大掺量矿物掺合料自密实混凝土抗碳化性能研究

设计了单掺粉煤灰和复掺粉煤灰与矿渣微粉的3个系列自密实混凝土试件.通过快速碳化试验、吸水试验,研究单掺粉煤灰和复掺粉煤灰与矿渣微粉对自密实混凝土抗碳化性能的影响.结果表明:当粉煤灰单掺掺量大于40%(质量分数)后,随着粉煤灰掺量的增大,自密实混凝土抗碳化能力迅速下降;粉煤灰与矿渣微粉复掺可显著缓和大掺量粉煤灰自密实混凝土抗碳化性能的下降.矿物掺合料对自密实混凝土抗碳化性能的影响存在正负效应.     

矿物掺合料对混凝土抗碳化性能试验研究

本文利用加速碳化试验研究了矿物掺合料种类及掺量对混凝土碳化深度的影响,并采用X射线衍射技术、压汞法和X射线计算机断层扫描技术对其碳化前后的孔结构变化进行研究。结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,混凝土抗碳化能力降低,碳化深度增长迅速;矿渣对混凝土的抗碳化性能优于粉煤灰对混凝土的抗碳化性能;碳化之后,矿物掺合料混凝土的孔数量减小,孔径被细化。     

荷载作用下双掺混凝土碳化机理的试验与数值研究

围绕着含有两种矿物掺合料混凝土(粉煤灰和矿渣)在碳化和静力荷载耦合作用下的劣化过程和机理,揭示了掺合料对混凝土碳化深度、抗折强度的影响规律,同时分析了不同弯曲荷载应力对混凝土碳化深度的影响,并应用多物理场耦合有限元软件COMSOL Multiphysics进行求解。研究结果表明:对于单掺粉煤灰的试件,其抗碳化性能随着掺量的增加而降低;而对于单掺矿渣的试件,矿渣含量为10%时,其抗碳化性能最好,然而当矿渣含量达到40%时,其抗碳化能力大幅降低;对于双掺试件,在任一掺合料取代率达到40%时,抗碳化能力有着显著的降低;在一定应力范围内,弯曲拉应力能显著提高混凝土的碳化深度,而弯曲压应力改善了混凝土的抗碳化能力;COMSOL模拟显示碳化深度试验值和模拟值较为吻合。     

石灰石粉-矿渣混凝土的碳化性能及可靠性分析

为探究石灰石粉及矿渣对混凝土碳化性能以及可靠性的影响,以掺合料比例、水胶比、石粉比表面积以及龄期为参数进行快速碳化试验,得出了试验环境和自然环境下的碳化预测模型,由此展开自然碳化下的可靠性预测分析,并以分析得到的可靠度指标为因变量,选取混凝土的水胶比、保护层厚度、石粉的掺量以及龄期4个自变量设计正交试验,对4个因素的重要性进行判定。结果表明:掺加石粉或矿渣后混凝土抗碳化能力均有所降低,其中以单掺20%石粉的混凝土抗碳化能力下降最为明显。石灰石粉-矿渣混凝土抗碳化能力随着水胶比的减小、石灰石粉比表面积的增大而变强。掺加不同比例的矿物掺合料对碳化结构可靠性均有一定减弱影响,对碳化结构可靠性的影响程度为水胶比>碳化龄期>混凝土保护层厚度>石灰石粉掺量,其中水胶比大小、石灰石粉掺量大小、碳化龄期长短与可靠度指标大小负相关,保护层厚度大小与可靠度指标大小呈正相关。     

不同养护龄期矿物掺合料自密实混凝土 碳化性能试验

设计了单掺粉煤灰、矿粉、石灰石粉、双掺粉煤灰矿粉、双掺粉煤灰石灰石粉5个系列的自密实混凝土试件,通过不同养护龄期的快速碳化试验研究不同矿物掺合料对自密实混凝土抗碳化性能的影响,并与普通混凝土抗碳化性能做对比。结果表明:养护龄期98 d左右,单掺矿粉的自密实混凝土抗碳化性能最好;养护龄期超过98 d的矿物掺合料自密实混凝土碳化深度逐渐增大;单掺石灰石粉自密实混凝土,其碳化深度值受养护龄期影响不大;矿物掺合料自密实混凝土等量取代水泥是有优势的。     

高性能混凝土氯离子渗透性能的试验研究

采用ASTM C1202法及NEL法,对单掺矿渣和复掺粉煤灰、矿渣的高性能混凝土进行抗氯离子渗透性能的试验研究,并探讨电通量与氯离子扩散系数之间的相关性。结果表明：矿物掺合料能有效地改善高性能混凝土的抗氯离子渗透性能,复掺粉煤灰和矿渣比单掺矿渣的效果更佳;电通量与氯离子扩散系数之间具有较好的相关性,当水胶比较小时,两指...     

