桥用大掺量矿物掺合料混凝土的抗碳化性能及寿命预测

碳化是影响混凝土结构耐久性的重要因素。为掌握桥梁大体积混凝土工程用的大掺量矿物掺合料混凝土的抗碳化性能,通过加速碳化试验,研究了水胶比、矿物掺合料掺量及复合掺合料中粉煤灰与矿粉掺入比对混凝土碳化深度的影响,基于气体扩散理论碳化模型并考虑碳化残量,对大掺量矿物掺合料混凝土桥梁结构的碳化寿命进行预测。结果表明:当矿物掺合料掺量大于40%后,随着掺合料掺量的增大,混凝土抗碳化能力下降;与单掺粉煤灰相比,粉煤灰与矿粉复掺可以减轻大掺量矿物掺合料混凝土抗碳化性能的降低;降低水胶比、提高复合掺合料中矿粉的掺入比,可以显著提高大掺量矿物掺合料混凝土的抗碳化能力。大体积承台、锚碇结构采用大掺量矿物掺合料混凝土,可以完全保证100年以上的寿命。     

粉煤灰高强轻骨料混凝土早期自收缩及抗裂性试验研究

掺入不同细度的粉煤灰等量取代水泥10％～30％,制备了粉煤灰高强轻骨料混凝土,采用自行设计试验和椭圆环法试验分别研究了早期自收缩变形和抗裂性能,并与基准样进行了对比分析.结果表明:随粉煤灰的掺入,混凝土早期自收缩得到抑制,且随粉煤灰掺量的增加,自收缩随之减小,粉煤灰细度越高,减缩效果越明显;而在低水胶比条件下,水胶比越低,自收缩增大越显著;另外,骨料的预湿状态对自收缩影响较大,未预湿轻骨料显著增加了早期自收缩变形.椭圆环抗裂性试验表明,粉煤灰的掺入显著改善了轻骨料混凝土抗裂性能,且粉煤灰细度越高,早期抗裂性能增强越显著.因此,在实际工程中,粉煤灰的掺入可作为减小高强轻骨料混凝土早期自收缩和提高抗裂性能的技术手段.     

高性能混凝土配合比设计及性能测试

混凝土的变形性能关乎着混凝土的各项性能。本文通过对比不同量的水胶比和掺合料来测试混凝土的变形特征(收缩率和干缩率变化)。试验结果表明:在1d～3d内,高性能混凝土的收缩率的变化率最大;而5d～7d内,混凝土的收缩率逐渐平稳。在0～14d内,混凝土的干缩率变化较快,而在14d后其干缩率逐渐平稳。随着水胶比的增加混凝土的收缩率、干缩率均逐渐降低,成反比例关系。随着掺合料的增加,混凝土的收缩率和干缩率逐渐降低。而当混掺掺合料时,混凝土的收缩率和干缩率下降变化更大。通过合理的选择混凝土的配合比能够大幅度的提高混凝土的性能。     

矿物掺合料对砂浆失水和干缩性能的影响

研究了在固定水胶比和胶砂比条件下 ,矿物掺合料的种类和掺量对砂浆失水和干缩性能的影响。试验结果表明 ,由于不同矿物掺合料对砂浆水化速率与过程影响不同 ,引起砂浆失水和干燥收缩性能发生变化 ;随着矿物掺合料掺量增大 ,不同矿物掺合料的砂浆失水对干缩影响也不一致。     

水胶比对大掺量矿物掺合料混凝土耐久性的影响

本文从抗碳化性能、抗冻性能、抗氯离子扩散渗透性能和抗气体渗透性能四个方面系统研究了大掺量矿物掺合料混凝土在不同水胶比情况下的耐久性能变化规律。结果表明大掺量矿物掺合料混凝土的抗碳化性能、抗冻性能、抗氯离子扩散渗透性能和抗气体渗透性能均随水胶比增大而降低,但其抗气体渗透性系数在早期受水胶比影响较显著,养护90 d的大掺量矿物掺合料混凝土气体渗透性系数基本不受水胶比影响。     

内外养护协同作用下高强混凝土性能试验研究

为了减水干缩,采用三种不同外部养护制度,分别为自然、密封、浸水,研究了预吸水轻骨料内养护功能对高强混凝土收缩的影响。结果表明,预吸水轻骨料能够使高强混凝土保持一定的湿度,抑制混凝土的自收缩,其效果受到轻骨料吸水能力、吸水时间以及掺量比例的共同影响。在这三种养护条件下,预吸水轻骨料混凝土的强度相较于使用干燥轻骨料要高,证实预吸水轻骨料的内养护功能一直存在,同时,高强混凝土强度的增长取决于处于动态平衡的有效水胶比。     

轻骨料预湿程度对混合骨料混凝土抗冻性能影响

研究了轻骨料预湿程度对不同水胶比混合骨料混凝土28 d和90 d抗冻性能以及界面区微观结构的影响.结果表明:风干轻骨料自身的多孔结构在混凝土内部起到了"引气"的作用,同时其强烈的吸水作用使得界面层厚度约为预湿轻骨科的2倍,结构也较致密,故其配制的混凝土抗冻性最优.随着轻骨料预湿程度的增加,骨料引气及吸水作用均减弱,故混...     

