正交试验在耐热混凝土设计中的应用研究

通过正交试验研究水胶比、砂率、粉煤灰掺量和外加剂掺量对耐热混凝土性能的影响。研究表明,水胶比是影响耐热混凝土强度性能的主要因素;耐热混凝土28d抗压强度小于110℃烘干后抗压强度,大于400℃煅烧后抗压强度;粉煤灰有利于降低耐热混凝土的抗压强度损失率,提高耐热混凝土耐热性能。     

基于混凝土碳化耐久性的粉煤灰临界掺量

为了得到保证混凝土碳化耐久性前提下,在0.36~0.60范围内各水胶比(mW/mB)混凝土的临界粉煤灰掺量(wFA,c),在CO2体积分数(20±3)%,温度(20±2)℃,相对湿度(70±5)%的条件下进行加速碳化试验,测试了水胶比0.36,0.43,0.50,粉煤灰掺量(wFA)0%,20%,40%,60%以及水胶比0.60,粉煤灰掺量0%的混凝土碳化深度,混凝土试件经7d自然养护,自然养护期间日均气温为12.8℃.定量分析了水胶比与粉煤灰掺量对混凝土碳化性能的影响规律,建立了20mm碳化深度下混凝土临界粉煤灰掺量与水胶比之间关系的数学模型.结果表明:在各水胶比条件下,混凝土碳化深度均随粉煤灰掺量的增加而增大,当粉煤灰掺量超过20%以后,混凝土碳化速率均明显提高;混凝土碳化耐久性随水胶比增大而加速劣化.20mm碳化深度下混凝土临界粉煤灰掺量与水胶比之间关系的数学模型为:wFA,c=174.8-280.9mW/mB.根据该数学模型,在给定的水胶比条件下能计算出确保混凝土碳化耐久性的临界粉煤灰掺量.     

关于不同掺量粉煤灰对混凝土强度的影响

为了研究粉煤灰掺量对混凝土抗压强度的影响,利用正交试验方法,制定试验方案,测定混凝土28 d抗压强度,结果表明:粉煤灰掺量在5%～15%时,掺量越多,混凝土抗压强度越小;水胶比在0.35～0.45时,水胶比越小,混凝土抗压强度越大。     

基于拟水平法的脱硫灰混凝土配合比试验研究

采用拟水平法研究了脱硫灰掺量、粗骨料掺量和水胶比对脱硫灰混凝土抗压强度的影响。结果表明：水胶比对试件抗压强度的影响最显著,脱硫灰掺量次之,粗骨料掺量影响最小;随着水胶比的增加,试件的抗压强度下降;粗骨料掺量为0的试件抗压强度较粗骨料掺量为64%的试件低;随着脱硫灰掺量的增加,试件的抗压强度先增大后减小。脱硫灰混凝土的最佳配合比为：水胶比0.34、脱硫灰掺量20%、粗骨料掺量64%。     

聚羧酸减水剂及水胶比对低钙粉煤灰胶砂强度影响的试验研究

设置了5种聚羧酸减水剂掺加水平(0、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%)和2种水胶比(0.35、0.44),对聚羧酸减水剂掺量和水胶比对低钙粉煤灰胶砂的抗折强度和抗压强度的影响进行了试验研究。研究结果表明在低钙粉煤灰胶砂中适当掺加聚羧酸减水剂,可以提高试件的抗折强度和抗压强度,聚羧酸减水剂掺量0.3%的低钙粉煤灰胶砂的力学性能较优异;水胶比对低钙粉煤灰胶砂的抗折强度和抗压强度有重要影响,试件的抗折强度和抗压强度随着水胶比的增大而降低。     

