海水—珊瑚砂屑混凝土的研究与实践

本文对用海水和珊瑚砂屑拌制混凝土的实验研究以及它的基本性能和特点进行了分析,指出这种特殊混凝土在我国热带海岛上进行工程建设的可行性和效益问题,对于今后在这些岛屿上大规模建设具有参考和指导意义。     

改性海水海砂珊瑚混凝土力学性能试验研究

以水泥品种、外掺料种类和掺量大小等为参数,对改性海水海砂珊瑚混凝土的力学性能进行了轴压试验研究。分析了各种因素影响下海水海砂珊瑚混凝土的受力变形性能与破坏特征。研究结果表明,改性海水海砂珊瑚混凝土的破坏模式与普通海水海砂珊瑚混凝土略有差异,受不同因素的影响而变化。采用低碱度硫铝酸盐水泥的海水海砂珊瑚混凝土强度较采用硅酸盐水泥的略有降低而延性有所增长。将粉煤灰与粒化高炉矿渣作为水泥替代材料会导致试件延性明显降低,泊松比增加,弹性模量不变。而掺入聚丙烯纤维后,海水海砂珊瑚混凝土受力与变形性能略有改善。综合对比,掺加不锈钢纤维对试件强度与延性改善最好,其破坏模式也由脆性破坏转变为延性破坏,且强度有所提高。而采用双掺纤维的方法,其性能改善略低于同条件下单掺钢纤维试件。试验结果为海水海砂珊瑚混凝土的实际应用提供了基础。     

矿物掺合料对珊瑚砂混凝土性能的影响研究

通过抗压强度、氯离子扩散系数和干燥收缩试验,探讨分析不同矿物掺合料对珊瑚砂混凝土性能的影响。结果发现,单掺15%矿粉和5%偏高岭土可以提高珊瑚砂混凝土的最终强度,降低氯离子扩散系数、减少珊瑚砂混凝土的干燥收缩;单掺15%粉煤灰的珊瑚砂混凝土的强度出现倒缩、渗透性能变差。     

海水拌和珊瑚礁砂混凝土力学性能及微观结构

针对海水拌和珊瑚礁砂混凝土与普通河砂混凝土力学性能的差异开展研究,并对其微观结构进行分析.结果表明:相比普通河砂,珊瑚礁砂结构疏松多孔、多棱角、脆性较大;用海水拌和的珊瑚礁砂混凝土早期抗压强度发展较快而后期抗压强度增长速率相对普通河砂混凝土缓慢,其弹性模量低于普通河砂混凝土,抗折强度和劈裂抗拉强度与普通河砂混凝土无显著差异;海水拌和珊瑚礁砂混凝土与普通河砂混凝土水化产物类型相同,水化产物与珊瑚礁砂表面孔隙结合紧密.     

珊瑚砂水下不分散混凝土性能试验研究

研究了水泥用量、絮凝剂掺量、砂率对海水拌和珊瑚砂水下不分散混凝土性能的影响.结果表明:珊瑚砂水下不分散混凝土单位用水量为235～283 kg/m3时,砂率对单位用水量的影响最为显著,用水量随砂率增加而增大;水泥用量为400～490 kg/m3时,28 d抗压强度在26～39 MPa之间,可配制C20～C30水下不分散混...     

海水珊瑚骨料混凝土耐久性研究现状

海水珊瑚骨料混凝土是就地取材进行海洋岛礁建设的主要建筑材料,也是海洋国家的研究热点.基于珊瑚骨料混凝土全生命周期的阶段划分法,总结了海水盐分对水泥水化的影响,提出了珊瑚骨料-水泥基体两层次传输机制,综述了矿物腐蚀的主要机理和缓解作用下的损伤和破坏过程,讨论了现有研究不足,展望未来研究重点,为海水珊瑚骨料混凝土耐久性问题...     

浓海水-海砂混凝土的基本力学性能

目前所有的海水淡化过程都会产生高浓度的废水,如何消耗这些废水对于减轻海洋生物生存环境的影响是很重要的.本文研究了在混凝土中用浓海水和海砂替代淡水和河砂的可行性.试验设置三个对照组,工业拌合水(普通河砂)、标准盐度海水(未淡化海砂)和淡化余留浓海水(未淡化海砂)为拌合水变量,每组设置3个水灰比.测试不同养护龄期混凝土的抗...     