碳化过程中混凝土模拟孔溶液pH值变化规律研究

对普通混凝土及掺和料混凝土进行了快速碳化试验,测试了各碳化龄期混凝土pH值,研究了碳化过程中混凝土pH值沿深度变化规律.结果表明:水胶比对混凝土碳化过程中pH值的变化影响最大,降低混凝土水胶比可以有效提高混凝土的抗碳化能力,减小混凝土的部分碳化区长度;矿物掺合料的引入对混凝土pH值也有较为显著的影响,采用合理的掺量后,掺合料混凝土不仅具有较好的抗碳化能力,还可以大大提高水泥取代量,具有良好的经济效益.     

自密实高性能轻骨料混凝土的研究

自密实轻骨料混凝土兼有自密实混凝土和轻骨料混凝土特性,应用前景广阔.针对其工作性能和力学性能,系统介绍了国内外已有研究成果,采用不同水胶比、矿物掺合料进行了强度等级为LC50的配合比方案研究,对抗压强度、坍落扩展度试验、V型漏斗试验、L型槽试验及U型槽试验结果进行了研究.研究表明:在水胶比为0.3,体积砂率为49％,Ⅰ级粉煤灰、硅灰的替代率(占水泥质量百分比)分别为30％、4％,聚羧酸高性能减水剂为胶凝材料质量的1.1％条件下,能够满足强度等级为C50的自密实高性能轻骨料混凝土的要求,工作性能良好,为实际工程提供了应用基础与理论依据.     

预湿轻骨料对混合骨料混凝土工作性的影响

本文研究预湿轻骨料对混合骨料混凝土工作性的影响,利用轻骨料吸水返水特性,发挥其对高效减水剂的"载体"和"缓释"作用以控制混凝土流动性.结果表明,干燥轻骨料所拌合的混凝土初始坍落度最大,轻骨料预湿1h的其次,预湿24 h的最小;预湿轻骨料混凝土坍落度经时损失小;且高效减水剂溶入浸泡轻骨料的水中并预湿吸附,所制备的混合骨料混凝土数小时内坍落度不降反增.轻骨料吸水率越大、体积取代率越高及预湿时间越长,混凝土坍落度控制效果越好.     

活性掺合料对混凝土抗碳化性能影响的研究

研究了强度等级(C30和C45)、龄期(28 d和120 d)、矿物掺和料(矿粉和粉煤灰)质量掺量对掺有脂肪族高效减水剂(SAF)的混凝土抗碳化性能的影响,并建立了C30/C45混凝土在28 d/120 d龄期的碳化深度与矿粉/粉煤灰掺量比例之间的回归模型。结果表明:水胶比的降低、养护龄期的延长都能提高水泥石的密实度,从而提高抗压强度和抗碳化性能;混凝土抗碳化性能随矿粉掺量的上升、粉煤灰掺量的下降而提高;当矿粉掺量占胶凝材料质量的37.5%时,C30混凝土的抗碳化性能最佳;当矿粉掺量占胶凝材料质量的31.9%时,C45混凝土的抗碳化性能最佳;当龄期增加时,粉煤灰掺量比例越大则碳化深度的下降幅度越大;矿粉和粉煤灰掺量的相对比例变化时,对低强度混凝土的影响程度要大于高强度混凝土。     

掺粉煤灰混凝土的碳化及抗冻性能试验研究

研究了不同水胶比、不同粉煤灰掺量混凝土的碳化及抗冻性能。试验结果表明,随着水胶比和粉煤灰掺量的增加,混凝土碳化深度增加,混凝土碳化深度按方程D=K·tb回归,相关系数大于0.95;碳化深度与粉煤灰掺量及水胶比二元线性回归较好,混凝土抗压强度越高,抗碳化性能越好。水胶比是影响混凝土抗冻性能的主要因素,粉煤灰对混凝土抗冻性能具有不良影响。     

矿物掺合料混凝土碳化性能试验研究

通过快速碳化试验,综合考虑水胶比、掺合料种类、掺量等因素,对掺合料混凝土碳化规律进行了研究.结果表明:低水胶比是保证掺合料混凝十具有较高抗碳化能力的重要手段之一.掺合料总掺量相同时,掺合料混凝土抗碳化能力从高到低依次为:三掺粉煤灰+矿渣+硅灰,双掺粉煤灰+矿渣,双掺粉煤灰+硅灰,单掺矿渣,单掺粉煤灰,单掺硅灰.合理双掺粉煤灰+矿渣或三掺粉煤灰+矿渣+硅灰,不仅能使混凝土获得满足要求的抗碳化能力,还可以大大提高水泥取代量.     

