水胶比和粉煤灰掺量对补偿收缩混凝土自收缩特性的影响

通过测定基准混凝土和补偿收缩混凝土的自收缩,研究添加硫铝酸钙–氧化钙类膨胀剂的补偿收缩混凝土的自收缩特性,以及水胶比和粉煤灰掺量对于膨胀剂补偿效果的影响。结果显示:在前20h内硫铝酸钙–氧化钙类膨胀剂因为没有足够的强度约束而无法对混凝土自收缩产生补偿作用,在20～168h龄期内膨胀剂开始发挥补偿作用,自收缩减小。膨胀剂对自收缩的补偿效率受水胶比和粉煤灰掺量的影响很大,水胶比越大,膨胀剂对混凝土自收缩的补偿效率越高;粉煤灰掺量越大,膨胀剂的补偿效率越高。水胶比为0.34,粉煤灰掺量为45%时,适当掺量(6%)的膨胀剂产生的膨胀可以补偿全部的自收缩,使混凝土在30h后持续保持膨胀变形。     

等强度条件下粉煤灰对补偿收缩混凝土变形性能的影响

通过测定水中限制膨胀率和水养7d转干空后的限制膨胀率,计算干燥收缩落差,讨论粉煤灰在等强度条件下对补偿收缩混凝土变形性能的影响.结果表明:等强度条件下掺加适量粉煤灰可以明显地促进限制膨胀率的增长;掺量过大容易导致早期约束不足,降低对限制膨胀的促进作用.粉煤灰可以明显降低混凝土转干空后早期的干燥收缩落差.随着粉煤灰掺量增加,干燥收缩落差进一步降低,空气中放置28 d后均表现为膨胀.对于硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂和粉煤灰复掺的补偿收缩混凝土,膨胀剂最小用量的要求可以适当降低.     

氧化镁膨胀剂对混凝土长期体积变化的影响

观察了外掺不同活性、不同剂量氧化镁膨胀剂混凝土的限制膨胀率曲线,并结合混凝土强度发展和绝热温升特性,补偿收缩胶砂试件的限制及自由膨胀率,分析了不同活性氧化镁膨胀剂的补偿收缩特性。结果表明:适量掺加氧化镁膨胀剂对于补偿收缩混凝土的强度发展基本没有影响,但导致混凝土的温升值较大,温升开始时间延迟。在氧化镁膨胀剂的常用掺量为6%~8%时,导致混凝土的绝热温升增加值约为3~4℃。氧化镁膨胀剂的活性越低,用其制备的补偿收缩混凝土的早期膨胀率越小,但最终膨胀量越大,膨胀稳定期出现越晚,采用"S"型膨胀剂时直到140 d膨胀仍未停止,因而容易造成混凝土结构的后期安定性不良。实际应用时应尽量选用高活性、大掺量的氧化镁膨胀剂,掺量宜控制在6%~8%。     

掺新型生态膨胀剂水泥浆体的膨胀性能研究

以菱镁矿、白云石尾矿为原料,经适宜工艺,制备了新型生态膨胀剂,用以补偿大体积混凝土由于温度应力引起的收缩.研究掺入不同配比的膨胀剂和粉煤灰的水泥浆体,在不同水化龄期的膨胀性能以及在20℃或60℃水中膨胀率的变化过程和趋势.结果表明:膨胀材料煅烧温度为950 ～ 1050℃,保温1～1.5 h,自然冷却.在膨胀源含量一定的情况下,CaO含量越高,早期膨胀率越大,后期膨胀率越小;MgO含量越高,早期膨胀率越小,后期膨胀率越大.水化温度越高,在相同龄期下水泥浆体膨胀率越大.粉煤灰对MgO和CaO膨胀均具有明显的抑制作用,且随着粉煤灰掺量的增加,抑制作用加强.     

掺MgO膨胀剂水泥净浆变形性能研究

通过对含镁尾矿的处理,采用一定工艺制备了MgO膨胀剂,研究了不同煅烧温度下的MgO膨胀剂的膨胀性能,并进一步研究MgO膨胀剂的掺量和细度以及粉煤灰对不同养护条件下水泥净浆自由变形性能的影响.结果表明:煅烧温度1050℃时膨胀剂膨胀性能较好;水泥净浆的自由变形随掺量的增加和龄期的延长以及养护温度的升高而增大;在早期细度较小的膨胀剂具有较好的膨胀效果,而后期细度大的膨胀剂的膨胀效果高于细度小的膨胀剂;粉煤灰对膨胀剂早期膨胀和后期膨胀都有显著的抑制作用.     

