粉煤灰掺量对再生混凝土力学性能和抗冻性的影响研究

研究粉煤灰掺量、再生粗骨料取代率对再生混凝土抗压强度和抗折强度的影响,并对再生混凝土在不同冻融循环次数下的抗压强度和质量损失率进行了研究.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,再生混凝土抗压强度呈先增大后降低的趋势,当粉煤灰掺量为15%,再生粗骨料取代率为30%时,再生混凝土的抗压强度达到最大;粉煤灰掺量对抗折强度提高幅度较小;在冻融循环低于50次时,试块抗压强度下降速度较缓,此后下降速度加快,当冻融循环达到150次时,强度损失最大;再生粗骨料取代率对试块的抗冻性影响高于粉煤灰掺量.建立了考虑再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量因素的冻融循环作用下再生混凝土抗压强度指数衰减规律预测模型.     

海水侵蚀作用下粉煤灰混凝土抗冻特性研究

通过室内试验方法开展了海水侵蚀作用下粉煤灰混凝土抗冻特性研究,分析了海水侵蚀下抗压强度、质量损失率和相对弹性模量随冻融循环次数和粉煤灰掺量的变化规律。试验结果表明:(1)海水侵蚀作用下粉煤灰混凝土抗压强度随冻融循环次数的增加呈现出"指数衰减式减小"趋势;(2)混凝土试件的质量损失在冻融循环作用下呈现出了指数增长趋势;(3)海水侵蚀作用下粉煤灰混凝土的弹性模量会随着冻融循环次数的增大而减小;(4)当粉煤灰掺量约为15%,粉煤灰混凝土的抗海水腐蚀与抗冻性能最佳。     

冻融循环下不同龄期水泥土损伤特性和能量耗散

为了研究冻融循环对水泥土损伤特性和能量耗散的影响,通过对饱水状态下不同龄期的水泥土试样进行冻融循环试验,测得了不同冻融循环次数下水泥土的无侧限抗压强度、相对动弹性模量、质量变化率和应变能密度,并建立了无侧限抗压强度、应变能密度与冻融循环次数的衰减方程.试验结果表明:不同龄期下水泥土的无侧限抗压强度和相对动弹性模量均随着冻融循环次数的增加而减小,经历15次冻融循环,水泥土无侧限抗压强度和相对动弹性模量在龄期为7d、28 d、60 d时分别下降了59.79％和54.47％、64.10％和54.89％、59.79％和53.08％,并建立了相关性良好的无侧限抗压强度与冻融循环次数的指数函数表达式;在冻融循环条件下,随着龄期的增长,水泥土质量的变化波动幅度逐渐减小;分析得出了不同龄期下水泥土无侧限抗压强度的损伤量可以近似用动弹性模量的损伤量进行估算;水泥土能量耗散随着冻融循环次数的增加而逐渐降低.     

纤维混凝土抗冻性能及损伤劣化模型研究

为了提高寒冷地区建筑的安全性和使用寿命等问题,通过分析不同纤维、粉煤灰掺量的混凝土试件在相应冻融次数下的质量损失率、相对动弹性模量及强度(抗压强度、劈裂抗拉强度)变化规律,研究掺入纤维的比例对混凝土抗冻性的影响.结果 表明:掺入钢纤维(SFs)和PVA纤维时,抗压强度、劈裂抗拉强度显著提高,在冻融次数相同的情况下,掺量与强度呈正相关;随着冻融次数的增加,质量损失率曲线先下降后上升,相对动弹性模量曲线呈下降趋势,掺入4％(质量分数)的SFs及0.05％(质量分数)的PVA纤维时,混凝土试件抗冻性能最优;掺入适量粉煤灰可有效改善混凝土质量、动弹性模量及强度损失.基于相对动弹性模量、强度数据建立冻融循环损伤模型来评价纤维混凝土的损伤程度,选用二次函数衰减模型进行数据拟合,发现建立的模型拟合程度较高,可有效反映冻融循环作用下纤维混凝土的冻融损伤程度.     

