粉煤灰和矿粉对自密实混凝土抗冻性能影响的试验研究北大核心

为了进一步研究掺入粉煤灰和矿粉后自密实混凝土抗冻性能,以40%胶凝材料取代率为基础,分别取:1矿粉掺量10%,粉煤灰掺量30%;2矿粉掺量20%,粉煤灰掺量20%;3矿粉掺量30%,粉煤灰掺量10%;三组取代率配制自密实混凝土进行冻融循环试验。结果表明:当矿粉掺量取代率为30%,粉煤灰掺量10%时,自密实混凝土的抗冻性能指标最佳,且自密实混凝土28 d立方体抗压强度较好。     

粉煤灰和矿粉对自密实混凝土抗冻性能影响的试验研究

为了进一步研究掺入粉煤灰和矿粉后自密实混凝土抗冻性能,以40%胶凝材料取代率为基础,分别取:1矿粉掺量10%,粉煤灰掺量30%;2矿粉掺量20%,粉煤灰掺量20%;3矿粉掺量30%,粉煤灰掺量10%;三组取代率配制自密实混凝土进行冻融循环试验。结果表明:当矿粉掺量取代率为30%,粉煤灰掺量10%时,自密实混凝土的抗冻性能指标最佳,且自密实混凝土28 d立方体抗压强度较好。     

II级粉煤灰配制高强混凝土的正交试验研究

通过双掺II级粉煤灰与S95级矿粉来配置高强混凝土,并采用设计正交试验的方法将粉煤灰掺量、矿粉掺量和高效减水剂掺量定为影响高强混凝土抗压强度和坍落度的主要因素进行试验分析,确定配置高强混凝土各组分间合理的掺量,并分析了高强混凝土3、7、28d强度。结果表明在无早期强度要求时,II级粉煤灰最佳掺量为胶凝材料的15%~20%左右,S95级矿粉最佳掺量为胶凝材料的15%左右,减水剂的最佳掺量为胶凝材料的2.0%。     

主塔墩承台C35大体积混凝土配合比设计与性能研究

结合赤壁长江大桥4#主塔墩承台大体积混凝土的温控防裂,测试了大掺量粉煤灰和矿粉复合掺合料与缓凝聚羧酸减水剂对胶凝材料水化热的影响,对比研究了3组大掺量矿物掺合料C35混凝土的工作性、力学性能、绝热温升及耐久性能。结果表明,缓凝型减水剂与大掺量矿物掺合料的复合掺入对胶凝材料水化热的控制具有协同作用;采用32.5%粉煤灰与12.5%～22.5%矿粉复合掺合料与缓凝型聚羧酸减水剂配制的承台C35混凝土具有良好的工作性、较低的水化热温升、较高的后期强度发展和高抗氯离子渗透性等特性。     

火成岩石粉对混凝土抗压强度的影响研究

针对机制砂生产过程中产生的石粉问题,从矿物掺合料对比、石粉掺量、石粉细度、水胶比和复合掺合料的角度,研究了火成岩石粉对混凝土抗压强度的影响。结果表明:掺加火成岩石粉混凝土与掺加粉煤灰和矿粉的混凝土相比,各龄期强度最低,3d～7d龄期强度发展和粉煤灰混凝土相当,后期强度发展较为缓慢,与粉煤灰和矿粉混凝土相差较多;火成岩石粉掺量在20%以内时,对混凝土28d前的抗压强度影响较小,建议工程中单掺火成岩石粉的掺量控制在胶凝材料的20%以内;火成岩石粉细度越细,混凝土各龄期抗压强度越高,但是抗压强度提高幅度并不明显;火成岩石粉混凝土随着水胶比的降低抗压强度增大,可以配制一般工程所需的不同强度等级混凝土;火成岩石粉与矿粉复合比和与粉煤灰复合对混凝土抗压强度贡献高,火成岩石粉与矿粉、粉煤灰6∶2∶2三元复合对混凝土抗压强度的提高效果最佳。     

钛石膏基复合胶凝材料抗碳化性能的研究

为了解决钛石膏综合利用率低、堆放或填埋会污染环境的问题,以钛石膏为原料制备复合胶凝材料。通过改变矿粉、粉煤灰等矿物掺合料与钛石膏掺量间的变化,研究钛石膏基复合胶凝材料碳化前后碳化深度和强度的变化规律,同时通过XRD、SEM对其性能变化的原因进行分析,研究该胶凝材料碳化前后的晶相组成和微观结构的变化。结果表明该胶凝材料碳化性能较P·C32.5复合水泥弱,28d后已完全碳化,且矿粉、粉煤灰矿物掺合料比例越大,碳化深度越浅,碳化后抗压强度越大,其抗碳化性能越好。通过XRD、SEM微观分析发现,钙矾石和CSH凝胶脱钙分解是碳化后抗压强度下降的主要原因。     

