复掺硅粉粉煤灰抗冲耐磨混凝土的性能试验研究

硅粉混凝土具有良好的抗冲磨能力而在水电工程中得以大量应用,是目前国内水电工程中使用量较大的抗冲耐磨材料,但硅粉混凝土同时也存在着水化热温升较高、干缩变形较大的不足.在硅粉混凝土中复掺粉煤灰,可以降低硅粉混凝土的水化热温升,减少混凝土干缩,从而提高硅粉混凝土的抗裂能力.本文对复掺硅粉粉煤厌混凝土的性能进行了试验研究.     

C60抗冲磨硅粉混凝土在某水电工程泄水道中的应用

掺入高效减水剂和硅粉的C60抗冲磨硅粉混凝土,不仅克服了未掺硅粉混凝土早期强度低和单掺硅粉混凝土早期强度高但后期强度增长缓慢的缺点,而且也可提高混凝土抗压强度与抗冲磨、抗气蚀等性能,而且使混凝土具备良好的和易性与流动性,减少了混凝土单位水泥用量,降低混凝土温度。总之,C60抗冲磨硅粉混凝土提高了混凝土工程质量并产生较好的经济效益。     

溢流面抗冲耐磨混凝土中掺锂硅粉的试验研究

溢流面抗冲耐磨混凝土,主要控制的是强度、抗冻、抗裂、抗冲耐磨、抗气蚀等项指标。传统工艺是在混凝土中掺入硅粉,但硅粉混凝土开裂问题比较普遍。当溢流面混凝土发生贯通性裂缝时,高速水流沿裂缝会产生动水压力,使混凝土沿胶结层面断裂产生揭面破坏。因此,减少溢流面混凝土的开裂,是提高溢流面混凝土抗冲磨的关键因素之一。试验证明:混凝土配合比中掺入锂硅粉可以提高混凝土的抗裂性能。     

粉煤灰掺量对抗冲磨混凝土性能的影响

通过配制不同粉煤灰掺量、不同水胶比的抗冲磨混凝土,研究粉煤灰对抗冲磨混凝土力学性能、耐久性能、抗冲磨性能及混凝土温度变化的影响,证明掺入粉煤灰可以改善抗冲磨混凝土抗渗性能、降低水化热,方便现场快速施工,但不利于抗压、抗冲磨、抗冻性能。经过巴塘水电站过流面抗冲磨混凝土工程实践验证,C35抗冲磨混凝土抗冲磨性能以28d为龄期时,粉煤灰掺量在15%以内为宜。     

构皮滩电站拱坝抗冲磨混凝土研究

研究了构皮滩水电站拱坝掺磷矿渣粉抗冲磨混凝土的配合比设计,对掺磷矿渣粉混凝土的力学性能、抗冲磨性能、抗冻性能、抗渗性能等进行了试验研究.通过大量试验,从强度、抗渗等角度考虑,抗冲磨混凝土可选用0.3的水胶比;采用超塑化剂、引气剂、磷矿渣粉、硅粉、聚丙烯纤维复掺的方法,所配制的抗冲磨混凝土的工作性能良好、含气量为4.7%、强度等级达到C50、28 d极限拉伸值达97×10-6、90 d抗渗等级大于W12、90 d抗冻等级达到F200.试验结果说明,配制的抗冲磨混凝土的各项性能指标均满足设计要求,能用于构皮滩电站拱坝工程建设.     

大掺量粉煤灰对水工混凝土抗碳化性能的影响研究

文章利用快速碳化试验,探讨了粉煤灰与矿渣粉复掺、不同粉煤灰品质及掺量对水工混凝土抗碳化性能的影响。试验表明：混凝土抗碳化性能随低品质粉煤灰掺量的增加而下降,掺量不超过20%不会明显改变碳化深度,掺量达到50%时抗碳化性能显著下降;低品质高掺量粉煤灰与矿渣粉复掺有利于增强粉煤灰混凝土强度和抗碳化性能,为水工结构中大掺量粉煤灰的应用提供一定技术支持。     

硅粉高性能混凝土抗冲磨试验研究

对掺加硅粉和高效减水剂配制的高性能混凝土的抗冲磨性能进行了试验,结果表明高性能混凝土具有很高的抗压强度和优异的抗冲磨性能,建议结合使用高效减水剂,采用粉煤灰、硅粉双掺的方法,来改良混凝土的和易性及流动性,减少混凝土单位水泥用量,减轻施工及温控负担。     