珊瑚砂混凝土配制技术研究

利用珊瑚砂取代天然河砂进行了混凝土的配合比设计,系统研究了水胶比、砂率和胶凝材料用量三个因素对珊瑚砂混凝土性能的影响,并通过XRD、SEM和TG-DSC等测试手段对珊瑚砂混凝土和河砂混凝土的微观结构进行了对比分析。试验结果表明,珊瑚砂混凝土的抗压强度随着水胶比的增大而减小,随着砂率的增大先减小后增大,随着胶凝材料用量的增加先增大后减小,在胶材用量为420 kg/m~3时,抗压强度达到最大值;珊瑚砂混凝土和河砂混凝土的28 d水化产物基本相同,都含有氢氧化钙Ca(OH)_2,钙矾石AFt,碳酸钙CaCO_3和C-S-H凝胶。珊瑚骨料内部多孔的微观结构使得珊瑚骨料-水泥浆体的界面黏结力较普通骨料-水泥浆体的界面黏结力大,大大改善了界面结构性能。     

珊瑚骨料混凝土力学性能的影响因素研究

珊瑚碎屑广泛分布我国的南海岛屿,成为南海群岛这个特殊环境下混凝土粗骨料的一个重要来源.本文研究了水泥用量、用水量、砂率和珊瑚用量对珊瑚骨料混凝土力学性能的影响,为珊瑚碎屑的使用提供科学依据.     

海水拌养珊瑚混凝土抗压龄期强度试验研究

为了研究海水拌养珊瑚混凝土抗压龄期强度,设计了50组标准试块进行抗压试验,通过对不同龄期(3、7、14、21、28 d)试件的强度回归分析得出的各龄期相对抗压强度和龄期的关系.在工程实践中,可以通过3、7d早期强度较准确地预测28d抗压强度.     

珊瑚砂掺量对超高性能混凝土力学及干湿循环耐久性的影响研究

为研究珊瑚砂掺量对超高性能混凝土(UHPC)的抗压、抗折力学性能及干湿循环耐久性的影响,用珊瑚砂取代石英砂制备成UHPC,替代率分别为0%、20%、40%、60%、80%、100%,研究了不同珊瑚砂掺量的UHPC的抗压、抗折和抗硫酸盐干湿循环能力。结果表明：在标准养护28d后,掺入100%的珊瑚砂UHPC的抗压强度为108.9MPa,抗折强度为37.7MPa,珊瑚砂由于其吸水性强的特点会抑制UHPC早期抗压强度(28d前)的发展,抗折强度变化率高于抗压强度;随着硫酸钠干湿循环次数的增加,UHPC抗压强度逐渐增加,珊瑚砂掺量与抗压强度差值之间存在较好的相关性;干湿循环15次时,UHPC基体中水泥砂浆结构更加疏松多孔,孔隙直径较大,水化产物晶体数量少,而干湿循环60次时,珊瑚砂掺量为100%的UHPC组的扫描电镜中钙矾石晶体发育状态良好,其结构尺寸较小且极为纤细。     

实现高强度海水珊瑚骨料混凝土的配合比设计

为实现高强度海水珊瑚骨料混凝土(SCAC),综合考察总胶凝材料用量、珊瑚石最大粒径、固盐剂掺量、单方用水量、砂率等关键配合比参数的影响,通过3,7,28 d龄期下的立方体抗压强度测试,探究不同配合比SCAC的抗压强度发展规律。结果表明:在保证70%就地取材率的前提下,胶凝材料用量和单方用水量对SCAC强度的影响规律与普通混凝土类似,结合增加胶凝材料用量和降低单方用水量的方法可将28 d抗压强度提升至58 MPa。掺量适当的固盐剂能够有效放缓SCAC的早期强度发展,并为长龄期的强度增长提供保障。降低骨料最大粒径可提升SCAC的抗压强度,但其影响程度随龄期延长而逐渐减小。调增砂率带来的强度增长在低水胶比的配比中效果显著,但砂率需控制在合理范围内。     