硅质废渣低碳胶凝材料制备研究

为降低硅质废渣对环境的污染并实现其资源化利用,通过硅质废渣微粉和矿粉复配制备低碳胶凝材料,研究了不同复配比例对低碳胶凝材料活性的影响以及对混凝土性能的影响。结果表明,互掺粉磨有利于低碳胶凝材料比表面积的提升和活性指数的提高。随着低碳胶凝材料中硅质废渣微粉掺入比例的增加,混凝土的坍落度和抗压强度先升后降;进一步通过低碳胶凝材料替代水泥发现,随着替代量增加混凝土坍落度和抗压强度先升高后下降、收缩率先下降后升高。在低碳胶凝材料替代量为55 kg/m³时,混凝土性能最佳。     

大掺量矿粉抗氯盐高性能混凝土试验研究

本文通过试验论述了掺矿粉的高性能混凝土随水胶比、胶凝材料用量、矿粉掺量及细度等因素不同,其抗氯离子性能、抗压强度及碳化等耐久性能变化规律。试验结果表明,掺入矿粉使得混凝土抗氯离子渗透能力提高,早期强度降低,后期强度增大,但抗碳化能力降低。     

原状磷石膏用作混凝土添加剂的性能研究

在C30混凝土基准配合比的基础上,内掺占胶凝材料总质量1.0%~6.0%的磷石膏,研究了磷石膏掺量对混凝土坍落度及经时损失、胶凝材料膨胀性能、矿物掺合料活性指数和抗压强度的影响。结果表明,磷石膏对混凝土具有缓凝和膨胀作用,可以激发矿物掺合料的活性,其在C30混凝土中的最佳掺量为3.0%~4.0%,研究结果为提高磷石膏资源化利用水平开辟一条新径。     

矿物掺合料对砂轻陶粒砼强度的影响

研究矿物掺合料类型和掺量对砂轻陶粒混凝土强度的影响规律。以松散体积法设计的LC30为基准[1],在此基础上调整矿物掺合料类型和掺量这些因素。实验结果表明：随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的强度却降低,粉煤灰掺量宜控制在10%;而矿粉在掺量占胶凝材料的0～30%内,随着掺量的增加,混凝土的强度也随之增长,矿粉应用掺量至少可达30%;矿粉和粉煤灰的掺量都为10%时,混凝土各龄期抗压强度最高。     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.     

Umlagerungsverhalten von Plattentragwerken aus Stahlfaserbeton

Das Tragverhalten von Platten aus Stahlfaserbeton ist von starker Nichtlinearität durch Rissbildung und großen traglaststeigernden Umlagerungen geprägt. Für ihre Berechnung und Bemessung wird ein nichtlineares Verfahren vorgestellt. Es basiert auf einer elasto‐plastischen Schädigungsbeschreibung des Faserbetons mit eingebetteter Betonstahlbewehrung und einer Finite Elemente Diskretisierung des Stabstahls und der Platte mit regularisierter Verschmierung der Rissbildung im Elementnetz. Das Verfahren wird an einer punktgestützen Stahlfaserbetonplatte eines Großversuchs angewendet und verglichen mit anderen gängigen Methoden, nämlich einer linear‐elastischen Schnittgrößenermittlung bzw. der Bruchlinientheorie. Zur Bemessung erweist es sich als sehr geeignet, allerdings – ähnlich den beiden anderen Verfahren – abhängig von der angenommen Rissbildung, der Nachrisszugfestigkeit und geometrischen Größen. Redistribution Effects of Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs Numerical Computation and Design The bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) slabs is mainly affected by nonlinearity due to cracking and redistribution effects leading to an increased bearing capacity. A nonlinear approach for structural analysis and design of such structures is presented. It is based on an elasto‐plastic damage theory to model material behaviour of SFRC and allows for additional embedded rebars. By adopting a finite element discretisation of the slab structure a regulated smeared modelling of cracking is achieved. Further the nonlinear model is applied to a full scale test of a SFRC flat slab structure and results are compared to alternative already well established methods, namely a linear elastic analysis and the yield line theory. The proposed method is proven to be very suitable for design but – alike the alternatives – depends on assumed crack patterns, residual tensile strength of the SFRC and geometrical parameters.