矿物掺合料再生混凝土力学性能研究

为探究矿物掺合料对再生混凝土(RAC)力学性能的提升作用,本试验采用预湿-二次搅拌法制备再生混凝土,系统开展单、复掺矿物掺合料再生混凝土力学性能研究.试验考虑再生混凝土强度等级、再生骨料取代率、矿物掺合料种类及取代率等因素,共设计23组试验配合比,研究再生混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度经时变化规律.结果 表明,再生混凝土力学性能随强度等级升高而提升,随再生骨料取代率增大而下降.与未掺矿物掺合料的再生混凝土相比,单掺粉煤灰对再生混凝土力学性能提升效果较弱,单掺矿渣、硅灰的再生混凝土力学性能提升效果显著.养护龄期90 d时,矿渣再生混凝土劈裂抗拉强度最高提升12.7％,硅灰再生混凝土立方体抗压强度最高提升21.3％.粉煤灰-矿渣复掺对再生混凝土立方体抗压强度无提升效果,20％粉煤灰-10％矿渣复掺抗压强度甚至下降18.8％,粉煤灰-矿渣复掺对再生混凝土劈裂抗拉强度略有提升,最高为5.9％.粉煤灰-硅灰复掺对再生混凝土力学性能提升效果较好,立方体抗压强度和劈裂抗拉强度最高分别提升9.7％和18.6％.     

模袋混凝土抗冻性与孔结构试验研究

内蒙古河套灌区的模袋混凝土渠道衬砌防渗工程经过季节性的冻融循环后破环严重.为了提高模袋混凝土的抗冻耐久性能,通过模袋混凝土冻融循环试验和孔结构试验,分别研究了不同比例内掺大理石粉和粉煤灰的模袋混凝土在黄河水和清水中的抗冻耐久性.试验结果表明,双掺大理石粉和粉煤灰的试件在黄河水中冻融循环200次后,质量损失和相对动弹模量比单掺粉煤灰减小的更少;服役的模袋混凝土在黄河水中冻融循环的破环程度比清水中的大.进一步分析混凝土的抗冻耐久性指数DF值与其孔结构的关系,发现模袋混凝土的孔隙率、气孔数量、比表面积越大DF值越小,平均半径、间距系数越大则DF值越大;利用灰色关联度分析了孔结构参数对抗冻耐久性的影响程度,发现平均半径、间距系数对模袋混凝土的抗冻耐久性影响最大,为模袋混凝土渠道衬砌的配合比优化提供强大的理论支撑.     

硅灰和石灰石粉对MKPC浆体力学性能的影响

为了研究硅灰和石灰石粉对MKPC水泥浆体力学性能的影响,采用水浸泡和自然养护的方法,测试了参考样、单掺硅灰和石灰石粉以及双掺硅灰和石灰石粉等不同矿物掺合料对MKPC基材料硬化体的力学性能的影响.结果 表明:掺入矿物掺合料可以改善MKPC基材料浆体的质量损失;其中,以双掺矿物掺合料MKPC基材料浆体的性能为最佳,同时,研究还发现MKPC硬化体试块的抗压强度无论在何种养护条件下,掺入矿物掺合料的MKPC硬化体的抗压强度较未掺入任何矿物掺合料的抗压强度得到很好的改善,尤其以双掺硅灰和石灰石粉的MKPC硬化体的强度改善最佳.     

矿物掺合料的复合效应及对混凝土性能的影响

选用硅灰、粉煤灰、矿渣粉及偏高岭土等活性矿物掺合料,控制活性掺合料的总掺量为胶凝材料的40%等量取代水泥,采取单掺、双掺、三掺的方式配制混凝土,通过对比各组混凝土试样的力学性能、抗腐蚀性能及微观结构,探讨活性矿物掺合料的复合效应以及对混凝土性能的影响.     

高活性矿物掺合料混凝土力学性能试验

利用正交试验的方法对高活性矿物掺合料混凝土(以下简称掺合料混凝土)的强度进行试验.研究偏高岭土掺量、超细粉煤灰掺量、硅灰掺量对掺合料混凝土7d、14 d、28 d抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并对数据结果进行系统分析.试验结果表明,偏高岭土对掺合料混凝土早期的力学性能影响最大,力学性能随着偏高岭土掺量的增加而增加.通过多元线性回归,建立不同因素对掺合料混凝土各龄期抗压强度、劈裂抗拉强度的数学表达式,得到偏高岭土和硅灰对掺合料混凝土均为正影响,而超细粉煤灰为负影响的结果.当偏高岭土的掺量为10％(质量分数),超细粉煤灰掺量为15％(质量分数),硅灰掺量为5％(质量分数)时,掺合料混凝土力学性能达到最佳.最后进行微观分析得出,矿物掺合料的复合化具有超叠加效应,能增强掺合料混凝土各龄期的力学性能.     

