基于膨胀珍珠岩固载微生物的裂缝自修复混凝土劈裂抗拉强度试验研究

混凝土构件内部或表面难以避免出现裂缝,裂缝的产生会导致其耐久性降低。基于膨胀珍珠岩固载微生物的裂缝自修复混凝土具有良好的裂缝自修复能力,有效降低混凝土的维护费用。然而,随膨胀珍珠岩掺量的增大,混凝土的力学性能会显著降低。首先考察了膨胀珍珠岩掺量对该混凝土劈裂抗拉强度的降低程度,然后进一步考察了硅灰和聚丙烯纤维对该混凝土劈裂抗拉强度的增强作用。试验结果表明,当膨胀珍珠岩掺量由0增加到90%时,混凝土的劈裂抗拉强度降幅达62.1%;掺入硅灰可以明显提高该混凝土的劈裂抗拉强度,当硅灰掺量由0增加到10.5%时,混凝土的劈裂抗拉强度增幅达25%;掺入聚丙烯纤维也可以显著提高该混凝土的劈裂抗拉强度,当聚丙烯纤维掺量由0 kg/m^3增加到1.8 kg/m^3时,混凝土的劈裂抗拉强度由1.94 MPa增加到2.55 MPa,增幅为31.4%。     

乳酸钙掺量对微生物自修复混凝土裂缝修复宽度与抗压强度的影响

基于微生物矿化沉积的混凝土裂缝自修复技术可以有效地对混凝土裂缝进行修复。营养物质作为微生物代谢反应过程中的底物,其掺量可能对自修复混凝土的裂缝自修复能力及基本力学性能产生较大的影响。课题组以科氏芽孢杆菌为裂缝自修复剂、以膨胀珍珠岩作为自修复剂的载体,以乳酸钙作为营养物质,研制出一种新型裂缝自修复混凝土,主要考察了乳酸钙掺量对该混凝土的裂缝自修复能力与抗压强度的影响。试验结果表明,研制的裂缝自修复混凝土表现出良好的裂缝自修复能力,28 d修复养护后的裂缝最大修复宽度可达0.67 mm;随着乳酸钙掺量的增加,混凝土抗压强度呈现出先上升后下降的趋势,当乳酸钙掺量为胶凝材料质量分数的1.05%时,相比未掺乳酸钙的对照组增加了16.3%。     

硅灰对粉煤灰混凝土性能的影响

本文通过改变硅灰掺量考察了硅灰对粉煤灰混凝土性能的影响,结果表明硅灰的最佳掺量为6%～8%。硅灰掺量为8%时抗压强度最高,比基准混凝土提高了14%。当掺量为6%时抗折强度提高最明显比基准提高了11%。当硅灰掺量为6%～10%时,和易性下降较少,粘聚性与保水性较好。     

矿物掺合料改性再生混凝土性能试验研究

为了研究单掺矿物掺合料(粉煤灰、硅灰)对再生混凝土性能的影响,以再生骨料替换率(25%、50%、75%)、粉煤灰掺量(10%、15%、20%)、硅灰掺量(6%、8%、10%)为变量设计了再生混凝土配合比,并取普通混凝土作为对照组,分析了不同掺量下的粉煤灰和硅灰对再生混凝土工作性能和抗压强度的影响规律。研究结果表明,单掺粉煤灰或硅灰都能在一定程度上改善混凝土拌合物的和易性,但当再生骨料替换率为75%时,坍落度不再受矿物掺合料掺量的影响。基于矿物掺合料具有良好的火山灰效应和填充效应,单掺粉煤灰或硅灰均可提高再生混凝土的抗压强度,但当粉煤灰掺量大于20%时,水化产物数量减少反而降低了其抗压强度。     

