基于最紧密堆积理论超密实再生砂浆制备研究

再生混凝土或再生砂浆通常被认为力学和耐久性能较低,为研究再生水泥基材料性能,利用颗粒最紧密堆积理论,根据超细再生微粉和超细矿物掺合料颗粒粒径分布,将不同细度颗粒进行合理掺配,使胶凝体系最大程度上接近紧密堆积,制备出超密实再生砂浆,并计算粒径分布的分形维数,探讨其对抗压强度和孔隙率的影响。研究结果表明：最紧密堆积的混合料粒径分布具备分形特征,粒径分布的分形维数值越小,颗粒粒径分布越复杂,整体密实程度越高;粒径分布分形维数值较高的混合胶凝粉体,制备的试样早期强度较低。此外,利用最紧密堆积原理制备的超密实胶凝体系的孔隙率低于简单混合的胶凝体系试验组的孔隙率,孔径分布也更合理。     

紧密堆积理论在设计活性粉末混凝土中的应用

根据紧密堆积理论和原材料的粒径理论分布值,应用Dinger-Funk方程设计出不同分布模数下的粉末混凝土配合比,并对活性粉末混凝土的物理力学性能进行了测试。结果表明应用紧密堆积理论设计活性粉末混凝土是可行的。     

再生骨料水泥混凝土的级配优化试验研究

研究了5种再生骨料级配对混凝土强度的影响,试验表明,较小的最大公称粒径对混凝土强度有利.提出了微粉体系级配范围和关键粒径的概念,研究了硅灰单掺、矿渣和硅灰复掺、粉煤灰和硅灰复掺以及这3种掺和料复掺时的优化级配.指出了硅灰对获得紧密堆积体系不可缺少,且掺和料复掺时比硅灰单掺更为有效,这为堆积密实度计算结果所证实.流变学参数测定结果也表明,双掺15%(质量分数,下同)硅灰和15%粉煤灰时,浆体屈服应力和塑性粘度最小,因而具有最优级配.     

基于砂石紧密堆积理论的混凝土配合比研究

根据Dinger-Funk方程,计算混凝土砂石材料的最紧密堆积理论级配,调整颗粒分布系数。混合现有不同级配的砂石,计算混合后砂石级配在不同情况下与理论级配的相关性,选取相关性较大的几组级配进行试验,对比混凝土流动性、强度。结果表明:碎石的紧密堆积有利于混凝土流动性,对混凝土强度影响不大;砂紧密堆积时无法满足混凝土和易性要求,需改变砂级配或通过特细砂对浆体稠度进行调整。     

基于Dinger-Funk方程的沙漠砂混凝土配合比优化设计研究

据Dinger与Funk紧密堆积理论以调整Dinger-Funk方程分布模数的方式得到紧密堆积的混凝土粗、细骨料比例和沙漠砂掺入普通砂的比例。利用Dinger-Funk方程,颗粒分布模数取n=0.6~0.7得3种砂率使混凝土粗、细骨料达到紧密堆积状态;颗粒分布模数取n=0.1~0.4得3种沙漠砂掺量掺入机制砂后,紧密堆积的混合砂细度模数得到降低且级配曲线处于中砂范围。通过试验确定砂率和3种沙漠砂掺量对混凝土影响,结果表明:利用Dinger-Funk方程优化后,C35混凝土总砂率41%、39%时与C40混凝土总砂率39%、37%时混凝土坍落度和强度得到优化。证明正确的砂率时会体现沙漠砂在混凝土中的优化价值。     

第三讲 建筑材料的一般性能和使用(续完)

(二)普通混凝土1.普通混凝土的组成材料(1)水泥:上面已作介绍。(2)砂:混凝土中用的砂一般为粗砂或中砂,粒径在0.5-5mm。砂子的孔隙率一般在35-45%之间,最好不要大于40%。一般用砂子的颗粒级配来控制。其含泥量当混凝土在300号以上时,不大于     

天然火山渣轻骨料混凝土骨料体系对混凝土性能的影响研究

为研究粗骨料堆积密度变化及砂率变化对火山渣轻骨料混凝土性能的影响,通过改变不同单粒级骨料体积含量来改变粗骨料堆积密度和砂率,并测试新拌混凝土的工作性能以及硬化混凝土的力学性能。研究表明:当最大公称粒径为16mm的单粒级火山渣粗骨料与最大公称粒径为10mm的单粒级火山渣粗骨料两粒级体积比为7∶3时,达到最紧密堆积,此时混凝土最密实,抗压强度最高;火山渣粗骨料与火山砂细骨料体积比为7∶6时,即砂率为46%时,火山渣轻骨料混凝土具有最佳的工作性与力学性能。     

蒸养条件下胶凝材料颗粒级配对混凝土强度的影响

基于固体粒料最佳堆积密度理想曲线(Fuller曲线),研究了胶凝材料颗粒分布对蒸养混凝土抗压强度的影响,并对其作用机理进行了初步分析.研究结果表明,不同细度的粉体胶凝材料复合掺配时,其颗粒可以相互补充,当胶凝材料颗粒的粒径分布更接近紧密堆积状态要求时,改善了水泥浆体的密实度,蒸养混凝土的抗压强度明显提高.     