矿粉掺量对胶粉轻骨料混凝土力学性能的影响

以掺入3％(质量分数)20目的胶粉轻骨料混凝土为研究对象,研究矿粉掺量分别为0％、5％、10％、15％、20％、25％、30％胶粉轻骨料混凝土的力学性能.通过环境扫描电镜(ESEM)、核磁共振检测(NMR)及气泡间距仪来测定其孔隙特征、微观形貌,同时结合宏观力学实验,探讨矿粉掺量对其力学性能的影响.试验结果表明:矿粉掺量为15％时胶粉轻骨料混凝土的力学性能最佳;矿粉的掺入可以改善胶粉轻骨料混凝土的孔隙结构,当掺量为15％时孔隙度、渗透率较基准组分别降低了51.9％、99.3％,100 μm以上的气泡弦长频率降低至16.5％,当掺量大于15％时,孔隙度、渗透率逐渐增加,100 μm以上的气泡弦长频率增加至30.6％.     

矿物超细粉混合骨料混凝土微观结构研究

利用扫描电镜(SEM)观察冻融试验前后单掺粉煤灰和复掺粉煤灰、硅粉时混合骨料混凝土的骨料-水泥石界面过渡区(ITZ)的微观结构和水化产物,从微观层面分析矿物超细粉对混合骨料混凝土抗冻性能的影响.SEM分析结果表明:单掺30％粉煤灰比复掺20％粉煤灰与10％硅粉的界面结构劣化严重,并且粉煤灰与硅粉复掺和未掺掺合料的混凝土界面结构与抗冻性能较为接近.因此采用20％粉煤灰与10％硅粉复掺来替代部分水泥可以保证混凝土具有较好抗冻性能.     

矿物掺合料对轻集料混凝土性能影响研究

通过将不同掺量粉煤灰、矿渣粉及硅灰等量取代水泥制备成轻集料混凝土,然后分别测试坍落度和不同龄期抗压强度,探讨矿物掺合料对轻集料混凝土工作性能及力学性能的影响。结果表明:粉煤灰掺量控制在20%内能避免混凝土沁水离析,可有效提升了轻集料混凝土的工作性能和力学性能;轻集料混凝土的坍落度随着矿渣粉的增加呈先减后增,抗压强度随之先增后减,故低掺量矿渣粉等量取代水泥对轻集料混凝土的工作性能和力学性能提升效果更好;高掺量硅灰混凝土的后期抗压强度小于低掺量,制备硅灰轻集料混凝土的硅灰掺量建议控制在10%左右。     

矿物掺合料对活性粉末混凝土强度的影响

论述了活性粉末混凝土的发展、制备机理及性能。通过试验分析了硅灰、粉煤灰、石灰石粉、碱活性石粉及玻璃粉等矿物掺合料对活性粉末混凝土强度的影响。研究结果表明：硅灰具有很高的活性，是制备活性粉末混凝土的必备组分；粉煤灰和石灰石粉的掺入会导致一定的强度损失，但掺量较低时，强度降幅较小；碱活性石粉和玻璃粉因为组分中含有大量的无定形 SiO2而具有较强的水化活性，对活性粉末混凝土强度的贡献更大，掺量为20%时强度最高。     

用Design-Expert软件研究掺合料对轻集料混凝土性能的影响

采用Design-Expert软件研究了矿物掺合料的种类及掺量对轻集料混凝土工作性能及力学性能的影响。结果表明:矿物掺合料掺入能够改善轻集料混凝土拌合物的工作性能,提高混凝土拌合物的匀质性;但粉煤灰掺入会降低轻集料混凝土的抗压强度,而硅灰掺入则能够提高轻集料混凝土的强度;本试验中各种矿物掺合料的最佳掺量为粉煤灰20%、矿粉10%、硅灰5%;使用Design-Expert软件能够准确有效分析矿物掺合料种类及掺量对轻集料混凝土性能的影响。