核电工程用大掺量矿物掺合料高性能混凝土试验研究

在矿物掺合料总掺量35%～60%和水胶比0.42～0.29的情况下,采用粉煤灰、矿粉复掺,设计了系列大掺量矿物掺合料高性能混凝土（HPC）配合比,试验研究了矿物掺合料掺量、水胶比对HPC坍落度、抗压强度、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能、早期收缩性能的影响。结果表明：矿物掺合料可显著改善HPC的性能,且随着水胶比的降低,矿物掺合料对HPC性能的改善效果更显著;所制备的大掺量矿物掺合料HPC具有良好的技术可行性,满足相关核电工程设计要求。     

废弃矿物掺合料水工混凝土抗碳化性能试验研究

通过加速碳化方法,研究了水工混凝土单掺花岗岩石粉、单掺粉煤灰及双掺花岗岩石粉及粉煤灰时的抗碳化性能。结果表明,水工混凝土双掺矿物掺合料时的抗碳化性能优于单掺矿物掺合料时的抗碳化性能,且混凝土抗碳化性能随着矿物掺合料掺量及细度的变化,呈现规律性变化。     

粉煤灰高性能混凝土抗碳化性能研究

通过调节配合比设计制备了多种粉煤灰混凝土,系统研究了粉煤灰掺量、种类、水胶比和养护龄期对混凝土抗碳化性能的影响。结果表明:混凝土碳化深度值和碳化速率均随粉煤灰掺量增加而增加,碳化120 d后W35F60的碳化深度值约为W35F0的7倍;混凝土碳化深度值随水胶比增加而增大,当粉煤灰掺量为40%时,混凝土最佳水胶比为0.30,其120 d碳化深度值仅11.28 mm;混凝土抗碳化性能:Ⅱ级粉煤灰Ⅰ级粉煤灰;养护龄期越长,混凝土抗碳化性能越强,当养护龄期为90 d时,混凝土碳化深度值是养护龄期28 d的79.47%。     

矿物掺合料对盾构管片混凝土抗氯离子渗透性能的影响

研究了不同水胶比、粉煤灰掺量和复掺掺合料对盾构管片高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,水胶比的降低,可以在一定程度上提高混凝土抗氯离子渗透性能;单掺粉煤灰可改善混凝土抗氯离子渗透性能,随粉煤灰掺量从5%增加至35%,混凝土抗氯离子渗透性逐渐增强;矿渣粉和粉煤灰复掺可显著改善混凝土的抗氯离子渗透性能,15%粉煤灰和20%矿渣粉复掺配制出的盾构管片用混凝土达到福州市地铁工程应用的抗氯离子渗透性能设计要求以及生产工艺要求。     

配合比参数对水泥浆体抗裂性能的影响

提高抗裂性是混凝土工程中的一个重要课题。从优化混凝土配合比的角度,研究了配合比参数水胶比、矿物掺合料用量及品种、单位用水量和灰砂比等对箱梁用高强混凝土早期抗裂性能的影响。研究表明:提高水灰比、添加适当掺量的掺合料、适当降低胶凝材料总量有利于提高抗裂性能。当粉煤灰掺量在10%～20%时,粉煤灰掺量对早期抗裂性的影响不大,反而在掺量为10%时略优,单掺粉煤灰略优于双掺粉煤灰和矿渣微粉。各影响因素对水泥净浆的影响趋势与砂浆和混凝土相似,但影响程度不同。水胶比对抗裂性能的影响最大,其次为掺合料用量和胶凝材料总量。掺合料用量在砂浆中对抗裂性的影响略小于在水泥净浆中的影响。     

废弃砖粉复合掺合料对混凝土强度及耐久性的影响

本文研究了废弃砖制备的砖粉掺合料与矿渣粉、石灰石粉、粉煤灰复合掺入对混凝土耐久性的影响。结果表明:在混凝土抗压强度方面,矿渣粉和砖粉复掺时,混凝土7d和28d抗压强度与矿渣粉和粉煤灰复掺时相近,优于矿渣粉和石灰石粉复掺时混凝土的强度;同一水胶比时,矿渣粉、砖粉复合掺合料配制的混凝土抗氯离子渗透性能及抗碳化性能,与矿渣粉、砖粉复合掺合料混凝土相当,优于矿渣粉、石灰石粉复合掺合料混凝土的抗氯离子渗透性能。     

大掺量矿物掺合料再生混凝土力学性能和抗碳化性能的试验研究

设计了再生粗骨料取代率为30%、50%,粉煤灰和矿渣微粉按1:1复掺且掺量为30%、50%的一组再生混凝土,以及一组普通混凝土。以矿物掺合料掺量、再生粗骨料取代率为影响因素,开展大掺量矿物掺合料再生混凝土抗压强度和抗碳化性能的试验研究。结果表明,采用粉煤灰和矿粉复掺技术,较高质量的再生粗骨料、骨料级配良好的条件下,取代率为30%时,再生混凝土的强度均超过了不加矿物掺合料的普通混凝土,取代率增至50%时,强度最低仍可达到55.1MPa。所有配合比再生混凝土28d碳化深度均未超过3.0mm,可不必担心碳化问题。分析了矿物掺合料对再生混凝土强度和抗碳化性能的影响机理。     