超细粉煤灰改性再生骨料混凝土力学及抗冻性能研究

为研究不同掺量超细粉煤灰改性再生混凝土的性能,借助室内试验的手段测试了不同掺量超细粉煤灰对再生混凝土的力学及抗冻性能的影响。研究结果表明:超细粉煤灰的掺入能提高再生混凝土的后期抗压强度,当超细粉煤灰掺量为15%时,试件在28 d和56 d时,其再生混凝土抗压强度比基准混凝土分别提高了10.08%和8.26%;适量的超细粉煤灰能提高再生混凝土的抗冻性能,当超细粉煤灰掺量为15%时,冻融循环150次后,试件表层浮浆脱落,未出现微小裂隙。当超细粉煤灰掺量为25%时,试件表面变得凹凸不平,表层砂浆脱落,出现外漏的骨料。再生混凝土的抗压强度随着冻融循环次数的增加而降低,当超细粉煤灰掺量15%,再生混凝土的质量损失率均小于2%且相差不大,当超细粉煤灰掺量为25%时,质量损失率大幅提高。     

早期受盐-冻耦合作用下掺玄武岩纤维混凝土耐久性劣化规律

针对西北寒旱区早期受冻混凝土在盐-冻耦合作用下耐久性快速降低等问题,本文基于室内快速冻融试验,以3.5%(质量分数,下同) NaCl+5.0%Na₂SO₄复合盐溶液为冻融介质,研究了不同玄武岩纤维体积掺量下混凝土的耐久性劣化规律,同时采用扫描电子显微镜、超声法缺陷检测和核磁共振孔径检测三种分析手段探究了玄武岩纤维在微观层面上对早期受盐-冻耦合作用下混凝土宏观性能的改善作用。研究结果表明：在早期受冻混凝土中掺加玄武岩纤维能够有效提高抗压强度,减小质量损失;随着纤维掺量的增加,抗压强度、相对动弹性模量呈先增加后降低的趋势;随着冻融循环次数的增加,不同体积掺量玄武岩纤维早期受冻混凝土试块的超声脉冲传播速度逐渐增大,各组试块的总孔隙率与冻融次数呈正相关,且掺加玄武岩纤维能增加无害孔,减少多害孔,从而提高混凝土抗冻耐久性;试验中纤维掺量为0.15%(体积分数)的试块表现最优越。该研究可为寒旱灌区早期受冻混凝土耐久性研究及后期维护提供参考。     

掺温敏凝胶水泥砂浆的抗冻融性能

用自制可溶水温敏凝胶材料配制砂浆试件进行冻融循环试验,冻融循环次数为105次,每15次为一个抗冻等级,且每循环15次测量一次质量损失,并用非金属超声检测试验仪测量砂浆动弹性模量、抗压强度;观察试件的破坏形态,得到砂浆试件的质量损失、相对动弹性模量、不同冻融循环次数下的抗压性能;对冻融循环后的砂浆试件进行扫描电镜微观检测.结果表明,掺有温敏凝胶的砂浆试件其抗冻融性能明显高于未掺加凝胶的砂浆试件.说明温敏凝胶材料可有效改善砂浆的抗冻融性能.     

赤泥-矿渣基地聚物固化黄土冻融后力学特性研究

本文通过击实试验获得了不同赤泥掺量、水玻璃模数、水玻璃掺量条件下地聚物固化黄土的最大干密度和最佳含水率;基于最佳含水率结果制作试块并开展地聚物固化黄土冻融循环试验,测试了固化黄土试块的质量损失和无侧限抗压强度,分析了地聚物组成对固化黄土试块抗冻性能的影响。结果表明：地聚物固化黄土试块的最大干密度均小于素黄土;掺入适量地聚物能够有效提升黄土的抗冻性能,且固化黄土的无侧限抗压强度均大于素黄土,最高可达0.7 MPa;随着赤泥掺量增大,固化黄土试块的无侧限抗压强度降低;随着冻融次数增加,固化黄土试块的无侧限抗压强度先减小后增加,最终趋于稳定。     