粉煤灰硅灰复掺对混凝土抗冻耐久性的影响研究

在硅灰掺量一定的情况下,研究粉煤灰硅灰复掺对混凝土抗冻耐久性能的影响。试验结果表明:保持硅灰掺量为10%,随着粉煤灰掺量从0%增加到20%,混凝土经冻融循环试验后强度损失率先减小,后增加。当硅灰掺量为10%,粉煤灰掺量为10%时,混凝土强度损失率最小,为2.6%,此时,混凝土28d抗压强度为44.9MPa,120d抗压强度为55.0MPa,综合考虑抗压强度与抗冻性能,建议粉煤灰硅灰二者掺量皆为10%。     

原位化学发泡轻集料混凝土的制备与性能表征

以粗、细膨胀珍珠岩分别为轻集料和发泡剂载体,H_2O_2(浓度30%)为化学发泡剂,明胶为稳泡剂,制备原位发泡轻集料混凝土试样,并对其性能进行了表征。当发泡剂掺量为5.6%时,轻集料混凝土试样的体积密度和抗压强度均随着稳泡剂明胶掺量的增加而增大,当稳泡剂掺量为1.5%时,可制得体积密度为700 kg/m~3的轻混凝土试样,该试样的28 d抗压强度达到9.9 MPa;而稳泡剂掺量为1.0%的试样28 d抗压强度仅为3.4 MPa。另外,发泡剂掺量为5.6%的轻集料混凝土试样导热系数为不发泡试样的1/2。     

硅灰对再生混凝土性能影响的研究

研究了硅灰掺量对再生混凝土流动性、吸水率和抗压强度的影响。研究表明:掺加一定量的硅灰可有效地增加混凝土骨料之间的粘聚性,但却降低了再生混凝土的流动性;硅灰的掺入能显著降低再生混凝土的吸水率,并有效提高其抗压强度。当硅灰掺量为8%时,再生混凝土的抗压强度最佳。     

硅灰对蒸压加气混凝土性能影响的研究

研究了不同硅灰掺量对蒸压加气混凝土干密度和抗压强度的影响,结果表明:硅灰可显著提高蒸压加气混凝土的抗压强度,使干密度略有降低;当硅灰掺量小于5%时,蒸压加气混凝土的抗压强度增幅较明显。     

高强度透水混凝土实验研究

研究了硅灰掺量、骨料粒径、骨胶比等参数对透水混凝土的抗压强度、孔隙率和透水系数的影响,确定了高强度透水混凝土的最佳配比。结果表明:骨料粒径为5~10 mm的透水混凝土强度最高;当硅灰掺量达到15%时,透水混凝土的强度最高,相比于对照组的7 d和28 d抗压强度分别提高了32.3%和27.7%,而孔隙率随着硅灰掺量的增加持续降低;随着骨胶比从2.6增大到3.8,透水混凝土的抗压强度逐渐降低,孔隙率和透水系数逐渐升高。     

陶粒泡沫混凝土配合比设计及保温性能模拟研究

研究了陶粒、膨胀珍珠岩、粉煤灰以及发泡剂掺量对陶粒泡沫混凝土干密度、抗压强度、导热系数及软化系数的影响。通过正交试验确定了各组分的最佳掺量。结果表明,当陶粒掺量为35%、膨胀珍珠岩掺量为0.07%、粉煤灰内掺掺量为20%、泡沫剂掺量为2%时,抗压强度最高,其他指标满足要求。利用ADINA Thermal对普通混凝土墙体和正交试验最优组陶粒泡沫混凝土墙体保温性能进行模拟,通过对比表明,陶粒泡沫混凝土的保温性能能很好地满足外墙保温的要求。     

新型混凝土透水砖制备的正交试验研究

通过在混凝土砖上预留透水孔制备新型混凝土透水砖,采用正交设计方法讨论分析了水灰比、粉煤灰、硅灰和砂率对混凝土透水砖抗压强度的影响。试验结果表明当水灰比为0.31,粉煤灰掺量为15%,硅灰掺量为5%,砂率为42%时,混凝土透水砖抗压强度最高,但水灰比、粉煤灰、硅灰和砂率变化时,对混凝土结构透水砖的透水系数影响不大。     

