兰新铁路第二双线混凝土矿物掺合料掺量优化试验研究

通过对不同混凝土的坍落度、坍落扩展度、不同龄期强度和电通量等指标的测定,研究了粉煤灰和磨细矿渣粉的掺量对兰新铁路第二双线新疆段混凝土的工作性、强度和耐久性的影响.研究结果表明:粉煤灰的掺入可提高混凝土的流动性,抑制水泥早期水化反应速度,而磨细矿渣粉的掺入可提高混凝土的粘聚性和保水性,对流动性不利;两者均能有效降低混凝土电通量.粉煤灰和磨细矿渣粉按适当比例复合掺入对混凝土性能的改善具有更好的效果,对于C30混凝土,粉煤灰掺量为15%,磨细矿渣粉掺量为15%,对于C40混凝土,粉煤灰掺量为15%,磨细矿渣粉掺量为20%,对于C50混凝土,粉煤灰掺量为10%,磨细矿渣粉掺量为30%时,混凝土的工作性、强度和耐久性最好.     

稻壳灰混凝土的力学性能试验及强度预测

为了降低混凝土成本,改善混凝土性能,将稻壳灰部分替代水泥,并与粉煤灰、硅灰复掺制备混凝土。通过正交试验考察水胶比、稻壳灰掺量、粉煤灰掺量及硅灰掺量对混凝土抗压强度的影响规律。结果表明,水胶比对混凝土强度影响最大,考虑混凝土性能兼顾经济性,混凝土最佳配比为:水胶比为0.3、稻壳灰掺量为20%、粉煤灰掺量为15%、硅灰掺量为5%。采用RBF神经网络的预测模型对混凝土128 d抗压强度进行预测,预测结果与实测结果具有很好的吻合度。     

防硫酸盐腐蚀高性能混凝土的正交配合比试验

采用粉煤灰、矿粉、硅灰作为掺和料,制备低水胶比的高性能混凝土.通过干湿交替环境下的混凝土配合比正交试验,研究了有关因素对混凝土硫酸盐腐蚀和泛碱的影响.结果表明:水胶比对混凝土性质的影响最大,硅灰掺量影响次之,粉煤灰和矿粉的掺量影响较小;除了水胶比,其余因素的影响效果均随掺量的变化而波动;综合考虑混凝土腐蚀和泛碱问题,确定本试验最优的配比设计为水胶比0.33、硅灰10%、粉煤灰10%和矿粉15%;采用低水胶比和矿物掺和料的高性能混凝土有利于水化产物的结晶,掺和料的填充效应和叠加的火山灰效应也起到密实混凝土的作用.     

磨细矿渣和粉煤灰对高性能砼徐变性能的影响

为研究磨细矿渣和粉煤灰对高性能混凝土徐变性能的影响,在(20±1)℃、相对湿度为(60±5)%和33%的载荷水平下,测试了不掺磨细矿渣和粉煤灰的基准混凝土及磨细矿渣等量取代水泥量为30%、50%和80%、粉煤灰等量取代水泥量为12%、30%和50%、磨细矿渣和粉煤灰双掺等量取代水泥50%时高性能混凝土的徐变度。试验结果表明:磨细矿渣掺量为30%和50%时,磨细矿渣对混凝土徐变性能的影响不明显,当磨细矿渣掺量为80%时,混凝土抵抗徐变的能力大大下降,其1年的徐变度为基准混凝土的1.74倍;粉煤灰掺量为12%和30%时,混凝土抵抗徐变的能力随其掺量提高而增强,其1年的徐变度分别为基准混凝土的76%和46.5%;粉煤灰掺量为50%时,混凝土抵抗徐变的能力没有得到改善,其1年的徐变度为基准混凝土的102%;磨细矿渣和粉煤灰总取代率为50%时,双掺的徐变度明显低于单掺磨细矿渣或粉煤灰的情况。     