粉煤灰对混杂纤维混凝土力学与耐久性能的影响分析

将粉煤灰加入混凝土中可以有效消耗工业固体废弃物，保护环境。基于此，制备了不同粉煤灰掺量的混杂纤维混凝土样品，开展了立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、碳化深度以及冻融循环后的相对动弹性模量和质量损失率测试，分析了混凝土力学与耐久性能随粉煤灰掺量的变化规律。研究结果表明：养护龄期小于14 d时混杂纤维混凝土的抗压强度随粉煤灰掺量的增大而减小，养护龄期大于14 d时抗压强度随粉煤灰掺量的增大而增大；60 d养护龄期和12%粉煤灰掺量的混凝土抗拉强度最大；碳化深度随粉煤灰掺量的增大而先减小后增大；粉煤灰掺量小于12%时，掺入粉煤灰的混杂纤维混凝土的抗冻性能要略优于素混杂纤维混凝土。     

粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能的影响规律研究

寒冷地区,冻融循环作用是导致混凝土结构发生破坏的最主要原因。为研究粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能的影响,本文对不同粉煤灰掺量的C35基准混凝土展开冻融循环试验,研究它们质量和弹性模量随冻融次数的变化规律,得到了以下几个主要成果:(1)随着冻融程度的加深,粉煤灰混凝土的质量损失会越来越快,甚至成倍数增长。(2)粉煤灰掺量小于24%时,粉煤灰掺量的大小对粉煤灰混凝土的质量影响很小;而当粉煤灰掺量大于24%时,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土质量损失率将急剧增大,而且增大速率越来越快。(3)随着粉煤灰掺量的增加,粉煤灰混凝土的弹性模量会出现先增加后减小的变化规律,当粉煤灰掺量为20%左右时,混凝土的相对弹性模量最大。     

冻融环境下水灰比及掺合料对短期混凝土断裂能的影响研究

采用RILEM推荐的楔形劈裂试验方法,分别对经历不同冻融循环下水灰比为0.4和0.5的普通混凝土试块以及水灰比为0.5的单掺粉煤灰和复掺粉煤灰与硅灰的混凝土试块,进行28 d标准养护之后,对其进行楔形劈裂试验,并测量其抗压强度及相对动弹性模量.试验结果表明,在28 d标准养护条件下,水灰比越大混凝土的抗冻性表现越差,断裂能,韧性及抗压强度都明显低于水灰比小的混凝土;掺加粉煤灰的混凝土试块抗冻性低于普通混凝土但是抗裂性能以及韧性都明显强于同等水灰比下的普通混凝土试块,双掺粉煤灰和硅灰的混凝土试块的无论是抗冻性能还是抗裂性能、强度以及韧性都明显高于普通混凝土试块和单掺粉煤灰的试块.     

复合纤维对严寒地区混凝土抗冻性能的影响研究

为了研究严寒地区混凝土的抗冻性能,制备了5种不同聚丙烯纤维和钢纤维掺加的混凝土试件,测试了混凝土试件的抗压强度、抗折强度、质量损失率和动弹性模量,分析了不同冻融循环次数影响混凝土力学强度的变化规律.结果表明:复掺聚丙烯纤维和钢纤维能够在单掺一种纤维的基础上再进一步提高混凝土的抗压强度以及抗折强度;复合纤维混凝土的抗压强度、抗折强度、质量以及动弹性模量损失随着冻融循环次数的增大而增大;相同冻融次数下,复掺聚丙烯纤维1.0 kg·m-3和钢纤维40 kg·m-3条件下混凝土的抗冻性能最佳.     

