活性TH灰在C60钢板剪力墙混凝土中的应用研究

以武汉绿地中心钢板剪力墙C60混凝土为研究对象,采用活性TH灰这一新型矿物掺和料进行试验,解决了高强混凝土黏度大、收缩大、温升高的难题。通过净浆试验与混凝土配合比设计,确定了活性TH灰掺量在15%时,混凝土的黏度、工作性、强度均较理想;与硅灰配制的混凝土进行体积稳定性对比试验,表明活性TH灰混凝土的体积稳定性具有明显优势;以活性TH灰掺量15%的配合比进行工程应用,结果表明混凝土各项指标达到设计要求,墙体表面平整,施工效果良好。     

碱钢渣混凝土力学性能及耐久性能的试验研究

掺入一定比例及质量的复合激发剂,通过改变钢渣粉、矿渣粉及水泥等胶凝材料的比例,研究碱激发钢渣混凝土的力学性能及耐久性能,并采用XRD和扫描电镜等测试手段对其微结构进行分析。试验结果表明:在满足配置混凝土工作性能的前提下,钢渣掺量为40%、矿渣掺量为35%、硅灰掺量为5%、水泥掺量仅为20%,得到混凝土的强度等级可达C40,高于设计强度等级C30,且抗碳化性、抗冻性及抗硫酸盐侵蚀性等耐久性能优异;微观分析表明,此配合比混凝土的胶凝体系28 d水化产物结构致密,且孔隙较少,后期强度发展较好,胶凝体系与骨料之间结合性较好。     

多种矿物掺合料复合胶凝材料的密实性及性能研究

通过对胶凝材料的优化设计，掺加粒径不同的矿物掺和料，使胶凝材料各组分之间密集堆积，研究多元胶凝材料体系新拌浆体的相对密实度和硬化后混凝土的性能。试验表明：超细粉体之间良好的颗粒填充，降低了胶凝材料的孔隙率，改善了胶凝材料的孔结构，提高了新拌浆体密实性，对硬化后混凝土的强度和透气性有明显的改善。     

掺玻璃粉混凝土的力学性能

介绍了玻璃粉的制备流程,并对其化学成分、不同粉磨时间的粒度分布、水化放热速率等进行了分析。把玻璃粉作为胶凝材料掺入混凝土中,通过设计质量分数(0%、10%、20%、30%、50%)、水灰比(0.4、0.5、0.6)、粉磨时间(15 min、35 min、60 min)等因素的变化,对其抗压强度进行测试。测试结果表明:玻璃粉成分中含有大量的SiO_2,具有潜在火山灰性。掺玻璃粉混凝土的强度随着玻璃粉质量分数的增加而降低,玻璃粉的后期火山灰活性会抵消部分下降趋势。随着粉磨时间的增加,玻璃粉颗粒粒度减小,火山灰性增强,且分散性更好,能有效改善浆体结构,提高致密性,使混凝土强度增加。     

复合胶凝体系对透水混凝土强度的影响

胶凝材料是透水混凝土的重要组成部分,主要控制着接触点处的黏结强度以及作为介质传递骨料之间的机械咬合力。在普通硅酸盐水泥的基础上,以"复掺"的方式掺入粉煤灰、磨细矿渣粉和硅灰等矿物掺合料,制备复合胶凝体系,并通过正交试验设计确定最优配合比。结果表明,利用复合胶凝体系制备的透水混凝土的抗压强度提高了43%,达到38.7 MPa,抗折强度提高了26%,达到5.3 MPa,并且透水性能满足使用要求。     

结构保温混凝土配制及性能试验

本文以P.O.42.5级水泥为主要胶凝材料,以陶砂、陶粒为骨料,加入适量的粉煤灰、硅灰辅助胶凝材料和复合外加剂及聚丙烯纤维来配制轻骨料混凝土。此种配制可增加混凝土的流动性、匀质性、稳定性和保水性,减少其收缩性,同时克服轻骨料混凝土强度和保温性能的矛盾。在此基础上,研制出了LC20级的结构保温混凝土,其强度和保温性能均可完全满足蒸压加气混凝土砌块自保温承重墙体的构造柱、圈梁或框架等混凝土构件的要求。     

大掺量机制砂低胶凝材料用量自密实混凝土制备技术

通过配合比计算和正交试验手段,以大掺量机制砂和低胶凝材料用量制备了自密实混凝土,并对其工作性和硬化后的性能进行了研究。在通过配合比设计确定基准胶凝材料体系和混凝土体系的基础上,根据工作性能、强度、抗碳化性能等技术指标,进行了18组低胶凝材料用量自密实混凝土的原材料正交优选试验,研发出胶凝材料用量为380kg/m3、机制砂掺量达50%的水泥-粉煤灰-矿渣粉体系的C30自密实混凝土,胶凝材料总量比同强度等级普通自密实混凝土低15%~20%。结果表明,利用大掺量机制砂可制备出满足自密实工作性要求的普通强度等级混凝土。     

