自密实混凝土的理论分析与配合比设计

随着混凝土材料科学的不断进步,普通混凝土的工作性和耐久性及其配合比设计规程已远远不能满足当代建筑工程的需求,基于耐久性设计的自密实混凝土应运而生。本文通过试验、研究,利用固定砂石含量法、采用优化配合比设计配制出C30自密实混凝土,此方法在保证混凝土强度的基础上,体现了按工作性要求设计自密实混凝土的原则。     

花岗岩机制砂的生产及应用

细集料的特性对混凝土性能影响较为明显,特别是对于高性能混凝土,细集料的级配、细度模数和种类等对其和易性、力学性能等性质有较大影响,本文对机制砂混凝土配合比设计进行设计研究,并针对机制砂含有石粉的特点,研究石粉对混凝土性能的影响。对机制砂的生产工艺及混凝土配制、应用与同配合比河砂的工作性做对比分析。     

混凝土配合比设计方法研究

混凝土配合比设计是混凝土材料科学中最基本且最重要的一个问题。传统的配合比设计方法是计算一试配法,其计算依据是在普通混凝土组成与性能一般规律的基础上,计算得到粗略配合比,再经试配调整得到以强度为主要指标的配合比,我国几十年来一直沿用这种方法。随着各种新型混凝土的不断发展,混凝土在材料组成上逐渐复杂化,对拌合物的工作性及硬化后的力学、耐久性能的要求也越来越高。因此,适用于普通混凝土的配合比设计方法已经不能满足其它类型混凝土在材料和性能上的高要求,而在任何情况下都能通用的混凝土配合比是不存在的,需要不同的配合比设计方法来设计满足不同要求的混凝土。     

高性能混凝土研究进展Ⅰ:原材料和配合比设计方法

高性能混凝土具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性等优异性能,被称为"21世纪混凝土"。掺入活性矿物掺合料和化学外加剂等组分,可以配制出满足工程施工要求的高性能混凝土,且矿物掺和料替代部分水泥可以减少水泥用量,降低CO2排放量,缓解环境恶化。总结了高性能混凝土中矿物掺合料和化学外加剂的研究进展,介绍了国内外高性能混凝土的配合比设计方法的应用,并对高性能混凝土的现状和发展趋势进行了讨论。     

浅谈铁路高性能混凝土配合比优化设计

高性能混凝土配合比设计的目标是要同时兼顾耐久性、强度、工作性、体积稳定性以及经济性的要求来确定各组分的合理用量,以保证在设计使用年限内的结构安全和正常使用功能。本文结合京沪高铁预制梁场的制梁工作,以混凝土的工作性能为约束条件,以强度与耐久性指标为优化目标,再结合砂率、用水量、外加剂等的调整,提供了一组高性能混凝土配合比。     

基于正交试验的掺CWCPM的小型混凝土配合比优化设计

为提高建筑垃圾废砖再生利用率,将废旧粘土砖磨细成粉,并与其他工业废渣复合形成建筑垃圾复合粉体材料(Construction waste composite powder materials,以下简称CWCPM)。采用正交试验设计方法对掺CWCPM的C20~C30小型混凝土预制构件配合比进行试验研究,探讨水灰比、CWCPM掺量和砂率对混凝土工作性和力学性能的影响,并推荐了混凝土较优配合比。同时,借助XRD微观测试手段研究CWCPM对混凝土微观性能的影响。结果表明,水灰比仍是影响混凝土工作性与抗压强度的主要因素,其次为CWCPM掺量,砂率对混凝土各项性能的影响最小,CWCPM掺量对混凝土90d抗弯拉强度的影响最为显著。微观测试结果表明,CWCPM掺入后并未生成新的水化产物,但改变了水泥基材料的水化产物数量,进而影响混凝土的宏观性能。     

机制砂配制路面混凝土的应用

本文通过对机制砂性能特点的研究,研究了机制砂混凝土配合比的设计原则。通过分析石粉含量对机制砂砂高性能混凝土在工作性和力学性能上的影响,确定石粉含量的范同;通过对机制砂和天然砂混凝土性能的对比试验,结果表明机制砂砂完全可以替代天然砂配制混凝土。     

多组分混凝土强度理论数学模型的建立及应用

本文介绍了多组分混凝土强度理论的数学模型,提出了混凝土的强度由硬化砂浆的强度盯r、胶凝材料的填充强度贡献率u和硬化砂浆的密实度m决定的观点,即：f=σf·u·m,并对σf、u、m赋予了物理定义和准确计算公式。实现了多组分混凝土的强度计算、工作性与耐久性之间的量化计算,为混凝土强度的早期预测及配合比设计的准确进行提供了理论依据,是混凝土应用技术和理论研究方面的一项重要成果。     

