双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂再生混凝土性能试验研究

通过测试混凝土立方体抗压强度、劈拉强度、轴心抗压强度、弹性模量、抗弯强度、渗透系数、碳化深度、相对动弹性模量及质量损失,研究了双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂对再生骨料混凝土性能影响。同时分析了粉煤灰和聚羧酸减水剂对混凝土性能的作用机理。研究结果表明:当粉煤灰掺量为胶凝材料的30%、聚羧酸减水剂掺量为胶凝材料的1.2%时,相比普通混凝土,复掺粉煤灰及聚羧酸减水剂再生混凝土28d抗压强度提高了7.1%、劈拉强度提高了8.3%、轴心抗压强度提高了6.5%、弹性模量提高了4.5%、渗透系数降低81.0%、碳化深度降低34.4%,200次冻融循环后,相对动弹性模量提高16.7%、质量损失降低43.8%。双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂适用于制备高性能再生混凝土。     

偏高岭土和粉煤灰对碱-矿渣复合胶凝材料的凝结时间及早期力学性能的影响

研究了水胶比为0.4,水玻璃模数为1.4及Na2O含量为10％(质量分数)时,单掺偏高岭土与复掺偏高岭土和粉煤灰对碱-矿渣复合胶凝材料的凝结时间和早期力学性能的影响.结果 表明,两种复合方式对碱-矿渣复合胶凝材料均有缓凝作用,但复掺时的缓凝效果更明显.单掺时,碱-矿渣复合胶凝材料的早期抗折、抗压强度和折压比基本不随偏高岭土掺量的变化而变化,但其28 d粘接强度随偏高岭土掺量的增加而增大.复掺时,碱-矿渣复合胶凝材料早期抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减小;与单掺时相比,该复合胶凝材料72 h抗折强度和折压比分别提高了40％和64％.除此之外,复掺时该复合胶凝材料28 d粘接强度比单掺时提高了45％,但粉煤灰掺量的影响较小.     

矿物掺合料透水混凝土微观结构及性能分析

透水混凝土具有显著的孔隙特征，可有效缓解城市内涝，涵养地下水系。针对透水混凝土由孔隙大导致的抗压强度低等问题，采用矿物掺合料替代部分水泥作胶凝材料，能够实现降低生产成本并提高抗压强度的目的。本文以粉煤灰、矿渣、偏高岭土等固体废弃物为掺合料，通过抗压强度、透水性能测试分析矿物掺合料单掺、复掺、三掺对透水混凝土性能的影响，并探究其水化机理。结果表明：复掺以及三掺体系的透水混凝土力学性能明显优于单掺体系；当三掺体系粉煤灰、矿渣、偏高岭土掺量分别为15%(质量分数，下同)、15%、10%时，透水混凝土性能最佳，抗压强度达22.1 MPa,孔隙率和透水系数分别为14.3%、3.27 mm/s,满足行业标准。     

偏高岭土对水泥基胶凝材料耐久性能的影响

以粉煤灰、矿粉和硅灰为混合材,与硅酸盐水泥熟料和石膏复合制备一种水泥基胶凝材料,通过内掺法研究偏高岭土对水泥基胶凝材料力学性能和耐久性能的影响,并利用激光粒度分布曲线、XRD和SEM验结果表明,随偏高岭土掺量的增加,水泥砂浆3d强度逐渐下降,28d强度逐渐增加,然后趋于稳定。当掺量超过9%时,强度的改善效果不显著;同时,偏高岭土的掺入,提高了砂浆的抗渗性能、降低了混凝土的氯离子扩散系数,并在偏高岭土掺量为0%-9%范围内作用效果明显。     

硅灰、偏高岭土对矿渣-粉煤灰微珠胶凝材料性能的影响

首先通过改变粉煤灰微珠掺量,确定满足快速修补要求的矿渣-粉煤灰微珠胶凝材料基体的最佳配比,再调节偏高岭土、硅灰掺量,研究其对复合胶凝材料凝结时间、力学性能和水化机理的影响。研究发现,偏高岭土对凝结时间的改变较硅灰更敏感。通过化学结合水测试,分析了不同硅灰和偏高岭土掺量对矿渣-粉煤灰微珠胶凝材料水化反应程度影响的原因。力学实验结果表明：矿渣-粉煤灰微珠胶凝基体复合掺加5%硅灰（质量分数）+15%偏高岭土（质量分数）,试块2 h抗压强度为11.5 MPa、28 d抗压强度达到75.2 MPa,且呈现缓慢递增的趋势。     

偏高岭土配制高性能自密实混凝土的研究

偏高岭土是一种高活性人工火山灰材料,在水泥水化产物Ca(OH)2的作用下发生火山灰反应,起辅助胶凝材料的作用.偏高岭土单掺时最大掺量为7%,粉煤灰和偏高岭土双掺时二者的最佳掺量分别为15%、7%,此时混凝土的流动性和强度均得到提高.     

