石粉含量对C45凝灰岩机制砂混凝土性能的影响

采用坍落度、振动凯氏球体试验,以及抗压强度、静压弹性模量、劈裂抗拉、混凝土表观电阻率试验,分析了石粉含量对C45凝灰岩机制砂混凝土(MSC)工作性、力学性能、抗氯离子渗透性能的影响;通过二次项式拟合分析,结合MSC与天然砂混凝土(NSC)的对比研究,给出了C45凝灰岩MSC的推荐石粉含量。结果表明:随着石粉含量的提高,C45凝灰岩MSC的坍落度、振动凯氏系数、抗压强度、静压弹性模量、劈裂抗拉强度、抗氯离子渗透性能均先增大后减小,存在最佳石粉含量;当对混凝土的要求为坍落度>100 mm、静压弹性模量>44 GPa时,C45凝灰岩MSC的推荐石粉含量为2%~5%(质量分数,下同);当对混凝土的要求为坍落度<100 mm、静压弹性模量<44 GPa时,推荐石粉含量为可放宽为5%~8%;合理控制机制砂石粉含量可以使C45凝灰岩MSC的综合性能优于C45 NSC。     

自密实机制砂混凝土耐久性试验研究

通过以机制砂和天然砂为细骨料来制备自密实混凝土,通过机制砂内石粉质量分数的不同及自密实混凝土水灰比的不同来进行试验研究,经过试验发现机制砂自密实混凝土的流动性比天然砂自密实混凝土流动性差,但是机制砂自密实混凝土的抗压强度高于天然砂自密实混凝土。石粉质量分数的多少会对自密实混凝土的耐久性能及力学性能产生影响,石粉质量分数的增多会使得自密实混凝土的内部总孔隙变小,从而阻挡住二氧化碳的侵入,提高抗碳化能力。石粉质量分数的增多会减小机制砂自密实混凝土内机制砂颗粒与水泥浆体间的黏结作用,削弱其骨架作用,降低其抗冻耐久性能及力学性能,但会提高其抗碳化性能及抗氯离子渗透性能。     

干湿时间比对海工混凝土结构氯盐扩散的影响研究

为了探究海洋环境干湿交替区混凝土结构中氯离子扩散规律,将干湿时间比量化,对应连云港港口泊位现场环境与结构状况设计进行干湿交替区的混凝土构件在不同干湿时间比和不同压应力水平下的室内氯盐加速侵蚀试验,以混凝土内部扩散区的氯离子扩散系数和表面氯离子浓度作为侵蚀指标,将室内加速试验与现场试验的结果对比,分析干湿时间比和应力水平对氯离子扩散的影响.结果证明室内试验取得良好的加速侵蚀效果,试验结果表明对于干湿交替区的混凝土结构,干湿时间比对氯离子扩散的影响十分显著,不同的干湿时间比甚至将氯离子扩散系数提高2倍,其影响力远高于压应力水平.     

路基工程用纤维混凝土抗氯盐侵蚀性能研究

沿海地区路基工程用混凝土容易受到氯离子侵蚀的影响,降低混凝土结构的耐久性能和适用寿命。因此,以混凝土的电通量、氯离子迁移系数以及抗压强度为评价指标,开展了聚乙烯醇(PVA)纤维对路基工程用混凝土抗氯盐性能影响的研究。试验结果表明：PVA纤维的掺入能够有效降低混凝土试件的电通量和氯离子迁移系数,并能有效提高混凝土试件的抗压强度值;随着不同长度PVA纤维掺量的不断增大,混凝土试件的电通量和氯离子迁移系数均逐渐降低,抗压强度则呈现出先增大后减小的趋势,当PVA纤维的掺量为1.5 kg/cm³时,混凝土试件的抗压强度值可以达到最大,说明PVA纤维的掺入能够有效提高混凝土试件抗氯盐侵蚀性能;另外,12 mm PVA纤维的效果明显优于8 mm PVA纤维的。研究结果认为PVA纤维的掺入能够增强路基工程用混凝土在氯离子环境下的抗侵蚀能力,有效延长混凝土结构的使用寿命。     

