低熟料胶凝材料混凝土耐久性研究

低熟料胶凝材料混凝土通过组分优化设计和高效减水剂可以实现良好工作性,并满足混凝土工程对强度等级的要求,缓解生态环境和资源压力。但利用低碳胶凝材料制备的混凝土耐久性如何是学术界和工程界关注的焦点问题。针对低熟料胶凝材料混凝土的抗碳性能、电通量、抗冻性能进行了研究与分析。自然碳化和强制碳化结果显示,低熟料混凝土比基准组的碳化深度小。随着养护龄期的增加,其抗碳化性能提高。低熟料胶凝材料混凝土的电通量显著降低,致密性良好。抗冻性研究表明,低熟料胶凝材料混凝土比基准组好。初步研究表明,低熟料胶凝材料混凝土耐久性能整体上优于目前混凝土搅拌站生产的混凝土。     

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.     

膨胀剂对大掺量粉煤灰混凝土强度与碳化的影响

在大掺量粉煤灰混凝土中,粉煤灰掺量越大,混凝土强度和抗碳化性能下降幅度越大,而膨胀剂的加入对大掺量混凝土强度有改善作用,对自然碳化性能影响不大,但可提高抵抗强制碳化能力。大掺量粉煤灰混凝土后期强度的发展规律表明其强度验收龄期应延迟到90 d。得出一个最优辅助胶凝材料掺量组合,粉煤灰掺量为50%～60%,膨胀剂掺量为6%,在此条件下胶凝材料具有良好的膨胀与强度的协调性。     

自密实再生混凝土碳化性能及碳化深度预测模型

为了考察废弃混凝土粉末、水泥与粉煤灰三种胶凝材料对自密实再生混凝土碳化性能的影响,通过快速碳化法测试五种不同胶凝材料比例下自密实再生混凝土的碳化性能.结果表明:⑴自密实再生混凝土的胶凝材料中水泥比重越高,抗碳化能力越强;⑵当胶凝材料中水泥用量相同时,掺加废弃混凝土粉末的碳化性能比掺加粉煤灰的差;⑶当胶凝材料中水泥、粉煤...     

高掺量粉煤灰混凝土在福州地铁地下车站工程中的应用研究

分析了福州地铁地下车站混凝土结构耐久性设计要求,以及我国相关标准和规定对粉煤灰掺量的要求。研究了不同掺量粉煤灰对混凝土力学性能、抗氯离子渗透性能、早期抗裂性能以及抗碳化性能的影响。结果表明:掺粉煤灰混凝土早期强度增长缓慢、后期强度增长较为显著;随粉煤灰掺量增加,混凝土抗压强度逐渐减小,混凝土抗氯离子渗透和早期抗裂性能逐渐增强,混凝土抗碳化性能逐渐降低。在粉煤灰等量取代水泥的情况下,单掺粉煤灰为胶凝材料用量25%~30%时,地下工程用混凝土力学性能和耐久性能相对较佳。     

某湖底隧道主体结构混凝土抗碳化耐久性试验研究

结合某湖隧道工程的具体特点,确定抗碳化作为影响其耐久性的主要问题,研究了水泥品种、胶凝材料总量、矿物掺合料取代率、粉煤灰和矿粉比例和水胶比等配合比参数对混凝土抗碳化性能的影响。研究结果表明,不同水泥对混凝土碳化速度有较大的影响,混凝土碳化深度随着胶凝材料用量降低、矿物掺合料取代率增加、粉煤灰比例的增加和水胶比的增加而增加。本文从抗碳化耐久性角度提出配合比参数的设计范围。     

再生混凝土抗碳化性能试验研究

为了研究再生混凝土的抗碳化性能,系统分析了水灰比、水泥用量、再生骨料取代率、原始混凝土强度及矿物掺合料等对再生混凝土碳化深度的影响规律,并采用有限元方法对再生混凝土的碳化进行了数值模拟。研究结果表明：再生混凝土的抗碳化性能在相同水灰比的条件下略低于普通混凝土,再生混凝土的抗碳化性能不仅受水灰比和水泥用量的影响,还受到再生粗骨料取代率及其强度的影响,再生混凝土碳化深度与碳化时间的平方根成正比,在一定范围内添加矿物掺和料可降低再生混凝土的碳化深度。     

