.35 g/cm3,气孔率达到45.89%,制品气孔率提高了83%,抗压强度为18.56 MPa;随着气孔率的增大,抗压强度降低,当气孔率大于35%时,成孔剂的粒径对抗压强度影响明显,当气孔率小于35%时,烧结制品性能相对稳定。     

沈海高速公路辽宁段沿线桥梁混凝土碳化概率特征研究

对沈海(沈阳—海口)高速公路辽宁段沿线混凝土桥梁的碳化实测数据进行了统计分析,建立了以混凝土抗压强度和时间为主要参数的不同地区桥梁和单个桥梁混凝土碳化深度的随机过程模型。将混凝土碳化到钢筋表面的状态作为大气环境中的耐久性极限状态,分析了沿线上海湾大桥不同服役时间的耐久性失效概率。结果表明:混凝土碳化深度随混凝土抗压强度的增大而减小,但受多种复杂因素影响,混凝土碳化深度离散性很大;混凝土碳化系数计算模型的不确定性系数服从对数正态分布;海湾大桥混凝土使用到第100年时的耐久性失效概率小于10%。     

玄武岩纤维增强机场道面混凝土力学性能试验研究

针对当前机场混凝土道面使用过程中存在的部分问题,为提高道面强度及耐久性能,试验利用纤维增强混凝土技术,对比分析研究了两种规格的玄武岩纤维分别以0.05%,0.10%,0.15%的体积掺量对机场道面混凝土抗折、抗压强度性能的影响规律。试验结果表明:玄武岩纤维对机场道面混凝土有较好的力学增强性能,28 d抗折强度提高6.09%～19.80%,对抗压强度影响不明显,并且长度40 mm、直径40μm的短切玄武岩纤维较长度20 mm、直径20μm有更好的增强效果,可以在机场混凝土道面施工中使用,其最佳体积掺量为0.10%。     

The compressive strength of cement blocks permeated with an organic phase change material

The authors investigate the feasibility of constructing walls and partitions with enhanced heat storage capability from cement blocks permeated with an organic phase change material (pressed stearic acid). The blocks are lightweight, easy to produce and are cured in the same way as cement or concrete.The ratio of components (cement, stearic acid (SA) and water) was optimized with respect to compressive strength. With normal portland cement, the best compressive strength 2.2 MPa was obtained with a ratio C:SA:W of 1:0.8:0.65 (i.e. 32% stearic acid) after 28 days of curing. This was increased to 4.4 MPa when high early strength cement was used, about as strong as Sipporex, lightweight concrete or lightweight clay bricks.As expected, the compressive strength decreased linearly with temperature between 25°C and 100°C, at a rate of 15 kPa/°C. The drying shrinkage of the modules was found to be 50% greater than for cement mortars. The addition of fibreglass gave only a 15% increase in the compressive strength. Samples containing 35% fatty acid showed surface deterioration after 200 thermal cycles (between ?5°C and 6 °C) while none was observed with those containing 32%. The dynamic modulus of elasticity did not change after 200 cycles.     

沸石粉对混凝土耐久性的影响

通过不同龄期混凝土抗压强度、碳化、干燥收缩和抗氯离子渗透试验,结合扫描电子显微镜微观形貌分析,研究了不同掺量沸石粉对混凝土耐久性的影响.试验结果表明,沸石粉降低了混凝土早期抗碳化性能和抗氯离子渗透性能,而掺加10％沸石粉改善了混凝土后期内部结构,提高了其后期抗碳化性能和抗氯离子渗透性能;沸石粉降低了混凝土干燥收缩性.     

耐碱玻纤和粉煤灰对轻质混凝土强度及冻融耐久性的影响研究

以陶粒为粗骨料制备了轻质混凝土试件,研究了耐碱玻纤、粉煤灰增强材料对轻质混凝土的力学性能及冻融耐久性的影响。结果表明,随着耐碱玻纤掺量的增加,同一龄期轻质混凝土试件的抗压强度、抗拉强度先增大后减小;过高的耐碱玻纤掺量不利于强度的增长,且耐碱玻纤对试件抗拉强度的影响大于抗压强度,其最优掺量为0.6 kg/m^3;掺入适量的粉煤灰(≤15%)能提高轻质混凝土的强度,提升幅度与掺量成正比,但掺量较大时对强度不利;与未掺耐碱玻纤的试件相比,当耐碱玻纤掺量低于0.6 kg/m^3和1.0 kg/m^3时,能分别提升试件的相对动弹性模量和降低质量损失率,改善幅度与耐碱玻纤的掺量正相关;粉煤灰掺量低于15%时有利于提高试件的冻融耐久性,但掺量较高(≥20%)则会降低试件的冻融耐久性指标。     

温变下不同含气量混凝土的力学性能

混凝土在温变疲劳作用下产生的温度应力对混凝土的抗压强度等力学性能均会产生一定的影响。本试验条件下:含气量2%混凝土,在温变循环(-20~15℃)50次后,抗压强度等力学指标损失率都在15%~35%之间;循环100次后均高于40%,而动弹性模量损失率高于25%;含气量4%以上的混凝土,在温变循环100次时抗压强度等力学指标的损失率在5%~10%之间;循环200次后混凝土各项力学指标损失在20%~30%间,动弹性模量损失率在10%左右。含气量相同的低水灰比混凝土受冻损伤程度小于高水灰比混凝土的受冻损伤程度。     

隧道石粉取代胶凝材料对机制砂混凝土性能的影响

以石粉部分取代混凝土中的胶凝材料,研究石粉取代量为0, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%时的机制砂混凝土性能,测试混凝土抗压强度、抗硫酸盐侵蚀、碳化深度、抗氯离子扩散系数等性能指标。结果显示,当水胶比、石粉细度固定时,混凝土性能随石粉取代量增加而降低;当石粉取代胶材量为15%、石粉细度为30%、水胶比为0.5时,28d抗压强度大于34.5MPa。     

Mechanical performances and microstructural characteristics of reactive MgO-carbonated silt subjected to freezing-thawing cycles

The characteristics of reactive magnesia(MgO)-carbonated silt in respect to long-term stability have not been well understood in severely cold climate despite the usage of reactive MgO in enhancing the engineering performances.Under the binder content of 15% and initial water content of 25%,MgO-admixed silt specimens were carbonized for 3 h and 6 h and then subjected to different numbers of freezingthawing(F-T) cycles.After different F-T cycles,the physico-mechanical properties of MgO-carbonated silt were analyzed in comparison with Portland cement(PC)-stabilized silt through physical and unconfined compression tests.Besides,a series of micro tests on MgO-carbonated specimens was performed including X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM) and mercury intrusion porosimetry(MIP) tests.The results demonstrate that both mass change ratio and moisture content of carbonated/stabilized silt decrease,and these values of MgO-carbonated silt are significantly lower while the density is higher compared to PC-stabilized silt.The strengths and moduli of MgO-carbonated silt are still two times higher than those of PC-stabilized specimens and the strength change ratio of keeps above0.8 after F-T cycles.There is no visible transformation between nesquehonite and dypingite/hydromagnesite,although the XRD peaks of nesquehonite decrease and the bonding and filling effects weaken slightly.After 6 and 10 F-T cycles,the pore-size characteristics changed from a unimodal distribution to a three-peak and bimodal distribution,respectively.The total,macro and large pore volumes increase obviously while the medium and small pore volumes decrease except for intra-aggregate pore.The findings show better F-T durability of MgO-carbonated silt,which would be helpful for facilitating the application of MgO carbonation in the soil treatment.