补偿收缩混凝土的自收缩特性

通过对比掺与不掺膨胀剂的混凝土的早期自收缩及其胶凝材料体系的水化热和化学结合水量发展规律,研究了膨胀剂对低水胶比混凝土自收缩的补偿作用效果。结果表明:8%掺量(质量分数)的钙矾石系膨胀剂(U型)对硅酸盐水泥混凝土和粉煤灰混凝土的自收缩有一定程度的补偿效果,而对矿渣混凝土的自收缩没有补偿。在较早期,膨胀剂促进复合胶凝材料的水化,在后期,膨胀剂也促进了矿渣–水泥体系的水化,其总放热量和化学结合水量均高于未掺膨胀剂的,但抑制了硅酸盐水泥和粉煤灰–水泥体系的正常水化,使其水化放热速率降低,总放热量和化学结合水量减小。     

温度和湿度对氧化镁膨胀剂膨胀性能的影响

为研究温度和湿度对氧化镁膨胀剂膨胀性能的影响,探讨氧化镁膨胀剂敏感性影响因素的作用机理,开展了养护温度(20℃、40℃、60℃、80℃)和养护湿度(RH100％、RH95％、RH60％、绝湿)对掺氧化镁膨胀剂的净浆、砂浆膨胀特性以及微观结构的影响研究.结果 表明:养护温度越高、养护湿度越大,氧化镁膨胀剂的膨胀效能发挥越大;氧化镁膨胀剂对20 ～ 40℃温度范围不敏感,对40 ～ 80℃的温度范围十分敏感;氧化镁膨胀剂对高湿度环境(RH≥95％)不敏感,对低湿度环境(RH≤60％)较为敏感;氧化镁膨胀剂自身膨胀效能及水化反应动力学参数的差异是造成温度和湿度敏感性差异的主要原因.     

复合掺合料与膨胀剂对自密实混凝土性能的影响研究

本文研究了粉煤灰与矿渣粉复掺,以及膨胀剂与矿物掺合料复掺对自密实混凝土工作性、力学性能、抗收缩性能的影响规律.研究表明:在一定范围内,粉煤灰与矿渣粉复掺时,矿渣粉掺量的增加,有利于提高混凝土拌合物的流动性和力学性能;膨胀剂掺量为8％～10％时,对改善自密实混凝土(Self compacting concrete,SCC)收缩性能有显著效果,膨胀剂低于适宜掺量范围时,无明显效果,当掺量高于12％时,混凝土体积稳定性变差,强度下降,确保掺膨胀剂的SCC在成熟过程中水养护对发挥膨胀剂性能十分重要,膨胀剂与掺和料复合使用时,对改善SCC收缩性能更佳.     

补偿收缩混凝土变形性能研究进展

向混凝土中掺加膨胀剂制成补偿收缩混凝土是解决混凝土收缩开裂的一种重要措施.本文针对近年来补偿收缩混凝土变形性能的研究进展进行了综述.膨胀剂种类繁多,不同膨胀剂膨胀机理各不一样,致使出现同种掺量同种补偿对象但膨胀剂不同则补偿收缩效果不同,甚至截然相反现象.另一方面,影响补偿收缩混凝土变形性能因素众多,主要有水胶比、矿物掺合料种类及掺量、膨胀剂掺量、外加剂、养护条件等,但更多时候是若干个影响因素同时出现,整体变形结果更加不确定,也会导致工程上膨胀剂应用失效现象出现.     

粉煤灰地质聚合物混凝土的强度特性

本文研究了骨料掺量、砂率、养护温度、高温养护时间对粉煤灰地质聚合物混凝土抗压强度,以及劈拉强度、抗折强度、弹性模量、泊松比等力学性能.结果表明:粉煤灰地质聚合物混凝土的抗压强度随骨料掺量及砂率的增加先增大后减小,存在一个相对最优值;强度随养护温度的升高而增大,100℃时达到最大值,且强度增长在高温养护24 h内基本完成.粉煤灰地质聚合物混凝土早期强度较高,7d以后强度增长较小;劈拉强度随着骨料掺量的增加而提高,抗折强度、弹性模量、泊松比都随骨料掺量的增加先增大后减小,掺量为70％时达到峰值.     

