冻融损伤后喷射混凝土耐久性研究

采用快速冻融法,比较同配合比喷射混凝土与模筑混凝土冻融循环作用后质量损失率、相对动弹性模量、立方体抗压强度及劈裂抗拉强度损失率,研究喷射混凝土的抗冻性能,并分析钢纤维的掺入对其抗冻性能的影响,同时,采用扫描电镜(SEM)分析冻后喷射混凝土微观结构的演变特征.试验结果表明,冻融循环150次,喷射混凝土的相对动弹性模量为0.819,而模筑混凝土已进入破坏状态,喷射混凝土抗冻性能优于模筑混凝土;冻融循环200次,钢纤维喷射混凝土(SFRS)劈裂抗拉强度损失率较普通喷射混凝土减小60％,说明钢纤维的掺入能够显著提高喷射混凝土的抗冻性能.     

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.     

玄武岩纤维再生混凝土抗冻性能及损伤劣化模型

为了研究纤维再生混凝土的抗冻性能,提高寒区再生混凝土结构服役寿命,试验采用等体积再生骨料替代石子制备了5组不同玄武岩纤维掺量的再生混凝土,分别从质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度和抗拉强度等方面探讨纤维再生混凝土抗冻性能损伤劣化规律。研究结果表明:冻融初期,再生混凝土质量损失率呈现负增长现象,相对动弹性模量、抗压强度和抗拉强度曲线随冻融循环次数的增加呈下降趋势;玄武岩纤维加入能够减缓再生混凝土冻融破坏,掺量为1.2 kg·m~(-3)时再生混凝土的抗冻性能最优;纤维加入对冻融作用下再生混凝土抗拉强度的作用效果优于抗压强度。建立了基于相对动弹性模量和强度为损伤变量的线性及多项式损伤劣化模型,模型可以准确预测纤维再生混凝土冻融损伤劣化程度。     

热活化煤矸石矿物掺合料对混凝土抗渗和抗冻性能影响

以自燃煤矸石、煅烧煤矸石作为矿物掺合料,配制普通混凝土和高强混凝土.研究热活化煤矸石矿物掺合料在聚羧酸减水剂协同作用下,对混凝土抗氯离子渗透和抗冻性能的影响.结果表明:热活化的煤矸石粉具有微集料和火山灰效应,在保证普通混凝土、高强混凝土拌合物大流动性和硬化强度的前提下,抗氯离子渗透性能得到明显提高,也能获得较好的抗冻性.以自燃煤矸石矿物掺合料配制的普通混凝土,当掺量为35％时,混凝土28 d和60d氯离子渗透电通量为1836 C和758 C.当掺量为15％时,混凝土抗冻等级达到F1200;以煅烧煤矸石矿物掺合料配制的高强混凝土,当掺量为30％时,28 d和60 d氯离子渗透电通量仅为704 C和487 C,且经受1500次冻融后动弹性模量损失率仅为1.55％.     

寒冷地区硅粉增强玄武岩纤维路面混凝土抗冻性能研究

为探究硅粉对玄武岩纤维路面混凝土抗冻性能的增强效果及改性机理,采用快冻法研究了不同硅粉掺量下玄武岩纤维混凝土质量损失、相对动弹模量、抗弯拉强度随冻融次数的衰减规律;借助压汞法(MIP)以及扫描电子显微镜(SEM),分析冻融前后孔结构及界面结构的演化,从细微观层面揭示硅粉增强机理。研究结果表明:9%(质量分数)硅粉掺量的玄武岩纤维路面混凝土抗冻性能增强效果最佳,相比基准混凝土,冻融320次后质量损失率降低了62.35%,相对动弹性模量提高了14.68%,抗弯拉强度提高了43.89%;MIP测试表明,掺入硅粉能够细化混凝土内部孔结构,减少孔隙数量,优化孔的分布,阻抑最可几孔径和临界孔径的增长;SEM分析发现,掺入硅粉能够改善纤维-水泥石与骨料-水泥石的界面区结构,提高玄武岩纤维路面混凝土的抗冻性能。     

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。     

寒冷地区浮石混合骨料混凝土抗冻性试验研究

研究浮石替代碎石0％、30％、70％、100％和掺入0.9 kg/m3聚丙烯纤维对混合骨料混凝土抗冻性能的影响.结果表明:随浮石替代率的增加,混凝土质量损失率和强度损失率逐渐减小,相对动弹性模量逐渐增加;随冻融循环次数的增加,混凝土质量损失率、强度损失率以及相对动弹性模量逐渐增加;聚丙烯纤维的掺入能够降低混合骨料混凝土的强度损失率,提高相对动弹性模量,但对质量损失改善作用不是太明显.     

