硅粉对塑性混凝土力学和抗渗性能的影响

通过强度、弹性模量及相对渗透系数试验,研究了硅粉对塑性混凝土力学和抗渗性能的影响.结果表明:在0～40％掺量范围内,硅粉对塑性混凝土各强度均有提高作用,最佳掺量为30％左右;相同掺量下,硅粉对塑性混凝土强度提高幅度由大到小为劈拉、抗压、抗折强度;随着硅粉掺量的增大,塑性混凝土强度和弹性模量均呈先增大后减小趋势,其中弹性模量的增幅小于抗压强度,有利于降低塑性混凝土的弹强比;硅粉可明显降低塑性混凝土的相对渗透系数.     

利用通气和新型材料减免空蚀破坏

本文主要阐述了通气减免空蚀和硅粉混凝土新材料抗空蚀的室内试验研究成果。首次用自然通气方法(设通气挑坎)进行通气与不通气混凝土材料破坏的比较,并提出免蚀的通气率为4～5%,通气槽后的施工平整度以不超过5～10mm为宜。同时,本文还收集了国内外硅粉混凝土的研究和应用资料,并分别对内掺、外掺硅粉混凝土进行了试验研究。初步提出,内掺硅粉的硅粉混凝土以掺8～10%硅粉为好,其强度为普通混凝土强度的1.2倍,抗空蚀能力增加3.8倍以上;外掺硅粉的硅粉混凝土28d龄期,以掺硅粉20%的抗空蚀能力最强,掺10%的次之。掺量超过20%,其抗空蚀能力反而下降,故建议硅粉掺量在10～20%为宜。     

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。     

高掺量矿渣砂浆的力学强度、耐久性及生态效率评价

为充分发挥矿渣混凝土的绿色环保的优点,加快高掺量矿渣混凝土的应用,使用矿渣取代80%水泥制备了矿渣生态砂浆,利用硅粉作为基本性能调控材料,研究了硅粉掺量与矿渣砂浆力学和耐久性能的关系,并评价了矿渣砂浆的生态效率。研究结果表明,硅粉有助于缓解高掺量矿渣砂浆的缓凝问题,在10%硅粉掺量下,矿渣砂浆的凝结时间与基准组相近。另外,硅粉可显著改善矿渣砂浆的力学强度和耐久性,在最优掺量组 (5%)中,矿渣砂浆的28 d抗压强度和抗折强度均高于基准组。矿渣与(2.5%~10%)硅粉复掺时,砂浆的毛细吸水率降幅为8.83%~26.81%,电通量降幅为5.28%~36.87%。本研究通过使用矿渣和硅粉共同取代80%水泥,有效改善了矿渣砂浆的基本性能,提升了其生态效率,可为矿渣生态混凝土的应用与发展提供理论依据。     

不同强度硅粉混凝土的抗冻融性能试验研究

本文通过掺引气剂硅粉混凝土试件抗压强度,冻融循环,气泡结构性质的试验研究,得出掺硅粉可以明显提高混凝土的抗压强度,硅粉掺量10%时效果最佳的结论;对于强度为20MPa左右的粉煤灰混凝土(粉煤灰掺量为30%),掺5%硅粉可使混凝土抗冻性略有提高,但抗冻融循环次数均低于100次;对于强度为50～60MPa的混凝土,在一定硅粉掺量范围内,抗冻性随掺量的增加而增加,混凝土可满足300次快速冻融循环的要求,硅粉掺量大于15%,混凝土抗冻性不会进一步提高;强度大于80MPa的高强混凝土,不管掺引气剂与否,或粉硅粉与否,混凝土皆具有非常高的抗冻性。另外,随着硅粉掺量的增加,要使混凝土保持一定的含气量,引气剂用量明显增加,在含气量相同的情况下,掺用硅粉,混凝土气泡结构性质得以改善。     

养护制度及掺合料掺量对混凝土力学性能的影响研究

矿渣和粉煤灰作为掺合料在混凝土中的应用日益普及,掺量也不断提高,尤其在硫酸盐、氯离子和海水侵蚀环境的混凝土中,掺合料是不可或缺的重要组分。该文研究了大掺量矿渣和粉煤灰混凝土的力学性能与掺合料种类、掺量以及养护制度之间的关系。结果表明,矿渣粉和粉煤灰混凝土试件抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均比不掺的低,且随掺量的增加,呈线性降低;掺合料的种类、掺量对混凝土的拉压比和折压比无明显影响。养护对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的增长均非常重要,对粉煤灰和矿渣粉混凝土尤其重要。     

“635”水利枢纽导流洞硅粉混凝土研究和应用

根据"635"水利枢纽导流泄洪洞底板混凝土设计使用要求,进行了室内混凝土配合比性能试验研究,结果表明,掺有HLC Ⅲ硅粉剂的混凝土与不掺外加剂的混凝土相比,其28d抗压强度提高了87 1%,抗折强度提高了10 6%,抗冲磨强度提高了97 5%,同时用丙乳砂浆处理新老混凝土结合面能起到提高黏结性的作用.根据现场情况经配合比调整试验优选出宜于施工的硅粉混凝土配合比.在硅粉混凝土浇筑过程中,由于采取了合理的搅拌、运输、基面处理等措施,使得在高温、高蒸发环境下浇筑的硅粉混凝土质量得到了保证.     

