水泥-双掺料胶凝体系碾压混凝土孔结构试验研究

将磨细水淬矿渣与石灰石粉按一定比例混合制成双掺料,利用扫描电镜、压汞测孔技术研究了水泥-双掺料胶凝体系水化硬化浆体的密实度和孔结构发展规律,同时进行大掺量双掺料碾压混凝土强度及抗渗性随龄期变化试验。结果表明,随着水化龄期的增长,双掺料与粉煤灰相似,具有优化浆体孔结构的作用,硬化浆体无害孔比例明显增加,浆体密实度改善,混凝土强度及抗渗性能均有显著提高。     

孔结构与混凝土抗渗性的关系

研究了不同水胶比和含气量混凝土的孔结构和抗渗性,结果表明:水灰比对混凝土孔结构和抗渗性的影响非常显著,随水灰比的降低,水泥石中小于100nm孔隙所占比例增大,最可几孔径减小约50％,抗渗性明显提高;随含气量的增加,水泥石总孔隙率增大,最可几孔径呈现先减小后增大趋势,混凝土的抗渗性先增大后降低,含气量为3.7％时,混凝土抗渗性最好.     

粉煤灰掺量对混凝土抗渗性影响的研究

由于混凝土中的孔大小及孔结构直接影响其抗渗性能,而抗渗性又间接影响混凝土的耐久性。因此,研究混凝土各组分材料对其孔结构的影响,并通过氯离子快速渗透试验和压汞法结合评价对混凝土抗渗性能的影响。结果表明,粉煤灰的掺入可以提高混凝土的抗渗性,同时在试验范围内水灰比减小和粉煤灰掺量增加都可以提高混凝土的抗渗性能。     

掺合料对轻集料混凝土抗渗性的影响

研究了单掺粉煤灰及粉煤灰、沸石粉、硅粉复掺对轻集料混凝土抗渗性与孔结构的影响,并将轻集料混凝土抗渗性与普通混凝土做了对比。结果表明,掺加矿物掺合料轻集料混凝土将获得更高的抗渗性;复掺对轻集料混凝土抗渗性更有利;轻集料混凝土抗渗性优于相同强度等级普通混凝土;LC40轻集料混凝土抗渗性与C60普通混凝土抗渗性相当。掺加矿物掺合料能明显改善轻集料混凝土的孔结构,小孔增多,总孔隙率降低。     

混凝土的抗渗性和抗渗要求

混凝土的抗渗性,随水灰比的减小而提高;也随龄期的延长而提高,特别是水灰比较大的;掺加粉煤灰可显著提高水灰比较大的混凝土的后期抗渗性,并超过不掺粉煤灰的混凝土。混凝土工程一般在施工后相当长时间才承受水压,混凝土的抗渗性以龄期90d计是合理的。这时只要适当限定最大水灰比,其抗渗性就能满足工程要求,若掺加粉煤灰,抗渗性则更有保证。因此就可以取消混凝土的抗渗等级要求,从而可取消费工费时的混凝土渗透试验。     

轻骨料对中等强度混凝土耐久性能影响的研究

研究了不同掺量及种类的轻骨料配制的中等强度混凝土抗渗及抗冻性能,并通过对轻骨料及界面结构的观察研究,分析了轻骨料对中等强度混凝土耐久性能的影响机理。结果表明:对于水灰比较高的中等强度混凝土,轻骨料的掺入可提高混凝土耐久性,这是由于其可细化骨料附近水泥石的孔结构,使得界面区更为致密,而且可使新拌混凝土的含气量有所增加,说明其在混凝土内部具有"引气"作用。但是所选轻骨料吸水率不宜过高,因为其过多的开放连通孔又会对混凝土耐久性不利。本研究条件下,掺量50%的高吸水率粉煤灰陶粒配制的混合骨料混凝土抗渗性已于同水灰比的普通混凝土相当,其抗冻性甚至低于普通混凝土。     

粉煤灰对混凝土抗氯盐侵蚀性能的影响

利用电通量法、快速迁移法和压汞法试验分析了不同粉煤灰掺量(0、10%、20%、30%、40%)以及不同养护龄期(28、56、90 d)对强度为C55混凝土的电通量、氯离子扩散系数及孔结构的影响;研究了平均孔径与粉煤灰掺量、养护龄期的关系,并以平均孔径为中间变量,得到了氯离子扩散系数和粉煤灰掺量、养护龄期的关系式。研究表明,粉煤灰的掺入可以较好地改善混凝土的抗氯离子扩散性能,该效应在较长养护龄期的情况下尤为明显;对于强度为C55的混凝土,当粉煤灰掺量为30%时,混凝土抗氯盐侵蚀性能最好;粉煤灰的掺入可明显改善混凝土孔结构的分布,增加无害孔和少害孔所占的比例;减小平均孔径和最可几孔径,当粉煤灰掺量在30%时,混凝土具有更优的孔隙结构;氯离子扩散系数的实测值与计算值变化趋势基本相同。     

