海工高性能混凝土专用掺合料

海工高性能混凝土掺合料是一种集矿渣微粉、粉煤灰等多种掺舍材料为一体的高效能建筑功能材料．在大量替代水泥作为胶凝材料的前提下．海工高性能混凝土掺合料可明显改善混凝土材料的本体致密程度．改善其综合耐久性能，尤其是耐氯离子扩散性能。本文重点介绍了海工高性能混凝土专用掺合料的复合机理、生产和应用效果。     

矿物掺合料对混凝土渗透性能的研究进展

抗渗混凝土是一种价格低廉,体积稳定性好,耐久性好的一种工程复合材料,在研究在桥梁、大坝等建筑工程上应用具有重要意义。根据目前研究,加入适量的矿物掺合料可以有效提高混凝土的抗渗性能,为抗渗混凝土的应用发挥更好的优势。文中从粉煤灰、硅灰、矿渣、纤维对其改善渗透效果进行总结,为抗渗混凝土在重点工程领域的应用提供有效参考。     

低品质矿物掺合料在高性能混凝土中的应用

随着高性能混凝土技术的快速发展,各种高品质矿物掺合料的研究使用也是日新月异,需求量不断增加。但高品质掺合料相对较少,绝大部分掺合料还是低品质的,因此低品质掺合料也逐渐受到重视。对产量较大的低品质粉煤灰、粒化高炉矿渣做了简要介绍,分析了相关的技术路线和作用形式效果,为低品质矿物掺合料在高性能混凝土中的应用提供借鉴。     

复合掺合料配制高性能混凝土的研究

1复合矿物掺合料 掺合料复合化是材料进化的主要途径之一，是吴中伟教授生前积极倡导的一种科学新思想。利用多种组分性能的超叠加效应（即1＋2≥3）,充分发挥其优良特性的组合效果,克服单一品种的性能缺陷、降低成本，使掺合料性能更优越，HPC性能更好，使用更经济，有利于扩大应用，真正起到绿色建材的重大作用。     

水胶比对大掺量矿物掺合料混凝土耐久性的影响

本文从抗碳化性能、抗冻性能、抗氯离子扩散渗透性能和抗气体渗透性能四个方面系统研究了大掺量矿物掺合料混凝土在不同水胶比情况下的耐久性能变化规律。结果表明大掺量矿物掺合料混凝土的抗碳化性能、抗冻性能、抗氯离子扩散渗透性能和抗气体渗透性能均随水胶比增大而降低,但其抗气体渗透性系数在早期受水胶比影响较显著,养护90 d的大掺量矿物掺合料混凝土气体渗透性系数基本不受水胶比影响。     

高铁用高性能矿物掺合料对混凝土性能的影响

以高速铁路为工程背景,试验研究了高性能矿物掺合料对水泥水化热及混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的影响。试验结果表明:高性能矿物掺合料能够显著提高水泥净浆的早期水化热及混凝土试块的抗压强度、抗氯离子渗透性能和抗冻性能。     

复掺高性能矿物掺合料对高强机制砂混凝土性能的影响

为定量研究S105矿粉与其他矿物掺合料共同作用对C80高强机制砂混凝土的和易性、抗压强度和干燥收缩性能的影响规律,通过试验得到不同龄期(3 d、7 d、28 d、60 d)下,S105矿粉单掺,以及掺S105矿粉的同时以不同含量的微珠、超细矿粉、硅灰分别取代水泥时,高强机制砂混凝土的坍落度、扩展度、抗压强度和干燥收缩率...     

高掺量矿物掺合料在超大基础底板混凝土中的研究和应用

针对大体积混凝土的施工要求,对高掺量矿物掺合料混凝土进行一系列技术论证试验,并成功应用于北京电视中心工程超大尺寸基础底板混凝土的浇筑施工.     

矿物掺合料对绿色高性能混凝土强度的影响

采用正交试验的方法,研究水胶比、硅灰、粉煤灰和石灰石粉掺量对GHPC(绿色高性能混凝土)强度的影响。研究结果表明,GHPC抗压强度的影响因素次序依次为水胶比、硅灰掺量、粉煤灰掺量及石灰石粉掺量。当水胶比为0.28、硅灰掺量为5%、粉煤灰掺量为20%、石灰石粉掺量为10%时,可配制满足抗压强度在C60~C80且绿色环保的GHPC。     