石粉含量对C50花岗岩机制砂混凝土性能的影响

结合三峡翻坝江北高速公路工程建设,采用花岗岩机制砂配制预应力T梁用C50混凝土,试验研究了机制砂石粉含量在3％ ～9％ 范围变化对C50机制砂混凝土工作性能、力学性能、收缩和耐久性能的影响.结果表明,机制砂石粉含量的增加,提高了配制等坍落度混凝土所需减水剂掺量,增加了混凝土抗压强度和弹性模量,混凝土的抗折强度在石粉含量5％ 时最大.随石粉含量的增加,混凝土的早期干缩增大,后期干缩在石粉含量7％ 时最大.另外,C50机制砂混凝土的抗氯离子渗透性随着石粉含量的增加而提高,抗冻等级均超过F300,石粉含量对其抗冻性影响不明显.     

机制砂中绿泥岩粉含量对混凝土力学性能及耐久性的影响

采用绿泥岩粉等质量取代机制砂,研究了机制砂中绿泥岩粉含量对混凝土自收缩、抗压强度、抗氯离子渗透性以及抗盐冻等性能的影响.结果表明:石粉会增加混凝土的早期自收缩,且随石粉含量的增多混凝土自收缩逐渐增大;石粉含量小于5％时,对混凝土抗压强度的发展有利,但含量达到10％时,石粉会减缓混凝土抗压强度的发展速率;机制砂中石粉含量对混凝土的抗盐冻性能有影响,随着石粉含量的增加,混凝土表面剥蚀量先减小,后增加.     

氯盐侵蚀下碱激发混凝土内钢筋锈蚀研究进展

碱激发胶凝材料是一种新型绿色胶凝材料,碱激发混凝土以环保、强度高、耐久性好等一系列特点得到国内外学者的广泛关注,对其力学性能和耐久性的研究逐渐成为热点.本文综述了氯离子对碱激发混凝土的侵蚀机理,比较了碱激发材料与普通硅酸盐混凝土面对氯离子侵蚀的不同响应,对氯盐侵蚀下碱激发混凝土耐久性研究和碱激发混凝土内钢筋锈蚀研究进行了介绍,并总结了碱激发混凝土现阶段研究所面临的问题.     

机制砂混凝土配合比优化设计

近年来天然砂资源紧缺,机制砂的应用成为趋势。为改善机制砂混凝土的性能,结合当地实际材料情况,提出机制砂混凝土配合比优化理论,重点对理论中各参数进行了试验研究,得出各参数的优化方法及参考数据。以此理论为依据,设计出C20~C40机制砂混凝土配合比,经试验验证,优化后的混凝土性能均满足了设计需求。     

氯离子侵蚀下受弯梁耐久性可靠度评估

以弯矩与抗弯承载力之比作为荷载水平指标,对氯离子在混凝土受弯梁中的扩散行为进行研究,建立荷载水平与氯离子扩散系数的函数关系,进而提出考虑荷载作用下钢筋表面氯离子浓度达到临界值的极限状态方程及相应耐久性可靠度计算方法.结合算例,对浪溅区混凝土梁构件在不同荷载水平下的耐久性可靠指标进行计算.结果表明:荷载水平对耐久性可靠指标β的影响较为显著,不考虑荷载作用时结构的耐久性可靠指标比考虑荷载作用时耐久性可靠指标偏高100%以上.从确保服役混凝土梁构件达到预期耐久性要求出发,建议对应浪溅区设计使用年限分别为30年、50年以及100年梁构件,相应的最小保护层厚度应分别取为60 mm,65 mm和75 mm,相应的最大水灰比限值均建议取为0.36.     

再生骨料混凝土抗氯离子侵蚀的多相数值研究

为定量分析再生骨料混凝土各组成相对其抗氯离子侵蚀性能的影响,研究建立可实现任意体积分数再生粗骨料随机分布的再生混凝土五相细微观数值模型,包括新砂浆、新界面过渡区、旧砂浆、旧界面过渡区和核心区原始天然骨料.根据各相氯离子扩散性能和几何性质的不同,探究再生粗骨料体积分数、旧砂浆附着率及新、旧界面过渡区厚度等关键几何参数对再生混凝土抗氯离子侵蚀性能及离子时空分布的影响.结果 表明:作为再生骨料混凝土的重要组成部分,附着旧砂浆和核心区天然骨料的性质与含量对其抗氯离子侵蚀性能起着相互博弈的效应,导致再生骨料混凝土有效氯离子扩散系数随着骨料体积分数的增大而产生明显波动,尤其是当旧砂浆附着率较小时,此现象尤为明显;当骨料体积分数一定时,再生骨料混凝土氯离子扩散性能随着旧砂浆附着率的增大而增强,且增幅随着骨料体积分数的增大而增大;再生骨料混凝土抗氯离子侵蚀性能与新、旧界面过渡区的厚度呈负相关关系.     