混凝土密实系数研究

本研究从紧密堆积及改善新拌混凝土工作性出发，推导出砂率理论公式，进而引出密实系数的概念。通过1432组实验数据确定了密实系数用粗集料最大粒径做其表征的数值；并分析了密实系数对坍落度、最大粒径、集灰比的影响。     

C100高强高性能混凝土预制构件制备关键技术研究

基于Dinger-Funk紧密堆积模型进行胶凝材料颗粒级配(0.01~75μm)及骨料级配(0.15~20 mm)的计算结果,进行C100混凝土配合比验证和优化,确定了符合预期目标的C100混凝土配合比。并将其应用于足尺框架预制构件的制备,通过对原材料的选择、生产线的要求、制备工艺关键技术等方面展开研究,对制备过程中发现的问题提出了解决措施并验证,最终形成了一套相对完整的高强高性能预制构件制备工艺并积累了较为丰富的经验。     

粗集料特征参数对混凝土自收缩影响

主要研究了粗集料自身特征对混凝土抗压强度和早期自收缩的影响.结果表明:粗集科的级配达到最紧密堆积状态、针片状颗粒含量越低,混凝土的抗压强度越高、自收缩越小；粗集料最大粒径越小,混凝土抗压强度越高,而有利于减小混凝土早期自收缩的粗骨料最大粒径为26.5mm.     

钢纤维掺量及石英砂级配对超高性能混凝土性能的影响

为优化超高性能混凝土的制备工艺,依据最紧密堆积原理,试验采用常规养护制度研究了钢纤维掺量、石英砂的细度及其级配等因素对所制超高性能混凝土性能的影响.结果表明:钢纤维的掺入可以明显提高超高性能混凝土的力学性能,当钢纤维体积掺量为2％时,所制试样28 d抗折抗压强度可达38.0 MPa、170.1 MPa.石英砂的级配可提...     

砂子粒径对流淌火蔓延及燃烧特性的影响

为探究砂子粒径对流淌火的影响,设计并搭建了流淌火试验平台,试验研究砂子粒径和泄漏速率对流淌火燃烧特性的影响。结果表明：不同粒径砂子流淌火有明显的燃烧阶段性特征,砂子粒径较粗时燃烧过程有蔓延阶段、收缩阶段、稳定阶段、维持阶段和熄灭阶段5个阶段,而砂子粒径较细时没有收缩阶段。稳定燃烧面积随着泄漏速率和砂子粒径的增大而增大,但稳定燃烧速率随着砂子粒径的增大而减小。不同泄漏速率流淌火的平均稳定线燃烧速率约为0.122 mm/s。     

基于力学性能的活性粉末混凝土配合比设计

利用正交实验、Dinger-Funk连续分布理论等进行活性粉末混凝土(RPC)配合比设计,探究了不同配合比设计方法所制备的活性粉末混凝土的物理力学性能。研究结果表明,活性粉末混凝土的力学性能是物理堆积和化学反应的共同作用,单纯利用紧密堆积原理无法制备出高强度的活性粉末混凝土;对惰性材料含量较多的多组分材料应用Dinger-Funk连续分布理论,很难制备出力学性能优异的RPC材料;利用石英砂的紧密堆积+粉体材料的Dinger-Funk连续分布理论模型,再控制适当的砂胶比,可以配制出力学性能更优的活性粉末混凝土;影响RPC抗折强度和抗压强度的因素不同,RPC抗折强度和抗压强度不存在正相关的关系。     

大体积混凝土温度裂缝的控制

一、控制混凝土原材料,降低水泥水化热1、水泥的选择: 选用低水化热或中水化热的水泥配置混凝土大体积混凝土施工中,导致混凝土升温的热源是水泥在水化反应中所产生的热量,所以选用中热和低热的水泥品种是控制混凝土温度升高的根本方法。2、骨料: 选择合适的骨料级配,从而减少水泥和水的用量、增强混凝土的和易性,有效地控制混凝土的温升。施工时在条件允许的情况下尽量选择粒径较大、级配良好的粗骨料,石子采用破碎卵石,粒径为0.5-4cm,含泥量不超过1%; 砂子尽量采用中、粗砂,平均粒径大于0.5mm,含泥量不超过2%。3、优化混凝土配比,加入适量…     