双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂再生混凝土性能试验研究

通过测试混凝土立方体抗压强度、劈拉强度、轴心抗压强度、弹性模量、抗弯强度、渗透系数、碳化深度、相对动弹性模量及质量损失,研究了双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂对再生骨料混凝土性能影响。同时分析了粉煤灰和聚羧酸减水剂对混凝土性能的作用机理。研究结果表明:当粉煤灰掺量为胶凝材料的30%、聚羧酸减水剂掺量为胶凝材料的1.2%时,相比普通混凝土,复掺粉煤灰及聚羧酸减水剂再生混凝土28d抗压强度提高了7.1%、劈拉强度提高了8.3%、轴心抗压强度提高了6.5%、弹性模量提高了4.5%、渗透系数降低81.0%、碳化深度降低34.4%,200次冻融循环后,相对动弹性模量提高16.7%、质量损失降低43.8%。双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂适用于制备高性能再生混凝土。     

季冻区粉煤灰加固路基土力学性能试验研究

为探究冻融循环作用对粉煤灰加固路基土力学性能影响,对冻融循环次数、含水率、粉煤灰掺量不同的盐渍土开展无侧限抗压试验和三轴剪切试验,研究冻融循环后土体的应力-应变曲线、无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角的变化情况。使用Design-Expert 8.0软件,研究冻融循环次数、粉煤灰掺量、含水率及各因素交互作用对盐渍土力学性质影响的显著性程度。结果表明:多次冻融循环后,盐渍土无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角均有下降,经历1~7次冻融循环时,土体各力学参数下降速率较快;随着粉煤灰掺量的增加,盐渍土的内摩擦角、黏聚力、无侧限抗压强度和抗剪强度呈现出先升高后下降的变化趋势。基于显著性分析理论,冻融循环次数与含水率的交互作用对盐渍土无侧限抗压强度和黏聚力的影响较为显著,粉煤灰掺量与冻融循环次数的交互作用仅对无侧限抗压强度影响较为显著。为提高路基土强度及抗冻融的能力,加快粉煤灰综合利用进度,根据软件和公式模拟结果,推荐在路基土中依据质量比掺加15%粉煤灰,并将经历7次冻融循环后压实盐渍土的力学指标作为工程设计参考值。     

复掺再生砂和超细粉煤灰对超高性能混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

为了研究再生砂超高性能混凝土(UHPC)的抗硫酸盐侵蚀性能，对掺再生砂和超细粉煤灰的超高性能混凝土进行了硫酸盐干湿循环侵蚀试验，测试了硫酸盐溶液侵蚀前后试件的抗压强度、相对动弹性模量、质量变化。通过离子滴定测定了不同侵蚀深度下硫酸根离子的分布，分析了再生砂和超细粉煤灰对硫酸根离子传输的影响。结果表明：经过90次硫酸盐干湿循环后，UHPC的耐侵蚀系数随着超细粉煤灰掺量的增加呈先增大后减小的趋势；超细粉煤灰掺量为20%(质量分数，下同)时，侵蚀全过程中UHPC的耐侵蚀系数、相对动弹性模量最大，硫酸根离子含量较低；再生砂掺量为50%时，UHPC在干湿循环45次之前的相对动弹性模量最大，相同深度下的硫酸根离子含量最低；复掺20%超细粉煤灰和50%再生砂的UHPC抗硫酸盐侵蚀性能最优。     

超细粉煤灰对CFB炉渣免烧砖抗冻性的影响研究

利用掺超细粉煤灰的CFB炉渣免烧砖的表观密度、抗压强度、吸水率以及冻融质量损失率,研究了超细粉煤灰对CFB炉渣免烧砖抗冻性的影响及其机理。结果表明:超细粉煤灰可以显著提高CFB炉渣免烧砖的抗压强度和抗冻性,表观密度与抗压强度随着超细粉煤灰掺量增加先增加后降低,当超细粉煤灰掺量为5%时,CFB炉渣免烧砖的抗压强度达到最大值(134.6 MPa),CFB炉渣免烧砖经15次冻融循环后质量损失率随着超细粉煤灰掺量的增加而降低,在超细粉煤灰掺量为5%时达到最低。     