基于功效系数法的抗氯盐泵送混凝土配合比优选

研究了粉煤灰、矿渣粉单掺和复掺对泵送混凝土工作性、抗压强度及抗氯离子渗透性能的影响,并利用功效系数法对抗氯盐泵送混凝土综合性能进行评价,为配合比优选提供指导。研究发现,矿渣粉、粉煤灰的掺入均可以改善混凝土的抗氯离子渗透性能;但大掺量矿渣微粉(55%～75%)泵送混凝土的和易性较差,易出现离析板结现象;采用优质粉煤灰与矿渣微粉复掺可弥补矿渣掺入对混凝土和易性的不利影响,实现优势互补。     

玄武岩纤维对水工抗冲磨混凝土性能的影响

玄武岩纤维（BF）作为一种绿色环保型纤维具有突出的优点,但应用于水工抗冲磨混凝土的研究还比较少。研究了不同掺量BF及与硅粉复掺对水工抗冲磨混凝土的性能的影响,并与聚丙烯腈纤维(PANF)进行了对比。研究结果表明：掺加BF后混凝土的抗压强度略有降低,劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度、抗压弹性模量、抗冲磨强度、抗渗性能均有所提高,干缩变形也略有增大;同掺量下BF混凝土的性能优于PANF混凝土;BF与硅粉复掺后混凝土各项性能提高显著,而干缩变形小于一般硅粉混凝土,可应用于水工抗冲磨混凝土。     

聚丙烯纤维对硅粉混凝土性能影响研究

硅粉混凝土提高了水泥石的抗冲磨强度,但存在水化热温升较高、干缩变形较大、经常开裂的现象,试验研究了在硅粉混凝土中掺入聚丙烯纤维对混凝土性能的影响。结果表明:聚丙烯纤维抑制了硅粉混凝土的干缩变形,提高了混凝土的抗冲磨性能、劈拉强度,同时获得了良好的抗渗性。综合考虑混凝土抗压强度、劈拉强度及抗渗性,硅粉混凝土中纤维掺量最优值为0.6 kg/m3。     

矿物掺合料对西北盐渍土地区混凝土耐腐蚀性的影响

为解决我国西北盐渍土地区混凝土结构存在的盐蚀问题,掺入矿物掺合料提高混凝土的耐腐蚀性。根据特定工程会对混凝土强度预先提出要求的实际情况,控制混凝土满足C35强度等级,设计单掺、双掺和三掺粉煤灰、矿渣粉及硅灰等6种配合比,采用硫酸盐干湿循环侵蚀、SEM(Scanning Electron Microscope)和XRD(X-Ray Diffraction)等方法研究不同掺合料对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,采用快速氯离子迁移系数和电通量法研究混凝土的抗氯离子渗透性能。结果表明:混凝土强度相同条件下,随着掺合料掺量增加,混凝土抗硫酸盐侵蚀和抗氯离子渗透能力都有提高,且粉煤灰的提高效果高于矿渣粉的提高效果。不同掺合料复掺可以改善混凝土的孔隙结构与水化产物结构,明显提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力,进一步提高混凝土的耐腐蚀性。     

矿物掺合料对生态混凝土力学性能的影响

矿物掺合料加入混凝土中可替代部分水泥,目前矿物掺合料对混凝土性能的影响已获得大量的研究成果并已经广泛应用与混凝土的制备中。鉴于矿物掺合料复掺制备生态混凝土的系统研究尚少,该文利用矿物掺合料制备生态混凝土并对其力学性能进行了研究。结果表明,单掺硅灰、矿渣对生态混凝土的力学性能的影响规律一致,相比于空白样,掺入硅灰或矿渣后生态混凝土的力学性能显著提高,但掺量的增加对力学性能的影响不大;随着Ⅰ级粉煤灰的掺量增加,生态混凝土力学性能同样有所提高;对生态混凝土抗压强度影响的强弱为硅灰掺量矿渣掺量粉煤灰,并且最优组合为硅灰6%、矿渣30%、粉煤灰10%;适宜掺量的矿粉和粉煤灰的掺入有利于提高生态混凝土抗干湿交替的性能。     

基于正交试验多因素条件下的混凝土强度分析

探讨了粉煤灰、硅粉、磷渣在不同龄期作用下对混凝土强度的影响,进一步得到三者在不同龄 期的最佳掺量和最优配比。作者运用正交方法和ＳＰＳＳ软件对试验数据进行线性回归分析,科学地分析 粉煤灰、硅粉、磷渣对混凝土强度的影响,得出了多因素条件下混凝土的各个龄期混凝土强度的最优线 性回归方程和影响混凝土的主次因素。试验表明:粉煤灰混凝土中加入少量硅粉掺量,早期强度和后期 强度与各因素的线性相关性都比较好。硅粉对混凝土强度增长的贡献主要在前期,后期相对较缓慢。 研究成果将为粉煤灰、硅粉、磷渣在混凝土中的应用提供必要的数据以及试验支持。     