高性能混凝土抗渗性能的试验研究

混凝土抗水渗透性的不足会影响到结构的正常使用。文中针对掺有粉煤灰、矿粉的C45、C30高性能混凝土,采用渗水高度法,结合机理分析,研究了强度等级、龄期对混凝土抗水渗透性能的影响。研究结果表明:在龄期相同时,C45混凝土的渗水高度都小于C30混凝土,说明强度等级越高,抗渗性越好;随着养护龄期的增大,混凝土的抗渗性得到提高;在强度等级相同的情况下,矿粉的掺量越大,则抗渗性越强。     

膨胀剂掺量及养护时间对大掺量粉煤灰混凝土强度的影响

针对膨胀剂掺量不当、养护时间不足会影响大掺量粉煤灰混凝土强度的问题,本文研究了较长龄期下,膨胀剂掺量以及养护时间对大掺量粉煤灰混凝土强度的影响,并通过扫描电镜观察了大掺量粉煤灰混凝土在不同养护时间下的内部结构形貌特征。结果表明,在粉煤灰掺量为50%和60%的混凝土中,掺入6%的HCSA膨胀剂且棉被覆盖浇水养护时,混凝土内部产生针状及细棒状的钙矾石,密集填充在混凝土缝隙中,与周围的C-S-H凝胶交融生成致密的水泥石结构,从而明显提高了混凝土抗压强度;养护7天时,混凝土70天龄期抗压强度分别提高66%和32%。HCSA膨胀剂掺量6%,养护7天,可以达到工程成本与混凝土强度的最佳协调。     

影响混凝土抗渗透性因素的试验研究

水泥混凝土抗渗透性是影响其耐久性的关键指标,此次采用电通量法研究了养护龄期、水灰比、含气量、掺合料的种类和掺量对水泥混凝土抗渗透性的影响。研究表明：混凝土的抗渗透性随养护龄期的延长逐渐提高;随着水灰比的降低抗渗性呈上升趋势;随着含气量的增加在5．6％附近呈特异性规律,先降低后提高,含气量控制在5．3％～5．8％范围内时,混凝土具有较低的渗透性;混凝土中添加粉煤灰和磨细矿渣都可降低其渗透性,并且在一定范围内随掺量的增加而降低,粉煤灰的效果好于磨细矿渣粉。     

轻骨料混凝土抗渗性能研究

采用粉煤灰及预湿和绝干两种陶粒所配制的轻骨料混凝土的力学性能和抗渗性试验,结果表明:预湿陶粒对混凝土的自养护能力优于干陶粒混凝土,对掺粉煤灰混凝土的后期强度发展尤为有利,超过28d龄期时,掺粉煤灰陶粒混凝土的力学性能和抗渗性能均高于未掺加粉煤灰混凝土,最佳掺量为20%.     

矿物掺合料对混凝土耐久性的影响

选择粉煤灰和矿渣作为混凝土矿物掺合料,以不同掺量,采用单掺和复掺的形式设计了7种配合比,研究矿物掺合料对混凝土抗渗性和抗冻性的影响。试验结果表明：粉煤灰、矿渣的掺入可以提高混凝土的抗渗性,掺量小于30％时,随着掺量的增加,混凝土抗渗性提高。粉煤灰和矿渣单掺时,会降低混凝土的抗盐冻性能;复掺时,当掺量小于最佳掺量时,可改善混凝土的抗盐冻性能,超过最佳掺量后,混凝土的抗盐冻性能降低,本试验中最佳掺量值为15％。     

不同胶凝材料用量下自密实混凝土力学性能与氯离子扩散系数研究

文中针对不同粉煤灰用量及不同龄期下自密实混凝土抗压强度及氯离子扩散系数进行研究。结果表明,自密实混凝土抗压强度与养护龄期呈现正相关关系,氯离子扩散系数与养护龄期呈现负相关关系;3 d养护龄期和7 d养护龄期自密实混凝土抗压强度与粉煤灰掺量呈现负相关关系,氯离子扩散系数与粉煤灰掺量呈现正相关关系;28 d养护龄期自密实混凝土抗压强度与粉煤灰掺量呈现先上升后下降的相关关系,氯离子扩散系数与粉煤灰掺量呈现先降低后上升的相关关系,当粉煤灰掺量达到15%时,自密实混凝土抗压强度最高,氯离子扩散系数最低。由此可知,自密实混凝土龄期影响因子随粉煤灰掺量的增加呈现先提升后稳定的趋势,随养护龄期增加而降低。     

无机矿物掺合料对水泥石电阻率影响规律的研究

借助四电极法,研究了粉煤灰及矿渣微粉对水泥石电阻率的影响规律。结果表明:掺粉煤灰水泥石体系的电阻率变化趋势随着龄期的延长由慢变快;在前期,水泥石的电阻率与粉煤灰掺量成反比且低于基准样;在后期,水泥石的电阻率与粉煤灰掺量成正比且超过基准样。水泥石电阻率与矿渣微粉掺量成正比,并且随着龄期的延长其增长速率由快变慢;二者复合能更好的体现其"叠加效应",在一定龄期内,可以实现电阻率的持续增长。     

