无机多孔固体类混凝土内养护材料研究进展

掺加混凝土内养护材料是解决高性能混凝土自收缩和开裂的重要技术手段,本文重点介绍了无机多孔类混凝土内养护材料的来源、孔隙特征和性能特点,以及其在混凝土中的应用状况和对混凝土工作和力学性能、收缩变形及耐久性的影响,并对其存在的问题作了总结。     

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.     

矿物掺和料对混凝土早期开裂的影响

针对高性能混凝土普遍存在的早期开裂问题,采用板式混凝土开裂架研究了掺硅灰、粉煤灰、矿渣粉对混凝土早期开裂的影响规律,同时测量了混凝土早期自收缩及在干燥条件下的总收缩。试验结果表明:掺硅灰对混凝土在干燥条件下的早期总收缩影响不大,但使混凝土早期开裂加重;掺粉煤灰使混凝土早期自收缩明显减小,而总收缩并不降低;掺矿渣粉使混凝土早期自收缩和总收缩都增大,而掺粉煤灰和矿渣粉均使混凝土早期抗裂性改善,且掺粉煤灰抗裂性优于矿渣粉。掺硅灰混凝土早期抗裂性差的主要原因是混凝土早期弹性模量增大,徐变和应力松弛能力降低;而掺矿渣粉或粉煤灰混凝土早期抗裂性改善的主要原因在于混凝土早期弹性模量减小、徐变和松弛能力提高。     

聚丙烯纤维混凝土在耐磨地面中的应用

在混凝土中掺加聚丙烯纤维,可以有效抑制混凝土的早期开裂,降低混凝土产生收缩裂缝的可能性.通过试验发现,掺加聚丙烯纤维的混凝土与不掺加聚丙烯纤维的混凝土相比,能提高抗折强度,但抗压强度没有明显改善;随着聚丙烯纤维用量的提高.混凝土坍落度逐渐减小;掺加聚丙烯纤维的混凝土耐久性有很好的提高.通过试验确定了掺加聚丙烯纤维的施工配合比,并在新中国国际展览中心取得较好的应用效果.     

粉煤灰掺量对混凝土抗裂性能的影响

该文通过混凝土绝热温升和刀口抗裂试验研究了不同粉煤灰掺量对于混凝土抗裂性能的影响,结果表明:粉煤灰的掺入可大幅降低混凝土结构的绝热温升,且降低幅度随着掺量的增加越加明显,能减少温度应力对混凝土墩身带来的潜在开裂风险;掺加粉煤灰可以减小混凝土单位面积内开裂面积,且随着粉煤灰掺量的增加开裂面积逐渐减小,掺加粉煤灰对混凝土开裂的抑制作用对于不同强度等级混凝土是一致的。     

掺合料及含气量对混凝土早期开裂的影响

研究了混凝土覆盖养护时间、矿物掺合料掺量以及含气量对混凝土早期塑性收缩开裂的影响。结果表明:混凝土塑性收缩开裂主要发生在初凝以前,适当延长混凝土覆盖养护时间可大大减小塑性收缩开裂的发生;随着矿物掺合料掺量的增大以及含气量的增加,混凝土平均开裂面积和单位面积总开裂面积大幅度减小,裂缝数目增多,并变得细小。     

矿渣、粉煤灰掺量对混凝土收缩、开裂性能的研究

收缩开裂是影响现代混凝土耐久性的主要因素,通过圆环开裂试验、收缩试验来评定矿物掺和料对混凝土收缩开裂的影响,结果表明矿渣掺量在一定范围内时可抑制混凝土的开裂,混凝土的自收缩随矿渣掺量的增大而增大,干缩随矿渣掺量的增大而减小。粉煤灰可有效抑制混凝土的开裂,随掺量的增大抑制作用越显著。粉煤灰掺量越大对自收缩的抑制作用越明显,混凝土的干缩略有增大。     

养护条件对补偿收缩混凝土性能的影响

研究了掺加氧化镁膨胀剂的补偿收缩混凝土在不用养护条件下的强度、耐久性及自由膨胀率的变化规律,并对其机理进行了分析。结果表明,标准养护时,合适的氧化镁膨胀剂掺量对混凝土强度、耐久性影响不明显,但可以明显补偿混凝土的收缩;高温养护时,水泥和氧化镁的水化速率加快,但由于受到扩散速率的控制,水化产物分布不均匀,导致浆体空隙率增大,从而引起混凝土强度和膨胀量有明显的回落,且耐久性能劣化;采用温度匹配养护可以在加快水泥和氧化镁膨胀剂水化速率同时,减小扩散速率对水化产物形貌和分布的影响,使得混凝土的强度回落、耐久性劣化及膨胀量回落现象有一定程度的缓解。     

