机制砂高抗冲磨超高性能混凝土（UHPC）的组成设计与工程应用

针对我国西部地区泥石流、洪水等严酷服役环境下桥梁墩柱存在的冲击磨损和空蚀问题,利用UHPC材料高强、高耐久的材料自身特点,通过机制砂替代石英砂,进行UHPC材料的抗冲磨组成设计。研究了矿物掺合料种类、粉煤灰微珠掺量、硅灰掺量、胶凝材料用量、水胶比对抗冲磨UHPC材料的工作性能、力学性能、抗冲磨性能的影响规律。结果表明,在胶凝材料用量、水胶比和纤维掺量相同的条件下,随着粉煤灰微珠掺量增加,混凝土的工作性能提高,抗冲磨强度下降,粉煤灰微珠适宜掺量为胶凝材料的17%;随硅灰掺量增加,超高性能混凝土的工作性能下降,抗冲磨强度提高,硅灰适宜掺量为胶凝材料的13%;随着胶凝材料用量增加,工作性能提高,抗冲磨强度先提高后降低,最佳胶凝材料用量为1150 kg/m3;降低水胶比,工作性能降低,抗冲磨强度先提高后降低,最佳水胶比为0.18。经过优化设计的抗冲磨UHPC抗冲磨强度为普通C50混凝土的3倍,已成功应用于四川省仁寿至屏山新市公路石盘特大桥。     

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。     

高强清水混凝土的制备及清水效果研究

在C60高强清水混凝土配合比基础上,采用正交试验结合图像处理技术研究了胶凝材料总量、矿渣微粉掺量、硅灰掺量、水胶比以及粗骨料级配等对高强度清水混凝土的工作性能、力学性能以及清水效果的影响。结果表明:对清水混凝土坍落度的影响程度依次为胶凝材料总量>粗骨料级配>矿渣微粉掺量>硅灰掺量>水胶比;对清水混凝土28 d抗压强度的影响程度依次为矿渣微粉掺量>水胶比>胶凝材料总量>硅灰掺量>粗骨料级配;对清水效果的影响程度依次为胶凝材料总量>硅灰掺量>矿渣微粉掺量>水胶比>粗骨料级配。     

基于正交试验设计的大掺量粉煤灰混凝土配合比

使用正交试验法,进行用于超高层建筑的大体积底板的大掺量粉煤灰混凝土配合比设计。通过对正交试验结果的直观分析、极差分析、方差分析,得到了配合比中各主要变量对混凝土力学性能的影响规律。试验表明,大掺量粉煤灰混凝土的抗压强度的影响因素依照显著性排序依次为粉煤灰掺量、水胶比和单位立方米胶材用量。大掺量粉煤灰混凝土的抗压强度随粉煤灰掺量和水胶比的升高而降低,胶凝材料用量在合理范围内变动的影响较小。基于各因素的显著性分析结果,给出了混凝土强度和放热性能满足要求的C40混凝土配合比,实际浇筑效果良好。     

京沪高速铁路箱梁混凝土配合比设计方法探讨

采用四因子三水平正交设计方法,对影响混凝土强度的胶凝材料用量、粉煤灰掺量、矿粉掺量和水胶比四个因子进行三水平设计,结果表明：对于10 d强度,粉煤灰的影响系数要高于水胶比和胶凝材料用量,矿粉影响系数最小;对于28 d强度,影响系数最大的是水胶比,其次是胶凝材料用量,影响系数最小的是矿粉用量,根据正交分析结果并结合实际工程需要,可设计出满足标准和施工要求的配合比。     

减胶剂对水泥混凝土性能及胶凝材料水化作用的影响

通过掺与不掺减胶剂对胶凝材料体系的影响试验,研究了减胶剂对混凝土工作性、强度及耐久性的影响,探明了减胶剂对胶凝材料早期电阻率及水化产物的影响和对不同原材料所配制胶砂的激发效果.结果 表明:掺入0.5％的减胶剂能显著提高混凝土的28 d强度和混凝土的抗碳化性能、抗渗性能,降低混凝土的电通量.在达到相同的混凝土性能标准下,掺加减胶剂能降低混凝土胶凝材料的用量,提高混凝土的经济性;减胶剂除具有分散性外,还能有效激发粉煤灰效果,使水泥早期水化电阻率降低,溶出更多的离子并生成更多的碳铝酸钙等水化产物,进而提高混凝土的各项性能.     