矿物掺合料对桥面板蒸养混凝土强度和抗渗性的影响

为获得性能优异的C55预制桥面板蒸养混凝土的配合比,研究了单掺粉煤灰10%～30%、单掺矿粉10%～30%及复掺粉煤灰与矿粉20%～35%对蒸养混凝土抗压强度和抗氯离子渗透性的影响,并采用X-射线衍射仪和扫描电镜研究了复掺粉煤灰与矿粉对胶凝材料浆体微结构的影响。结果表明:粉煤灰降低了蒸养混凝土的脱模强度,矿粉提高了蒸养混凝土的脱模强度;无论是单掺粉煤灰、矿粉还是二者复掺,均可以改善蒸养混凝土的后期强度增进率,提高其抗氯离子渗透性。综合考虑脱模强度、后期强度和抗氯离子渗透性,预制桥面板C55蒸养混凝土的掺合料以复掺12%粉煤灰和18%矿粉为最佳,其机理在于蒸汽湿热作用下粉煤灰和矿粉的火山灰活性早期得以激发,在吸收Ca (OH)2的同时形成了较多胶凝产物,改善了混凝土的微结构和界面过渡区结构。     

高钙粉煤灰在小石峡水电站中的应用研究

研究了高钙粉煤灰不同掺量情况下混凝土的体积安定性及高钙粉煤灰的最大掺量情况下,在不同水胶比、不同掺量情况下混凝土的力学性能及耐久性性能。研究发现：掺高钙粉煤灰混凝土的安定性可通过测定其胶凝材料的安定性来评定,掺加25%左右的高钙灰,所配制的混凝土的强度性能和体积稳定性都较好,随着水胶比的降低,掺高钙粉煤灰混凝土同龄期的抗压强度逐渐增大：掺高钙粉煤灰灰混凝土具有良好的抗渗性能及良好的抗冻性能。     

超细粉煤灰和偏高岭土对高强混凝土耐热性能的影响

以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料,超细粉煤灰和偏高岭土作为辅助胶凝材料制备了高强混凝土,研究了其在400℃热处理前后的力学性能,分析了浆体物相组成、断面形貌的变化.结果 表明,超细粉煤灰和偏高岭土的引入可以明显改善高强混凝土受热条件下的力学性能,同时引入30wt％超细粉煤灰和5wt％偏高岭土可制备出常温抗压强度、残余强度分别为87.18MPa、109.72 MPa的高强混凝土.微观分析发现,在热处理过程中,未掺加辅助胶凝材料的试样浆体中氢氧化钙和硅钙石分解,浆体结构劣化,力学性能退化明显;掺加超细粉煤灰可以改善试样浆体的孔结构,且超细粉煤灰可在高温下与氢氧化钙及其分解产生的氧化钙反应生成更多的硅钙石以及耐高温矿物相,改善了加热过程中由于氢氧化钙和部分硅钙石分解而产生的结构缺陷,进而提升材料耐热性能,使得混凝土热处理后的残余强度不降反升;在掺加超细粉煤灰的同时复掺偏高岭土,可以在常温下水化生成更多的水化硅酸钙凝胶,使得粉煤灰微珠与浆体的界面结合更加紧密,并在高温下进一步加快水化反应速率,在浆体中生成大量硅钙石、钙铝榴石与蓝晶石三种耐高温物相,进而大幅度提升混凝土的耐热性能,使得混凝土高温残余强度更高.     

辅助胶凝材料对预应力高强混凝土管桩强度及工艺的影响

为优化混凝土管桩生产工艺,以硅灰(SF)和偏高岭土(MK)作为辅助胶凝材料,研究硅灰和偏高岭土对不同蒸养时间下混凝土抗压强度的影响,并使用X射线衍射(XRD)和扫描式电子显微镜结合能量色散谱(SEM-EDS)分析其水化产物及微观结构。通过Design-Expert8.0软件设计Box-Behnken试验,以硅灰掺量、偏高岭土掺量和蒸养时间三个因素为自变量,蒸养混凝土抗压强度为响应值,构建多因素回归方程模型。结果表明:硅灰掺量为胶凝材料质量分数8%时,对抗压强度略有提高,提高幅度为6.2%,达到83.6 MPa;5%、8%和10%(质量分数)掺量的偏高岭土均可提高蒸养混凝土的抗压强度,蒸养4 h、8 h、12 h时,10%掺量的偏高岭土对混凝土抗压强度的提升幅度依次为15.6%、13.2%和13.6%,蒸养4 h、8 h和12 h对混凝土抗压强度影响不大。XRD和SEM-EDS结果表明,硅灰和偏高岭土均消耗了Ca(OH)₂,提升了水泥早期水化程度,可以改善内部孔结构。通过响应面法建立模型可以预测,当硅灰质量分数为6.6%、偏高岭土质量分数为10%、蒸养时间为8.6 h时,混凝土抗压强度最高,达到104.8 MPa,且具有较高置信度。     