粉煤灰和矿渣粉对海工混凝土性能的影响

硅酸盐水泥水化产物中的Ca（OH）2不论在强度上还是化学稳定性上都很差,在软水、酸或硫酸盐腐蚀下易被溶解,是混凝土耐久性的薄弱环节。Ca（OH）2呈碱性,在合适的配合比中掺用粉煤灰等矿物掺合料,与Ca（OH）2发生火山灰反应,可消耗Ca（OH）2,改善混凝土的微结构,提高混凝土抗水、抗盐和抗化学腐蚀能力,所以矿物掺合料对提高混凝土抗氯盐侵蚀能力特别有利,在海洋环境和除冰盐环境下,不宜单独采用硅酸盐水泥作为胶凝材料,因此大掺量矿物掺合料混凝土是配制耐久性混凝土的重要途径。混凝土是一种多项复合材料,特别是海工耐久混凝土中加入粉煤灰和矿渣粉后,使其更为复杂,影响混凝土性能的因素也更多,虽然关于单掺、双掺甚至三掺混凝土的研究和论文已经很多,但是本文基于集美大桥海工混凝土配合比及现场应用,在微观和宏观上,总结粉煤灰和矿渣粉对混凝土性能的影响,以供同类工程作为参考。     

混凝土碳化速率系数的多因素模型

基于混凝土快速碳化试验的数据,分析了水胶比、粉煤灰掺量、矿粉掺量等材料参数对混凝土碳化速率系数的影响规律,然后结合逐步回归分析方法,建立了考虑水胶比和矿物掺合料掺量的普通混凝土、掺加粉煤灰混凝土、掺加矿粉混凝土以及复掺粉煤灰矿粉混凝土的碳化速率系数多因素计算模型,最后结合相关文献模型的计算结果和试验数据对比分析,验证了所建立多因素模型的有效性与适用性,为混凝土抗碳化性能的耐久性分析与设计提供了基础。     

矿物掺合料对混凝土耐久性的影响

选择粉煤灰和矿渣作为混凝土矿物掺合料,以不同掺量,采用单掺和复掺的形式设计了7种配合比,研究矿物掺合料对混凝土抗渗性和抗冻性的影响。试验结果表明：粉煤灰、矿渣的掺入可以提高混凝土的抗渗性,掺量小于30％时,随着掺量的增加,混凝土抗渗性提高。粉煤灰和矿渣单掺时,会降低混凝土的抗盐冻性能;复掺时,当掺量小于最佳掺量时,可改善混凝土的抗盐冻性能,超过最佳掺量后,混凝土的抗盐冻性能降低,本试验中最佳掺量值为15％。     

3%与20% CO2体积分数下混凝土加速碳化试验研究

选取CO2体积分数为3%和20%进行加速碳化试验,比较分析了2种情况下单掺粉煤灰、矿粉混凝土及二者复掺混凝土碳化深度及碳化速率系数随碳化龄期的变化规律.结果表明:在3%CO2体积分数下进行加速碳化试验,不但能较好地反映普通混凝土的自然碳化规律,而且能对水胶比相同矿物掺合料不同的混凝土碳化性能进行有效区分,但试验时需要适当延长碳化龄期;采用20%CO2体积分数进行加速碳化试验,并不能有效区分水胶比相同矿物掺合料不同的混凝土的碳化性能.     

磨细固硫渣自密实混凝土碳化性能试验研究

采用快速碳化试验研究了磨细固硫渣自密实混凝土的抗碳化性能.结果表明:①当水胶比和掺合料掺量分别为0.51和35%时,磨细固硫渣自密实混凝土碳化深度介于粉煤灰自密实混凝土和矿渣粉自密实混凝土碳化深度之间,小于混凝土结构最小保护层厚度.磨细固硫渣自密实混凝土碳化深度(d)与其碳化时间(t)的关系可以用d=atb表示.②随着...     

超高强混凝土的耐久性研究

超高强混凝土在现代建筑中的地位越来越重要,其耐久性能自然备受关注。文中研究了水胶比、胶凝材料总量以及矿物掺合料掺量对超高强混凝土抗氯离子渗透及抗碳化性能的影响。试验结果表明:水胶比越小,超高强混凝土抗氯离子渗透性能力越强,抗碳化性能越好;随胶凝材料总量的增加,抗氯离子渗透能力先增强后减弱,而抗碳化能力则逐渐增强;随矿物掺合料掺量的增加,抗氯离子渗透和抗碳化能力均先增强后减弱,最佳掺量为40%。     

高性能混凝土耐久性能试验研究

以3种不同水胶比和矿物掺合料掺量为变量,研究混凝土抗氯离子扩散、抗渗、抗碳化性能的变化。通过试验得出:水胶比0.33,双掺(20%石灰石粉+10%矿渣)的28 d强度最高,其扩散系数最小;良好养护的混凝土试件,其材料自身的抗水渗透能力均较好,且随着强度的提高,其渗水高度略有降低。随着碳化时间的增长,混凝土碳化深度逐渐增加,但碳化28 d后平均碳化深度均小于10 mm;根据试验结果,可为今后高性能混凝土配合比设计提供依据。