高强抗磨混凝土配制技术研究

以不同掺合料品种、不同骨料级配、不同水胶比条件下,测试混凝土的强度及抗磨性能。通过试验研究发现：混凝土水胶比控制在0．25以下,混凝土中掺加硅粉、膨胀剂,并将骨料最大粒径减小到20mm以下,混凝土具有优异的抗磨性。可使山区性河道,泄水建筑物混凝土磨损减少,增加建筑物的使用年限。     

低粘度超高性能混凝土(UHPC)试验研究

本文研究了水胶比、骨料、硅灰、超细矿粉、减水剂类型等参数对超高性能混凝土的流动性、粘度、抗压强度和抗折强度的影响规律,给出了低粘度超高性能混凝土粘度的主要影响因素：水胶比、细骨料比例、减水剂类型,提出了适宜配合比参数范围：水胶比为0.16,硅灰掺量为15%,超细矿粉掺量为10%,细砂比例≤20%,骨料选用精制石英砂,减水剂选用降粘型液体减水剂。     

钢管自密实轻骨料混凝土变形性能试验研究

采用堆积密度分别为500 kg/m³、800 kg/m³的页岩陶粒和堆积密度为1 600 kg/m³的普通碎石作为粗骨料配制自密实轻骨料混凝土和普通混凝土,并成型了钢管轻骨料混凝土与钢管普通混凝土,对比研究了二者的收缩应变、轴压应力-应变变化规律和温度-应变变化规律。结果表明:随着粗骨料堆积密度的降低,同配比轻骨料混凝土的密度、强度和弹性模量均逐渐降低;相同龄期时,钢管轻骨料混凝土及其核心轻骨料混凝土的收缩应变均小于钢管普通混凝土及其核心混凝土的收缩应变,钢管与核心轻骨料混凝土的密贴性更好;钢管轻骨料混凝土的轴压应力-应变变化规律与钢管普通混凝土的基本相同,与钢管普通混凝土相比,钢管轻骨料混凝土的弹性模量有所降低,但比非钢管约束状态下轻骨料混凝土弹性模量的降低幅值有所减小;钢管轻骨料混凝土与钢管普通混凝土的温度-应变相当,均为4.0 με/℃左右。     

Internal curing of high-performance concrete with pre-soaked fine lightweight aggregate for prevention of autogenous shrinkage cracking

The effectiveness of internal curing (IC) to reduce autogenous shrinkage cracking in high-performance concrete (HPC) was investigated using different levels of internal curing on four pairs of large-size prismatic HPC specimens tested simultaneously under free and restrained shrinkage. Internal curing was supplied by pre-soaked fine lightweight aggregate (LWA) as a partial replacement to regular sand. It was found that the use of 178 kg/m³ of saturated LWA in HPC, providing 27 kg/m³ of IC water, eliminated the tensile stress due to restrained autogenous shrinkage without compromising the early-age strength and elastic modulus of HPC. It was shown that the risk of concrete cracking could be conservatively estimated from the extent of free shrinkage strain occurring after the peak expansion strain that may develop at very early ages. Autogenous expansion, observed during the first day for high levels of internal curing, can significantly reduce the risk of cracking in concrete structures, as both the elastic and creep strains develop initially in compression, enabling the tensile strength to increase further before tensile stresses start to initiate later.     

废瓷砖再生骨料对砂浆及砼性能的影响

利用废弃瓷砖制备再生粗、细骨料以取代天然砂石,研究了废瓷砖再生骨料对砂浆、混凝土性能的影响;并通过劈裂实验及抗折实验,对比分析了再生骨料、天然碎石与水泥石的界面粘结性能.结果表明:在相同配比条件下,与天然砂石集料相比,废瓷砖再生骨料有利于提高砂浆、混凝土的强度,减小干缩率,但会导致工作性变差.在相同龄期条件下,不同类型骨料-水泥石的界面粘结强度均随水灰比的降低而增大.在相同水灰比条件下,废瓷砖再生骨料-水泥石界面28 d劈裂强度、抗折强度均较碎石-水泥石界面的要大,表明再生骨料-水泥石界面粘结性能更好.     

塑钢纤维轻骨料混凝土轴心受压应力-应变全曲线试验研究

通过研究不同水胶比、塑钢纤维掺量和轻骨料种类对塑钢纤维轻骨料混凝土应力-应变全曲线影响,得到了各影响因素对全曲线的影响规律.研究结果表明:随着水胶比的增大,塑钢纤维轻骨料混凝土轴心受压应力-应变曲线的峰值应力有不同程度的降低,但峰值应变稍微增大,韧性和延性有所提高;而塑钢纤维轻骨料混凝土轴心抗压强度随着塑钢纤维掺量的增加先增大后减小,其随着筒压强度的提高峰值应力呈增大趋势.     

再生骨料取代率及矿物掺合料对混凝土力学性能的影响

试验研究了再生骨料取代率及矿物掺合料对混凝土力学性能的影响。研究结果表明：随着再生骨料取代率的增加,混凝土的和易性和强度呈下降趋势,当取代率超过60％时,混凝土的强度下降较快。再生骨料取代率为60％时,掺入适量矿物掺合料,使混凝土的和易性得以改善,强度影响不大。