不同养护条件对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能试验研究

通过加速碳化试验,系统研究了不同养护条件和粉煤灰掺量的大掺量粉煤灰混凝土碳化规律.并利用扫描电镜和压汞法研究了大掺量粉煤灰混凝土碳化前后的微观形貌和孔结构变化.结果表明:经标准养护后的粉煤灰混凝土的抗碳化能力大于经自然养护后的粉煤灰混凝土的抗碳化能力;随着粉煤灰掺量的增加,混凝土抗碳化能力减小;标准养护下粉煤灰混凝土孔隙率相比于其在自然养护下的孔隙率降低了19.6％;碳化后浆体密实度增加,孔径细化,孔隙率降低31.4％.     

掺粉煤灰和矿粉对混凝土开裂性能的影响

选用粉煤灰、矿粉作为掺合料以单掺和复掺的形式掺入到硅酸盐水泥混凝土中,检测其坍落度和3d、28d抗压强度以及早期抗开裂性能。研究结果表明:矿粉、粉煤灰均会降低混凝土3d强度,矿粉可以提高混凝土28d强度,粉煤灰掺量过大会降低混凝土28d强度。随着矿粉掺量的增加,混凝土坍落度随之降低,粉煤灰刚加入时会使混凝土坍落度降低,但是随着掺量的升高,坍落度会逐渐增大;开裂方面:单掺时,粉煤灰与矿粉都在掺量为37%时,抗开裂效果最佳,其中粉煤灰效果最好,复掺时,随着矿粉相对掺量的变大,裂缝的面积和数目都在增大。     

纳米颗粒粉煤灰绿色混凝土的耐久性试验研究

为配制高性能绿色混凝土,用不同质量分数的粉煤灰（0%~30%）来替代水泥,并在混凝土中掺入不同质量分数纳米颗粒氧化锌（0%~3%）来提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗氯离子性能。通过制备30组混凝土试块进行试验,得出：1）在粉煤灰替代率相同的情况下,随着纳米颗粒氧化锌含量的增加,纳米颗粒氧化锌粉煤灰混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗氯离子性能均逐渐增加。2）在纳米颗粒氧化锌含量相同的情况下,随着粉煤灰替代率的增加,纳米颗粒氧化锌粉煤灰混凝土的抗压强度和抗拉强度均逐渐下降。但纳米颗粒氧化锌粉煤灰混凝土的抗氯离子性能却逐渐提高。因此,当纳米颗粒氧化锌质量分数为1%时,建议粉煤灰的替代率在10%以下;当纳米颗粒氧化锌质量分数为2%时,建议粉煤灰的替代率在20%以下;而纳米颗粒氧化锌质量分数为3%时,建议粉煤灰的替代率仍在20%以下,因此不建议纳米颗粒氧化锌的掺量超过2%。     

石灰石粉对水泥-粉煤灰混凝土性能的影响

本文主要研究了石灰石粉对水泥-粉煤灰混凝土工作性、抗压强度、耐久性能(抗水渗透性能、抗碳化性能和抗冻性能)的影响,并利用SEM-EDS和孔结构微观分析仪对其进行了机理分析.试验结果表明:石灰石粉应用于水泥-粉煤灰混凝土,不仅可改善混凝土的工作性能,而且可提高混凝土的抗压强度,但对混凝土的耐久性能影响不大.     