不同养护条件对钢矿粉掺合料活化效应的影响研究

制备了钢矿粉复合掺合料,通过测试掺合料胶砂活性指数和混凝土抗压强度,研究标准养护和蒸汽养护对钢矿粉掺合料活化效应的影响,并对不同养护条件下掺合料混凝土的胶凝系数K进行对比。结果表明:不论是胶砂活性还是混凝土强度,蒸汽养护更有利于体系中水化反应,高温条件下矿粉和激发剂中的活性物质能更大程度地参与活化反应,加速水化产物的生成,使体系的活性和强度大幅度提高;胶凝系数K也侧面证实了这一观点:在蒸养条件下K值比标准养护条件的高,说明蒸汽养护时钢矿粉掺合料对混凝土强度贡献更大。     

蒸汽养护对不同胶凝体系胶砂力学性能的影响

通过单掺或复掺矿粉、粉煤灰、硅灰和膨胀剂组成不同的胶凝体系,并运用扫描电镜对蒸汽养护条件下不同胶凝体系胶砂力学性能进行了分析研究。结果表明,单掺矿粉和复掺矿粉+硅灰可以有效提高蒸养混凝土的抗折强度,复掺硅灰+膨胀剂和单掺硅灰可以提高蒸养混凝土的抗压强度;并发现蒸汽养护后和标准养护条件不同胶凝体系的强度发展有很大不同。     

基于密实堆积的C100混凝土制备与构件成型试验

C100高强混凝土的制备依赖于原材料自身特性及胶凝材料的组合设计。在选定机制砂、反击破花岗岩碎石基础上,重点对胶凝材料的密实堆积技术展开试验研究。结果表明,胶凝体系中须引入超细粉这种区别于普通混凝土的胶凝材料,本文中的超细粉料微珠掺量在20%时,胶凝体系达到密实堆积程度,复合胶凝体系的D50为3.44μm,制备的混凝土28d强度达到110MPa以上,满足C100强度要求。     

硅灰和聚丙烯纤维净浆界面剂对新老混凝土粘结力学性能的影响研究

通过测试新老混凝土粘结的劈拉强度、抗弯强度、抗剪强度,研究了硅灰和聚丙烯纤维单掺、复掺对新老混凝土粘结性能的影响,分析了硅灰和聚丙烯纤维对新老混凝土粘结性能的作用机理。结果表明,硅灰掺量为胶凝材料质量的9%,聚丙烯纤维掺量为0.6 kg/m3,28 d龄期时,新老混凝土粘结效果最好,粘结劈裂抗拉强度为2.36 MPa、抗弯强度为5.79 MPa、抗剪强度为5.11MPa。硅灰聚丙烯纤维净浆界面剂适用于混凝土结构修补。     

基于混料设计的干硬性混凝土强度模型

采用D-最优混料设计方法得出了水泥-硅灰-粉煤灰-矿粉四元复合胶凝材料组成与1 d、7 d和28 d龄期干硬性混凝土抗压强度关系的回归模型,并检验了模型的有效性;各龄期干硬性混凝土强度等值线变化揭示了复合胶凝材料各组分对混凝土强度的影响;基于强度预测模型以最低水泥用量和最高各龄期混凝土强度为优化目标确定了干硬性混凝土四元复合胶凝混料最优组合配合比,强度预测值与实验值的相对误差小于5%。     

桥梁清水混凝土设计方法与匀质性控制

根据桥梁工程结构特点,提出了桥梁清水混凝土的配合比优化设计方法,制备出粘聚性与包裹性好、流动度佳,且具有优良力学性能的C30~C50高性能清水混凝土。通过对混凝土拌合物含气量、硬化试件不同部位显微硬度与微观结构的测试,分析了增粘剂对其匀质性的影响规律。试验表明:对于C30桥梁清水混凝土,掺5×10-5的纤维素醚或掺6%的硅灰时,混凝土的含气量不超过2%,浆体旋转粘度值在1 900~2 000MPa·s之间,试件不同部位显微硬度值接近,匀质性好,结构密实。     