石粉对机制砂混凝土性能的影响

机制砂中含有粒径小于0.075 mm的石粉是机制砂与天然砂显著的区别之一.为了研究石粉对机制砂混凝土性能的影响,对比测试了不同石粉含量对机制砂混凝土工作性及抗压强度的影响,通过电通量法、快冻法测试了不同石粉含量对混凝土氯离子渗透性、抗冻融性能的影响,并对比测试了天然砂和机制砂混凝土的收缩,结果表明机制砂中含有适量的石粉可以改善混凝土的工作性,提高混凝土强度,而且石粉的加入可以提高混凝土的密实度从而改善混凝土的氯离子渗透性和抗冻融性能.机制砂混凝土14 d龄期前的收缩比天然砂大,后期的收缩与天然砂相差不大.     

机制砂岩性与级配对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

为了探究不同岩性、不同级配机制砂对混凝土性能的影响,对三种不同岩性机制砂混凝土及天然河砂混凝土的工作性和抗压强度进行研究。此外,对比分析了四种混凝土在干湿循环制度下的抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明,天然河砂混凝土的工作性优于机制砂混凝土,钙质机制砂混凝土的工作性略好于硅质机制砂混凝土。机制砂混凝土的抗压强度优于天然河砂混凝土,在硫酸盐侵蚀循环作用下的力学性能变化趋势与天然河砂混凝土基本一致。在相同级配条件下,机制砂混凝土的抗蚀系数高于天然河砂混凝土;机制砂岩性并不会对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能带来负面影响。级配良好的机制砂可以增强混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀性能。     

机制砂混凝土应力-应变试验研究

为研究机制砂混凝土单轴应力状态下的力学性能,通过对0%、4%、8%、12%、16%、20%(质量分数)六种石粉含量,C20、C30和C40三类强度等级的机制砂混凝土棱柱体试件进行单轴抗压试验,并与河砂混凝土进行对比,获得了其在单轴受压下的应力-应变全曲线,拟合得到了适用于机制砂混凝土单轴受压的本构方程,结果表明:机制砂混凝土应力-应变曲线变化趋势和河砂混凝土基本相似,在曲线的上升段,机制砂混凝土与河砂混凝土基本重合,但在曲线下降段,机制砂混凝土比较陡峭;随着石粉含量的增加,机制砂混凝土试件的峰值应力和峰值应变都呈现出先增加后减小的趋势,当石粉质量分数为8%时,三种不同强度等级的机制砂混凝土峰值应变均达到最大;机制砂混凝土峰值应力和弹性模量均随着混凝土设计强度等级的提高而增大;基于Sargin模型拟合得到的机制砂混凝土应力-应变全曲线与试验全曲线吻合性较好。     

机制砂粉煤灰混凝土中钢筋锚固性能试验研究

通过拉拔试验研究了机制砂粉煤灰混凝土中热轧带肋钢筋和高强预应力钢绞线的粘结锚固性能,结果表明:水胶比、粉煤灰替代水泥率和超量系数等因素对钢筋和钢绞线在机制砂粉煤灰混凝土中的粘结锚固强度的影响规律,与机制砂粉煤灰混凝土轴心抗拉强度的影响规律是一致的,其粘结锚固强度取决于机制砂粉煤灰混凝土轴心抗拉强度的高低。通过分析粘结锚固强度与轴心抗拉强度之间的关系,提出了机制砂粉煤灰混凝土中热轧带肋钢筋和高强预应力钢绞线的锚固长度计算建议。     