轴压荷载下混凝土碳化深度预测模型

为研究轴压荷载作用下混凝土的抗碳化性能,利用自主设计的装置,对普通混凝土以及掺量为30%的粉煤灰混凝土进行轴压荷载-碳化耦合试验。基于试验数据,建立了考虑多因素影响的混凝土碳化深度预测模型,定量地分析了不同应力比下轴压荷载对混凝土碳化深度的影响。结果表明：相同条件下,随着碳化龄期的增长,混凝土碳化深度也在增加,但增长速率会逐渐下降;不同应力比对混凝土抗碳化性能影响也不尽相同,应力比为0.3时混凝土的抗碳化性能最优,应力比为0.6时抗碳化性能最差;相同环境条件下粉煤灰混凝土的抗碳化性能普遍弱于普通混凝土;碳化模型预测值与试验值相对误差小于3%,二者较为吻合。该碳化模型可用于预测混凝土在轴压荷载作用下的碳化深度,为后续不同材料混凝土结构的寿命预测提供参考依据。     

地铁衬砌混凝土耐久性能试验研究

由于地铁工程投资大、使用年限长,导致地铁衬砌混凝土的耐久性问题尤为重要.针对陆域地段和海域地段所使用的衬砌混凝土,在满足施工泵送性能和力学性能的前提下,重点研究了不同胶凝材料体系对地铁衬砌混凝土的抗氯离子渗透、收缩和碳化等耐久性能的影响.结果表明,在相同强度等级时,随着胶凝材料中矿物掺和料掺量的增加,地铁衬砌混凝土的氯离子迁移系数和碳化深度均逐渐增大,但收缩率显著降低;综合考虑地铁工程的社会效益和经济效益,陆域地段地铁衬砌混凝土的矿物掺和料掺量可选用50%,海域地段地铁衬砌混凝土的矿物掺和料掺量宜控制在40%以内.     

超高强混凝土的耐久性研究

超高强混凝土在现代建筑中的地位越来越重要,其耐久性能自然备受关注。文中研究了水胶比、胶凝材料总量以及矿物掺合料掺量对超高强混凝土抗氯离子渗透及抗碳化性能的影响。试验结果表明:水胶比越小,超高强混凝土抗氯离子渗透性能力越强,抗碳化性能越好;随胶凝材料总量的增加,抗氯离子渗透能力先增强后减弱,而抗碳化能力则逐渐增强;随矿物掺合料掺量的增加,抗氯离子渗透和抗碳化能力均先增强后减弱,最佳掺量为40%。     

固废基胶凝材料混凝土增强剂的试验研究

针对固废基胶凝材料水化慢，导致混凝土凝结时间长、早期强度低影响施工的问题，研制了固废基胶凝材料混凝土增强剂ZS-10Z，并与市售的早强剂进行了混凝土性能对比试验。结果表明：掺入占胶凝材料质量1.0%的ZS-10Z能显著提高混凝土的3、7、28 d抗压强度，改善混凝土的施工性能，缩短混凝土的凝结时间，同时混凝土的抗碳化性能、抗水渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能明显提高；电通量测试和SEM分析表明，混凝土中掺入ZS-10Z能有效促进固废基胶凝材料的水化进程，生成更多的水化产物，进而提高混凝土结构的密实性。     

喷射混凝土快速碳化试验研究

通过快速碳化试验,探讨了喷射混凝土抗碳化性能和碳化后力学性能变化规律。试验结果表明:喷射混凝土较普通混凝土具有更好的抗碳化性能,其抗压强度、劈拉强度随碳化深度的增加快速提高;掺入钢纤维能进一步提高喷射混凝土碳化性能,减小碳化速率,还能显著提高喷射混凝土碳化后劈拉强度。同时,在分析钢纤维和施工方式对混凝土碳化影响的基础上,建立了喷射混凝土碳化深度模型。     

混合砂对混凝土性能的影响研究

本文研究0～5mm矿山废石和天然砂不同掺加比例对混凝土性能的影响。试验结果表明,对于中低强度混凝土,0～5mm矿山废石的掺入可以改善混凝土的流动性和抗压强度;对于较高强度混凝土,由于胶凝材料数量较多,对骨料级配影响的主要因素转变为胶凝材料,0～5mm矿山废石在混凝土中胶凝材料少时的改善作用变为阻碍作用。     