矿物掺合料对珊瑚砂混凝土性能的影响

该文以珊瑚砂作为细骨料来配制C30珊瑚砂混凝土,研究了粉煤灰、矿粉、偏高岭土对珊瑚砂混凝土的力学性能、氯离子扩散系数影响规律,并通过XRD、TG对其微观机理进行初步分析。研究结果表明,掺加粉煤灰会降低珊瑚砂混凝土的强度,矿粉对于珊瑚砂混凝土的强度影响较小,而掺加偏高岭土会明显提高珊瑚砂混凝土的抗压强度和降低氯离子扩散系数,减少Ca(OH)_2的含量,使珊瑚砂混凝土的渗透性能得到优化。     

珊瑚砂混凝土热湿物性参数研究

利用微粒学水银孔隙度仪,分析了珊瑚砂混凝土(CSC)的孔隙率及孔径分布,研究了热湿对CSC导热系数的影响,得到了CSC的导热系数随相对湿度变化的函数关系式、CSC的吸水系数及等温吸湿曲线.结果表明:CSC总孔隙率为28.76%,孔径为30～40nm的孔体积增速最快;在-20～50℃下,温度对CSC干燥状态的导热系数影响较小,最大变化率仅为0.55%;在25、35℃,相对湿度0%～100%下,CSC导热系数随相对湿度的变化过程可分为平稳上升、趋于平缓和迅速增加3个阶段,与其等温吸湿过程相符合;当相对湿度从0%增至100%时,CSC在25、35℃下的导热系数分别增长29.5%、49.0%.     

不同强度海水珊瑚骨料混凝土断裂性能对比研究

对不同强度海水珊瑚骨料混凝土(SCAC)开展了抗压、劈裂拉伸以及预切口梁三点弯曲试验,获得了其荷载-裂纹口张开宽度关系以及断裂能、特征长度等断裂参数.结果 表明:随着SCAC强度等级的提高,其抗压强度及劈裂抗拉强度增大,拉压强度比小幅降低,开裂荷载与峰值荷载比明显增大,峰值裂纹口张开宽度显著降低;SCAC试件破坏均为裂纹贯穿骨料,断面光滑;提高SCAC强度等级可在一定程度上弥补珊瑚骨料的低强度缺陷,提高SCAC的断裂性能,但其脆性也相应增加.     

砂掺量对珊瑚砂微生物固化效果的影响

对不同标准砂掺量的珊瑚砂进行微生物固化,通过对固化体的渗透特性、无侧限抗压强度、应力-应变曲线特征、抗拉强度和微观结构等方面的分析,研究砂掺量对珊瑚砂微生物固化效果的影响。试验结果表明:在相同条件下,不同砂掺量的珊瑚砂均可经微生物固化反应形成一个整体;随固化用砂中标准砂掺量的增多,试样的初始渗透性增大,固化周期变长;不同砂掺量试样的无侧限抗压强度应力-应变曲线均呈现为三段:压密阶段、塑性变形阶段和破坏阶段;微生物固化反应生成物对珊瑚砂包裹效果好,连接致密,排列规则,而对标准砂包裹效果差,排列松散;按这一规律适当比例混合珊瑚砂和标准砂可以改善固化体力学性能。试验中砂掺量为33.3%时抗拉强度达到最高;砂掺量为66.7%时无侧限抗压强度达到最高;砂掺量为50%时,试样的力学性能较差。     

珊瑚混凝土骨料-净浆界面区强度

采用纳米压痕和劈裂试验方法,研究了珊瑚骨料与水泥净浆界面试件在不同养护龄期的纳米压痕弹性模量、纳米压痕硬度、界面黏结劈拉强度、水泥净浆抗压强度和劈拉强度,以及它们之间的相关性.结果 表明:与普通混凝土类似,珊瑚混凝土存在薄弱的界面过渡区(ITZ),内掺10％珊瑚微粉能够强化珊瑚骨料-水泥净浆界面的宏观和纳米力学性能,界...     

FRP海水珊瑚混凝土与普通钢筋混凝土结构的全寿命周期成本比较

以海洋工程为例,从全寿命周期成本的视角出发,在一定简化条件下对FRP海水珊瑚混凝土结构和普通钢筋混凝土结构的成本进行对比,并对影响成本的因素进行分析。计算结果表明,在施工方案及工程量相同而材料运输、维护方案不同的条件下,FRP海水珊瑚混凝土结构的全寿命周期成本较普通钢筋混凝土结构具有优势,且在具有一定特性的结构中优势相当显著,因而具有良好的经济性。