低温养护下矿物掺合料湿喷混凝土力学性能及配比优化研究

为系统研究粉煤灰掺量、硅灰掺量及养护温度对湿喷混凝土力学性能的影响规律,通过设计正交试验对湿喷混凝土抗压强度进行极差和方差分析。结果表明:湿喷混凝土抗压强度随养护龄期增加而增大,但抗压强度增幅随养护龄期延长而减弱;增加硅灰和粉煤掺量均能有效提高湿喷混凝土抗压强度,但粉煤灰掺量超过10%(质量分数,下同)后,粉煤灰掺量的增加对混凝土后期抗压强度没有显著的影响;三因素对湿喷混凝土抗压强度影响程度顺序为硅灰掺量>养护温度>粉煤灰掺量;湿喷混凝土抗压强度对矿物掺合料的敏感性与养护温度呈正相关,增大养护温度能够提高矿物掺合料对湿喷混凝土抗压强度的改善效果;随着养护温度的提高,团絮状胶凝物质大量生成,水化产物黏结得更为密实,混凝土的抗压强度和承载性能得到进一步增强;构建多元非线性回归模型能够对混凝土抗压强度进行预测,并且湿喷混凝土在硅灰掺量、粉煤灰掺量及养护温度分别为15%、15%和10 ℃时具有最佳的抗压强度。     

轻质超高性能混凝土的制备及性能形成机理

以预湿轻集料、硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰微珠、钢纤维、膨胀剂等为原材料,采用轻质、超高强度与低收缩协同设计方法制备了一种轻质超高性能混凝土材料,并研究其性能的主要影响因素和形成机理。结果表明:制备的轻质超高性能混凝土可实现自流平、干表观密度低至2040 kg/m3、28 d抗压/抗折强度可达120/18 MPa、弯曲韧性指数I₂₀可至21.8、56 d收缩率低至2.62×10^–4;其性能的形成主要源于粉煤灰微珠的滚珠效应、轻集料的轻质多孔效应、预湿轻集料的内养护与拱壳效应,以及预湿轻集料内养护与膨胀剂的叠加效应。     

高强流态膨胀混凝土力学性能和膨胀行为

研究了高流态膨胀混凝土的强度性能、膨胀性能以及强度与膨胀的协调发展性能,考察了流态条件下中强和高强混凝土中膨胀剂的作用效应及细掺料对其的影响。研究表明高强流态膨胀混凝土的膨胀行为有其特殊性：在不加磨细矿渣(blast furnace slag,BFS)时,水养1d出现自收缩,整个硬化过程膨胀受到抑制,原因在于高强流态膨胀混凝土较高的强度,特别是较高的早期强度限制了膨胀的发挥,在混凝土内部存在“自约束效应”。掺加BFS后,未发现自收缩现象,限制膨胀率大于对应的未掺BFS时的限制膨胀率。BFS的加入使高强膨胀混凝土早期强度降低,膨胀效应得以较充分发挥。对比中低强膨胀混凝土分析认为：过高的强度(特别是早期强度)会抑制混凝土膨胀的发挥,而较低的强度(特别是早期强度)则会导致更多的膨胀变为无效膨胀。强度与膨胀协调发展这一膨胀混凝土的基本规律对于高强流态膨胀混凝土仍然适用且更为重要。     

Effects of fly ash on the properties of environmentally friendly dam concrete

The utilization of a solid waste – fly ash (FA) in the construction of concrete dams was investigated in this paper, which contained its effects on the strength, shrinkage and expansion strain of dam concrete with and without 8% of a novel MgO-bearing expansive agent. The results are shown a relationship between the content of fly ash replacing cement and the above properties of dam concrete.The compressive strengths of dam concrete with 50% fly ash in 90 d are higher than that of dam concrete with 30% fly ash or without fly ash slightly. Fly ash may decrease the deformation of dam concrete in that with 50% fly ash, and the shrinkage and expansive strain was reduced significantly – about 33% and 40% less than that of the specimens without fly ash respectively.     