低碳胶凝材料制备混凝土路面砖的试验研究

文中以矿渣、钢渣、脱硫石膏等工业废弃物及熟石灰和激发剂混合后形成低碳胶凝材料,加入少量水泥、砂、碎石、减水剂和水,经搅拌后,振动压制成型制得混凝土路面砖。试验研究了低碳胶凝材料不同组分材料用量、混凝土路面砖中的掺加量、水胶比等因素对混凝土路面砖的强度、耐磨性的影响。结果表明,采用低碳胶凝材料可减少水泥的用量、节约成本,通过控制矿渣用量、水胶比、低碳胶凝材料掺加量等参数,可制备出满足Cc40强度等级的混凝土路面砖。     

配合比参数对水泥浆体抗裂性能的影响

提高抗裂性是混凝土工程中的一个重要课题。从优化混凝土配合比的角度,研究了配合比参数水胶比、矿物掺合料用量及品种、单位用水量和灰砂比等对箱梁用高强混凝土早期抗裂性能的影响。研究表明:提高水灰比、添加适当掺量的掺合料、适当降低胶凝材料总量有利于提高抗裂性能。当粉煤灰掺量在10%～20%时,粉煤灰掺量对早期抗裂性的影响不大,反而在掺量为10%时略优,单掺粉煤灰略优于双掺粉煤灰和矿渣微粉。各影响因素对水泥净浆的影响趋势与砂浆和混凝土相似,但影响程度不同。水胶比对抗裂性能的影响最大,其次为掺合料用量和胶凝材料总量。掺合料用量在砂浆中对抗裂性的影响略小于在水泥净浆中的影响。     

碱激发再生黏土砖粉泡沫混凝土性能研究

研究了在碱激发方式下再生黏土砖粉的活性激发效果和机理,探究了活性激发后的再生黏土砖粉用于制备泡沫混凝土的可行性。结果表明：复合碱激发剂可以提高再生黏土砖粉-水泥胶凝材料的28 d抗压强度和活性指数,当复合碱激发剂掺量为3%时,试件的28 d抗压强度和活性指数分别为22.42 MPa和73.3%,激发效果最好;当采用复合碱激发剂时,胶凝材料体系的水化放热速率和水化放热总量低,水化反应时间长,试件的后期强度高;当复合碱激发剂掺量为3%、再生黏土砖粉掺量为40%、水胶比为0.50时,再生黏土砖粉泡沫混凝土的性能满足JG/T266—2011《泡沫混凝土》的要求。     

胶凝材料对混凝土干缩影响的研究

通过试验分析了胶凝材料总量，水胶比，粉煤灰掺量对混凝土干缩性能的影响。结果表明：在实验范围内，胶凝材料总量和水胶比对早期干缩影响较小，对后期干缩影响较大，粉煤灰掺量对混凝土早期和后期干缩的影响都较大。     

Ⅲ级粉煤灰代替细砂的试验研究

大掺量粉煤灰水泥砂浆的应用（粉煤灰代替细砂），是减轻燃煤废料污染、缓解天然砂缺少危机的有效途径。本文试验用Ⅲ级粉煤灰代替水泥砂浆中的细砂，比较了Ⅲ级粉煤灰品质、掺量，水胶比和胶凝材料总量对水泥砂浆抗压强度的影响，认为水胶比和粉煤灰掺量对水泥砂浆强度起主要作用，在低水胶比前提下，粉煤灰品质的影响不大。试验还进行了粉煤灰水泥砂浆的拓展度试验，试验结果表明：Ⅲ级粉煤灰掺胶比不掺胶的流动性好，按体积代替比按质量代替的流动性好。掺胶量对砂浆的流动性有影响。     

大掺量低质粉煤灰配制中高强度混凝土试验研究

大量低品质粉煤灰在混凝土中的应用，是减轻燃煤废料污染、缓解矿物能源危机的有效途径。试验用较低品质粉煤灰配制中高强度混凝土，比较了粉煤灰品质、掺量，水胶比和胶凝材料总量对混凝土抗压强度的影响，认为水胶比和粉煤灰掺量对混凝土强度起主要作用。在低水胶比前提下。粉煤灰品质的影响不大。     

关于减水剂的应用对使用水灰比定则的影响

水灰比与水胶比水灰比就是配制混凝土的用水量与水泥用量之比。现代混凝土除了水泥以外,还掺部分粉煤灰、磨细矿渣粉等活性掺合料,统称胶凝材料,因此水灰比改称为水胶比,即用水量与胶凝材料的质量之比。水灰比或水胶比是决定混凝土强度的主要因素,直接影响所配制混凝土的性能和经济效果,确定水胶比是配合比设计中的一个重要环节。     

大掺量低质粉煤灰配制中高强度混凝土

大量低品质粉煤灰在混凝土中的应用，是减轻燃煤废料污染、缓解矿物能源危机的有效途径。本文试验用较低品质粉煤灰配制中高强度混凝土，比较了粉煤灰品质、掺量，水胶比和胶凝材料总量对混凝土抗压强度的影响。认为水胶比和粉煤灰掺量对混凝土强度起主要作用，在低水胶比前提下，粉煤灰品质的影响不大。     

