不同胶凝材料用量下自密实混凝土力学性能与氯离子扩散系数研究

文中针对不同粉煤灰用量及不同龄期下自密实混凝土抗压强度及氯离子扩散系数进行研究。结果表明,自密实混凝土抗压强度与养护龄期呈现正相关关系,氯离子扩散系数与养护龄期呈现负相关关系;3 d养护龄期和7 d养护龄期自密实混凝土抗压强度与粉煤灰掺量呈现负相关关系,氯离子扩散系数与粉煤灰掺量呈现正相关关系;28 d养护龄期自密实混凝土抗压强度与粉煤灰掺量呈现先上升后下降的相关关系,氯离子扩散系数与粉煤灰掺量呈现先降低后上升的相关关系,当粉煤灰掺量达到15%时,自密实混凝土抗压强度最高,氯离子扩散系数最低。由此可知,自密实混凝土龄期影响因子随粉煤灰掺量的增加呈现先提升后稳定的趋势,随养护龄期增加而降低。     

粉煤灰对混凝土抗渗性能的影响规律研究

为分析粉煤灰掺量与混凝土抗渗性能之间的关系,文中开展了粉煤灰掺量及养护龄期对混凝土抗压强度、孔隙率、渗水高度、渗水压力以及氯离子渗透系数的影响研究。结果表明,混凝土早期抗压强度、渗水高度及抗氯离子渗透系数随着粉煤灰掺量的增加而降低,渗水压力及孔隙率随着粉煤灰掺量的增加而降低。当粉煤灰掺量为25%时,混凝土抗压强度、孔隙率、渗水压力、渗水高度及抗氯离子渗透系数均达到最佳。所有类型混凝土抗压强度、孔隙率、渗水压力、渗水高度及抗氯离子渗透系数均随着养护龄期的增加而增强,早期性能的变化速率远远超过后期性能的变化速率。     

硅粉高性能混凝土强度及抗氯离子渗透性能研究

文中主要对不同养护龄期及不同硅粉掺量对高性能混凝土抗压强度、抗拉强度、抗氯离子渗透性的影响进行研究。研究结果表明，混凝土的坍落度与硅粉掺量呈现负相关关系，且在高掺量硅粉时，混凝土的坍落度下降幅度增加；硅粉高性能混凝土抗压强度、抗拉强度及氯离子扩散系数均与养护龄期成正相关关系；混凝土力学性能与硅粉掺量呈现先正相关后负相关的关系，氯离子渗透系数与硅粉掺量呈现先负相关后正相关的关系；当硅粉掺量为5%时，混凝土的力学性能及耐久性能均达到最佳。     

聚合物乳液对水泥砂浆力学性能的影响

研究了不同聚灰比(P/C)时,聚合物乳液对不同龄期的水泥砂浆湿表观密度、抗压、抗折强度及黏结强度的影响。结果表明,加入聚合物纯丙乳液后,水泥砂浆的湿表观密度随乳液掺量的增加先增高后小幅度减少;水泥砂浆抗折、抗压强度随乳液掺量的增加呈现先增高后降低的趋势,水泥砂浆的黏结强度随乳液量的增加呈现明显增加。同时,研究了在固定聚灰比时消泡剂对水泥砂浆的性能影响,结果表明,掺入消泡剂可以有效改善水泥砂浆性能,消泡剂的掺量在0.2%时水泥砂浆的力学性能效果最佳。     

再生微粉-粉煤灰复合水泥砂浆力学性能试验研究

通过使用再生微粉和粉煤灰来部分取代水泥,制备复合水泥砂浆,研究了两者的复合取代率和粉磨时间及养护龄期对复合水泥砂浆力学性能的影响。试验结果表明：延长再生微粉和粉煤灰粉磨时间、增大粉煤灰取代率均会降低水泥净浆泌水率;粉煤灰和再生微粉可以提高砂浆流动度;粉煤灰掺量会降低水泥砂浆早期抗压、抗折强度,增大后期抗压、抗折强度;砂浆的抗压、抗折强度随再生微粉粉磨时间的延长而增大;增加养护龄期会增大砂浆抗压、抗折强度。     