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。     

不同石粉参数对混凝土力学性能的影响

为研究不同石粉参数对混凝土力学性能的影响，应用正交试验法开展了石粉混凝土抗压强度和抗折强度试验，并通过SEM和MIP试验对石粉影响下混凝土的微观结构进行测试分析，最后基于BP神经网络对混凝土28 d抗压强度进行预测分析和变参数扩展分析。结果表明：石粉掺量对混凝土抗压强度和抗折强度影响最大，其次是石粉岩性，石粉细度影响最小。混凝土强度随石粉掺量的增加先增大后减小，掺量为10%时混凝土抗压强度较基准组提高了18.21%,抗折强度提高了17.91%;3种石粉混凝土强度的大小依次为凝灰岩粉>石灰石粉>红砂岩粉；随着石粉细度的增加强度逐渐增大。基于BP神经网络建立的石粉混凝土强度预测模型平均相对误差为2.33%,通过对试验结果的变参数扩展分析，得到预测值与试验结果的变化规律一致。     

渠道衬砌板水下不分散混凝土的配合比设计与性能研究

针对调水工程输水工况下输水渠道衬砌板破损修复难题,开展了适用于渠道衬砌板水下修复混凝土的制备与性能研究。采用水工自密实混凝土设计方法进行水下不分散混凝土的配合比设计,在满足水工自密实混凝土流动度和强度要求的基础上,通过掺入聚丙烯酰胺絮凝剂和硅粉提高混凝土的水下抗分散性能,并研究掺合料品种与掺量、水粉比、砂率、施工方式等因素对混凝土流动性、抗分散性和抗压强度的影响。研究结果表明,在采用倾倒法进行水下施工时,粉煤灰掺量25%、硅粉掺量15%,水粉比1.0,砂率42%的水下不分散混凝土可满足衬砌板水下施工要求。与单掺粉煤灰相比,复掺粉煤灰和硅粉可有效增强水下不分散混凝土的抗分散性和抗压强度并改善流动性。在保证流动性前提下,适当降低水粉比和砂率有利于提高水下不分散混凝土的抗分散性和抗压强度;采用导管法施工混凝土强度损失较小,90 d龄期水下混凝土强度与陆上混凝土强度相当。     

硅粉混凝土性能的试验研究

本文主要介绍硅粉混凝土性能试验研究成果。试验结果表明,硅粉含有大量无定形二氧化硅,比表面积特大,颗粒极细,具有良好的火山灰性质和微粒填充效应。因此,硅粉能明显改善新拌混凝土的流变性,不离析,几乎不泌水。掺用硅粉后,使新拌混凝土的坍落度明显减小,故必须掺用高效减水剂才能保持与不掺硅粉的有相同流动度。掺硅粉能提高混凝土抗压强度33～58%,其提高幅度随硅粉掺量的增加而加大,但硅粉掺量不宜超过20～30%。硅粉混凝土的抗拉强度和极限拉伸变形都比不掺的提高12～14%,但干缩变形随硅粉掺量的增加而增大,特别是早期干缩较大,故应十分注意其早期湿养护。硅粉的掺入还能使混凝土中大孔减少,超微细孔大量增加,从而改善了混凝土的结构,使硅粉混凝土的抗渗性、抗冻性、抗钢筋锈蚀及抗化学侵蚀性都有明显提高,并能抑制碱骨料反应。另外,硅粉混凝土的抗空蚀性、抗冲击性比不掺硅粉的都有不同程度的提高。     

渠道衬砌板水下不分散混凝土的配合比设计与性能研究

针对调水工程输水工况下输水渠道衬砌板破损修复难题,开展了适用于渠道衬砌板水下修复混凝土的制备与性能研究。采用水工自密实混凝土设计方法进行水下不分散混凝土的配合比设计,在满足水工自密实混凝土流动度和强度要求的基础上,通过掺入聚丙烯酰胺絮凝剂和硅粉提高混凝土的水下抗分散性能,并研究掺合料品种与掺量、水粉比、砂率、施工方式等因素对混凝土流动性、抗分散性和抗压强度的影响。研究结果表明,在采用倾倒法进行水下施工时,粉煤灰掺量25%、硅粉掺量15%,水粉比1.0,砂率42%的水下不分散混凝土可满足衬砌板水下施工要求。与单掺粉煤灰相比,复掺粉煤灰和硅粉可有效增强水下不分散混凝土的抗分散性和抗压强度并改善流动性。在保证流动性前提下,适当降低水粉比和砂率有利于提高水下不分散混凝土的抗分散性和抗压强度;采用导管法施工混凝土强度损失较小,90 d龄期水下混凝土强度与陆上混凝土强度相当。     