掺合料混凝土早期强度的试验研究

通过不同掺合料种类及掺量的掺合料混凝土早期抗压强度试验,分析粉煤灰掺量、矿粉掺量、煤矸石掺量对混凝土强度的影响规律,并研究双掺、三掺掺合料对混凝土强度的交互作用。研究结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,粉煤灰混凝土抗压强度减小,但后期抗压强度增长幅度增大;矿粉掺量对矿粉混凝土的抗压强度和强度增长规律的影响不明显;掺入小于20%的煤矸石混凝土强度早期强度明显降低而后期强度变化不明显,掺入超过30%的煤矸石各龄期混凝土抗压强度均有明显降低;在矿粉混凝土中掺入粉煤灰,混凝土抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减少,但减小幅度随龄期的增长而减小;在粉煤灰混凝土中掺入矿粉,混凝土强度有不同程度的提高;在煤矸石混凝土中掺入粉煤灰,混凝土抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减小,减小幅度随龄期的增长而变化不大;在粉煤灰混凝土中掺入煤矸石会导致混凝土早期强度降低但后期强度提高;在煤矸石混凝土中掺入小于40%矿粉时混凝土抗压强度略有提高,而掺入超过40%矿粉时抗压强度降低;若在矿粉混凝土中掺入煤矸石,对矿粉掺量小于40%的混凝土强度影响不大,矿粉掺量大于40%时混凝土强度降低。     

不同水胶比下粉煤灰掺量对混凝土抗渗性能的影响

为探究粉煤灰掺量对混凝土抗渗性能的影响规律,对不同水胶比下粉煤灰混凝土抗渗性能进行了分析,结果表明:混凝土掺入20%粉煤灰可有效改善其抗渗性能,随着粉煤灰掺量增加,混凝土抗渗性能逐渐加速劣化;水胶比是影响混凝土抗渗性能重要因素,对于大掺量粉煤灰混凝土可通过限制水胶比保证其抗渗性能。     

大掺量粉煤灰水工混凝土的气泡参数和抗冻性研究

研究了水胶比为 0 5 0、粉煤灰掺量在 0 %～ 5 5 %范围内的高掺量粉煤灰水工混凝土的气泡参数和抗冻性能。研究结果表明 ,在同一龄期 ,混凝土的气泡参数和粉煤灰掺量间没有一定的关系 ,但气泡结构的稳定性随粉煤灰掺量增加而提高 ,混凝土的抗冻性也随粉煤灰掺量的增加而提高 ;不管对普通混凝土还是粉煤灰混凝土 ,气泡间距在 0 5 0mm以下都是高抗冻混凝土 ,规定高抗冻混凝土的气泡间距必须小于 0 2 5mm是不适用的。     

粉煤灰掺量对自密实混凝土细观结构和抗渗性能影响研究

研究了粉煤灰对自密实混凝土渗透性能影响的理论基础,设计了自密实混凝土的配合比并进行了验证,通过不同粉煤灰掺量混凝土的毛细孔吸水和SEM试验,可以得出自密实混凝土中掺入粉煤灰影响其孔隙结构,试验范围内的粉煤灰掺量可以提高自密实混凝土的抗渗性能。     

不同掺合料对水工混凝土性能影响的研究

通过对混凝土的力学性能、耐久性能、变形性能和热学性能的研究,分析了水胶比、粉煤灰、磷渣等对普通混凝土性能的影响。试验结果表明:不同水胶比条件下,由于磷渣的缓凝作用,早期复掺粉煤灰磷渣混凝土抗压强度低于单掺粉煤灰,后期相差不大,且各龄期劈拉强度和轴拉强度有增高趋势。复掺粉煤灰磷渣混凝土抗渗性、抗碳化性优于单掺粉煤灰混凝土,其早期干缩略低,后期与掺粉煤灰混凝土相当。     

拉伸荷载作用下混凝土抗渗性能的影响因素研究

为了研究拉伸荷载作用下混凝土的抗渗性,本文通过试验研究了拉伸荷载下水灰比、矿物掺合料、引气剂掺量和纤维掺量等对混凝土气体表面渗透系数的影响。结果表明,水灰比越小,气体表面渗透系数随极限荷载比例的变化趋势越小,当水灰比大于0.4,极限荷载比例大于30%时,气体表面渗透系数随极限荷载比例的增大急剧增长;粉煤灰和矿渣的加入都能不同程度改善混凝土的抗渗性能,其中当粉煤灰掺量为10%左右时,气体表面渗透系数最小,低极限荷载比例下矿渣对抗渗性能的改善效果优于粉煤灰,而在高极限荷载比例下情况相反;引气剂的加入会使混凝土的抗渗性有所降低;加入适量纤维能明显改善混凝土在拉伸荷载作用下的抗渗性,且使抗渗性能出现明显劣化的极限荷载比例显著增大,纤维掺量宜在1.0%左右。