机制砂混凝土耐磨性的主要影响因素分析及多因素计算模型

本文研究了砂类型、砂率、石粉含量和抗压强度对机制砂混凝土耐磨性的影响,建立了磨损量的多因素计算模型。结果表明:由于含石粉及具有更高的粗糙度和坚固性,石灰岩与辉绿岩机制砂制备的C30、C40混凝土耐磨性比河砂混凝土提高20%以上;在0.40~0.44范围内选取较低的砂率可获得较优的耐磨性;利用石粉含量为5%~11%(质量分数)的机制砂制备混凝土,石粉含量为9%时可获得最佳的混凝土耐磨性,微观分析表明此时混凝土密实度最佳;通过灰色系统理论确定了耐磨性影响因素的影响程度排序为:砂率R₃>压碎值R₂>粗糙度R₁>抗压强度R₅>石粉含量R₄>0.6;对比验证表明提出的混凝土磨损量多因素计算模型具有较高的预测精度和良好的适用性。     

暴露和浸泡混凝土氯离子结合能力相关性研究

在盐湖现场暴露和长期浸泡环境下进行了混凝土腐蚀试验,分别测定了不同试验环境下混凝土构件在不同深度的总氯离子含量(Ct)和自由氯离子含量(Cf),运用了回归法分析盐湖卤水浸泡和盐湖现场暴露环境下混凝土氯离子结合能力的相关性系数KR与其扩散深度、混凝土抗压强度的相关性.分析结果表明:氯离子结合能力相关性系数KR随着混凝土抗压强度的增加而降低;对于混凝土抗压强度小于58.6 MPa时,其KR值均大于1.2且随着氯离子扩散深度的增加而增大,当混凝土抗压强度为80.6 MPa时,其KR值仅为0.8且随着氯离子扩散深度的增加而降低.因此,为了更准确的预测盐湖现场环境下的实体结构的寿命,需要利用RE=2.687e-0.0142fc+(0.0111-0.0002fc)xRI将室内环境下的氯离子结合能力换算成现场环境下的氯离子结合能力.     

石粉种类及含量对C60机制砂混凝土性能的影响

为研究不同机制砂粗颗粒(0.075~4.75 mm)与石粉(<75 μm)的质量比(砂粉比)对岩石粉混凝土性能的影响,使用岩石粉(石灰石粉和花岗岩石粉)以不同质量比取代机制砂制备高强混凝土,测试不同砂粉比条件下混凝土流动性能、抗压强度和耐久性能(干燥收缩率及电通量)的演变规律。结果表明,机制砂的砂粉比不低于9时,砂粉比降低有利于改善混凝土拌合物的和易性,增强混凝土抗压强度和耐久性能。进一步降低砂粉比对混凝土的干燥收缩性能影响较小,但对混凝土流动性、力学性能和抗氯离子渗透性不利。降低砂粉比有利于提高机制砂混凝土的密实性,但过低的砂粉比容易造成混凝土需水量升高,游离态石粉颗粒含量增大,对混凝土性能不利。     

碳化和应力作用对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

碳化、氯离子侵蚀、应力三者共同作用对沿海地区混凝土结构耐久性具有重要影响.以C25级普通混凝土为研究对象,针对应力、碳化和氯盐三因素共同作用,借助室内试验手段,对混凝土试样进行加载及快速碳化试验,研究了碳化和应力作用下混凝土中的氯离子迁移规律.研究表明:碳化龄期短的混凝土试件,氯离子扩散系数会有很大程度的下降,随着碳化时间的增加下降速度不断减缓;碳化龄期较长的混凝土试件,氯离子扩散系数会略有升高.随压应力的增大,混凝土碳化深度逐渐减小,氯离子扩散系数也逐渐减小.     

海砂特性及海砂混凝土力学性能的研究

受河床生态环境保护的需要,可供应的建筑用河砂资源日益匮乏,海底砂已经成为我国部分沿海城市建筑用砂的重要来源.分别采用淡化海砂、原状海砂和河砂,对比分析了海砂特性及海砂混凝土的力学性能.试验研究表明,珠江口海砂及盐田海砂均属于级配良好的混凝土细集料,海砂中所含的氯离子和少量的贝壳并不影响混凝土的工作性、抗压强度、抗折强度及弹性模量,不考虑氯离子对混凝土钢筋的腐蚀时,原状海砂均也可等同于河砂使用.