水工高掺粉煤灰流态混凝土的性能研究

采用高性能聚羧酸系减水剂(GTA)和萘系减水剂均可改善混凝土物理性能，通过对高掺量粉煤灰添加减水剂，混凝土的力学性能、热学性能、干缩性能等试验研究表明，GTA更加适用于高掺粉煤灰面板混凝土。与掺萘系减水剂混凝土相比，粉煤灰掺量为50%～60％时，在确保力学性能满足设计要求的条件下，掺GTA混凝土28 d的绝热温升降低了4～5℃，收缩率低于70％，面板混凝土的抗裂性能显著改善。     

干燥环境高性能抗磨蚀混凝土耐久性研究及设计

对于干燥环境下的水利水电抗磨蚀混凝土而言,由于采用低水胶比,导致混凝土收缩开裂和脱空等耐久性问题极为突出,维护及修复费用耗资巨大。为此,结合某工程配合比设计试验项目,在中热水泥掺合粉煤灰、硅粉基础上,掺入聚丙烯纤维、聚羧酸减水剂和减缩剂对混凝土进行改性研究。结果表明:与萘系混凝土减水剂相比,采用聚羧酸减水剂混凝土干缩率降低13%,开裂宽度减少76%;掺入聚丙烯纤维开裂宽度减少65%;掺入减缩剂降低混凝土干缩率约30%左右,混凝土裂缝宽度减少34%。针对干燥环境下抗磨蚀混凝土干缩率较大的特点,配合比设计建议采用聚羧酸减水剂,同时双掺聚丙烯纤维和减缩剂的技术方案,以更好地解决抗磨蚀混凝土收缩、开裂和脱空等耐久性问题。     

掺纤维水工大体积混凝土抗裂性能研究

为了考察掺纤维对混凝土阻裂、止裂能力的影响规律,分别研究了掺钢纤维和掺聚丙烯纤维水工大体积混凝土的初裂强度、等效抗折强度、弹性模量和弯曲韧性。结果表明:掺聚丙烯纤维将一定程度降低混凝土的初裂强度、抗折强度和弹性模量,有利于小幅提高混凝土的等效抗折强度、承载能力系数和弯曲韧度值。掺钢纤维有利于显著提高混凝土的初裂强度、抗折强度和等效抗折强度,且弹性模量略有增加,承载能力变化系数和弯曲韧度值大幅增加。总体而言,与掺聚丙烯纤维混凝土相比,掺钢纤维混凝土具有更好的延性和抵抗混凝土开裂的能力。     

集料含泥量对减水剂性能影响及敏感性研究

工程中砂石含泥量对减水剂性能造成不利影响,为探索集料含泥量对减水剂性能影响规律和影响机制,系统研究了砂含泥量对聚羧酸减水剂、萘系减水剂的减水性能影响,并进行了减水效果敏感性分析。结果表明:砂含泥量为3.0%~3.4%时,减水剂的减水效果对砂含泥量的敏感性最高,聚羧酸减水剂掺量增加,砂含泥量对其减水效果影响增大;砂含泥量小于3.0%时,大掺量萘系减水剂对含泥量敏感性较小;含有微量的黏土,能够提高萘系减水剂的减水效果。     

钢纤维、玄武岩纤维及聚丙烯纤维对自密实混凝土性能的影响研究

在混凝土中掺加纤维材料,能够改善自密实混凝土抗拉性能差与延性差的缺点。在分别加入钢纤维、玄武岩纤维与聚丙烯纤维掺料的基础上,通过对自密实混凝土进行塌落扩展度、V型漏斗、L仪试验、抗压强度试验与劈裂试验,研究了纤维种类、纤维体积率与纤维尺寸对自密实混凝土流动性、间隙通过性、抗压强度及劈裂强度的影响。试验结果表明:纤维长度越大、掺量越大,其对自密实混凝土流动性的抵抗作用越强,其中玄武岩纤维的影响最明显,聚丙烯纤维其次,钢纤维相对较弱。除长度在6mm时,钢纤维可少量增强混凝土抗压强度,其他长度对抗压强度的影响不明显;聚丙烯纤维和玄武岩纤维均明显削弱了抗压强度,当聚丙烯纤维体积掺量为0.3%和长度为6mm时,混凝土抗压强度下降了55.8%。钢纤维对劈裂强度有明显影响:短钢纤维具有削弱作用,长钢纤维具有明显增强作用;但钢纤维的掺量对劈裂强度影响不大。此外,聚丙烯纤维和玄武岩纤维对劈裂强度的影响较弱。     