用正交试验方法配制高性能混凝土

利用正交试验方法，研究了水胶比、用水量、增钙灰取代水泥率和砂率对高性能砼的工作性和强度的影响规律，提出了利用大掺量粉煤灰制备高性能砼是现实的。     

生态纤维混凝土的收缩性能试验研究

高性能混凝土低水胶比和掺加矿物掺合料的特点使得混凝土收缩加剧并且引起早期裂缝问题.采用粉煤灰和硅灰作为纤维混凝土的掺合料,通过混凝土配合比的正交试验,利用极差和方差分析,研究了水胶比、砂率、硅灰掺量、生态纤维掺量和粉煤灰掺量对混凝土7,28 d抗压强度的影响.分析了粉煤灰采用超量取代的方法对混凝土的影响.在保证混凝土抗压强度的基础上,优选混凝土配合比,进行混凝土干燥收缩试验.试验结果表明,生态纤维对混凝土强度影响不明显,与矿物掺合料复掺可显著抑制混凝土的干燥收缩.     

矿物掺合料对高性能混凝土塑性收缩裂缝的影响

采用四周约束平板法测试系统,研究了粉煤灰、矿渣及硅灰不同掺量比对高性能混凝土早期塑性开裂的影响,同时对其开裂机理进行了研究探讨。试验结果表明:粉煤灰和矿渣的掺入对混凝土早期塑性开裂均有很好的抑制作用,粉煤灰的抑制效果要优于矿渣;硅灰的掺入加剧了混凝土的早期塑性开裂,并随着掺量的增加开裂愈加明显。     

白云石砂为骨料高强混凝土的制备

为了降低活性粉末混凝土的制备成本同时获得高强度制品,根据活性粉末混凝土的制备原理,采用价格相对较低的白云石砂、白云石粉取代其原料中价格较高的石英砂、石英粉来制备高强混凝土.利用水泥,硅灰,粉煤灰三元胶凝材料体系,在水泥,白云石粉,减水剂的相对掺量不变的条件下,用单元变量的方法分别改变水胶比,以及硅灰、粉煤灰、白云石砂和钢纤维的掺量,探讨了不同配合比设计对样品强度的影响.通过研究发现:水胶比,以及粉煤灰、硅灰、白云石砂的掺量变化对样品的抗压强度影响较大,抗折强度的影响较小,而钢纤维掺量变化对样品的抗压和抗折强度的变化都很明显.最后得出最佳配合比设计为:水胶比为0.16,硅灰、粉煤灰、白云石砂、白云石粉的掺量分别为水泥用量的0.3、0.3、0.9、0.2,钢纤维的掺量为体积分数的2%,减水剂的掺量为胶凝材料总量的2%.制备的混凝土样品脱模后先采用水泥砼标准养护2天,再于90℃热水中养护3天,测得样品的抗压强度超过150MPa,抗折强度达到30MPa.     

用正交试验方法配制高性能砼

用正交试验方法，研究了水胶比、用水量、增钙灰取代水泥率和砂率对高性能砼的工作性和强度的影响规律，提出了利用大掺量粉煤灰制备高性能砼是现实的。     

矿物细掺料对高性能混凝土流变性能的影响

研究了平均粒径0．1－11．2μm的5种不同矿物细掺料部分取代水泥对高性能混凝土流变性能的影响。其中，粉煤灰（FA）及两种细粉煤灰（FFA）以单独取代水泥的方式摄入，而矿渣（BFS）和硅灰（SF）则以三元复合胶结料的方式掺入。混凝土拌和物的流变性能由自行设计开发的BMH流变仪测试。对新拌高性能混凝土的超塑化剂掺量、流动阻力、扭矩粘度、工作性经时损失及抗泌水等性能进行了研究。指出掺不同粒径矿物细掺料的三元复合胶结料能够很好地改善高性能混凝土拌和物的工作性。     