超细钢纤维增强粉煤灰水泥基材料的力学性能和干缩研究

研究了超细钢纤维增强粉煤灰水泥基材料在不同养护条件下的抗压、抗折强度发展,以及其干缩发展规律。试验结果表明:超细钢纤维增强粉煤灰水泥基材料标养28 d及蒸养3 d抗压强度最高可达到106.6和109.4 MPa,蒸养和水浴可提高水泥基材料早期强度。水泥基材料抗压强度随纤维掺量增加先轻微下降后增加,其抗折强度随钢纤维掺量增加而线性增加。钢纤维增强水泥基材料干缩与龄期符合指数函数关系,其15 d最大干缩值为0.000 521 mmmm,其3 d内的干缩应变均达到后期干缩应变的50%以上。钢纤维掺入水泥基材料干缩值最大降低了15.3%,且将干缩值趋于稳定的龄期提前;抗压强度及抗折强度随钢纤维的掺量增加,抗压强度增加值不超过25%,抗折强度最大增加接近50%。     

干湿循环作用下灌注性水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀研究

为了研究半柔性路面灌注性水泥砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能,通过干湿循环方法分别研究了水胶比、砂胶比、粉煤灰掺量、硅灰掺量、减水剂掺量对抗折和抗压抗蚀系数的影响。结果表明:浓度为5%的硫酸钠溶液对抗压强度的影响比抗折强度的大;抗折抗蚀系数在干湿循环40次时最大;抗压抗蚀系数在干湿循环30次时开始小于1,说明抗硫酸盐侵蚀性能开始下降;水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能较好的配比为:水胶比0.5,砂胶比0.2,粉煤灰掺量20%～25%,硅灰掺量2.0%～2.5%,减水剂掺量0.3%。     

复合掺合料对水泥胶砂流动度和长期强度的影响

采用粉煤灰(F)、矿渣粉(Sl)、硅灰(Si)和石灰石粉(L)复合组成5种复合矿物掺合料,研究了复合掺合料的组成和掺量对水泥胶砂流动度、长期抗压强度和抗折强度的影响。结果表明:掺粉煤灰和石灰石粉的FSlL和FL复合掺合料流动性较好,流动度比达到110%以上;掺硅灰的FSlSi和SlSiL复合掺合料流动性较差,流动度比在80%左右;5种复合掺合料在30%、40%、50%掺量下,胶砂试件720 d抗压强度和抗折强度均达到纯水泥试件的110%~120%;FSlSi、FSl和FL复合掺合料随着掺量的提高,长龄期胶砂抗压强度有所增加,抗折强度发展趋势与抗压强度相同;SlL和SlSiL复合掺合料随着掺量的提高,长龄期胶砂抗压和抗折强度均略有下降。     

弹石路面嵌缝聚合物改性砂浆性能研究

采用等量内掺法单掺粉煤灰,对粉煤灰砂浆做减水、7d和28d抗折、抗压、压折比变化分析,得到粉煤灰砂浆最优配合比为水泥:粉煤灰:砂:水=220:55:1410:275.在单掺粉煤灰20%的基础上,复掺环氧树脂聚合物,对减水效果、含气量、凝结时间、7d抗折、抗压强度、施工性进行分析,并拟合了以7d抗折、抗压强度、含气量、减水率、密度为因变量,聚灰比为自变量的回归曲线,得到了可信度较大的回归方程.     

原灰掺量对铁尾矿RPC性能影响的研究

利用粉煤灰原灰代替硅灰,采用铁尾矿砂为细骨料替代磨细石英砂,制备了环保型铁尾矿RPC,研究了粉煤灰、硅灰等矿物外加剂对RPC性能的影响。研究表明:使用粉煤灰原灰取代硅灰后,随粉煤灰原灰掺量的增加,拌合物的流动性明显提高。蒸养与标养条件下的试件抗压、抗折强度均呈现先增大后减小的趋势。当粉煤灰原灰代硅灰百分量为30%时,90℃蒸养3 d条件下,铁尾矿RPC的抗压强度可达到175 MPa,抗折强度达到27 MPa;标养28 d条件下,铁尾矿RPC的抗压强度为140 MPa,抗折强度达到32 MPa。     