羧酸类减水剂对混凝土性能影响的试验研究

为了考查羧酸类减水剂对混凝土性能的影响,参考在三峡工程中使用广泛的萘系减水剂,对掺用羧酸类减水剂的混凝土进行试验研究.结果表明:①上海麦斯特建材有限公司的几种羧酸类减水剂的品质指标均满足三峡工程标准TGPS-T05-2003技术要求;②在混凝土坍落度基本相同的情况下,掺0.4%减水剂SP8CN-HC或SP8CR-HC,混凝土用水量较掺0.6%萘系减水剂低2 kg/m3,掺0.6% Glenium26减水剂的常态混凝土的用水量较掺0.6%萘系减水剂的低3 kg/m3,而泵送混凝土用水量与萘系基本相同;③与萘系减水剂混凝土相比,掺羧酸类减水剂混凝土28 d抗压强度均有不同程度降低(个别除外),但28 d劈拉强度均有所提高,28 d强度拉压比也有所提高,这对提高混凝土抗裂能力有利;④与萘系减水剂混凝土相比,掺羧酸类减水剂混凝土28 d极限拉伸值均有大幅提高,这对提高混凝土抗裂能力有利;⑤掺羧酸类减水剂混凝土的抗渗性能比掺萘系减水剂的略有改善.     

混合纤维增强全轻混凝土早龄期抗裂性试验研究

试验研究了掺加聚丙烯纤维对钢纤维全轻混凝土早龄期抗裂性能的影响。根据力学性能试验结果,选取钢纤维体积率为1.0%,并按照强度等级LC35、轻骨料密度800级进行全轻混凝土配合比的设计,聚丙烯纤维掺量在0.3～1.5 kg/m3范围内选取5个水平。结果表明,聚丙烯纤维与钢纤维混掺具有提高全轻混凝土早龄期抗裂性的作用,早龄期抗裂性随着聚丙烯纤维掺量的增加而提高,在掺量为0.9 kg/m3时效果最佳,裂缝降低系数达到71.4%(相对于未掺聚丙烯纤维时)。     

聚丙烯纤维混凝土U型槽配合比试验研究

聚丙烯纤维掺入U型槽混凝土中能提高混凝土的抗压强度、抗折强度、抗渗性及抗冻性;当选择聚丙烯纤维最优掺量为0.8kg/m3时,预制U型槽混凝土构件的内外压力值提高20%—30%。     

抗泥型聚羧酸系减水剂的合成及在PCCP混凝土中的应用

正聚羧酸系减水剂因具有高减水率、高保坍性、高增强以及高耐久等优良性能,被越来越广泛地应用于混凝土工程中。然而,大量的工程实例及研究表明,与萘系、三聚氰胺系及氨基磺酸系等减水剂相比,聚羧酸系减水剂对骨料的含泥量更为敏感,主要表现为聚羧酸系减水剂的减水分散能力严重下降、保坍效果差,导致硬化混凝土强度降低等。骨料高含泥量情况下,单纯提高聚羧酸系减水剂的掺量并不能解决减水率、保坍性等问题,这也是影响     

董箐水电站水工高性能混凝土应用技术研究

通过对比聚羧酸高效减水剂和萘系减水剂在董箐水电站地下厂房中的试验研究,本文得出聚羧酸高效减水剂极大地降低了用水量,提高了高性能混凝土粉煤灰掺量,且力学性能和耐久性能优异的结论,为推动聚羧酸高性能混凝土在水工建筑物中的应用提供了科学依据.     