骨料级配对混凝土工作性能及企业综合成本的影响研究

对于混凝土搅拌站,在现有砂石原材料的基础上,基于最紧密堆积理论对砂石级配进行优化,提高砂石品质是保证混凝土质量的一种技术手段,是混凝土企业降本增效的一个有效方式。将普通骨料筛分成不同粒级颗粒,按一定比例重新搭配,能够优化颗粒级配,降低骨料空隙率。通过砂石级配正交试验优化设计,得到级配优异的骨料,优异级配骨料的紧密堆积空隙率低,为21%,骨料级配对混凝土工作性能及力学性能具有一定影响。砂石骨料整体空隙率对混凝土性能影响较大,随着空隙率的增大,混凝土工作性能及力学性能降低。利用优异级配的骨料制备混凝土,相同强度等级,新拌混凝土状态优于普通骨料混凝土,比普通骨料混凝土每立方米降低胶凝材料用量30~50 kg/m~3。经过成本计算,每立方米降低混凝土成本8元以上。     

具有分形级配的多分散颗粒体堆积特性研究

混凝土骨料或公路工程基层碎石常采用Fuller或Thompson分布作为设计级配,具有分形特性的多分散颗粒堆积体容易形成相对较大的堆积密度,作为理想的设计级配,其作用机理尚没有详细地解释。采用颗粒离散元仿真技术获取了多种具有分形级配的颗粒体在各向同性压缩条件下的堆积密度,颗粒体由光滑（无摩擦）的球形颗粒构成,分形级配曲线的形状由粒径区间和分形维数指标控制。在此基础上,研究了分形级配指标与堆积密度和配位数等宏细观指标的相关性,得出分形维数及粒径区间对堆积密度有重要影响。当级配粒径区间较大时,最大的堆积密度对应的分形维数为2.5左右,与工程中常采用的Fuller和Thompson级配十分一致。通过对堆积体细观颗粒层面的配位数及局部堆积密度的研究得出,分形维数为2.5左右时,试样局部排序和接触分布得到优化。研究结果可为进一步优化混凝土、土石坝或路基等碎石填料的级配设计提供理论指导。     

混凝土配料计量控制的探讨

在混凝土工程施工过程中,混凝土配料计量控制对混凝土质量具有很大的影响。为了解其影响幅度,我们作了有关的试验工作。一、试验用材料 1.水泥 500~#矿渣硅酸盐水泥(老标号)及425~#矿渣硅酸盐水泥(新标号),其28天软练抗压强度为503～555~#。 2.石子粒径0.5～4cm碎石。 3.砂子平均粒径为0.522,细度模数为3.0。     

基于神经网络的植生型多孔混凝土抗压强度预测模型

分析了影响植生型多孔混凝土抗压强度的主要因素,选取目标孔隙率、水胶比、胶凝材料用量、粗骨料用量、水用量、粗骨料平均粒径、粗骨料比表面积、粗骨料堆积孔隙率及浆骨比作为植生型多孔混凝土抗压强度的影响指标,分别建立了BP多层前馈神经网络预测模型和采用遗传算法优化的BP神经网络预测模型(GA-BP).收集国内外文献中146组植生型多孔混凝土试验数据,以其中116组数据作为训练样本,并采用其余30组数据作为试验样本与BP、GA-BP神经网络模型预测值、线性回归方程抗压强度计算值进行比较分析,结果表明:BP、GA-BP神经网络模型计算精度与离散性更优,且较线性回归方程计算结果更接近于样本试验值,更能够准确地预测多孔混凝土的抗压强度值.     

砂子基底正庚烷流淌火特性及传热分析

摘 要：在砂子基底上进行了未点燃正庚烷的蔓延实验和点燃正庚烷的燃烧实验,研究砂子粒径对正庚烷蔓延和燃烧特性的影响。分析了蔓延距离、火焰前锋、燃烧速率,探究了传热过程对流淌火特性的影响。结果表明,由于砂子的吸附能力随着砂子粒径增大而减小,未点燃的正庚烷在蔓延阶段,其流淌蔓延距离和速度随着砂子粒径增大而增大,且小于无砂工况。随着砂子粒径的增大,正庚烷稳定燃烧阶段火焰前锋先增大后减小、稳定燃烧速率先减小后增大。传热分析表明,当砂子粒径从0.25 mm增大为4 mm时,热传导反馈的减小是引起燃烧速率减小的主要原因;而当砂子粒径进一步增大为8 mm时,热辐射反馈的增大导致了燃烧速率的增大。最后得出砂子的吸附能力是影响蔓延阶段的主要因素,热反馈是影响稳定燃烧阶段的主要影响因素,0.25 mm细砂更适用于流淌火的阻挡扑灭。