低水胶比下掺入粉煤灰的水泥砂浆性能的试验

通过对低水胶比下掺入粉煤灰的水泥砂浆性能的试验,研究低水胶比下不同掺量粉煤灰对水泥砂浆性能的影响。试验结果表明:在低水胶比的情况下,不同粉煤灰掺量的水泥砂浆达到相同流动度时所用外加剂的掺量随着粉煤灰掺量的增加而减少,粉煤灰对水泥砂浆不同龄期的抗压强度影响不同,水化反应初期,不同粉煤灰掺量的水泥砂浆的抗压强度均低于基准水泥砂浆,并且抗压强度值随着粉煤灰掺量增加而降低,不同粉煤灰掺量对水泥砂浆的抗折强度与抗压强度的增长幅度影响不同,在工程实践中,应该适当选取粉煤灰掺量以使建筑结构的抗折与抗压强度均有较大幅度增长。     

氯盐环境中纳米偏高岭土在水泥砂浆中合理掺量研究

为获得氯盐环境中纳米偏高岭土在水泥砂浆中的合理掺量,开展了7种掺量纳米偏高岭土(0、1%、2%、3%、4%、5%、6%)对水泥砂浆流动性、力学性能与氯离子渗透性能影响的试验研究;分析了不同纳米偏高岭土掺量下水泥砂浆氯离子扩散系数与龄期的关系;以流动性、抗折强度、抗压强度与氯离子渗透性为评价指标,采用层次分析法探讨了纳米偏高岭土对改善水泥砂浆耐久性的合理掺量。研究表明,掺纳米偏高岭土导致水泥砂浆流动度降低,抗折强度、抗压强度和抗氯离子渗透性提高;水泥砂浆试件氯离子扩散系数随时间增长呈指数衰减规律,掺4%纳米偏高岭土时水泥砂浆氯离子扩散系数的龄期系数最大;掺3%纳米偏高岭土时水泥砂浆在氯盐环境中的耐久性最好。     

50℃养护下超细粉煤灰水泥复合胶凝材料的性能研究

采用化学结合水量测试、压汞测孔法、扫描电镜观测以及力学性能测试等方法,系统研究了50℃养护条件下超细粉煤灰-水泥复合胶凝材料的水化程度、微观结构以及力学性能,结果表明:与普通粉煤灰相比,超细粉煤灰在机械研磨和50℃高温养护的共同作用下活性大大提高,复合胶凝材料的水化速度更快,孔径分布更细化,抗压、抗折强度更高;超细粉煤灰掺量为25％时,复合胶凝材料在整个龄期的化学结合水量和孔结构密实度均高于纯水泥净浆,3d时的抗压强度和抗折强度已高于纯水泥砂浆近1倍,并且龄期越长,对强度的提高作用越明显;超细粉煤灰掺量为50％时,体系中细集料较多,造成颗粒级配分布不合理,并且缺少充足Ca(OH)2的碱性激发,对于水泥水化程度、孔结构密实度和强度的改善作用与掺量为25％时相比有所降低,但7d时的抗折强度仍达到了纯水泥砂浆的1.67倍.     

低温条件下水泥-粉煤灰复合胶凝体系早期强度的研究

在固定水胶比的条件下研究了不同温度,不同粉煤灰掺量及亚硝酸钠的掺入对低温条件下水泥-粉煤灰复合胶凝体系早期强度的影响规律。研究结果表明:在5～-10℃范围内,随着温度的降低,胶凝材料的水化加速期出现不同程度的滞后,胶砂试件养护龄期为14 d时,0℃及0℃以下条件下养护的不同配合比的复合胶凝材料体系的抗压、抗折强度已基本接近,但仍低于5℃养护条件下同龄期同配合比的胶砂试件强度;在-5℃和-10℃两个养护温度下,随着粉煤灰掺量的增多,其胶砂试件的抗折、抗压强度均呈现不同程度的降低,但是粉煤灰掺量小于10%时,胶砂试件的抗折、抗压强度受温度影响较小,大于10%时,胶砂试件的抗折、抗压强度受温度影响较大;5℃养护条件下,亚硝酸钠的加入增加了同一配合比下胶砂试件的抗折强度,却降低了同一配合比下胶砂试件的抗压强度。     

超细粉煤灰改性高强混凝土力学性能试验研究

高强混凝土中掺入10%、20%、30%3种掺量超细粉煤灰时3、7、14、28 d的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及拉压比,得到超细粉煤灰掺量对高强混凝土早期力学性能的作用规律。结果表明:超细粉煤灰对高强混凝土立方体早期不同龄期下的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、拉压比均有一定程度的提高;其中10%掺量超细粉煤灰对早期抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度提高最佳,30%掺量超细粉煤灰对早期拉压比提高最佳。     