酸性水环境下桥梁桩基混凝土的配制与耐久性研究

针对酸性水环境下桥梁桩基混凝土的配制,研究了矿物掺合料、水胶比以及侵蚀溶液pH值对混凝土抗酸侵蚀性能的影响。混凝土的粉煤灰掺量从20%～50%变化,矿粉掺量从35%～65%变化,水胶比分别取0.35、0.39、0.43,酸性水侵蚀环境通过pH值分别为1、2、4的硫酸溶液模拟,抗酸性能通过测定1年龄期的混凝土抗压强度变化率表征。结果表明,降低水胶比有利于提高混凝土的抗酸侵蚀性能;矿物掺合料对混凝土耐酸性能的改善作用与其品种、掺量及模拟侵蚀溶液的pH值大小有关。大掺量粉煤灰混凝土比大掺量矿渣粉混凝土具有更好的耐酸性能。     

纳米SiO2超高强高流态混凝土及改性机理

通过正交试验提出纳米超高强高流态混凝土的胶凝材料配合比设计参数,并研究了纳米SiO₂的掺入对传统掺硅灰、粉煤灰超高强水泥基胶凝材料强度及工作性能的影响。在保证水胶比不变的条件下,开展了混凝土配合比试验,并研究了纳米SiO₂对混凝土抗压强度的影响及其微观机理。结果表明：超高强高流态混凝土中胶凝材料最优比例为：纳米SiO₂：硅灰：粉煤灰：水泥=1：8：20：71;在胶凝材料用量为600~1 000 kg/m³范围内,随着其掺量的增加,混凝土流动度不断增加,抗压强度先增大后减小,当其掺量为800 kg/m³时,抗压强度最大。分析认为,纳米SiO₂、硅灰与粉煤灰形成的三元多尺度堆积体系能优化粉体材料在混凝土中的微集料密实填充效应,纳米SiO₂的二次水化反应也有效改善了硬化水泥石的微观结构,并优化其形态分布,进一步增大其强度。     

矿物掺和料和再生骨料对混凝土的收缩性能的影响

研究了再生粗、细骨料取代量、矿物掺和料等因素对再生混凝土收缩性能的影响.结果表明：高品质再生细骨料混凝土的后期收缩值高于天然骨料混凝土,且随着再生细骨料取代量的增加而增大;高品质再生粗骨料混凝土的收缩值接近天然骨料混凝土;粉煤灰和普通矿粉相比能够很好的降低再生混凝土的早期和后期收缩值,超细矿粉和硅灰都能减少再生混凝土的后期收缩值,但硅灰增加了再生混凝土的早期收缩值.     

粉煤灰、矿粉对高性能混凝土体积稳定性的影响

采用对比的方法，试验研究了粉煤灰、矿粉对C60高性能混凝土的工作性、抗压强度、弹性模量、干缩和受压徐变的影响。结果表明，在粉煤灰、矿粉等量取代部分水泥后，混凝土的工作性改善、28d和60d抗压强度和抗压弹模与基准样相近，而28d以后的干缩明显减小；掺有粉煤灰、矿粉的混凝土随养护龄期的延长、强度的增加，其受压徐变逐渐减小；当粉煤灰掺量(质量分数)从14％增加到25％时，混凝土的徐变增大；对于相同掺量(14％)的粉煤灰、矿粉混凝土，经60d养护后加荷其徐变基本相同。     

Influence of Mineral Admixtures on the Permeability of Lightweight Aggregate Concrete

The permeability of lightweight aggregate concrete was studied. Some efforts were taken to increase the resistarwe of lightweight aggregate concrete (LC) to water penetration by using the mineral admixtures of fiy ash, granulated blast furmwe slag or silica fume. Accelerated chloride penetrability test and liquid atmosphere press method were used to study the anti-permeability, of lightweight aggregate concrete. The experimental results show that fly ash, granulated blast furnace slag and silica fume can decrease the permeability of lightweight aggregate concrete, but the effect of granulated blast furnace slag is poor. According to the SEM and pore structure analyzing results, an interface self- reinforcing effect model was presented and the reinforced mechanism of mineral mixture on LC was discussed according to the model described by authors.     