减水剂掺量对再生透水混凝土性能的影响

作为新型建筑材料,再生透水混凝土在保证透水性的同时,必须保证其强度才能够满足应用要求。为探究不同减水剂对RPC性能的影响,设计10组水灰比,分别掺入巴斯夫、聚羧酸、萘系3种减水剂,通过试验来研究其抗压强度、劈拉强度、透水系数、孔隙率发展规律。结果表明:随着减水剂掺量的增加,劈拉强度、抗压强度呈先增大后减小趋势,孔隙率和透水系数呈先减小后增大的趋势;通过熵值法对透水混凝土性能进行评价,可知3种减水剂作用效果以萘系为最优,最佳掺量为0.75%。     

渠道衬砌混杂纤维混凝土的应用研究

针对普通混凝土抗裂能力差,采用四因子[1/2实施]二次正交回归设计,研究了水胶比、粉煤灰掺量、聚丙烯纤维掺量和碳纤维掺量对层布式碳纤维--聚丙烯混杂纤维混凝土28 d抗折强度的主要影响.结果表明:水胶比W/C=0.25,粉煤灰掺量为3%,聚丙烯纤维掺量为1.09%时,层布式碳纤维--聚丙烯混杂纤维混凝土28d抗折强度最高.     

减缩型聚羧酸系减水剂的合成及性能研究

为了减少混凝土因收缩开裂引起的混凝土结构耐久性问题,研制了一种减水率高、水泥适应性好的减缩型聚羧酸系减水剂。首先使用丙烯酸、新戊二醇和携水剂,在阻聚剂和催化剂作用下制备了一种酯类功能单体;然后将酯类功能单体与异戊烯醇聚氧乙烯醚、丙烯酸及一缩二丙二醇等单体,在氧化-还原复合引发剂和链转移剂作用下进行共聚,合成了减缩型聚羧酸系减水剂TX-938。合成样品的性能试验结果表明:TX-938在分散性能及保持能力上与标准型聚羧酸系减水剂TX-50H基本相同,且具有较好的水泥适应性;TX-938在掺量为2.5%时可以将溶液表面张力从72.3 mN/m降低至31.6 mN/m;掺2种聚羧酸系减水剂的水泥胶砂试件的28 d干燥收缩率分别较空白样降低了10.5%和29.1%,TX-938更能显著降低水泥胶砂的干燥收缩;掺2种聚羧系减水剂的混凝土初凝后72 h收缩率分别为452×10^-6和399×10^-6,掺TX-938的混凝土收缩率为掺TX-50H的88%,混凝土28 d掺TX-938收缩率仅为空白样的35.6%,比掺TX-50H降低1/2倍还多;TX-938的减水率达到29.4%,混凝土不同龄期强度也没有负面影响。     

引气剂对混凝土性能的影响

通过对引气剂作用机理的分析，就引气剂对新拌混凝土性能和混凝土抗冻性、抗压强度、抗折强度的影响给予评述。试验表明：在相同水泥用量和坍落度的条件下，引气剂掺量越大，混凝土含气量就越大。抗压强度损失率就越大；在含气量小于6%时，随着含气量的增加，混凝土的韧性增加；引气剂掺量一定时，随着混凝土拌合物坍落度增大．混凝土含气量的变化呈抛物线形状。混凝土用水量一定时，引气剂掺量越大，混凝土坍落度就越大；同萘系减水剂复合使用时，将引起混凝土含气量一定程度的下降。     

钢纤维对超高性能混凝土强度的影响研究

运用常规的混凝土力学性能试验,研究钢纤维种类及体积掺量对混凝土力学性能的影响,依据工程实际,通过力学性能试验及理论分析等方法,以抗压、抗折强度提高量作为评价指标,分析了四种体积掺量和不同种类钢纤维配制成水胶比为 0. 4 的胶砂试件的抗压、抗折强度增长情况及流动度情况,并采用 SPSS 软件进行相关方差分析。结果表明: 钢纤维掺量在 0. 5% ～ 2. 5% 之间时,试件抗压强度较基准试件提高了 7. 1% ～ 67. 2% 、抗折强度较基准试件提高了 2. 2% ～ 67. 0% 。体积掺量为2. 5% 时,抗压强度可达 69. 5 MPa,比基准试件提高 67. 2% ; 抗折强度可达 15. 2 MPa,比基准试件提高 67. 0% 。相同掺量下微细纤维的流动度优于长纤维的流动度,掺加钢纤维后能有效防止混凝土开裂,不同种类及不同掺量钢纤维均对抗压、抗折强度有显著的影响。研究成果可为低水胶比高强度的超高性能混凝土选取钢纤维提供参考和依据。     

