矿物掺合料对混凝土氯离子扩散系数影响的试验研究

通过NEL法测定混凝土氯离子扩散系数,定量评价了水胶比、骨料体积分数、粉煤灰、矿渣和硅粉对混凝土氯离子扩散系数的影响。试验结果表明,混凝土氯离子扩散系数随着水胶比的增大而增大,但随着骨料体积百分数的增大而减小。在混凝土中掺入粉煤灰、矿渣和硅粉都可以显著减小混凝土氯离子扩散系数,硅粉效果最好。对于粉煤灰和矿渣,掺量为10%时减小率最大,而对于硅粉,掺量为5%时减小率最大。     

混凝土氯离子扩散系数随养护龄期演化的试验研究

通过试验研究了普通混凝土和矿物掺合料混凝土氯离子扩散系数随养护龄期的变化规律。在试验中考虑了水胶比、骨料体积率、矿物掺合料种类和替代率的影响,用NEL法测定养护龄期为28、56、84、112 d的混凝土氯离子扩散系数。试验结果表明,随着水胶比的增大或骨料体积率的减小,混凝土氯离子扩散系数增大。在混凝土中掺入粉煤灰和矿渣都能有效地减小氯离子扩散系数。基于试验结果,给出了普通混凝土、粉煤灰混凝土和矿渣混凝土氯离子扩散系数与养护龄期的经验公式,为混凝土材料的耐久性设计提供参考。     

干湿循环条件下矿渣混凝土氯离子表观扩散系数的影响因素研究

利用自然浸泡法测试了矿渣混凝土在3.5%NaCl溶液中干湿循环60、120、180、270、360 d时的自由氯离子浓度分布,研究了矿渣掺量、水胶比和养护龄期等因素对氯离子表观扩散系数的影响。结果表明,表观扩散系数随着水胶比的增大而增大,呈线性关系。随着矿渣掺量的增大,表观扩散系数先降低而后增大,呈二次多项式的关系。表观扩散系数随着养护龄期的增大而减小,呈幂函数的关系。     

引气混凝土的抗碳化性能研究

分别研究了不同浆骨比、含气量和水胶比情况下,掺入粉煤灰后高耐久性混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性能。研究结果表明:碳化深度随粉煤灰掺量的增加而增大;氯离子扩散系数随粉煤灰掺量的增加而减小,当粉煤灰掺量超过一定掺量时氯离子扩散系数又随粉煤灰掺量的增加而增加。碳化深度、氯离子扩散系数随含气量增加而减小,而当含气量大于4%时,碳化深度、氯离子扩散系数又随含气量的增加而增大;碳化深度、氯离子扩散系数随浆骨比(32.5/67.5至37.5/62.5)的增大而增大;水胶比越小的抗碳化性能越好、氯离子扩散系数越小。     

粉煤灰、矿渣粉对机制砂自密实混凝土氯离子扩散系数的影响

采用RCM试验方法研究了粉煤灰、矿渣粉对C40机制砂自密实混凝土氯离子扩散系数的影响。结果表明:粉煤灰单掺时,随混凝土中粉煤灰掺量的增加,自密实混凝土氯离子扩散系数先逐渐减小后增加,28d龄期时氯离子扩散系数最低值对应的粉煤灰掺量为30%,而56d龄期时氯离子扩散系数最低值对应的粉煤灰掺量为40%;矿渣粉单掺时,随着矿渣粉掺量的提高,自密实混凝土氯离子扩散系数逐渐降低,矿渣粉掺量大于40%时,氯离子扩散系数下降的趋势变小;粉煤灰、矿渣粉双掺的混凝土试件,复掺比例由0∶10变化到10∶0时,氯离子扩散系数呈先减后增的趋势,复合掺合料比为3:7的28d龄期自密实混凝土氯离子扩散系数最小,复合掺合料比为5∶5的56d龄期自密实混凝土氯离子扩散系数最小。     

早龄期混凝土氯离子扩散试验研究

通过试验研究了养护时间、骨料级配、水灰比、骨料体积含量和最大骨料直径对早龄期混凝土氯离子扩散系数的影响。结果表明,早龄期混凝土氯离子扩散系数随着养护龄期的增大而减小,但随着水灰比的增大而增大;早龄期混凝土氯离子扩散系数随着骨料体积含量和最大骨料粒径的增大而减小;也发现骨料级配对早龄期混凝土氯离子扩散系数有一定的影响。     

粉煤灰和矿粉对C50自密实混凝土氯离子扩散系数的影响

采用自然浸泡法研究了矿物掺合料对C50自密实混凝土工作性能和抗氯离子渗透性能的影响,结果表明:对于单掺粉煤灰混凝土试件,氯离子扩散系数随粉煤灰含量的提高先减少后增加,28d龄期时粉煤灰含量为30％的试件氯离子扩散系数最低,而90d龄期时粉煤灰含量为40％的试件氯离子扩散系数最低;对于单掺矿粉混凝土试件,氯离子扩散系数随胶凝材料中矿粉含量的提高而降低,当矿粉含量由50％增加至60％时氯离子扩散系数降低的幅值并不明显;对于复掺混凝土试件,氯离子扩散系数随复合掺合料中粉煤灰含量的提高先减少后增大,28d龄期时粉煤灰含量为10％的混凝土氯离子扩散系数最低,而90d龄期时粉煤灰含量为20％的混凝土氯离子扩散系数最低.     