大掺量矿粉配制C30混凝土的研究

系统研究了矿粉掺量对胶凝材料体系基本性能的影响,认为矿粉掺量达到70%时,复合胶凝材料的性能仍能满足P·O32.5的要求。采用搅拌站常用的C30混凝土配合比,利用制备的复合胶凝材料配制混凝土,其工作性能良好,早期抗压强度略低于常规配方的混凝土,但后期抗压强度高于常规配方的混凝土,28 d抗压强度符合GB 50107—1010《混凝土强度检验评定标准》对C30混凝土的要求。     

用多元胶凝粉体配制高强混凝土的试验研究

在水泥中掺入具有不同颗粒分布和活性的细掺合料可以获得多元胶凝粉体材料。用水化热和抗压强度试验研究了多元胶凝粉体材料的水化进程匹配和复合胶凝效应。用标准稠度用水量法和环境扫描电镜研究了多元粉体体系的紧密堆积效应,提出用标准稠度需水量比作为确定紧密堆积效应的试验方法。进行了多元胶凝粉体混凝土的配合比试验,测定了多元胶凝粉体混凝土的力学性能,变形性能和绝热温升。试验结果表明,改变胶凝组分的品种、含量和细度可以调控多元胶凝粉体的绝热温升和强度发展过程,提高高强混凝土的抗裂性,定制设计高强高性能混凝土。     

梯级粉磨制备铁尾矿矿渣基胶凝材料

运用梯级粉磨技术制备铁尾矿矿渣基胶凝材料(TSBC）,研究了梯级粉磨时间组合、材料配比和助磨剂对TSBC粉料粒度分布与浆体强度的影响,通过压汞、X射线衍射(XRD）和扫描电镜(SEM）研究了TSBC浆体的亚微观结构及水化产物,探讨了利用TSBC和铁尾矿砂制备活性粉末混凝土的可行性.结果表明：合理的梯级粉磨时间组合有利于TSBC粉料的颗粒分布宽化和亚微米级铁尾矿颗粒含量的增加,可改善TSBC浆体的孔结构和提高强度;材料配比主要通过影响TSBC的水化活性而影响浆体早期强度;掺入适量助磨剂使TSBC粉料粒径细化,增强组分的胶凝活性和填充效应,利于改善TSBC浆体的孔结构和提高强度;TSBC和原状铁尾矿砂可用于制备活性粉末混凝土.     

陶粒对混合骨料混凝土匀质性的影响

研究了不同品种、不同预湿程度的陶粒与碎石以1：1体积比混合配制的混凝土的匀质性,此外还对高性能混凝土中矿物掺合料和外加剂的掺人对其匀质性的影响进行了探讨。结果表明,轻骨料的吸水率越大,预湿程度越低,越有利于浆体粘度的增大;提高陶粒自身的颗粒密度和预湿程度,则可减小陶粒与浆体的密度差;浆体粘度对于新拌混凝土匀质性的影响更为显著。干陶粒对于降低浆体粘度作用显著,且当水灰比较高时更有利于提高混凝土匀质性;而当水灰比较低时,饱和预湿陶粒自身较高的颗粒密度则有利于减小其与浆体的密度差,从而也对提高匀质性有利。     

低粘度超高强C100混凝土制备和性能试验研究

低粘度超高强混凝土技术是混凝土技术发展的未来趋势,文中采用I级粉煤灰、S95矿渣粉和硅灰等活性矿物掺合料和粉煤灰玻化微珠进行了C100泵送超高强混凝土配合比设计与制备,通过测试混凝土的工作性和抗压强度来研究水胶比、砂率以及胶凝材料用量对混凝土工作性和强度的影响,得出配制低粘度超高强C100泵送混凝土适宜的配合比参数。     

固废基胶凝材料混凝土增强剂的试验研究

针对固废基胶凝材料水化慢，导致混凝土凝结时间长、早期强度低影响施工的问题，研制了固废基胶凝材料混凝土增强剂ZS-10Z，并与市售的早强剂进行了混凝土性能对比试验。结果表明：掺入占胶凝材料质量1.0%的ZS-10Z能显著提高混凝土的3、7、28 d抗压强度，改善混凝土的施工性能，缩短混凝土的凝结时间，同时混凝土的抗碳化性能、抗水渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能明显提高；电通量测试和SEM分析表明，混凝土中掺入ZS-10Z能有效促进固废基胶凝材料的水化进程，生成更多的水化产物，进而提高混凝土结构的密实性。     

大掺量粉煤灰和矿粉对混凝土强度的影响

介绍了粉煤灰、矿粉以及其他矿物掺合料替代率取50%时对混凝土早期强度的影响,试验研究了不同胶凝材料体系对混凝土3 d,7 d,28 d,56 d强度的影响,结果表明矿物掺合料的早期活性发挥较慢,但后期活性发挥较快,能较好的改善混凝土强度。