不同矿物掺合料超高强混凝土抗冻融性能的试验研究

以质量损失率和相对动弹性模量为评价参数,结合矿物掺合料的火山灰效应,研究不同矿物掺合料超高强混凝土在0.21、0.24、0.27这3种水胶比下的抗冻融性能。结果表明,同一水胶比下,20%矿粉+20%粉煤灰+10%硅灰三元复掺制备的超高强混凝土质量损失率、相对动弹性模量的下降量最小,为最优掺量。当矿物掺合料相同时,水胶比为0.21的试块质量损失率最小,相对动弹性模量最大,抗冻性最优。     

掺合料对引气混凝土性能的影响研究

对掺掺合料的引气混凝土性能进行了研究。结果表明:在水胶比相同的情况下,无论是掺粉煤灰还是矿渣粉,混凝土抗压强度都呈随着掺量的增加而降低的趋势。单掺粉煤灰或矿渣粉的混凝土相对动弹性模量随粉煤灰或矿渣粉掺量的增加呈降低的趋势,质量损失呈增大趋势。粉煤灰和矿渣粉复掺时,当总掺量为40%且比例为1∶1时,试样300次冻融循环质量损失最小,但相对动弹性模量与单掺矿渣粉的混凝土接近。硬化混凝土试件的空气含量在7.78%~10.65%之间,气泡间距范围在0.202~0.382 mm之间,混凝土表现出了较好的抗冻性。     

活性矿物料对RAC碳化深度影响的试验研究

为了研究活性矿物料对RAC碳化深度的影响,对19组粗骨料替代率为50%的单掺和双掺活性矿物料RAC,研究结果表明:单掺粉煤灰时,各碳化时间里RAC碳化深度随着粉煤灰掺量的增加而增加,且当粉煤灰掺量超过20%时,粉煤灰RAC碳化深度大于普通RAC碳化深度;硅粉RAC各碳化时间里碳化深度随着硅粉掺量的增加而减小,且当硅粉掺量为15%时,硅粉RAC碳化深度相比于普通RAC碳化深度减小幅度最大;大理石粉RAC各碳化时间里碳化深度随着大理石粉掺量的增加而减小,且当RAC中分别掺入等量的大理石粉和硅粉时,各碳化时间里大理石粉RAC碳化深度明显小于硅粉RAC碳化深度;在RAC中双掺粉煤灰和硅粉,随着硅粉掺量的增加各碳化时间里RAC碳化深度减小,且当硅粉掺量15%时抑制碳化效果相比于掺量5%、10%的明显;在RAC中双掺粉煤灰大理石粉,当粉煤灰掺量10%一定时,各碳化时间里RAC碳化深度随着大理石粉掺量的增加而减小,且粉煤灰掺量10%的RAC中,掺入硅粉的量和大理石粉的量相等时,粉煤灰+大理石粉抑制碳化效果明显优于粉煤灰+硅粉;在RAC中双掺大理石粉和硅粉,大理石粉掺量10%不变,依次分别掺入硅粉的量为5%、10%、15%,其碳化深度随着硅粉掺量的增加而减小。当RAC中大理石粉掺量和粉煤灰掺量相等均为10%的基础上,分别在两者中掺入不同量的硅粉,各碳化时间里硅粉+大理石粉抑制碳化作用优于硅粉+粉煤灰。     

单掺及双掺高强混凝土抗冻融性能试验研究

通过对无掺料、添加粉煤灰、矿粉及复合矿物掺合料(粉煤灰+矿粉)的高强(C60)混凝土进行淡水快速冻融循环试验,研究掺料对混凝土抗冻融性能的影响,结果表明:复掺混凝土质量出现负损失,相对动弹性模量降低最慢,表面剥蚀程度最轻,抗冻融性能最好;掺入50%矿粉后,混凝土的质量损失率、相对动弹性模量降低量及表面剥蚀情况和无掺料混凝土差别不大,抗冻融性能次之;50%粉煤灰混凝土的质量损失率最大、相对动弹性模量降低最快,表面剥蚀最为严重,抗冻融性能最差。     

隧道洞渣粗骨料混凝土抗冻性能试验研究

通过高寒地区隧道洞渣粗骨料混凝土冻融循环试验,研究在不同冻融循环次数下,隧道洞渣粗骨料取代率对混凝土抗冻性能的影响,分析试件相对动弹性模量、质量、抗压强度和劈裂抗拉强度损失率的变化规律。结果表明：混凝土的抗冻性能与洞渣粗骨料取代率呈负相关,当洞渣粗骨料取代率达到30%时,洞渣粗骨料混凝土相对动弹性模量、质量、冻融试验后的抗压强度和劈裂抗拉强度损失率与普通混凝土相差不大,其抗冻性能相对较好,冻融循环50次前试件破坏程度均较小而100次之后试件严重破坏,在冻融循环后期粉煤灰的填充效应随着洞渣粗骨料取代率的增加而增加。     