配合比参数对混凝土抗碳化性能的影响

通过试验研究水胶比、胶凝材料用量、粉煤灰和矿粉单掺掺量及双掺掺量对混凝土抗碳化的影响,得到了各配合比参数对混凝土抗碳化性能的影响程度,并得出了具有良好抗碳化性能的混凝土各配合比参数的规律和取值范围。     

大掺量粉煤灰砂浆工作性研究

为了解高掺粉煤灰混凝土工作性的特点,对高掺粉煤灰砂浆的工作性进行了研究。采用流动度和稠度作为工作性评价指标,研究了水胶比、减水剂用量、粉煤灰掺量、粉煤灰品质对大掺量粉煤灰砂浆工作性能的影响。研究结果表明:对于不同粉煤灰掺量,增大水胶比和减水剂用量,均可增大砂浆的流动度。在相同的减水剂用量和水胶比下,随粉煤灰掺量的增大,砂浆的流动度增大,这说明提高粉煤灰掺量可减小水胶比。不同粉煤灰掺量的砂浆工作性对水胶比和减水剂用量的敏感性不同,粉煤灰掺量越高,砂浆的工作性对水胶比及减水剂用量越不敏感。因此,提高粉煤灰掺量可降低高掺粉煤灰砂浆的水胶比,可见增加粉煤灰掺量具有减水作用。     

高速铁路箱梁用高性能混凝土的试验研究

采用L9(34)正交分析表,选取胶凝材料用量、粉煤灰掺量、矿粉掺量和水胶比四个因素,每个因素选取三个水平,分别对铁路箱梁C50配合比的10,28 d强度进行了正交分析。结果表明:对于10 d强度,粉煤灰的影响系数要高于水胶比和胶凝材料用量,矿粉影响系数最小;对于28 d强度,影响系数最大的是水胶比,其次是胶凝材料用量,影响系数最小的是矿粉用量。根据正交分析结果并结合实际工程需要,设计出满足标准和施工要求的配合比。     

基于正交试验设计的活性粉末混凝土配合比优化研究

运用正交试验设计活性粉末混凝土的配合比,考虑四因素三水平,以抗压强度及抗折强度作为试验的考核指标,得到掺硅粉的二元胶凝体系活性粉末混凝土的最佳配合比为:水胶比0.2,硅粉掺量0.2(硅粉/水泥),聚羧酸盐高效减水剂用量5%,钢纤维掺量3%。在二元胶凝体系基础上掺加粉煤灰,通过优化,最终得到三元胶凝体系活性粉末混凝土的最佳配合比:水胶比0.2,硅粉掺量0.2(硅粉/水泥),聚羧酸盐高效减水剂用量5%,钢纤维掺量3%,粉煤灰掺量0.2(粉煤灰/水泥)。     

自密实混凝土早期收缩开裂影响因素分析与评价

研究了矿物掺合料、水胶比和胶凝材料用量对自密实混凝土早期收缩开裂性能的影响,采用椭圆环约束收缩试验方法直接评价自密实混凝土砂浆的早期收缩开裂趋势,并结合自由收缩试验综合评价自密实混凝土的收缩开裂性能.试验表明:粉煤灰的掺入显著降低了自密实混凝土砂浆早期干燥条件下的约束开裂敏感性和混凝土自由收缩速率及收缩值;与单掺20%粉煤灰试样相比,复掺样中5%硅粉的掺入增加了粉煤灰砂浆早期干燥条件下开裂敏感性,但在复掺体系中加强早期养护有利于掺硅粉自密实混凝土抗裂性的提高;在0.3、0.35、0.4三个不同水胶比体系中,水胶比较大自密实混凝土砂浆在早期干燥条件下表现出易开裂的特征,应结合体系中实际水灰比、矿物掺合料组分以及养护条件等因素来综合评价混凝土收缩开裂性能;在本试验三组不同用量多元胶凝材料体系中,随着胶凝材料用量的降低,开裂敏感性和自由收缩量均降低,当胶凝材料总量降到450 kg/m3时,砂浆初始开裂时间显著延长.     

等强度条件下粉煤灰掺量对混凝土抗裂性的影响

为考察等强度条件下粉煤灰掺量对混凝土抗裂性的影响,通过调整水胶比对15%、20%、25%三种粉煤灰掺量的混凝土进行了等强度设计,并在此基础上开展了胶凝材料水化热及混凝土极限拉伸值、干缩、自生体积变形等热学性能和变形性能测试。结果表明,通过调整水胶比得到的三种粉煤灰混凝土的抗压强度、轴向抗拉强度和抗拉弹性模量基本相当,实现了等强度设计;等强度条件下粉煤灰掺量提高,混凝土的极限拉伸值增加,干缩值降低,自生体积收缩变形减少,开裂敏感性降低;三种混凝土之间的绝热温升差异小于胶凝材料水化热的测试情况,说明孤立地由胶凝材料水化热来评价混凝土的抗温度应力开裂性能是不合适的。