干湿循环下改性混凝土硫酸盐腐蚀的断裂性能试验研究

分别掺入粉煤灰、矿渣粉、硅灰和聚酯纤维对普通混凝土进行改性,通过切口梁三点弯曲断裂试验研究干湿循环方式下受5%Na2SO4溶液腐蚀混凝土的抗裂阻裂性能。计算分析了腐蚀后改性混凝土的荷载-裂缝口张开位移P-CMOD曲线特性、断裂韧度与断裂能,给出抗腐蚀增韧系数的定义,并研究了硫酸盐腐蚀环境下改性混凝土相对于普通混凝土的增韧效果,探讨了不同腐蚀时期改性混凝土的劣化机理。结果表明:腐蚀后改性混凝土的P-CMOD曲线经历了损伤初弯段、比例弹性段、稳定扩展段和软化段4个阶段;随干湿循环次数的增加,改性混凝土的抗腐蚀增韧系数总体呈先增大后减小趋势;掺加25%粉煤灰可显著增强腐蚀早期混凝土的断裂韧度,掺入聚酯纤维、矿渣有利于混凝土腐蚀后期失稳韧度的提升和断裂能的增加,而掺入硅灰对腐蚀混凝土的增韧效果不明显。     

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。     

南水北调工程高性能混凝土抗裂技术研究

将现代工程科学最新的并在土木工程其它领域中行之有效的理论、技术、材料、方法应用于大型渡槽设计和施工技术的研究过程之中,同时结合典型工程开展理论分析、模型试验和现场原型试验研究,对当前设计和施工中提出的理论和技术问题给出了科学、经济、合理的解决方法。用课题成果给出的理论和技术体系对现有的大流量预应力渡槽工程进行优化设计和施工,预计可节约投资10%～20%,渡槽单跨经济跨越能力可达30～50m,减震效果可达30%以上,基本上解决渡槽槽身裂缝问题,保证渡槽工程安全运行。     

复掺粉煤灰+硅灰+石灰石粉大坝碾压混凝土力学特性研究

随着粉煤灰掺和料成本的日益高昂,有必要寻找低价易得、品质优异的粉煤灰替代碾压混凝土掺和料。文章基于多元掺和料的复合效应,用硅灰、石灰石粉替代部分粉煤灰,设计了三组不同配比的掺和料,开展7天、28天、90天龄期抗压强度、抗拉强度与弹性模量试验,对比分析其力学特性差异。研究结果表明:硅灰和石灰石粉的掺加对碾压混凝土的早期强度无不利影响,且单掺硅灰或复掺硅灰与石灰石粉能有效改善其强度特性。研究结果对解决粉煤灰匮乏难题具有重要意义。     

基于等强度设计的高性能混凝土抗裂性研究

为避免强度不同对高性能混凝土抗裂性评价结果带来的影响,介绍了高性能混凝土配合比的等强度设计方法。以掺合料分别为40%粉煤灰、5%硅灰与35%粉煤灰复掺的两组50 MPa配制强度的高性能混凝土为例,进行了配合比的等强度设计,并在此基础上开展了等强度混凝土的抗裂性对比分析。结果表明：采用胶凝材料影响系数来进行高性能混凝土配合比的等强度设计是可行的;掺5%硅灰的胶凝材料影响系数取值为1.04是合适的;等强度条件下,不同混凝土的抗裂性存在明显差异,与40%粉煤灰混凝土相比,5%硅灰与35%粉煤灰复掺等强度高性能混凝土的干缩值增大,极限拉伸值降低,开裂敏感性增加。     

黏土砖再生混凝土抗氯离子渗透性试验研究

试验研究了再生黏土砖粗骨料取代率、骨料强化、搅拌工艺、粉煤灰和硅灰单掺与复掺对黏土砖再生粗骨料混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,随着再生骨料替代率的增加,再生混凝土抗氯离子渗透性能降低,替代率为0,30%,50%,70%,100%时,6 h通电量分别为2 090,2 596,3 207,3 989,5 182 C,氯离子渗透等级由适中过渡到高;骨料强化处理和改善搅拌工艺能够提高再生混凝土抗氯离子渗透性能,再生骨料取代率在50%以下,经过二次包裹强化或者采用改良的搅拌工艺后,再生混凝土的抗氯离子渗透性能与普通混凝土已经接近;粉煤灰和硅灰单掺或复掺可以较大幅度改善再生混凝抗氯离子的渗透性能,硅灰效果优于粉煤灰,20%粉煤灰和10%硅灰复掺可以作为最佳掺量,6 h通电量为171 C,可以用来配置较高抗氯离子渗透性能的再生混凝土。试验结果为再生混凝土推广应用提供了有力依据。     

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。