双掺矿物掺合料抑制集料碱硅酸反应的试验研究

为了研究双掺粉煤灰和硅粉对集料种类的碱硅酸反应(ASR)膨胀的抑制效果,以双掺总量为40%的掺合料进行三种配合比设计,并与单掺粉煤灰和硅粉进行了对比。结果表明:对于4种活性集料情况下,当硅粉和粉煤灰掺量比为3时,长期抑制效果最好。复掺比单掺10%粉煤灰的情况下抑制效果好,比单掺30%粉煤灰的情况下抑制效果差。     

-3℃养护条件下矿物掺合料对混凝土强度和孔隙结构的影响研究

为了研究不同养护条件下矿物掺合料对混凝土强度和孔隙结构的影响,进行-3℃和标准养护条件下,复掺粉煤灰、矿粉和硅灰对混凝土抗压强度、孔隙结构的试验。结果表明:与标准养护相比,在-3℃养护条件下,矿物掺合料的掺入对混凝土抗压强度有下降趋势,但对其孔径均有优化作用。基准组、复掺10%粉煤灰+10%矿粉+1%硅灰组、复掺10%粉煤灰+10%矿粉+3%硅灰组,28 d龄期标准养护下出现细小孔的频率是负温养护1.122~1.259倍,56 d龄期标准养护下出现细小孔的频率是负温养护1.108~1.180倍,矿物掺合料对混凝土硬化含气量和平均气泡间距均有改善作用,在标准养护条件下的优化作用明显优于负温养护条件。     

基于试验研究的新疆地区C30自密实混凝土的冻融损伤指标分析

采取快速冻融的试验方法,以冻融循环次数为变量,对比分析我国新疆地区原材料配制的C30自密实混凝土与普通混凝土经0、50、100、150次冻融循环后抗冻性能和基本力学性能的差异,主要测定的指标包括:质量损失率、相对动弹性模量损失率、含水率、立方体抗压强度、轴心抗压强度及劈裂抗拉强度。试验结果表明:(1)质量损失率和含水率可以很好的判断混凝土的抗冻性,但相对动弹性模量损失率与冻融损伤的关系不明显。(2)冻融损伤对劈裂抗拉强度的影响较为明显,对立方体抗压强度的影响次之,而对轴心抗压强度影响相对较小。(3)自密实混凝土的抗冻性能及其基本力学性能普遍优于普通混凝土。     

矿物掺合料对混凝土体积稳定性的影响

以C60混凝土为研究对象,通过单掺和复掺不同比例的粉煤灰、矿粉、偏高岭土,研究各矿物掺合料对混凝土抗压强度及体积稳定性的影响。结果表明,单掺粉煤灰和偏高岭土能有效降低混凝土试件的收缩率,其中掺加20%粉煤灰的混凝土试件,60d收缩率相比不掺加时降低了19.07%,单掺偏高岭土10%与20%时,收缩率分别降低了28.66%和30.27%,二者相差不大。复掺10%偏高岭土+20%粉煤灰时,混凝土试件的收缩率得到进一步降低,60d收缩率仅为空白样的60.02%,且28d抗压强度为63.5MPa,与空白样相比略微降低。     

提高管桩混凝土抗裂性的试验研究

为减少预应力混凝士管桩施工过程发生桩顶破碎、桩身断裂现象,从混凝土材料角度出发.探讨了提高管桩混凝土抗裂性的措施.结果表明,单掺20%矿粉或20%粉煤灰,脱模抗雎强度能够满足GB 13476-2009对预应力混凝土管桩钢筋放张时的强度要求,提高管桩混凝土的抗裂性,改善其脆性,且掺入矿粉的效果优于粉煤灰;单掺20%矿粉或20%粉煤灰后再复掺3%～8%的硅灰,混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度都得到提高,但其脆性大于单掺20%矿粉的混凝土.     