C60自密实混凝土氯离子渗透和抗冻性能研究

采用绝对体积法配制C60自密实混凝土,研究C60自密实混凝土工作性能、不同龄期立方体抗压强度、混凝土氯离子渗透和抗冻融循环性能.结果表明:新拌自密实混凝土流动性能满足二级自密实混凝土要求;28 d标准养护后,抗压强度达标;6 h电通量较低,抗氯离子渗透性能优良;200次冻融循环后动弹性模量损失率26.05%,低于标准规定上限,试件质量损失率1.86%,抗冻性能良好.研究结果为自密实混凝土的推广应用提供依据参考.     

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。     

再生粗骨料附着砂浆含量对再生混凝土抗冻耐久性的影响

选取五种不同附着砂浆含量的商用再生粗骨料在全取代天然粗骨料条件下制备C40再生混凝土,探讨了30%极限拉应力水平下,再生粗骨料附着砂浆含量对再生混凝土抗冻耐久性的影响规律,通过数学拟合确定了基于相对动弹性模量和抗冻耐久性指数要求的砂浆界限含量。结果表明:冻融循环后,再生混凝土抗压强度损失率与附着砂浆含量存在较强线性关系;再生混凝土质量损失率、相对动弹性模量、抗冻耐久性指数均与再生粗骨料附着砂浆含量呈二次函数关系;以冻融循环300次后再生混凝土相对动弹性模量降至60%为限值,获得对应的砂浆界限含量为49.52%(质量分数);以不同设计使用年限及不同冻融工况所规定的抗冻耐久性指数作为界定条件,得到了再生混凝土在拉应力条件下满足相应抗冻耐久性指数的砂浆界限含量。最后,通过搜集文献数据验证了本研究结果的合理性。     

超硫水泥混凝土抗盐冻性能及提升研究

通过测试不同盐冻循环次数后超硫水泥混凝土的表面剥落质量和超声波相对动弹性模量,并对气泡结构参数进行表征,系统探究了引气剂对超硫水泥混凝土抗盐冻性能的影响规律,以及弱碱性激发剂——乳酸钠对超硫水泥混凝土抗盐冻性能的提升效果。研究结果表明,添加引气剂可有效提高超硫水泥混凝土抗盐冻性能,但会降低强度,复合掺加乳酸钠可避免强度降低。加入胶凝材料质量0.3%的引气剂,剥落质量仅为919.7 g/m²,较基准组降低了36.8%,且超声波相对动弹性模量未明显降低。引气剂的加入,改善了超硫水泥混凝土的气孔结构,降低了内部气孔间距系数和弦长大于100 μm的气孔数占比。这可以减缓冻融作用下内部微裂纹的发展速率,延缓冻融破坏过程。此外,乳酸钠通过促进超硫水泥水化使得混凝土抗盐冻性能得到增强,但提升效果主要体现在测试后期,且对混凝土气孔结构参数影响不大(28 d龄期)。     

玻璃粉对再生混凝土力学性能的影响

为了实现城市固体垃圾废玻璃资源化,本文研究了不同掺量(0%、5%、10%和20%,质量分数)玻璃粉(GP)取代水泥对再生混凝土抗压强度、劈拉强度和弹性模量等力学性能的影响,并通过压汞法(MIP)和扫描电子显微镜(SEM)分析了再生混凝土的内部微观结构。研究结果表明,玻璃粉降低了再生混凝土早期的力学性能,但掺入适量的玻璃粉有利于提高再生混凝土后期的力学性能。含10%(质量分数)玻璃粉试样90 d的抗压强度、劈拉强度和弹性模量均高于普通再生混凝土,同时总孔隙率降低19.3%。玻璃粉的二次火山灰活性和微集料填充作用改善了再生混凝土的微观结构。     

双掺粉煤灰及偏高岭土对混凝土性能的影响研究

通过测试混凝土抗压强度、劈拉强度、抗渗、抗碳化、抗冻性能,研究了粉煤灰和偏高岭土单掺、复掺时对混凝土性能的影响。同时分析了粉煤灰和偏高岭土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15%、偏高岭土掺量为胶凝材料的12%,相比普通混凝土,复掺粉煤灰及偏高岭土混凝土28d抗压强度提高了15.8%、劈拉强度提高了20.4%、渗透系数降低了69.1%、碳化深度降低了29.3%,200次冻融循环后,相对动弹性模量提高了33.1%、混凝土质量损失降低了43.8%。复掺粉煤灰及偏高岭土适用于制备高性能混凝土。     

石粉含量对C45凝灰岩机制砂混凝土性能的影响

采用坍落度、振动凯氏球体试验,以及抗压强度、静压弹性模量、劈裂抗拉、混凝土表观电阻率试验,分析了石粉含量对C45凝灰岩机制砂混凝土(MSC)工作性、力学性能、抗氯离子渗透性能的影响;通过二次项式拟合分析,结合MSC与天然砂混凝土(NSC)的对比研究,给出了C45凝灰岩MSC的推荐石粉含量。结果表明:随着石粉含量的提高,C45凝灰岩MSC的坍落度、振动凯氏系数、抗压强度、静压弹性模量、劈裂抗拉强度、抗氯离子渗透性能均先增大后减小,存在最佳石粉含量;当对混凝土的要求为坍落度>100 mm、静压弹性模量>44 GPa时,C45凝灰岩MSC的推荐石粉含量为2%~5%(质量分数,下同);当对混凝土的要求为坍落度<100 mm、静压弹性模量<44 GPa时,推荐石粉含量为可放宽为5%~8%;合理控制机制砂石粉含量可以使C45凝灰岩MSC的综合性能优于C45 NSC。     