Preparation of High Performance Foamed Concrete from Cement, Sand and Mineral Admixtures

The titled high performance foamed concrete was developed from Portland cement, ultra fine granulated blast-furnace slag, pulverized fly ash and condensed silica fume by means of pre-foaming process. The resultant foamed concrete presents its thermal conductivity of about 0.16-0.75 W/（m·℃） and 28 d compressive strength of about 1.1-23.7 MPa when its mix proportion varies in the range of cement content 280 kg-650 kg/m^3, fly ash 42-97 kg/m^3, slag 64-146 kg/m^3, silica fume 34-78 kg/m^3, and sand 0-920 kg/m^3. The compressive strength of the foamed concrete with oven dried bulk density of 1500 kg/m^3 in appropriate mix proportion and with small amount of superplasticizer reached as high as 44.1 MPa. Meanwhile, the flesh foamed concrete behaves like an excellent flow-ability, therefore, is especially suitable for the application in case of massive foamed concrete casting in situ and in the case of filling casting into large volume underground irregular voids, except for pre-casting of building components like blocks, bricks, and wall panels.     

粗骨料粒径对低水胶比砼强度及和易性的影响

本试验采用邯郸当地的混凝土原材料,利用正交设计方法,试验研究和分析了粗骨料最大粒径、水胶比、粉煤灰掺量、砂率对低水胶比混凝土的强度及和易性的影响。结果表明:粗骨料的最大粒径对混凝土强度、和易性有明显影响,但水胶比仍是影响混凝土强度及和易性的主要因素。     

硅灰粉煤灰对喷射混凝土性能影响

为了解决现场喷射混凝土普遍存在强度低、喷层易开裂、回弹量大、粉尘浓度高等问题,在喷射混凝土中加入不同掺量的硅灰、粉煤灰替代水泥,并通过室内试验和现场试验研究硅灰、粉煤灰对添加铝酸盐液态速凝剂喷射混凝土性能的影响。结果表明:铝酸盐液态速凝剂掺量为3%时,凝结效果最好;单掺8%的硅灰能有效促进铝酸盐液态速凝剂的凝结效果,提高混凝土强度,增加粘聚性;单掺粉煤灰可以降低速凝剂的促凝效果、降低混凝土强度、提高和易性。硅灰、粉煤灰和铝酸盐液态速凝剂混掺,对混凝土1 d抗压强度影响由主到次为粉煤灰掺量速凝剂掺量硅灰掺量,28 d抗压强度影响由主到次为速凝剂掺量硅灰掺量粉煤灰掺量,从而得出三者最佳组合。并结合新型喷射工艺进行现场试验,得出最佳组合能有效减少水泥用量、提高喷射混凝土强度、减少开裂、降低回弹和粉尘的结论。     

轻集料混凝土的抗渗性能研究

利用快速氯离子渗透试验和溶液气压法研究了粉煤灰、矿渣和硅灰三种矿物掺合料对轻集料混凝土抗渗性能的影响.结果表明,掺合料的加入能够显著提高轻集料混凝土的抗渗性能;利用SEM、孔结构试验探讨了掺合料提高轻集料混凝土抗渗性的作用机理,研究结果为深入开展高性能轻集料混凝土的研究提供了参考.     

自密实混凝土配合比优化研究

自密实混凝土是一种具有高工作性能的高性能混凝土。本文探讨了自密实混凝土工作性能的评定方法,并对掺加磨细矿渣的自密实混凝土进行了研究。通过分析磨细矿渣含量、胶凝材料总量、砂率、减水剂掺量对自密实混凝土流动性和强度的影响,配制了高工作性能和力学性能的自密实混凝土,为掺加磨细矿渣的高强自密实混凝土配合比设计提供了依据。