低温条件下水泥-粉煤灰复合胶凝体系早期强度的研究

在固定水胶比的条件下研究了不同温度,不同粉煤灰掺量及亚硝酸钠的掺入对低温条件下水泥-粉煤灰复合胶凝体系早期强度的影响规律。研究结果表明:在5～-10℃范围内,随着温度的降低,胶凝材料的水化加速期出现不同程度的滞后,胶砂试件养护龄期为14 d时,0℃及0℃以下条件下养护的不同配合比的复合胶凝材料体系的抗压、抗折强度已基本接近,但仍低于5℃养护条件下同龄期同配合比的胶砂试件强度;在-5℃和-10℃两个养护温度下,随着粉煤灰掺量的增多,其胶砂试件的抗折、抗压强度均呈现不同程度的降低,但是粉煤灰掺量小于10%时,胶砂试件的抗折、抗压强度受温度影响较小,大于10%时,胶砂试件的抗折、抗压强度受温度影响较大;5℃养护条件下,亚硝酸钠的加入增加了同一配合比下胶砂试件的抗折强度,却降低了同一配合比下胶砂试件的抗压强度。     

掺玻璃纤维粉煤灰煤矸石骨料混凝土强度与抗裂性能试验研究

为了探究水胶比、粉煤灰掺量、煤矸石掺量和玻璃纤维掺量对混凝土抗压、劈裂抗拉和抗裂性能的影响,设计了四因素四水平正交试验。分析结果表明:各因素对混凝土抗压强度影响程度为水胶比煤矸石体积比例粉煤灰质量浓度纤维质量浓度,粉煤灰掺量20%、纤维掺量0.1%时混凝土抗压强度达到最佳;各因素对混凝土劈裂抗拉强度影响程度为水胶比纤维质量浓度粉煤灰质量浓度煤矸石体积比例,粉煤灰掺量20%、纤维掺量0.2%时混凝土劈裂抗拉强度达到最佳;各因素对混凝土抗裂性能影响程度为纤维质量浓度水胶比粉煤灰质量浓度煤矸石体积比例,粉煤灰掺量30%、纤维掺量0.3%、煤矸石掺量15%时混凝土抗裂性能达到最佳。     

基于正交试验的钢纤维活性粉末混凝土配合比优化设计

活性粉末混凝土是一种高强度、高韧性、高耐久性的超高性能混凝土.为了研究钢纤维活性粉末混凝土的最佳配合比,设置水胶比、钢纤维掺量、粉煤灰掺量、硅粉掺量和减水剂掺量5个因素在4种水平下的正交试验,并以试件的抗压强度和抗折强度为评价指标.结果表明:5个因素对活性粉末混凝土强度的影响程度依次为:水胶比、减水剂掺量、钢纤维掺量、粉煤灰掺量和硅灰掺量;活性粉末混凝土的最佳配合比为:水胶比0.2、减水剂掺量5%、钢纤维掺量2%、粉煤灰掺量0.2、硅粉掺量0.18.     

掺粉煤灰的高强度自流平混凝土试验研究

在分析自流平混凝土特点的基础上 ,研究了内掺粉煤灰量 ( % )对自流平混凝土强度和流展度的影响 ,根据试验数据总结出掺粉煤灰自流平混凝土 2 8d的抗压强度规律 ,测试了掺粉煤灰自流平混凝土流展度的损失。采用强度等级为42 5的普通硅酸盐水泥 ,掺加适量的NF -2 -6缓凝高效减水剂 ,内掺 0～ 30 %Ⅱ级粉煤灰 ,水胶比 0 37～ 0 33,能配制出C6 0高强度自流平混凝土 ;内掺 0～ 2 0 %Ⅱ级粉煤灰 ,水胶比 0 33～ 0 30 ,能配制C70高强度自流平混凝土     