玻璃纤维对混凝土收缩开裂性能的影响研究

测试了玻璃纤维对水泥砂浆抗折强度、抗压强度以及干燥收缩性能的影响规律,在此基础上,利用平板法研究了玻璃纤维掺量对混凝土早期塑性开裂性能的作用,并通过混凝土的初始开裂时间、最大裂缝宽度、单位面积总开裂面积评价其影响效果。当水泥砂浆中掺加体积掺量为1.0%的玻璃纤维时,其28d抗折强度接近10 MPa,干燥收缩率为890×10-6;当混凝土中掺加0.25%的玻璃纤维时,混凝土初始开裂时间和最大裂缝宽度明显降低,单位面积总开裂面积降低幅度接近80%;体积掺量增加到0.5%时,玻璃纤维能够完全抑制混凝土早期裂缝的形成。实验结果表明,玻璃纤维能够增强水泥砂浆的抗折强度,明显抑制水泥砂浆和混凝土的干燥收缩以及早期裂缝的形成和发展。     

硅粉混凝土基本性能试验及作用机理研究

为研究硅粉对混凝土基本性能的影响,选取硅粉掺量分别为2%,3%,4%,5%,6%,7%,8%,9%,10%,11%,12%,进行硅粉混凝土的抗压强度、流动度和耐久性试验,并对其进行机理分析。结果表明:硅粉混凝土强度随硅粉掺量逐渐递增,其增长趋势变慢;硅粉混凝土流动度随硅粉掺量逐渐减小,其减小速度逐渐变慢;硅粉混凝土100 d强度随硅粉掺量逐渐递增,但增长趋势变慢。     

陶粒内养护高性能混凝土抗裂性能研究

通过平板开裂试验,研究陶粒内养护对不同强度混凝土早期抗裂性能的影响规律,并结合混凝土塑性收缩试验、绝热温升试验和内部相对湿度变化,探明陶粒内养护提高混凝土早期抗裂性能的微观机理.结果表明:在混凝土中使用饱水陶粒替代部分粗骨料,能够减少混凝土材料的早期塑性收缩,降低大体积混凝土内部的水化温升,有效提高混凝土早期的抗裂性能,达到显著的内养护效果;饱水陶粒通过减缓早龄期试件内部相对湿度的快速下降,改善了胶凝材料水化环境,有效抑制了胶凝材料水化过程引发的自干燥作用,降低了混凝土材料早期收缩,从而提高了混凝土材料的抗裂性能;C30与C60两个强度混凝土中饱水陶粒替代粗骨料的最佳比例均为20%(体积分数).     

Strength properties and durability aspects of high strength concrete using Korean metakaolin

Metakaolin is a cementitious material used as admixture to produce high strength concrete. In Korea, the utilization of this material remained mainly limited to fireproof walls but began recently to find applications as a replacement for silica fume in the manufacture of high performance concrete.In order to evaluate and compare the mechanical properties and durability of concrete using metakaolin, the following tests were conducted on concrete specimens using various replacements of silica fume and metakaolin; mechanical tests such as compressive, tensile and flexural strength tests, durability tests like rapid chloride permeability test, immersion test in acid solution, repeated freezing and thawing test and accelerated carbonation test.Strength tests revealed that the most appropriate strength was obtained for a substitution rate of metakaolin to binder ranging between 10% and 15%. It was observed that the resistance to chloride ion penetration reduced significantly as the proportion of silica fume and metakaolin binders increased. The filler effect resulting from the fine powder of both binders was seen to ameliorate substantially the resistance to chemical attacks in comparison with ordinary concrete. Durability tests also verified that concrete using metakaolin bore most of the mechanical and durability characteristics exhibited by concrete using silica fume. The tests implemented in this study confirmed that metakaolin constitutes a promising material as a substitute for the cost prohibitive silica fume.     

混凝土内养护技术研究进展

高强混凝土水胶比低、渗透性差,外部养护水难以进入混凝土内部,造成传统外部养护效果变差,由此产生的自收缩会导致材料的开裂敏感性提高.通过在混凝土配合比中引入高吸水性材料来实现内养护是解决此问题的有效途径.综述了目前混凝土常用的内养护材料及其物理力学特征和用量,阐述了混凝土内养护理论基础、自收缩产生机理和内养护减缩机制,总结了不同内养护材料对减少混凝土收缩和影响力学性能的规律：一般来说,内养护可以减少自收缩,但对干燥收缩的影响与引入水量有关,对混凝土强度和弹性模量则会产生不利影响.最后,提出了当前混凝土内养护技术研究存在的问题及未来可能的研究方向.     