低胶材自密实混凝土的配合比设计试验研究

本文研究了在低胶凝材料的情况下,粉煤灰与矿粉比例、石粉量、不同增稠剂和黏度改性剂比例对自密实混凝土各项性能的影响。结果表明:在外掺12%石粉范围之内,石粉对自密实混凝土的强度和抗碳化性能有改善作用,但随着石粉掺量的增大,混凝土7d和28d强度均呈现降低的趋势。当粉煤灰与矿粉总掺量为40%,外掺12%的石粉,可以制备出性能优良的低胶凝材料自密实混凝土。     

清水混凝土抗碳化及氯离子侵蚀性能试验研究

通过采用大掺量矿物掺合料制备清水混凝土,系统研究了胶凝材料与混凝土龄期对混凝土耐久性能的影响,并对混凝土耐久性能的优劣性进行评价。试验结果表明:在碳化作用的早期(碳化作用28 d以前),不同胶凝材料体系下的清水混凝土抗碳化能力的优劣为CDAB,在碳化作用的后期(碳化作用28 d及以后),不同胶凝材料体系下的清水混凝土抗碳化能力的优劣为DCBA;不同系列清水混凝土在28 d龄期下氯离子渗透系数的大小顺序为:CDAB,到84 d龄期时氯离子渗透系数大小顺序为BADC。对于地铁等要求使用年限在100年左右的重大工程,清水混凝土可以达到混凝土结构耐久性的要求。     

钛石膏基复合胶凝材料抗碳化性能的研究

为了解决钛石膏综合利用率低、堆放或填埋会污染环境的问题,以钛石膏为原料制备复合胶凝材料。通过改变矿粉、粉煤灰等矿物掺合料与钛石膏掺量间的变化,研究钛石膏基复合胶凝材料碳化前后碳化深度和强度的变化规律,同时通过XRD、SEM对其性能变化的原因进行分析,研究该胶凝材料碳化前后的晶相组成和微观结构的变化。结果表明该胶凝材料碳化性能较P·C32.5复合水泥弱,28d后已完全碳化,且矿粉、粉煤灰矿物掺合料比例越大,碳化深度越浅,碳化后抗压强度越大,其抗碳化性能越好。通过XRD、SEM微观分析发现,钙矾石和CSH凝胶脱钙分解是碳化后抗压强度下降的主要原因。     

大掺量矿粉抗氯盐高性能混凝土试验研究

本文通过试验论述了掺矿粉的高性能混凝土随水胶比、胶凝材料用量、矿粉掺量及细度等因素不同,其抗氯离子性能、抗压强度及碳化等耐久性能变化规律。试验结果表明,掺入矿粉使得混凝土抗氯离子渗透能力提高,早期强度降低,后期强度增大,但抗碳化能力降低。     

不同强度等级混凝土对抗氯离子渗透性能的影响

以实际工程为背景,通过对2家商品混凝土公司留样试块的测试,研究不同强度等级的混凝土对抗氯离子渗透性能的影响。通过研究表明:随着混凝土强度等级的提高,胶凝材料用量的增加,抗氯离子渗透性能变差;混凝土不能单一地靠提高抗压强度来提高抗氯离子渗透性能;需要进一步研究胶凝材料不同矿物组成及不同化学成分对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。     

再生混凝土抗碳化性能试验研究及理论分析

通过快速碳化试验,以再生骨料掺量、水灰比、水泥用量、原始混凝土强度和矿物掺合料为影响因素,对再生混凝土的碳化性能进行研究。试验结果表明:再生混凝土的碳化深度随水灰比、再生骨料掺量的增加而减小,随原始混凝土强度的增大和水泥用量的增加而增大,适量添加矿物掺和料能降低再生混凝土的碳化深度,提升其抗碳化性能。在已有的普通混凝土碳化模型研究基础上,结合本试验和中国其他学者的试验数据,建立了再生混凝土碳化深度预测模型,模型预测结果与试验值吻合较好。     

胶凝材料对中低强度混凝土性能的影响

通过配制五组胶凝材料水平不同的混凝土,研究了胶凝材料以及胶凝材料的矿物掺合料比例的不同对中低强度混凝土工作性能、力学性能的影响,试验结果证明:水胶比不变时,适当提高浆体量有利于提高混凝土的工作性、力学性能及耐久性,在保证混凝土强度的情况下,增加粉煤灰、矿粉等掺合料掺量,有利于改善混凝土工作性能。