冻融-碳化耦合作用下矿渣-粉煤灰再生混凝土试验研究

通过在含有100%再生粗骨料的混凝土中同时掺入20%的矿渣和0%,15%,30%掺量的粉煤灰,并进行碳化、冻融和冻融-碳化耦合试验,研究冻融和碳化环境对再生混凝土耐久性的影响,对比分析试件抗压强度、质量损失率、相对动弹性模量、碳化深度的变化规律,建立冻融-碳化耦合作用下矿渣-粉煤灰再生混凝土抗压强度模型。结果表明:粉煤灰掺量为15%时,再生混凝土的抗冻性能最好,当冻融次数大于100次后,粉煤灰对再生混凝土抗冻性能的促进作用开始减弱;粉煤灰掺量越多,再生混凝土的抗碳化性能越弱,当粉煤灰掺量为30%时,其碳化深度是粉煤灰掺量为0试件的2倍以上;在冻融-碳化耦合环境中,冻融作用促进了碳化深度的增长,碳化作用加剧了矿渣-粉煤灰再生混凝土的冻融破坏;建立的矿渣-粉煤灰再生混凝土冻融-碳化耦合抗压强度模型能较好地反应冻融-碳化耦合环境下的抗压强度退化规律。     

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。     

含气量对大掺量粉煤灰混凝土强度的影响

为了研究含气量对大掺量粉煤灰混凝土强度的影响,制备了掺量为30％、40％、50％及水胶比为0.41、0.36、0.34、0.28的粉煤灰引气混凝土标准试件,进行了3、7、28 d抗压强度试验.结果显示,随着含气量增加,混凝土抗压强度下降1.07％～7.49％,不同掺量及水胶比的混凝土在不同龄期强度下的降低幅度存在差异.     

延性纤维混凝土抗压与抗弯性能试验研究

采用正交试验方法,设计了16组延性纤维混凝土试件,通过28,56,90 d立方体抗压试验和56d抗弯试验,研究了纤维掺量、水胶比、砂胶比和粉煤灰掺量对其力学性能的影响。试验表明:1)纤维桥联作用显著提高了混凝土的抗压韧性和延性;2)粉煤灰掺量和水胶比对抗压强度影响显著,纤维掺量和砂胶比的影响较小;3)纤维掺量对抗折强度的影响较显著,粉煤灰掺量、水胶比和砂胶比对抗弯强度的影响较小,但对试件延性均有一定影响。根据正交试验结果和延性纤维混凝土配合比设计参数分析,确定了具有较高延性并保证强度的延性纤维混凝土的最优配合比。     

盐渍土腐蚀环境下混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

为研究盐渍土腐蚀环境下混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,根据兰州市地下水及地下土壤侵蚀离子浓度,制备了4500 mg/L的MgSO_(4)侵蚀溶液,对不同水胶比(0.25、0.35、0.45)及不同粉煤灰掺量(15%、30%、45%)的普通混凝土进行室内长期浸泡侵蚀试验,采用相对质量评价参数ω_(1)与相对动弹性模量评价参数ω_(2)来评价混凝土试件被侵蚀的情况。结果表明:随着浸泡时间的延长,所有试件的ω_(1)与ω_(2)均呈先增大后波动式下降趋势;水胶比为0.35、粉煤灰掺量为30%时,混凝土的抗MgSO_(4)侵蚀性能较好。     

自密实混凝土配合比试验设计与实践

为了研究水胶比对自密实混凝土强度和粉煤灰掺量对自密实混凝土早期强度的影响,结合研究生创新试验开展,本文设定标准立方体抗压强度为35~45MPa的普通混凝土和自密实混凝土,通过调整水胶比或粉煤灰掺量得出2组普通混凝土和4组自密实混凝土的配合比方案并进行配制,其中水胶比变化范围为0.49~0.41,普通混凝土不掺粉煤灰,自密实混凝土粉煤灰掺量为0.3~0.46。混凝土抗压强度表明:配合比选用普通混凝土的水胶比为0.49,自密实混凝土水胶比为0.43,粉煤灰比例为0.46;随着水胶比降低,自密实混凝土抗压强度增大,但增大的幅度在减少;粉煤灰添加会不同程度地影响混凝土的早期强度,当掺量低于30%,对早期强度影响不明显。     