非晶合金纤维增强水泥砂浆性能试验研究

以钢纤维为对比,研究了不同掺量的非晶合金纤维对水泥砂浆流动性、抗压和抗折强度的影响,提出了预测非晶合金纤维混凝土抗折强度的经验公式,并采用扫描电子显微镜观察纤维与基体的粘结状态。结果表明:与钢纤维相比,非晶合金纤维显著提高了砂浆的力学性能。1.0%掺量下非晶合金纤维增强砂浆28 d抗压强度和抗折强度与未掺纤维试样相比分别增加了28.6%和51.9%,与相同掺量下钢纤维增强砂浆相比分别增加了9.9%和14.5%。非晶合金纤维抗拉强度高,抗腐蚀性能强,在砂浆中分散均匀,与砂浆基体粘结良好,在较低掺量下即可有效提高砂浆的抗压和抗折强度,增加砂浆的韧性。     

喷射钢纤维混凝土性能研究

通过现场喷射施工成型大板试件。取样室内试验．研究钢纤维喷射混凝土的力学性能与钢纤维体积掺量的关系。研究发现,喷射钢纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度与钢纤维的体积掺量呈线性关系;抗剪强度随钢纤维体积百分掺量增加先增大后减小,掺量为0．91％～1．42％时．抗剪强度达到最大值;喷射钢纤维混凝土抗渗等级大于W20,适合用于要求抗渗等级较高的工程。     

纤维引气粉煤灰混凝土早期开裂与力学性能试验

开展普通引气粉煤灰混凝土、掺加聚丙烯纤维和纤维素纤维引气粉煤灰混凝土的早期开裂性能及力学性能对比试验研究。试验结果表明:掺入聚丙烯纤维、纤维素纤维可不同程度的改善混凝土早期抗裂性能,掺加聚丙烯纤维的早期抗裂效果优于纤维素纤维;掺入纤维素纤维使混凝土立方体抗压强度有显著的提高,而掺加聚丙烯纤维对混凝土的影响并不显著且略微下降;掺加纤维素纤维对混凝土的抗折强度有明显的改善,而掺加聚丙烯纤维对混凝土抗折强度没有太大的影响且略微下降。     

纤维对水工混凝土抗冻融性能的影响研究

试验研究了单掺不同掺量钢纤维和聚丙烯纤维对水工混凝土抗冻融性能的影响。试验结果表明：一定掺量下,2种纤维混凝土的抗冻性能均优于基准混凝土;聚丙烯纤维对水工混凝土抗冻性能的提高较为显著;单掺1kg/m3聚丙烯纤维对水工混凝土抗冻性能改善效果最好,经过300次冻融循环后相对动弹性模量达到85.5%,质量损失率仅为1%。     

单掺和混掺纤维面板混凝土抗盐冻耐久性试验研究

为了研究盐冻作用下掺纤维面板混凝土耐久性的问题,将钢纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯-钢纤维、聚丙烯腈-钢纤维和聚丙烯-聚丙烯腈纤维掺入面板混凝土中,在质量分数为3.5%的氯盐浓度下进行冻融循环试验,并对盐冻循环后的试件开展电镜扫描。研究表明:掺纤维面板混凝土的质量损失率随盐冻循环次数增加呈现先减小再增大的趋势,相对动弹性模量和抗压强度则持续减小;单掺钢纤维面板混凝土抗盐冻性能最优,其次是混掺钢纤维面板混凝土,再次是混掺聚丙烯纤维面板混凝土,最差的是单掺聚丙烯纤维面板混凝土,但均优于普通面板混凝土抗盐冻性能。电镜扫描微观结果有效验证了单掺和混掺纤维对面板混凝土抗盐冻性能的作用效果。