冻融循环后再生砖粉ECC的耐久性试验研究

为研究再生砖粉ECC抗冻性能，对其进行冻融循环试验，分析了再生砖粉ECC的质量、抗压强度、相对动弹性模量损失的变化规律，并针对三北地区进行了寿命预测。研究表明：再生砖粉ECC的质量、抗压强度、相对动弹性模量损失率随着冻融循环次数的增加而增加。在300次冻融循环时，再生砖粉ECC的质量损失率小于5%，抗压强度损失率小于20%，相对动弹性模量损失率小于40%。且再生砖粉ECC在三北地区的寿命预测高于50年，可满足寒冷地区工程需要。     

耐碱玻纤增强海水海砂混凝土力学性能研究

采用海水、海砂分别替代淡水、河砂制备了海水海砂混凝土（SSC），研究了耐碱玻璃纤维（GF）掺量和粉煤灰掺量对SSC抗压强度和劈裂抗拉强度的影响，并基于灰色关联理论建立了双因素影响下的抗压强度和劈裂抗拉强度预测模型。结果表明：与普通混凝土相比，SSC的7 d抗压强度较高，28 d抗压强度较低；单掺粉煤灰或GF时，随着相应掺量的增加，试件的抗压强度和劈裂抗拉强度基本先增大后减小；与单掺粉煤灰相比，单掺GF对SSC抗压强度和劈裂抗拉强度的提高效果较好；复掺GF与粉煤灰时，当GF、粉煤灰的掺量分别为0.24%、10%时，对SSC抗压强度和劈裂抗拉强度的提高效果最显著；建立的NSGM(1,3)灰色预测模型的精度较高，SSC的28 d抗压和劈裂抗拉强度的预测值与试验值的平均相对误差分别仅为2.969%和0.708%。     

掺合料及引气剂对混凝土抗盐冻剥蚀性能的影响

针对盐类及冻融循环耦合作用环境,选择混凝土单面盐冻试验方式,研究矿物掺合料及引气剂对混凝土抗冻剥蚀性能的改善作用。结果表明:与基准混凝土相比,在混凝土中掺加活性矿物掺合料和引气剂能够减小混凝土的剥蚀量和相对动弹性模量损失率,提高混凝土的抗盐冻剥蚀性能;掺加磨细矿渣的混凝土抗盐冻剥蚀性能优于粉煤灰混凝土,与其他配合比混凝土相比,复掺粉煤灰、硅灰和引气剂的混凝土,抗盐冻剥蚀性能最好。因此,在盐类存在的冻融环境应提倡矿物掺合料复掺技术。单面盐冻后,混凝土的表面剥蚀量都较大,但混凝土的相对动弹性模量损失率相对较小,因此在单面盐冻过程中混凝土的破坏形式以表面剥蚀为主。     

复掺矿物掺合料混凝土抗氯盐侵蚀与抗冻性试验研究

为研究矿物掺合料对混凝土耐久性能影响,分别对单掺粉煤灰、双掺粉煤灰和硅灰、三掺粉煤灰、硅灰和矿渣微粉3种情况下混凝土抗压强度、电阻率、氯离子扩散系数以及抗冻性能进行了试验研究。此外,通过对试件进行电镜扫描,揭示了矿物掺合料对混凝土微观结构的影响。结果表明:矿物掺合料可以改善混凝土孔结构,提高密实性。掺入矿渣微粉混凝土3 d抗压强度略低,但7、28 d强度增长明显,28 d强度分别比单掺和双掺试件提高3.80%、43.29%;硅灰和矿渣微粉均能显著提高混凝土抗氯离子渗透能力,双掺和三掺混凝土试件氯离子扩散系数分别比单掺试件降低69.16%、83.13%;硅灰可以提高混凝土抗冻性,双掺混凝土比单掺抗冻耐久性系数提高3.86%;同时混凝土电阻率和氯离子扩散系数之间存在线性负相关关系。在冻融循环过程中,混凝土动弹性模量与质量损失和动弹性模量损失均存在负相关性。     

改性纳米(SiO2)掺合料RAC力学性能试验研究

为了研究纳米SiO_2对RAC抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,对10组180个再生粗骨料替代率为30%和50%的纳米SiO_2掺合料RAC进行试验研究,分析了不同纳米SiO_2掺量以及不同掺再生粗骨料对RAC抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,研究结果表明:各龄期下,当纳米SiO_2掺量相等时,再生粗骨料替代率50%的RAC抗压强度小于替代率为30%RAC的抗压强度,其中再生骨料替代率为30%的RAC抗压强度在纳米SiO_2掺量为0.8%达到最大值,而再生骨料替代率为50%的RAC抗压强度在纳米SiO_2掺量为1.5%达到最大值;RAC中掺入不同量的纳米SiO_2,其各龄期下抗压强度和劈裂抗拉强度基本呈现先增长后下降的趋势;抗压强度和劈裂抗拉强度在龄期和纳米SiO_2掺量一定的基础上,抗压强度和劈裂抗拉强度基本呈正相关;再生粗骨料替代率30%和50%两种RAC中,掺入不同量的纳米SiO_2,其抗压强度和劈裂抗拉强度在前14d增长较快,后期增长较为缓慢。证明纳米SiO_2对于RAC早期强度影响较大。通过对纳米SiO_2掺合料RAC进行研究,为工程实际运用提供借鉴意义。     