在混凝土中掺加矿物掺合料的试验

随着混凝土技术的发展，人们已经认识到矿物掺合料及其掺合料技术的发展，使得混凝土作为生态复合材料越来越功能化、生态化、可持续发展化。近一年来，天石实业有限责任公司对粉煤灰、矿渣微粉的掺入混凝土中取代水泥作了一些试验，研究了矿物掺合料单掺和复掺(两种或两种以上矿物微粉共同掺入)对混凝土性能的影响，本文对此进行了初步的分析。     

偏高岭土替代硅灰配制高性能混凝土

用偏高岭土和硅灰分别与粉煤灰和矿渣复掺配制高性能混凝土。通过对各组试样进行力学性能、耐久性能检测和微观结构分析,探讨偏高岭土替代硅灰作为活性矿物掺合料的可行性。研究了偏高岭土的工作性能,同时系统地研究了偏高岭土的掺入对高性能混凝土性能的影响。研究结果表明：经700～800℃热处理得到的偏高岭土结晶度很低,具有相当高的水化活性;偏高岭土替代硅灰作为高性能混凝土的活性掺合料,所配制的混凝土具有良好的力学性能和耐久性能。     

高性能再生骨料混凝土的性能与微结构

通过制备系列配合比的普通再生骨料混凝土(recycled aggregate concrete,RAC)和高性能再生骨料混凝土(high performance recycled aggregate concrete,HPRAC),研究再生骨料取代量对混凝土性能和微结构的影响.结果表明:RAC的力学性能和耐久性随着再生骨料取代量的增加而有所降低,但HPRAC仍具有良好的力学性能,并且抗渗性较高,具有抵抗300次冻融循环的耐久性.HPRAC水泥石基体较为密实,界面过渡区被致密的水化产物填充,孔隙变小,氢氧化钙和钙矾石含量均较少.     

复合微粒高性能混凝土的二级界面显微结构及耐久性研究

将天然纳米纤维材料及活性球形掺合料复合应用于高性能混凝土中,用以改善高性能混凝土的二级界面,探讨胶凝材料的颗粒紧密堆积及显微结构。对混凝土力学性能的研究表明:改善混凝土的二级界面,可以大幅度提高其抗弯强度和弹性模量;对耐久性的研究表明,由于加入了纳米纤维材料,改善了体系颗粒级配及二级界面显微结构,增加了体系密实度,是提高混凝土抗冻性、抗渗性的有效途径。因而,研究高性能混凝土的二级界面显微结构,对于提高高性能混凝土的宏观物理力学性能及耐久性存在巨大潜能。     

磨细高炉矿渣对海工混凝土抗冻性和氯离子扩散性能的影响

以天然海水为介质研究了掺加磨细矿渣的海工混凝土抗冻性和氯离子扩散性能,通过研究水胶比、矿渣和引气剂掺量等因素对混凝土抗冻性和抗氯离子渗透性能的影响.并与普通混凝土进行对比.结果表明:矿渣虽然能提高混凝土的抗氯离子渗透性能但不能提高混凝土的抗冻性;随水胶比减小,矿渣混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性能同时得到提高;矿渣只有与引气剂共同使用,才能同时有效提高混凝土海水环境中的抗冻性和抗氯离子渗透性.以常用抗冻性和氯离子渗透性指标的比值(R)可以反映海工混凝土的耐久性优劣,电子显微镜分析结果与R的评价结果吻合较好.     

在盐湖环境中高强与高性能混凝土的抗冻性

用快冻法研究了高强与高性能混凝土在水中和在西藏、内蒙古、新疆和青海盐湖卤水中的冻融耐久性,探讨了其冻融破坏机理．结果表明：在水中冻融时,活性掺合料严重降低了非引气高强混凝土的抗冻性,目前的非引气高性能混凝土不具备高抗冻性的特征,并非真正意义上的“高性能”,其冻融破坏起因于单硫型水化硫铝酸钙向钙矾石转化时的膨胀压,不含活性掺合料的普通与高强混凝土的冻融破坏源于水冻胀压;在盐湖卤水中冻融时,引起混凝土冻融破坏的主导因素是盐结晶压,混凝土的抗卤水冻蚀性主要取决于盐结晶压的损伤负效应和卤水冰点降低的损伤正效应,而且与盐湖卤水的成分密切相关。高强与高性能混凝土具有很高的抗卤水冻蚀性,在盐湖地区属于高耐久性的混凝土,适用于不同类型的盐湖环境。     

系统化的高性能混凝土配合比设计方法

基于Mehta和Aitcin的高性能混凝土配合比设计方法,通过建立混凝土强度与有效水胶比、粗集料松堆积体积和粉煤灰水化活性因子的关系,以及粗集料的松堆积体积与砂率的关系,建立了混凝土中粗集料、细集料、水和胶凝材料各组分之间的联系,提出了系统化的高性能混凝土配合比设计方法.该方法具有适用范围宽、简捷、准确和易于程序化的特点.实验结果表明:依据该配合比设计方法所配制混凝土的抗压强度与期望值具有良好的一致性.     