混凝土防腐蚀防泛碱影响因素的正交试验研究

利用正交试验分析了水胶比、硅灰、粉煤灰及矿粉掺量对混凝土硫酸盐腐蚀时抗压强度耐蚀系数Kf和混凝土泛碱物质量m的影响,并考虑了水胶比与3种矿物掺合料掺量的交互作用。结果表明:4种因素对于2个考核指标的主次排序基本相同,即水胶比的影响最大,硅灰次之,水胶比和硅灰的交互作用影响显著;粉煤灰掺量仅对混凝土防泛碱问题影响显著;其余因素及交互作用没有显著性影响。在单掺硅灰的条件下,用抗压强度耐蚀系数的变化研究硅灰与水胶比的交互作用,结果表明,硅灰最佳掺量随水胶比的变化而波动。水胶比在0.33以下时,最佳硅灰掺量在5%以下,当水胶比在0.33~0.43时,最佳硅灰掺量为10%。     

矿物添加剂对混凝土力学性能的影响

对掺加矿渣、粉煤灰、硅灰等矿物掺合料混凝土力学性能进行了研究。结果表明,单掺矿渣与硅灰能提高混凝土的保水性、黏聚性,但对于拌合物流动性的提高要比单掺粉煤灰的差。随着掺量的增加,单掺粉煤灰或矿渣的混凝土强度降低,单掺粉煤灰早期强度下降较大。双掺粉煤灰、矿渣混凝土,混凝土强度随着矿渣掺量的增加而降低;矿渣、粉煤灰掺量分别为30.5%、20.5%时,混凝土91 d的抗压强度要比基准混凝土的抗压强度高。在掺合料总量不小于61%时,AB组混凝土28、91 d的抗折强度和基准混凝土强度比较接近。其91 d强度甚至超过了基准混凝土。双掺粉煤灰、硅灰混凝土,当粉煤灰掺量不变时,单掺硅灰对提高混凝土强度比较显著。对于粉煤灰、矿渣、硅灰三掺的混凝土,与同等掺量的双掺组AB和AC相比,该组混凝土具有较高的抗压强度。     

矿物掺合料与增效剂对混凝土的力学性能影响试验研究

为研究矿物掺合料与增效剂对混凝土力学性能的影响,设计了C30和C40两种强度等级的20个配合比及基准对照组配合比,每个强度等级又设计了3组单掺CTF混凝土增效剂时水泥用量分别减少7%、10%、15%的配合比,复掺时粉煤灰掺量分别为15%、20%、25%,硅灰掺量为6%和9%,CTF混凝土增效剂掺量为10%,通过测试试块在7d、28d、60d的抗压强度,研究其抗压强度随龄期的变化规律。结果表明,CTF混凝土增效剂单掺时水泥减少量为10%～15%的情况下,增效剂的增效效果最明显,且此时CTF混凝土增效剂对混凝土抗压强度也有很大的提高,当粉煤灰、硅灰以及CTF混凝土增效剂复掺时,试块抗压强度值高于基准组试块,此时粉煤灰最佳掺量为20%左右,硅灰掺量为6%左右,且复掺时由于增效剂的作用以及粉煤灰和硅灰的替代,节约了大量的水泥。     

膨胀珍珠岩和玻化微珠对矿渣泡沫混凝土性能的影响研究

在矿渣泡沫混凝土浆料中添加一定掺量的膨胀珍珠岩或玻化微珠,可以改善其内部微孔结构,从而改善泡沫混凝土的导热性能及抗压强度。研究结果表明,当膨胀珍珠岩(粒径0.212～0.300mm)掺量为3%时效果最佳,对矿渣泡沫混凝土的7d、28d的抗压强度有所提高且能明显改善其导热性能;当玻化微珠(粒径0.212～0.300mm)掺量为5%时效果最佳,对矿渣泡沫混凝土的7d、28d的抗压强度及导热性能均有较大的提高。     