冻融循环后再生混凝土的力学性能及损伤模型研究

通过改变冻融循环次数,研究了普通混凝土和粗骨料取代率100%的再生混凝土力学性能及抗冻性能的影响规律,以抗压强度损失率、质量损失率和动弹性模量损失率作为损伤变量建立冻融损伤模型,并针对内蒙地区对再生混凝土抗冻性进行寿命预测。研究结果表明：再生混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈反比关系,冻融循环每增加50次,抗压强度平均下降33.1%,劈裂抗拉强度平均下降33.0%;在冻融前期,普通混凝土与再生混凝土力学性能相差不大,但随着冻融次数的增加,二者性能均出现劣化且再生混凝土劣化程度大于普通混凝土,根据动弹性模量损失率建立的冻融损伤模型拟合精度更高,冻融损伤模型的建立可以直观清晰地反映再生混凝土宏观的力学性能变化。     

矿物掺合料对高强混凝土断裂性能的影响

本文研究了复掺矿物掺合料对高强混凝土断裂脆性的影响,通过试验检测试件的抗压强度、劈裂抗拉强度,最后计算出劈裂抗拉强度／抗压强度的值,即拉压比。通过试验得出复掺矿物掺合料是改善混凝土断裂脆性的有效途径之一。当硅灰和粉煤灰按1：2掺入,并且总掺量为30％时,对提高混凝土断裂脆性有明显的正效应。     

矿物掺合料对粉煤灰陶粒混凝土抗压强度的影响

利用磨细粉煤灰、磨细矿渣和硅灰作为矿物掺合料,研究了各种矿物掺合料对粉煤灰陶粒混凝土抗压强度的影响。结果表明:单掺矿物掺合料的粉煤灰陶粒混凝土的28d抗压强度顺序是:硅灰矿渣粉煤灰;复掺矿物掺合料的粉煤灰陶粒混凝土的28d抗压强度顺序是:硅灰+矿渣硅灰+粉煤灰矿渣+粉煤灰。在此基础上,着重分析了各种矿物掺合料对粉煤灰陶粒混凝土抗压强度的影响机理和粉煤灰陶粒混凝土棱柱体抗压强度和立方体抗压强度的关系。     

矿物掺合料对掺有速凝剂的水泥砂浆力学性能的影响

本研究固定速凝剂的掺量为5%,研究三种不同掺量的矿物掺合料单掺、双掺、三掺对水泥砂浆力学性能的影响。结果表明:粉煤灰和硅灰的掺入均能够提高砂浆的抗压强度,但抗压强度随着粉煤灰的掺量增加而降低,随着硅灰的掺量增加而增大。当掺入石灰石粉时,在掺量为5%时,砂浆的抗压强度有提高,并且抗压强度随着石灰石粉掺量的增加而降低。三种矿物掺合料双掺时,掺入5%的硅灰和20%的粉煤灰砂浆的抗压最好,三种矿物掺合料三掺时,掺入5%硅灰、10%粉煤灰和10%石灰石粉砂浆的抗压强度最好。同时加入速凝剂的水泥砂浆,硅灰和粉煤灰对于水泥砂浆强度有很好的增强效果,少量的石灰石粉对于水泥砂浆有一定的增强效果,但是石灰石粉掺量超过5%时,水泥砂浆会随着石灰石粉掺量的增加而明显降低。     

微硅粉对高钙粉煤灰基地聚合物混凝土性能的影响

将微硅粉取代部分高钙粉煤灰制备地聚合物混凝土(GPC),研究了不同掺量微硅粉对高钙粉煤灰基GPC力学性能及抗化学侵蚀性能的影响。结果表明,随着微硅粉掺量的增加,高钙粉煤灰基GPC的抗压强度和劈裂抗拉强度逐渐提高;GPC试样在H_2SO_4溶液和NaCl溶液中的质量损失率及抗压强度损失率随微硅粉掺量的增加而减小;在2%H_2SO_4溶液和5%NaCl溶液中浸泡90 d后,掺入25%微硅粉的GPC试件的抗压强度损失可忽略不计。