水泥细度对早龄期碾压混凝土综合抗裂性的影响(英文)

水泥水化热与比表面积和化学组成有关,但是相对于调整水泥的化学组成来说,通过减小水泥的比表面积来降低水泥水化热要容易得多。为了探索水泥比表面积与碾压混凝土抗裂性能的关系,采用相同熟料磨制了3种细度的水泥,研究了水泥细度对水化热、胶砂强度的影响,以及对混凝土的工作性、力学性能(抗压强度、抗拉强度和抗拉弹性模量)、极限拉伸值、绝热温升等性能的影响;同时,采用温度–应力试验机,评估了在100%约束和近似绝热条件下水泥细度对早龄期碾压混凝土综合抗裂性能的影响。结果表明:水化热与比表面积成线性关系,降低水泥比表面积是降低混凝土温升的有效、便捷的措施;粗磨水泥提高了碾压混凝土的工作性,降低了混凝土的抗压强度和弹性模量,但混凝土极限拉伸值没有明显变化;温度–应力试验表明,随着水泥比表面积的降低,混凝土第二零应力温度更低,粗磨水泥碾压混凝土综合抗裂风险更低。     

冻融循环下沙漠砂纤维混凝土损伤模型研究

为研究冻融循环作用下沙漠砂纤维混凝土的损伤模型,对沙漠砂纤维混凝土进行0次、25次、50次、75次、100次、125次及150次的快速冻融试验,分析不同冻融循环次数后沙漠砂纤维混凝土相对动弹性模量、抗压强度及劈裂抗拉强度的衰减规律。结合试验数据,基于指数函数和二次函数建立沙漠砂纤维混凝土的冻融损伤劣化模型。结果表明:与沙漠砂混凝土相比,掺入聚丙烯纤维的沙漠砂混凝土的抗冻融能力有效提高;相对动弹性模量随冻融循环次数的增加而下降;与未冻融相比,150次冻融循环后,沙漠砂纤维混凝土的抗压强度降低了49.5%,劈裂抗拉强度降低了70.13%;建立了两种冻融循环下沙漠砂纤维混凝土损伤模型,其计算值与试验值吻合较好,可为沙漠砂纤维混凝土在严寒地区的应用提供理论参考。     

再生粗骨料混凝土抗冻性能研究进展

将再生粗骨料应用于混凝土制备可有效减少原材料生产对生态环境的破坏,还可实现建筑废弃物的再生利用。但由于存在老旧砂浆包裹、原始缺陷较多等问题,再生粗骨料混凝土吸水率较高且薄弱界面较多,抗冻性能较差,对寒冷环境下的混凝土结构产生了极为不利的影响。本文综合分析国内外对再生粗骨料混凝土抗冻性能的研究现状,发现复杂脆弱的界面过渡区是再生粗骨料混凝土承受冻害时的薄弱环节,微裂缝和孔隙的发育使其在冻融循环过程中的性能不断降低。再生混凝土的抗冻性能随着再生粗骨料掺量的增加而加速劣化,再生粗骨料质量掺量应控制在50%以内。质量损失、相对动弹性模量和抗压强度是评价再生混凝土冻融损伤水平的常用指标,质量损失在试验初期会出现负增长情况,相对动弹性模量在有限冻融循环次数下的反应较不敏感,相比之下抗压强度能更好地体现再生粗骨料混凝土的冻融损伤水平。未来,还应对再生混凝土冻融损伤机理进行更加系统深入的研究,探究效果良好的非破坏性试验指标,以及在标准冻融试验的基础上结合特定工程环境对再生混凝土抗冻性能进行具体评价,推动再生粗骨料混凝土更加广泛的应用。     

原状煤矸石骨料强化工艺研究

以陕西铜川原状煤矸石为研究对象,对其进行分拣、破碎、分级等工艺处理,重点进行煤矸石的化学强化和表面包覆相关实验。选用粒径为2.36~4.75 mm的煤矸石,采用不同的强化剂和包覆粉来提高其强度和耐水性。研究发现,当用硅酸盐类强化剂B（质量分数为6%）掺入0.7%土壤固化剂进行复配后的溶液作强化剂,对煤矸石强化效果最明显;在液体强化后的煤矸石表面用水泥和某尾矿粉质量比为1:1.2进行包覆处理,包覆量为煤矸石质量的25%,所制得的产品干压碎值约降低50%,耐水性约提高85%,所制得的煤矸石骨料产品性能良好。将所制得的煤矸石骨料产品替代部分石灰岩用作水泥砂浆集料,相比原状煤矸石砂浆,强化后的煤矸石水泥砂浆抗折、抗压强度都有提高。