石首市团山河桥梁高性能混凝土试验刍议

根据依托工程石首市团山河的桥梁,在建设过程中进行了高性能混凝土配合比试验、弹性模量试验和收缩与徐变试验。通过实验研究对高性能混凝土的强度、耐久性和工作性等提出了新的要求,并结合其各项高性能指标,应选用试验指定的各种配合材料,这些对桥梁混凝土结构的设计与施工有着重要的指导意义。     

地质聚合物混凝土研究现状

地质聚合物混凝土是一种新型绿色建筑材料,以来源广泛的工业固体废弃物为原材料,能耗小、碳排放低、制备方便,并且抗压抗折强度、抗酸碱侵蚀性能、冻融性能、抗碳化性能优异,具有广阔的应用前景,是普通硅酸盐水泥基材料的最佳替代物之一.本文回顾了地质聚合物混凝土的国内外研究进展,综述了原材料组成、配合比设计、工作性、力学性能以及耐久性等几个方面的发展状况,评述了地质聚合物混凝土技术所面临的问题.     

HLC低碱泵送剂在南水北调中线天津干线工程中的应用研究

南水北调中线天津干线工程中存在着骨料碱活性问题,混凝土配台比应采用各种低碱型原材料。本文研究了HLC低碱泵送剂对当地骨料碱话性的影响,并对新拌混凝土的工作性能及硬化混凝土的力学,耐久性等问题展开应用研究。结果表明,HLC低碱泉送剂可有效改善混凝土的和易性,抑制混凝土碱骨料反应,各项性能指标都能满足设计要求和工程技术要求,HLC低碱泵送剂可在本工程中推广应用。     

石灰石粉对泵送混凝土性能影响的试验研究

本文主要研究了单掺石灰石粉、石灰石粉与粉煤灰复掺对泵送混凝土拌合物工作性和抗压强度的影响,研究表明：掺加石灰石粉可以改善泵送混凝土的工作性能,与单掺石灰石粉相比,石灰石粉与粉煤灰复掺,具有复合叠加效应,不仅可以改善泵送混凝土的工作性能,同时可提高泵送混凝土的抗压强度。     

自密实道面抢修混凝土试验研究

针对机场水泥混凝土道面破坏时如何能够在短时间内进行快速修复的迫切问题,采用快硬早强型特种水泥、高效外加剂和矿物掺合料,进行配合比优化设计和性能试验研究。试验表明,所配制的混凝土工作性能良好,加水拌合后4h即可达到某新型战机起飞最低强度要求,能够满足机场道面抢修技术要求,这种混凝土也可用于公路水泥混凝土路面抢修。     

新疆地区商品混凝土中粉煤灰和矿粉双掺的试验研究

本文根据混凝土设计强度的不断提高和混凝土行业可持续发展的要求,通过对粉煤灰、矿粉的单掺及粉煤灰和矿粉的双掺,对混凝土的性能进行比较研究,双掺混凝土不论是拌合物的和易性,还是混凝土的力学性能、耐久性都优于单掺混凝土。实现混凝士优化配置,并且降低成本,可以采用双掺技术,有利于环保和可持续发展。     

大芦线钢管自密实混凝土的配制与应用

针对大芦线jj公路桥大跨度钢管拱的特点,在自密实混凝土配制思路的基础上,通过水胶比调整、胶凝体系优化、外加剂改进、掺适量膨胀剂等几方面技术的相互结合,采用优选骨料,配制超长工作性、微膨胀、高早强的自密实混凝土。经检测,钢管自密实混凝土在6小时内保持有良好的工作性,7天强度在C50的80％以上,14天限制膨胀率为1．6×10-4,28天限制收缩率为2．0×10-4,具有微膨胀的性能,满足施工及设计要求,在大芦线桥梁工程中取得了较好的应用效果。     

自密实混凝土工作性研究

本文主要介绍了自密实混凝土的定义。就流动性而言,自密实混凝土属于宾汉姆（Bingham）模型,成型好坏与混凝土塑性黏度η有关。高效减水剂、砂率、矿物掺合料、水胶比和胶凝材料的用量对自密实混凝土的工作性能有显著的影响。     