粉煤灰及养护龄期对湿拌砂浆性能的影响

以粉煤灰取代部分水泥,研究其掺量及养护龄期对保水率、收缩率、稠度、粘接强度和力学性能的影响,并利用X射线荧光光谱分析仪(XRF)和扫描电子显微镜(SEM)对粉煤灰的物理化学性质进行分析.试验结果表明:掺量在0％ ～ 40％,随着粉煤灰掺量的增加,湿拌砂浆干缩率呈减小趋势,湿拌砂浆保水率呈减小趋势.粉煤灰的掺入量与湿拌砂浆拌合物的稠度正比例关系,随着粉煤灰掺量的增加而增大.湿拌砂浆14d粘接强度随着粉煤灰掺量的增加呈下降趋势.在试验室条件下,掺粉煤灰砂浆试块抗压强度随着养护时间的增长不断增大.因此,在湿拌砂浆中掺入低于30％的粉煤灰时,可以在满足湿拌砂浆力学性能的前提下,抑制收缩变形,提高粘接强度.     

掺粉煤灰建筑混凝土在冻融-干湿循环作用下的碳化性能研究

为了探究复杂环境下粉煤灰混凝土的碳化性能,对掺0、10%、20%以及30%粉煤灰混凝土进行了基准碳化、冻融-碳化、干湿-碳化和冻融-干湿-碳化耦合损伤试验。研究结果表明:动弹性模量随循环次数的增加逐渐减小,相同环境和循环次数下,20%粉煤灰掺量时的动弹性模量最大;干湿循环对粉煤灰动弹性模量的影响大于冻融循环对动弹性模量的影响;掺加粉煤灰的混凝土抗碳化性能减弱,掺量越大,碳化深度越大;粉煤灰掺量和龄期一定时,冻融-干湿-碳化深度冻融-碳化深度干湿-碳化深度基准碳化深度,冻融损伤对粉煤灰混凝土碳化性能的影响大于干湿作用;基于研究成果,建立起考虑多因素共同作用的粉煤灰混凝土碳化模型,可以较好地模拟不同环境条件下粉煤灰的碳化深度,可为相关工程实践提供借鉴。     

冻融循环对粉煤灰混凝土抗冻性能试验研究

为研究冻融循环条件下粉煤灰混凝土抗冻性能,通过对不同冻融循环条件下力学试验,研究冻融循环作用下试件质量损失及相对动弹性模量变化规律,结果表明:粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能影响存在最优掺量约为30…%,经过90次冻融循环,试件的质量损失率为0.84…%,相对动弹模量为82.17…%,相比混凝土掺量为15…%、40…%,质量损失率分别降低0.29…%、0.43…%,相对动弹模量分别提高4.31…%、7.2…2%。在一定粉煤灰掺量范围内,粉煤灰能有效提高混凝土的抗冻性能。     

粉煤灰混凝土的碳化-冻融特性研究

为了分析粉煤灰混凝土的碳化-冻融特性,制备了不同粉煤灰掺量的混凝土样品,利用室内试验方法对混凝土样品迚行冻融循环和碳化,分析混凝土样品的质量损失率、相对动弹性模量和碳化面积随粉煤灰掺量和冻融-碳化周期的变化觃律。研究结果表明:在冻融-碳化条件下,粉煤灰混凝土的质量损失率、弹模损失率以及碳化面积率均随粉煤灰掺量的增大出现了先增大后减小再增大的现象;对比分析结果表明,粉煤灰混凝土的碳化能够在一定程度上提高其抗冻能力;粉煤灰混凝土的碳化面积率随着冻融-碳化循环次数的增加而增大,且当冻融-碳化循环大于一定周期后,碳化面积趋于稳定。