养护龄期对混凝土氯离子扩散系数的影响

基于NEL法研究了不同水灰比和骨料体积含量混凝土氯离子扩散系数随时间的变化规律,发现混凝土氯离子扩散系数随养护龄期的增大而减小,但118d后减小速率变缓。进一步数据分析表明,水灰比越大或骨料体积含量越小,混凝土氯离子扩散系数随养护龄期增大而减小的趋势越明显。     

掺粉煤灰混凝土的抗氯离子渗透性试验研究

本文对不同水胶比、不同粉煤灰掺量下的混凝土,利用ASTM C1202试验方法,测定了在标准养护条件下14d、28d和90d的6h电通量值。结果表明,标准养护28d时,适当粉煤灰掺量下,低水胶比的混凝土比高水胶比的混凝土具有更好的抗氯离子渗透性能;水胶比0.5以上时,水化早期随着粉煤灰掺量的增加混凝土电通量增加,水化后期则随着粉煤灰掺量的增加电通量急剧下降;0.35以下水胶比的混凝土氯离子抗渗透性能高于0.5以上水胶比的混凝土,且掺粉煤灰混凝土更适合采用长龄期的电通量来评价混凝土的抗氯离子渗透性能。     

C50再生骨料混凝土的试验

试验采用正交设计的方法,利用再生骨料配制高强(C50)混凝土,同时研究水胶比、再生骨料取代量、硅粉和粉煤灰掺量对再生骨料混凝土和易性和抗压强度的影响。试验结果表明:坍落度随着水胶比的增大、再生骨料取代量和硅粉掺量的减小而增大;粉煤灰掺量对坍落度的影响较小;再生骨料混凝土的抗压强度随着水胶比和再生骨料取代量的降低、硅粉掺量的增加而提高,粉煤灰对抗压强度的影响较小。随着水化的发展,再生骨料对混凝土抗压强度的不利影响将逐渐减小。     

粉煤灰对受弯开裂钢筋混凝土内氯离子侵蚀的影响

为了研究粉煤灰掺量对受弯开裂钢筋混凝土中氯离子侵蚀过程的影响,采用三点受弯的方法将粉煤灰掺量(质量分数)分别为0%,15%和30%的混凝土梁进行两两自锚,并将不同开裂状态下的试验梁放置于5%(质量分数)的NaCl溶液中进行干湿循环侵蚀试验.结果表明：干湿循环作用下,受弯开裂混凝土的表层对流区深度在10~20mm,且随着裂缝宽度的增加,对流区深度逐渐增大;混凝土的氯离子渗透性能随着弯曲裂缝宽度的增大而提高;粉煤灰掺量在15%以上时能有效改善开裂混凝土的抗氯离子渗透性能,其等效氯离子扩散系数是普通混凝土的1/8~1/6;扩散分析时,混凝土损伤劣化效应系数K与裂缝宽度w,粉煤灰掺量f可用指数关系进行拟合.     

粉煤灰珊瑚骨料混凝土内掺氯离子扩散和吸水性能

研究了粉煤灰掺量对珊瑚骨料混凝土(CAC)内掺氯离子含量、氯离子结合能力及毛细吸水性能的影响,并采用X射线衍射(XRD)和热重(TG-DTG)分析了水化产物、理论孔体积及结合水含量.结果表明:随着养护龄期的延长,CAC中总氯离子浓度增大,粉煤灰降低了早龄期总氯离子含量,增大了后期总氯离子含量,而自由氯离子含量随养护龄期的变化规律正好相反,粉煤灰提高了CAC的氯离子结合能力;粉煤灰对28d时CAC的抗毛细吸水性能提升较小,显著降低了60d时CAC的毛细吸水量和吸水率,掺加20%的粉煤灰使28、60d时CAC的二次吸水率分别减少了6.1%、15.4%;粉煤灰对水化产物种类没有影响,但降低了CAC中Ca(OH)2的含量,结合珊瑚骨料携带的氯离子,生成了Friedel's盐.     