活性掺合料改善地下工程结构混凝土性能研究

研究了普通混凝土、矿粉混凝土、硅灰混凝土以及复掺矿粉、硅灰混凝土的坍落度、抗压强度和抗渗、抗硫酸盐侵蚀性能。试验结果表明,矿物掺合料可以明显改善混凝土的性能,掺合料种类和掺入比例直接决定了混凝土性能的改善效果;且复掺矿粉、硅灰混凝土的性能优于单掺矿粉、单掺硅灰组;当矿粉掺量20%、硅灰掺量5%时,混凝土的抗压强度、抗渗性能和抗硫酸盐侵蚀性能最好。     

外加组分对泡沫混凝土性能影响试验研究

研究分析了水胶比,发泡剂、聚丙烯纤维、膨胀珍珠岩掺量对泡沫混凝土抗压强度、密度及吸水率的影响。结果表明:水胶比为0.45~0.55时,泡沫混凝土的密度较低、抗压强度较高;发泡剂掺量越大,抗压强度与密度越低;聚丙烯纤维掺量为0.8%时,抗压强度最高,密度较低;膨胀珍珠岩能降低泡沫混凝土的强度,但对干密度的影响不大;导热系数随干密度的增大而增大。     

粉煤灰复合膨胀珍珠岩对泡沫混凝土性能影响研究

为探究泡沫混凝土在粉煤灰、膨胀珍珠岩和发泡剂的不同掺量条件下对其干密度、28d抗压强度、导热系数等性能的影响，分别以0～60%粉煤灰掺量、0～20%膨胀珍珠岩掺量及1%～4%发泡剂掺量为参数展开试验，并在此基础上，进行泡沫混凝土墙和砖砌体墙热工性能分析。依据试验结果得出：随着粉煤灰掺量的增加，泡沫混凝土的干密度和28d抗压强度先增加到一定阶段后逐渐降低，而导热系数和吸水率逐渐减小；在不断增加膨胀珍珠岩掺量或发泡剂掺量的过程中，泡沫混凝土干密度、28d抗压强度和导热系数随之逐渐降低，而吸水率逐渐增大；烧结多孔砖墙的实测传热系数约为泡沫混凝土墙的1.6倍。     

外掺玄武岩纤维及硅灰透水再生混凝土试验研究

为提高透水再生混凝土的利用率,推广再生骨料的应用,文中通过采用外掺玄武岩纤维及硅灰来提高透水再生混凝土的力学性能及透水性能,进行了单掺和复掺的试验研究。研究结果表明:外掺玄武岩纤维可提高透水再生混凝土的抗压强度及透水性能,且渗透系数随纤维掺量的增加呈线性增长;硅灰的掺入能显著提高透水的抗压强度,掺量越高提升率越明显,对渗透系数的影响呈现出先增大后减小的趋势;复掺短切玄武岩纤维及硅灰存在最优配比,当硅灰掺量为9%,玄武岩纤维掺量为0.15%时最优,其抗压强度可达37.1MPa,透水系数为3.49mm/s。     

基于微生物矿化沉积的裂缝自修复混凝土微观及物相分析

作为一种新型的混凝土裂缝修复技术,基于微生物矿化沉积的裂缝自修复技术具有裂缝自诊断自修复、能够实现裂缝的长期有效修复等特点。以膨胀珍珠岩为载体,以好氧微生物科氏芽孢杆菌为自修复剂,制备具有裂缝自修复功能的混凝土,并通过裂缝宽度观测、SEM及XRD等方法分析其修复效果。结果表明:膨胀珍珠岩的空腔可为孢子提供足够的生存空间以及良好的附着点;经修复养护后,微生物自修复混凝土在宏观与微观上均表现出较好的裂缝修复效果;XRD分析表明,微生物自修复混凝土在裂缝处的矿化产物为方解石。