喷射硅粉混凝土(砂浆)在船闸修补中的应用

结合盐邵船闸闸室墙体的修补,进行了喷射硅粉细石混凝土（砂浆）的现场喷射及室内性能试验.试验结果表明,潮喷硅粉细石混凝土的抗压、抗拉、抗折强度、抗冲磨强度以及与基底的粘接强度均满足设计要求,可作为船闸闸室墙体的修补材料.     

C60抗冲磨混凝土抗裂性能试验研究

为提供性能优异的抗冲磨混凝土配制方案,以单掺或复掺粉煤灰、矿渣粉、硅粉配制的C60抗冲磨混凝土为研究对象,通过平板法和圆环法对C60抗冲磨混凝土的抗裂性能进行研究。研究结果表明:①保持水胶比不变的情况下,掺入粉煤灰或矿渣粉均可降低混凝土的体积收缩变形、延长混凝土开裂时间;②随着粉煤灰或矿渣粉掺量的增加,抑制混凝土开裂的效果趋于明显;③ 掺入硅粉显著增加了混凝土的开裂趋势,且硅粉掺量由4%增至10%时混凝土开裂现象趋于严重;④硅粉与粉煤灰或者矿渣复掺后形成的协同互补效应可减小C60抗冲磨混凝土的开裂趋势,当复掺15%的粉煤灰与7%的硅粉时,抗裂效果最优。     

纤维对水工抗冲磨硅粉混凝土性能的影响

在水工抗冲磨硅粉混凝土中掺入不同品种纤维可以改善混凝土性能,研究了水工抗冲磨硅粉混凝土掺入改性聚乙烯醇纤维KS-1500(PVA1)、聚乙烯醇纤维(PVA2)和聚丙烯纤维(PP)后,混凝土的基本力学性能、抗冲击韧性、抗冲磨强度、抗裂性能。结果表明,掺入不同品种的纤维后,可提高混凝土极限拉伸值、抗冲击韧性、抗冲磨强度、平板抗裂性,抑制混凝土干缩。综合比较分析,掺入改性聚乙烯醇纤维KS-1500对提高水工抗冲磨硅粉混凝土的性能有利,尤其是极限拉伸值。     

掺粉煤灰和硅粉混凝土的特性

掺粉煤灰与硅扮混凝上克服了单掺树煤灰混凝十早期强度低的缺点，也克服了单掺硅粉混凝土早期收缩大的缺点，而且能最大限度地替代水泥，又不影响其他力学性能。它的耐久性如抗磨蚀、抗气蚀、抗钢筋锈蚀、抗冻融、抗裂等性能也不同程度地得到改善。     

矿物掺合料增强陶粒混凝土力学性能的研究

针对粉煤灰陶粒轻骨料混凝土水泥用量偏大、强度偏低的问题,将粉煤灰、矿渣粉、纳米二氧化硅三种工业废弃物作为矿物掺合料应用在粉煤灰陶粒混凝土的配制中,重点研究了矿物掺合料的种类及掺量对混凝土强度的影响。试验结果表明:单掺纳米二氧化硅、单掺矿渣粉、单掺粉煤灰对应的粉煤灰陶粒混凝土28 d抗压强度和抗折强度排序由大到小,其中单掺纳米二氧化硅(5%)效果最为显著;复掺粉煤灰(10%)、矿渣粉(15%)和纳米二氧化硅(8%)对水泥浆强度发展有良好的超叠加效应。在此基础上利用扫描电镜对混凝土试样进行微观分析,找到了矿物掺合料影响粉煤灰陶粒混凝土强度的微观原因。     

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。     

双掺钢纤维和硅粉混凝土抗压性能试验研究

在钢纤维混凝土中掺入硅粉可以生成凝胶,从而增加钢纤维与混凝土之间的黏结力,优化其抗压性能。选用掺合料为钢纤维,变换不同含量的硅粉,分别测定硅粉掺量为5%~20%混凝土的抗压强度,确定最佳组合。研究结果表明,双掺钢纤维和硅粉能有效提高混凝土抗压强度;在掺入0.8%钢纤维的前提下,混凝土强度会随着硅粉掺量的变化而变化,最佳掺量为10%。     

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。