双掺氯乙烯-乙烯-乙烯醚乳液与橡胶颗粒改性水泥砂浆的性能研究

采用双掺氯乙烯-乙烯-乙烯醚乳液（PTB乳液）与橡胶颗粒对水泥砂浆进行改性，通过正交试验研究了不同聚灰比、水灰比及减水剂、橡胶颗粒掺量对水泥砂浆抗折强度、抗压强度、折压比、黏结强度和抗渗性的影响。结果表明：抗折强度与抗压强度随聚灰比、水灰比及减水剂、橡胶颗粒掺量变化而变化的规律较为一致，而折压比随着橡胶颗粒的增加而增加，但随着聚灰比、水灰比及减水剂掺量的增加而先增加后减小；黏结强度随聚灰比及水灰比的增加而降低，随减水剂的增加而增加，而随橡胶颗粒含量的变化无明显变化规律；橡胶颗粒的掺入，使砂浆抗渗性明显降低，而少量的PTB乳液即可明显改善其抗渗性。     

基于灰关联熵的再生混凝土力学性能分析

为了提高再生骨料在实际工程中的利用率,以掺入再生骨料的混凝土为研究对象。基于不同的水胶比、再生骨料掺量、粉煤灰掺量和砂率进行坍落度、抗压强度和抗折强度的试验,并通过灰关联熵分析不同因素对各性能的影响规律。结果表明：坍落度随再生骨料掺量的增加而下降,但随水胶比、粉煤灰掺量、砂率的增加而上升;不同龄期下抗压和抗折强度随再生骨料掺量的增多而先上升后下降;水胶比和粉煤灰对抗压和抗折强度的影响规律相似;而抗压和抗折强度随砂率的提高变化较大。综合考虑新拌再生混凝土的各项性能,建议再生骨料掺量为50%时,性能最优。     

高贝利特水泥高性能混凝土力学性能的研究

本文研究了HBC高性能混凝土的抗压、抗折、臂拉强度，结果表明，和OPC混凝土相比，HBC混凝土具有良好的后期强度增长率和优异的抗折、抗拉性能。同时也探讨了HBC混凝土水胶比与28d抗压强度的关系以及C50～C80强度范围内HBC混凝土7d强度与28d强度的关系。此外，对配制高强高性能HBC混凝土时粉煤灰的适宜掺量也进行了研究，结果表明在配制高强高性能HBC混凝土时粉煤灰最大掺量不宜超过25%。     

材料组成对海洋工程混凝土氯离子渗透性能的影响

以混凝土28d和90d龄期电通量为指标,研究了水灰比、矿物种类与掺量等材料组成对海洋工程混凝土结构抗氯离子腐蚀性能的影响。结果表明,90d龄期的混凝土电通量比28d龄期的小;水灰比越大,混凝土的电通量也越大,混凝土内部氯离子浓度也越高,应尽可能减少海洋工程混凝土的用水量;掺入粉煤灰可提高抗氯离子侵蚀性能,且适合的掺量在35%左右;硅灰的抗氯离子侵蚀性能较好,但成本较高,合适掺量在3%为宜;双掺粉煤灰硅灰能充分利用两者的优势,使混凝土的抗氯离子侵蚀性能得到较大提高。     

纤维高性能混凝土力学及耐久性能

结合某隧道工程跨海区间衬砌结构混凝土所处环境类别和作用等级,对不同纤维长度的聚丙烯纤维混凝土抗压性能及抗氯离子侵蚀耐久性能开展对比试验研究,提出掺加聚丙烯纤维的高性能混凝土方案,针对该方案配合比开展了轴心抗压试验、轴心抗拉试验、抗渗试验及干缩试验。结果表明:在早龄期(3~7 d),纤维混凝土的抗压强度略低于基准组抗压强度,而在后期(7~90 d),纤维混凝土抗压强度逐渐超过基准组抗压强度;28 d龄期混凝土抗压强度随纤维掺量的增加呈现增长的趋势;另外,当纤维掺量在1.5%以内时,随着纤维掺量的增加,28 d和90 d氯离子扩散系数皆随纤维掺量的增加而增加;纤维长度为6 mm的混凝土氯离子扩散系数略大于纤维长度为12 mm的混凝土氯离子扩散系数。