高性能混凝土约束收缩对氯离子扩散的影响

对粉煤灰和矿渣粉双掺总量占胶凝材料总质量的百分比分别为30%,40%和50%及掺合比例分别为1∶2,2∶3和1∶1的高性能混凝土进行了平板收缩试验和快速氯离子扩散系数测定（RCM法）试验,分析了高性能混凝土有约束和无约束收缩开裂性能及对氯离子扩散系数的影响规律。研究结果表明:无约束的混凝土平板均未发生开裂,有约束的混凝土平板基本开裂,双掺矿物掺合料显著改善了混凝土的抗裂性能,当粉煤灰和矿渣粉的掺合比例为1∶1时,其抗裂性能最好,且随着掺量的增加,混凝土的抗裂性越好;矿物掺合料双掺总量和掺合比例一定时,各配比约束收缩混凝土的等效氯离子扩散系数均高于无约束收缩混凝土的氯离子扩散系数,即约束收缩增大了混凝土的氯离子扩散系数,收缩应变越大,混凝土的抗氯离子性能越差;当粉煤灰和矿渣粉掺合比例为1∶1时,约束收缩对混凝土内氯离子扩散的影响最小。     

矿物掺合料混凝土抗氯离子渗透性能及时变规律

以非稳态氯离子迁移系数(D值)为指标,研究了复掺粉煤灰和矿粉的混凝土抗氯离子渗透性能及其时变规律。结果表明:降低水胶比,延长龄期(180 d以内)都能使混凝土的抗氯离子渗透性能增强;一定范围内,抗氯离子渗透性能均随矿粉掺量的增加而增加,随粉煤灰掺量的增加而降低,当矿粉掺量分别为37.5%、31.9%时,C30、C45混凝土的抗氯离子渗透性能最佳;随着龄期延长,C30、C45混凝土的D值差距增大;C30、C45混凝土在90 d、180 d的D值与粉煤灰、矿粉掺量之间的定量关系可用线性公式来表达;C30、C45混凝土的D值与龄期之间的定量关系可用基于Fick第二定律的幂函数表达,其中,指数a与粉煤灰掺量的关系可用高次多项式来表达。     

大掺量粉煤灰高强混凝土研究

试验探讨了粉煤灰掺量、水胶比和胶凝材料用量等因素对大掺量粉煤灰混凝土的表观密度、流动性和抗压强度的影响。粉煤灰掺量分别为50％、60％和70％，水皎比分别为0．3、0．25和0．2。试验结果表明：在低水胶比条件下,超细粉煤灰的密实填充作用效果更显著；以0．2的水胶比，600kg／m。的胶凝材料用量，可以配制出粉煤灰掺量为50％，28d抗压强度在80MPa以上，且具有较高的劈拉强度和弹性模量的大掺量粉煤灰高强混凝土。     

高性能混凝土耐久性能试验研究

以3种不同水胶比和矿物掺合料掺量为变量,研究混凝土抗氯离子扩散、抗渗、抗碳化性能的变化。通过试验得出:水胶比0.33,双掺(20%石灰石粉+10%矿渣)的28 d强度最高,其扩散系数最小;良好养护的混凝土试件,其材料自身的抗水渗透能力均较好,且随着强度的提高,其渗水高度略有降低。随着碳化时间的增长,混凝土碳化深度逐渐增加,但碳化28 d后平均碳化深度均小于10 mm;根据试验结果,可为今后高性能混凝土配合比设计提供依据。     

粉煤灰掺量对混凝土氯离子扩散系数和碳化速率的影响

通过氯盐浸泡和快速碳化试验,研究了粉煤灰掺量对混凝土氯离子扩散系数和碳化速率系数的影响规律.结合试验数据并通过现有模型对比分析,给出较为合理的粉煤灰影响系数表达式和建议取值.以普通混凝土的氯离子扩散系数为基准,粉煤灰掺量的影响系数kF=D/DF0=4.03 (mF/mF+C)2-2.48 (mF/mF+C)+ 1.02:以普通混凝土的碳化速率系数为基准,粉煤灰掺量的影响系数kFc=1.07exp (2.16mF/mF+C).     

Influence of fly ash on strength and sorption characteristics of cold-bonded fly ash aggregate concrete

Cold-bonded fly ash aggregate concrete with fly ash as part of binder or fine aggregate facilitates high volume utilization of fly ash in concrete with minimum energy consumption. This paper investigates the influence of fly ash on strength and sorption behaviour of cold-bonded fly ash aggregate concrete due to partial replacement of cement and also as replacement material for sand. While cement replacement must be restricted based on the compressive strength requirement at desired age, replacement of sand with fly ash appears to be advantageous from early days onwards with higher enhancement in strength and higher utilization of fly ash in mixes of lower cement content. Microstructure of concrete was examined under BSEI mode. Replacement of sand with fly ash is effective in reducing water absorption and sorptivity attributable to the densification of both matrix and matrix–aggregate interfacial bond. Cold-bonded fly ash aggregate concrete with a cement content of 250 kg/m³, results in compressive strength of about 45 MPa, with a total inclusion of around 0.6 m³ of fly ash in unit volume of concrete.