铜渣粉作为混凝土掺合料的研究进展

铜渣是铜冶炼和精炼过程的副产物,以每产1 t铜副产2.2 t铜渣计算,2017年全球铜渣排放量达到了5 170万t。但目前的铜渣处理仍以堆放为主,不仅占用了大量土地,重金属成分对堆放地也造成了严重的环境污染。铜渣,特别是水淬铜渣中含有较多的玻璃体,用作混凝土掺合料可以替代粉煤灰和矿渣,解决某些地区掺合料紧缺的状况。本文归纳总结了铜渣粉对混凝土工作性、力学性能和耐久性的影响,分析了铜渣作为掺合料使用时的环境安全性,提出了铜渣作为掺合料使用应注意的问题,为铜渣粉在混凝土行业中规模化应用提供了参考。 近年的研究成果表明,水淬铜渣中的玻璃体含量高、活性更好,而缓冷铜渣的玻璃体含量虽低,但仍有一定的活性。由于存在活性低和重金属成分高的问题,铜渣粉对混凝土工作性、力学性能和耐久性的影响比矿渣、粉煤灰等常见掺合料复杂得多,阻碍了铜渣粉作为掺合料在混凝土中的应用。 虽然存在不同观点,但多数研究成果表明铜渣粉可起到降低放热量、改善工作性及减少用水量的作用,同时也会产生泌水率增加的问题。由于活性偏低、重金属成分较高,铜渣粉的缓凝作用明显,不过大掺量使用所引起的凝结时间延长问题在多数研究中是可控的。铜渣粉导致混凝土早期强度不足,可通过添加激发剂、提高细度、降低水灰比等方式予以缓解和控制。铜渣粉对混凝土强度的负面影响会随龄期延长逐渐减轻,甚至在一段时间后对强度有利。此外,铜渣粉还能提高混凝土弹性模量并减少收缩,对抗断裂性能也无明显不利影响。但以不同指标评价混凝土脆性时,铜渣粉的作用还存在较大的争议。由于可促使毛细孔隙等有害孔隙数量减少,铜渣粉可使混凝土的吸水速率和吸水量降低,从而使耐久性等级有所改善。除优化孔隙结构外,铜渣粉与Ca(OH)₂反应生成C-S-H凝胶,可改善过渡区,提高混凝土抗碳化、抗氯离子渗透性和抗硫酸盐侵蚀的能力。     

海泥陶粒制备高性能轻集料混凝土的试验研究

通过正交试验,研究了水泥用量、粉煤灰用量、体积砂率等因素对高强高性能轻集料混凝土的强度、密度和工作性的影响规律.给出了利用700级海泥陶粒制备高强高性能轻集料混凝土的适宜配合比:水泥用量为385 kg/m3~450 kg/m3,Ⅱ级粉煤灰用量为125 kg/m3~150 kg/m3,体积砂率为35%,外加剂为胶凝材料的1.5%,水约150 kg/m3~160 kg/m3.该混凝土的密度等级为1800级,28d强度可达45 MPa~50 MPa,快速冻融循环可超过300次,RCM法测得的氯离子扩散系数仅为8.95×10-12m2/s~7.73×10-12m2/s,且工作性较好,基本克服了陶粒的上浮问题.     

Statistical models to predict fresh and hardened properties of self-consolidating concrete

Several material properties and mix design parameters affect the performance of self-consolidating concrete (SCC) and need to be taken into consideration to enhance the fresh and hardened properties of the concrete. A factorial design was conducted to model the effect of mixture parameters and material properties on workability, mechanical properties, and visco-elastic properties of SCC used for the construction of precast/prestressed structural elements. The modeled mixture parameters included the binder content, binder type, water-to-cementitious materials ratio, sand-to-total aggregate ratio (S/A), and dosage of thickening-type viscosity-modifying admixture. In total, 16 SCC mixtures were investigated to establish a factorial design with five main factors. Three replicate SCC mixtures were prepared to estimate the degree of the experimental error for the modeled responses. The mixtures were evaluated to determine several key responses that affect the performance of precast, prestressed concrete, including the filling ability, passing ability, filling capacity, stability, compressive strength, modulus of elasticity, flexural strength, autogenous shrinkage, drying shrinkage, and creep. The derived statistical models enable to quantify the level of significance of each of the five investigated parameters on fresh and hardened properties of SCC, which can simplify the test protocol needed to optimize SCC. Based on the results derived from the factorial design, recommendations for the proportioning of SCC in terms of workability, mechanical properties, and visco-elastic properties are given.