大体积补偿收缩混凝土中延迟钙矾石生成产生危害的条件

研究了大体积补偿收缩混凝土中延迟钙矾石生成可能对混凝土产生危害的条件,用步进扫描半定量XRD法确定水化产物的物相组成,同时测定胶砂试件的限制膨胀率,遭受过早期高温的补偿收缩混凝土对于长期使用过程中环境的湿度变化情况比较敏感,只有在适当的湿度条件下养护,才能获得适量的膨胀,以补救早期膨胀损失所造成的不利影响,养护环境过于干燥或过于潮湿,有可能导致遭受过早期高温的补偿收缩混凝土结构收缩开裂或膨胀破坏。     

粉煤灰掺量对补偿收缩混凝土的影响

为了探究粉煤灰掺量对补偿收缩混凝土的强度和限制膨胀率的影响规律,通过对掺有不同粉煤灰掺量的补偿收缩混凝土与基准混凝土进行对比试验研究,得出了能使补偿收缩混凝土达到最大膨胀率的粉煤灰的最优掺量为30%,并得到粉煤灰掺量与补偿收缩混凝土的强度和限制膨胀率的基本规律并对此作了一定的理论分析。     

Compressive strength of fly‐ash‐based geopolymer concrete at elevated temperatures

This paper presents the compressive strength of fly‐ash‐based geopolymer concretes at elevated temperatures of 200, 400, 600 and 800 °C. The source material used in the geopolymer concrete in this study is low‐calcium fly ash according to ASTM C618 class F classification and is activated by sodium silicate (Na₂SiO₃) and sodium hydroxide (NaOH) solutions. The effects of molarities of NaOH, coarse aggregate sizes, duration of steam curing and extra added water on the compressive strength of geopolymer concrete at elevated temperatures are also presented. The results show that the fly‐ash‐based geopolymer concretes exhibited steady loss of its original compressive strength at all elevated temperatures up to 400 °C regardless of molarities and coarse aggregate sizes. At 600 °C, all geopolymer concretes exhibited increase of compressive strength relative to 400 °C. However, it is lower than that measured at ambient temperature. Similar behaviour is also observed at 800 °C, where the compressive strength of all geopolymer concretes are lower than that at ambient temperature, with only exception of geopolymer concrete containing 10 m NaOH. The compressive strength in the latter increased at 600 and 800 °C. The geopolymer concretes containing higher molarity of NaOH solution (e.g. 13 and 16 m ) exhibit greater loss of compressive strength at 800 °C than that of 10 m NaOH. The geopolymer concrete containing smaller size coarse aggregate retains most of the original compressive strength of geopolymer concrete at elevated temperatures. The addition of extra water adversely affects the compressive strength of geopolymer concretes at all elevated temperatures. However, the extended steam curing improves the compressive strength at elevated temperatures. The Eurocode EN1994:2005 to predict the compressive strength of fly‐ash‐based geopolymer concretes at elevated temperatures agrees well with the measured values up to 400 °C. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

粉煤灰掺量对海水海砂高性能混凝土性能的影响

通过宏观力学性能、化学收缩、pH值、氯离子浓度等测试和SEM、XRD等微观表征研究粉煤灰掺量对海水海砂高性能混凝土性能的影响。结果表明:为维系钢筋钝化膜稳定,高温蒸养时粉煤灰掺量不宜大于30%(质量分数,下同),标养时粉煤灰掺量不宜大于50%;海水海砂高性能混凝土中游离Cl^-浓度随养护时间波动,前期先升高后骤降,后期缓慢增加,标养条件下Cl^-浓度明显低于高温蒸养条件下;海水海砂高性能混凝土具有早强性,其强度随粉煤灰掺量增加大致呈下降趋势,高温蒸养可明显提高混凝土抗折、抗压强度;粉煤灰掺量越多,残留的未水化颗粒越多,高温蒸养可有效改善混凝土微观结构,提高致密性;粉煤灰掺量过多或过少均会增加硅酸盐水泥体系的化学收缩,粉煤灰掺量为30%和40%时混凝土化学收缩值较小。     

粉煤灰对桥梁混凝土抗渗性能的影响规律研究

为研究粉煤灰对桥梁混凝土抗渗性能的影响,制备了不同粉煤灰掺量的混凝土样品,测试分析了桥梁混凝土抗压强度、孔隙结构、渗透高度和抗氯离子渗透性能随粉煤灰掺量和养护龄期的变化规律。研究结果表明:(1)当桥梁混凝土养护龄期为7d时,桥梁混凝土的抗压强度随着粉煤灰掺量的增多而逐渐降低;当混凝土龄期大于28d时,桥梁混凝土的抗压强度在粉煤灰掺量为30%左右时最大。(2)粉煤灰掺量为30%时,桥梁混凝土密实度达到最大,此时其内部小孔隙增大而大孔隙减小。(3)桥梁混凝土抗氯离子渗透系数随着粉煤灰掺量的增大先减小后增大,在粉煤灰掺量为30%时取得最小值。