自然扩散条件下混凝土中氯离子的沉积

采用浸泡试验方法,通过测定不同条件下混凝土内部不同位置处外渗氯离子的含量,研究了混凝土组成与配比、溶液中氯离子浓度、浸泡方式等因素对自然扩散条件下混凝土中氯离子沉积的影响规律,并采用不同的试验测试方法分析了混凝土中以化学结合、物理吸附或游离方式沉积的氯离子含量.结果表明:较高水胶比(>0.42条件下,水胶比的变化对混凝土表层沉积的氯离子数量无显著影响.混凝士中沉积的氯离子数量随外部环境中氯离子浓度的增加而呈不同程度的增加.相对于一维浸泡方式,三维浸泡的混凝土表层沉积的氯离子有一定程度的提高.与酸溶法相比,混凝土中水溶性氯离子的沉积量约降低30%.     

超高强混凝土中各组分与聚羧酸系超塑化剂之间的相互作用

超高强混凝土(ultra-high strength concrete,UHSC)的水灰比小于0.25,含有大量的硅灰等微细组分,这有利于颗粒的最优紧密堆积。硅灰的表面化学效应以及较大的表面积使其成为UHSC中最难被分散的组分。由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯及甲代烯丙基磺酸合成的聚羧酸系超塑化剂能使水泥颗粒被有效润湿,然而烯丙醚-马来酸酐合成的聚羧酸系超塑化剂可以很好地分散硅灰。这2种不同的聚羧酸系超塑化剂的复合可以使其拥有不同的分子结构,从而赋予超高强混凝土很好的流动性。当只加入1种聚羧酸系超塑化剂时其掺量为1%(质量分数,下同),而当加入这种复合聚羧酸系超塑化剂时掺量为0.5%就足够了。这2种类型的聚羧酸系超塑化剂的协同效应是由于它们的选择性吸附:甲基丙烯酸盐基的聚羧酸系超塑化剂主要吸附在水泥颗粒表面,而烯丙醚基聚羧酸系超塑化剂主要吸附在硅灰颗粒表面。实验表明:小分子量的有机酸阴离子(如:柠檬酸盐、葡萄糖酸盐及酒石酸盐中的阴离子)与聚羧酸系超塑化剂之间具有潜在的协同作用。只需加入0.1%的这些阴离子即可显著提高烯丙醚基聚羧酸系超塑化剂的作用效果。这些阴离子可以起到一种辅助作用,它们同时吸附在水泥颗粒表面以及硅灰颗粒表面。水泥颗粒的表面首先由这些阴离子所占据,而硅灰颗粒表面吸附了烯丙醚基聚羧酸系超塑化剂和这些阴离子。这些阴离子起到了一种很强的静电分散效应,使烯丙醚基聚羧酸系超塑化剂的空间位阻效应得到加强。虽然聚羧酸系超塑化剂阴离子具有缓凝作用,但是使用这种复合聚羧酸系仍能制备出高早强混凝土。     

混凝土中氯离子二维扩散分析的边界元法

混凝土二维扩散分析的有限元法等常用数值法通常需要在空间域和时间域中同时采取细密的离散网格,计算量大.针对混凝土中氯离子二维扩散问题,提出了计算长度的概念及其计算表达式,首次建立了相应的边界元计算方法,确定了时间域离散的步长.通过该计算模型研究了混凝土结构的拐角等几何形状复杂位置的氯离子分布规律.由于边界元法可以将二维问题简化为一维离散问题,而且该计算模型在时间域内的离散网格非常稀疏,因此,相对于其他数值方法,该方法计算量很小,算例分析验证了该方法具有很高的计算精度和计算效率.同时,对角点等位置的氯离子浓度的计算结果表明,二维方法能够更准确地反映氯离子在混凝土结构中的扩散和积聚规律.     

偏高岭土及其在高性能混凝土中的应用

介绍了偏高岭石结构、火山灰性及其在高性能混凝土中应用研究现状。有关研究结果表明：偏高岭土可有效提高水泥砂浆和混凝土的强度，改善混凝土的抗渗性和耐蚀性，有效地抑制碱集料反应等，是一种很有开发应用价值的混凝土功能性掺合料。