再生混凝土劈拉强度的影响因素及预测模型

试验利用5~20 mm的再生粗骨料替代天然骨料,设计42组不同再生骨料取代率(0、30%、50%、70%、100%)、粉煤灰掺量(0、20%、30%、40%)和水胶比(0.40、0.35、0.30)的再生混凝土和普通混凝土的试验方案,探讨取代率、水胶比、养护龄期和粉煤灰掺量对再生混凝土劈拉强度的影响规律。基于42组抗压强度和劈拉强度的关系,提出劈拉强度的预测模型。结果表明:再生混凝土的劈拉强度随着再生骨料取代率的增加呈先增加后减小的趋势,以取代率为50%时,其劈拉强度最大。养护龄期的延长或水胶比的降低都能提高再生混凝土的劈拉强度,但是当粉煤灰掺入后,再生混凝土劈拉强度的奇异点在粉煤灰掺量为30%时达到最大。基于42组再生混凝土的抗压强度和劈拉强度的关系,提出了劈拉强度的预测模型,结果发现,其适用性较好,可以采用该公式进行预测。     

硫酸盐渍土地区粉煤灰混凝土抗压强度研究

为了探究硫酸盐渍土地区粉煤灰混凝土抗压强度随侵蚀时间的变化规律,在某典型硫酸盐渍土地区埋置不同粉煤灰掺量（0、10%、15%、20%）的混凝土试件进行了硫酸盐侵蚀后的抗压强度试验和微观形貌分析,并基于BP神经网络模型预测了试件的抗压强度。试验结果表明：不同粉煤灰掺量试件的抗压强度均随着侵蚀时间的增加先升高后降低;当粉煤灰掺量为10%时,试件的抗压强度最高。SEM分析表明：540 d时大部分试件出现了微裂缝,840 d时试件均发生了劣化,但尚未破坏;当粉煤灰掺量为10%时,试件的劣化不明显;预测结果表明,侵蚀时间是影响掺粉煤灰混凝土试件抗压强度的最主要因素。     

混杂砖骨料再生混凝土高温后力学性能试验研究

为研究混杂骨料混凝土的高温性能,对两组不同水灰比(0. 5、0. 65)的混杂砖骨料再生混凝土试块进行不同温度条件下(200℃、400℃、600℃、800℃)高温试验,并对各温度下的混杂骨料混凝土进行单轴抗压强度性能试验。通过观察高温后试件表面颜色变化与破坏形态,系统地分析了在高温作用下混杂骨料混凝土抗压强度的变化趋势;对比质量与强度损失率变化,高水胶比较低水胶比时大。     

粉煤灰对氯离子在混凝土表层沉积的影响

采用不同粉煤灰掺量的混凝土浸泡在5%的NaCl溶液中,定期检测氯离子在混凝土表层的沉积量,研究粉煤灰对氯离子在混凝土表层沉积的影响规律,研究发现:浸泡环境下不同配合比混凝土表层氯离子沉积量的变化范围为0.295%~0.777%;浸泡初期,粉煤灰对表层氯离子沉积有较大的影响,浸泡30 d后,掺粉煤灰混凝土试件的表层氯离子沉积量是相同水胶比普通混凝土试件的1.3倍;粉煤灰掺量的多少对表层氯离子沉积量的改变不大,随着浸泡龄期的增长,15%、30%两种粉煤灰掺量混凝土的表层氯离子沉积量与普通混凝土的逐步接近。     

机制砂混凝土抗压强度分析及预测

为了探究机制砂混凝土的抗压强度变化规律,进行了不同机制砂替代率（0、30%、50%、70%）、粉煤灰掺量（0、20%、30%、40%）和机制砂石粉含量（0、5.8%、11.6%）混凝土试件的抗压强度试验,并结合试验数据建立了BP神经网络模型预测抗压强度。结果表明：随着机制砂替代率的增加,试件的7 d、28 d抗压强度呈先增大后减小的趋势,且在机制砂替代率为50%时达到最大,机制砂替代率对试件的60 d抗压强度影响较小;掺入粉煤灰使试件的早期抗压强度降低,但30%掺量的粉煤灰有利于提高试件的60 d抗压强度;随着机制砂石粉含量的增加,试件的7 d抗压强度先增大后减小,28 d、60 d抗压强度则逐渐增大;建立的机制砂混凝土28 d抗压强度预测模型的精度较高。