粉煤灰对桥梁混凝土抗渗性能的影响规律研究

为研究粉煤灰对桥梁混凝土抗渗性能的影响,制备了不同粉煤灰掺量的混凝土样品,测试分析了桥梁混凝土抗压强度、孔隙结构、渗透高度和抗氯离子渗透性能随粉煤灰掺量和养护龄期的变化规律。研究结果表明:(1)当桥梁混凝土养护龄期为7d时,桥梁混凝土的抗压强度随着粉煤灰掺量的增多而逐渐降低;当混凝土龄期大于28d时,桥梁混凝土的抗压强度在粉煤灰掺量为30%左右时最大。(2)粉煤灰掺量为30%时,桥梁混凝土密实度达到最大,此时其内部小孔隙增大而大孔隙减小。(3)桥梁混凝土抗氯离子渗透系数随着粉煤灰掺量的增大先减小后增大,在粉煤灰掺量为30%时取得最小值。     

粉煤灰微珠掺量对透水混凝土的影响*

本文研究了不同粉煤灰微珠掺量对透水混凝土工作性、透水系数、连续空隙率、抗压强度及劈裂抗拉强度的影响。通过单要素控制变量法研究发现：粉煤灰微珠掺量范围在20%~30%时,微珠对透水混凝土工作性及抗压性能的提升作用最为有效。粉煤灰微珠掺量为10%时,透水混土的连通空隙率有明显提高。透水系数与粉煤灰微珠掺量整体呈负相关联系。透水混凝土劈裂抗拉强度受“粉煤灰微珠”掺量的影响较小。     

掺合料对混凝土早期碳化深度影响的试验研究

通过自然暴露环境条件下掺合料混凝土的早期碳化试验,分析了粉煤灰掺量、矿渣掺量、煤矸石掺量对单掺混凝土碳化深度的影响规律,探讨了双掺掺合料对混凝土碳化深度发展规律的交互作用,并基于试验数据建立了掺合料碳化速度影响系数的表达式。结果表明：单掺粉煤灰掺量小于15%时混凝土的碳化深度略有减小但掺量超过15%后碳化深度随粉煤灰掺量的增加而增加,单掺矿渣混凝土的碳化深度随矿渣掺量的增加而增加,单掺小于20%的煤矸石使混凝土早期抗碳化性能提高但掺入超过30%的煤矸石后混凝土碳化深度明显增加;随着粉煤灰掺量的增加,双掺粉煤灰和矿渣、双掺粉煤灰和煤矸石的混凝土碳化深度增加,在粉煤灰混凝土中掺入25%矿渣或20%煤矸石后混凝土的碳化深度变化较小;在煤矸石混凝土中掺入25%~40%的矿渣时混凝土的碳化深度无明显变化但再掺入超过40%的矿渣时碳化深度明显增大,在矿渣混凝土中掺入20%煤矸石后混凝土的碳化深度增长约40%。     

掺合料对再生混凝土强度和耐久性的影响

对掺入磨细掺合料的再生混凝土的抗压强度及抗渗性、抗冻性、抗碳化等耐久性能进行了研究。结果表明,适量磨细粉煤灰掺入再生混凝土中对混凝土抗压强度及耐久性能影响不大;将磨细粉煤灰与矿渣混掺可以发挥复合效应,提高掺合料的活性,改善再生混凝土的性能。     

粉煤灰及沙漠砂对混凝土抗碳化性能的影响

通过进行单掺粉煤灰、单掺沙漠砂、双掺粉煤灰和沙漠砂混凝土3d、7d、14d、28d和56d抗碳化性能试验,分析了粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对混凝土抗碳化性能的影响,建立了混凝土28 d碳化深度与粉煤灰掺量及沙漠砂替代率之间回归关系模型.试验结果表明:对于单掺粉煤灰混凝土,随着粉煤灰掺量增加,混凝土碳化深度逐渐增大,且碳化早期比后期增长较快;对于单掺沙漠砂混凝土,随着沙漠砂替代率增加,混凝土碳化深度呈先减小后增大趋势,沙漠砂替代率20%时混凝土碳化深度最小;对于双掺粉煤灰和沙漠砂混凝土,粉煤灰掺量10%,沙漠砂替代率20%时混凝土碳化深度最小.     

Effect of fine aggregate replacement with Class F fly ash on the abrasion resistance of concrete

This paper presents the abrasion resistance of concrete proportioned to have four levels of fine aggregate replacement (10%, 20%, 30%, and 40%) with Class F fly ash. A control mixture with ordinary Portland cement was designed to have 28 days compressive strength of 26 MPa. Specimens were subjected to abrasion testing in accordance with Indian Standard Specifications (IS: 1237). Tests were also performed for fresh concrete properties and compressive strength. Tests on compressive strength and abrasion were performed up to 365 days.Test results indicated that abrasion resistance and compressive strength of concrete mixtures increased with the increase in percentage of fine aggregate replacement with fly ash. Abrasion resistance of concrete was improved approximately by 40% over control mixture with 40% replacement of fine aggregate with fly ash, and concrete with fine aggregate replacement could be suitably used.