Super absorbing polymers as an internal curing agent for mitigation of early-age cracking of high-performance concrete bridge decks

High-performance concrete (HPC) with low w/b-ratio experiences a considerable chemical shrinkage and self-desiccation during its hydration process, leading to a rather high autogenous shrinkage deformation during hardening. In case the free deformation of the concrete is prevented, internal stresses are introduced, which can lead to premature cracks. These early-age cracks can severely affect the durability of a concrete structure. By adding super absorbing polymers (SAP) into the HPC as an internal curing agent, and by adding additional curing water to the concrete mixture, the chemical shrinkage and the self-desiccation during hydration of the concrete is counteracted and thus the autogenous shrinkage of the HPC can be significantly reduced. Unfortunately, this process of internal curing also has some disadvantageous effects on the mechanical properties. In search of an optimization of the internal curing process, an extensive experimental program was performed on HPC, using different degrees of internal curing, to assess the mechanical and thermal properties of the HPC, and to evaluate the effectiveness of the performed curing. The goal is to obtain a maximal autogenous shrinkage reduction and a minimal strength reduction. The resulting effect on the early-age cracking risk is simulated by means of finite element calculations. The simulations also include thermal stress development due to the heat of hydration. In case 70 kg/m³ of internal curing water is provided via the SAP, an optimal reduction of the cracking risk is noticed, mainly caused by the autogenous shrinkage reduction and the appearing expansive deformation peak directly after setting takes place.     

高速公路用聚合物灌浆材料的试验研究

针对高速公路混凝土路面存在的裂缝和脱空区的工程问题,采用正交设计方法,研究了聚合物化学灌浆材料的水灰比、环氧树脂含量和水性环氧固化剂含量,以及各因素之间交互作用对该灌浆材料抗折强度的影响,找出了较为理想的优化配方。结果表明,聚合物灌浆材料的最佳配比为水灰比0．4,双酚A型环氧树脂8%,水性环氧固化剂2%     

减水剂和膨胀剂对混凝土早期收缩影响研究

混凝土是土木工程中应用最广、用量最大的材料之一,它具有来源方便、承载能力强、耐久性好等特点,而随着混凝土技术的发展,各种外加剂的大量使用,混凝土早期收缩引起的开裂成为了一个重要问题。从掺减水剂和膨胀剂的混凝土入手,研究养护龄期、养护时间和养护措施等因素对混凝土早期收缩的影响,探究了外加剂的作用机理,提出了比较合理养护制度,有效的控制了混凝土早期收缩,为混凝土耐久性研究提供依据。     

不同掺合料对透水混凝土性能的影响

利用正交试验方法研究了硅灰掺量(3％、5％、7％)、偏高岭土掺量(8％、10％、12％)与聚丙烯纤维体积掺量(1％、2％、3％)对透水混凝土力学性能、渗透性能和耐久性能的影响.正交试验结果表明:硅灰对透水混凝土力学性能的影响较为显著,纤维对透水混凝土连续孔隙率的影响较为显著;得出推荐掺量为:硅灰掺量为7％、偏高岭土掺量...     

Deterioration and Recovery of Metakaolin Blended Concrete Subjected to High Temperature

The deterioration and spalling frequency of metakaolin (MK) blended concrete subjected to high temperature is analyzed and compared with the equivalent silica fume (SF), fly ash (FA) and pure OPC concretes. Normal and high strength concrete mixes incorporating 0–20% MK were prepared and exposed to a series of high temperatures till 800°C. The residual compressive strength, porosity and pore size distribution were determined. It was found that after an increase in compressive strength at 200°C, the MK concrete suffered a more severe loss of compressive strength and permeability-related durability than the corresponding SF, FA, and pure OPC concretes at higher temperatures. Explosive spalling was observed in both normal and high strength MK concretes, and the frequency increased with higher MK contents. It is concluded that the dense micro-structure and low porosity are the main reasons of the poor performance of MK concrete at high temperature. The effect of post-fire curing on the strength and durability recovery of fire-damaged concrete was also investigated. The test results indicated that the post-fire curing, results in substantial strength and durability recovery, and its extent depends upon the types of concrete, exposure temperature, method, and duration of re-curing.     

西北地区严酷环境条件下混凝土养护问题研究

为了解决西北地区严酷环境条件下混凝土养护及开裂问题,在兰新铁路第二双线某施工现场,通过5种养护方法对混凝土试件进行了养护。系统研究了不同养护方法对混凝土性能,尤其是耐久性指标的影响,本研究将为西北地区混凝土养护提供新的思路。     

格尔木地区普通钢筋混凝土现场暴露试验研究

普通钢筋混凝土在格尔木盐渍土地区,因有害盐的侵入使混凝土过早开裂而不能具有很好的耐久性。为了研究普通钢筋混凝土在格尔木盐渍土地区的退化过程,现采用现场暴露的试验方法,利用非金属超声波检测仪对钢筋锈蚀引起混凝土裂缝的发展进行定期检测,采用电子天平对混凝土的质量损失进行定期检测,利用电化学工作站对钢筋的锈蚀情况进行定期检测。结果表明:相对动弹性模量评价参数可以更为有效的作为耐久性评价指标;盐渍土地区普通混凝土保护层厚度虽然可以对钢筋起到一定保护作用但是效果不够显著。