掺合料对混凝土早期碳化深度影响的试验研究

通过自然暴露环境条件下掺合料混凝土的早期碳化试验,分析了粉煤灰掺量、矿渣掺量、煤矸石掺量对单掺混凝土碳化深度的影响规律,探讨了双掺掺合料对混凝土碳化深度发展规律的交互作用,并基于试验数据建立了掺合料碳化速度影响系数的表达式。结果表明：单掺粉煤灰掺量小于15%时混凝土的碳化深度略有减小但掺量超过15%后碳化深度随粉煤灰掺量的增加而增加,单掺矿渣混凝土的碳化深度随矿渣掺量的增加而增加,单掺小于20%的煤矸石使混凝土早期抗碳化性能提高但掺入超过30%的煤矸石后混凝土碳化深度明显增加;随着粉煤灰掺量的增加,双掺粉煤灰和矿渣、双掺粉煤灰和煤矸石的混凝土碳化深度增加,在粉煤灰混凝土中掺入25%矿渣或20%煤矸石后混凝土的碳化深度变化较小;在煤矸石混凝土中掺入25%~40%的矿渣时混凝土的碳化深度无明显变化但再掺入超过40%的矿渣时碳化深度明显增大,在矿渣混凝土中掺入20%煤矸石后混凝土的碳化深度增长约40%。     

粉煤灰和矿粉对混凝土力学与耐久性能的影响研究

粉煤灰和矿粉加入混凝土中可以有效消耗工业固体废弃物,保护环境.基于此,利用室内试验方法采用粉煤灰和矿粉取代部分水泥,制备了不同粉煤灰以及矿粉掺量的混凝土材料,测试了这些材料的抗压强度、抗氯离子侵蚀性能、抗冻性能以及抗碳化性能.结果表明:双掺粉煤灰和矿粉条件下混凝土的抗压强度和抗冻性能均要优于单掺粉煤灰或矿粉;当粉煤灰或矿粉单掺量为24％时,混凝土的电通量最小,其抗氯离子侵蚀能力最强;双掺粉煤灰和矿粉混凝土的28 d碳化深度比素混凝土小39.4％～53.5％.     

粉煤灰和矿粉对混凝土力学与耐久性能的影响研究

粉煤灰和矿粉加入混凝土中可以有效消耗工业固体废弃物,保护环境.基于此,利用室内试验方法采用粉煤灰和矿粉取代部分水泥,制备了不同粉煤灰以及矿粉掺量的混凝土材料,测试了这些材料的抗压强度、抗氯离子侵蚀性能、抗冻性能以及抗碳化性能.结果表明:双掺粉煤灰和矿粉条件下混凝土的抗压强度和抗冻性能均要优于单掺粉煤灰或矿粉;当粉煤灰或矿粉单掺量为24％时,混凝土的电通量最小,其抗氯离子侵蚀能力最强;双掺粉煤灰和矿粉混凝土的28 d碳化深度比素混凝土小39.4％～53.5％.     

引气剂和沙漠砂对混凝土性能的影响

为探究沙漠砂替代率与引气剂掺量两者对C30混凝土的影响,将沙漠砂(6种掺量)与引气剂(5种掺量)定量组合掺入混凝土中,测定其对新拌混凝土含气量、坍落度、经1 h含气量以及28 d抗压强度的影响规律。试验结果得出:沙漠砂对新拌引气混凝土含气量有一定的抑制作用,并且随着沙漠砂替代率增加,抑制作用不断增强,但对经1 h引气混凝土的含气量影响并不明显。随着引气剂掺量和沙漠砂替代率的增加,混凝土的坍落度与28 d抗压强度均呈先增大后减小的趋势,当沙漠砂替代率为40%(质量分数)、引气剂掺量为0.002%(质量分数)时,抗压强度达到最大值。合理地将引气剂与沙漠砂组合后掺入混凝土中,其工作性能与抗压强度都会有显著提升。     

氧化石墨烯沙漠砂水泥基复合材料力学性能研究

通过正交试验,分析了氧化石墨烯(GO)掺量、沙漠砂替代率、水灰比和胶砂比对GO-沙漠砂水泥基复合材料28 d的抗压强度、抗折强度和稠度值的影响趋势.在正交试验基础上,进一步揭示沙漠砂替代率和GO掺量对复合材料7d、28 d抗压强度和抗折强度的影响规律.试验研究表明:随着GO掺量的增加,水泥基复合材料抗折和抗压强度先提高后降低,且对于抗压强度增强效果略超过抗折强度.当GO掺量为0.03wt％时,GO-沙漠砂砂浆试块抗压强度和抗折强度达到最大值;随着沙漠砂替代率增加,GO-沙漠砂砂浆试块抗折和抗压强度呈现先增大后减小趋势,沙漠砂替代率为50％时,氧化石墨烯沙漠砂砂浆试块抗压强度和抗折强度均达到最大值;但沙漠砂替代率为100％时,掺量为0.03wt％的GO-全沙漠沙水泥基材料强度提升最高,且28 d抗压、抗折强度可达标准砂试块强度.通过SEM对GO增强沙漠砂水泥基复合材料微观结构进行表征,发现GO能够优化水泥水化产物的微观结构形态,并且与沙漠砂活性材料产生正相关作用,从而形成更加致密均匀的结构改善沙漠砂水泥基复合材料的宏观性能.     

荷载作用下粉煤灰混凝土碳化特性研究

外部荷载是影响粉煤灰混凝土碳化性能的主要因素之一,对承受不同水平轴向压力及轴向拉力的粉煤灰混凝土试件进行了碳化特性研究,分析了荷载比、碳化龄期、粉煤灰掺量等因素对碳化深度的影响。试验结果表明:(1)轴拉荷载不利于粉煤灰混凝土的抗碳化性,试件的碳化深度随轴拉荷载的增加而增大;(2)轴压荷载在20%左右时,粉煤灰混凝土的抗碳化性能最好,轴压荷载进一步增加后,试件的碳化深度随之增大;(3)粉煤灰混凝土的碳化深度随碳化龄期和粉煤灰掺量的增加而增大,试件的轴压荷载较高或承受轴拉荷载时,粉煤灰掺量对碳化过程的影响较为明显。     

高掺量低品质粉煤灰混凝土碳化性能的试验研究

进行了掺加不同品质和掺量粉煤灰、复掺矿渣粉的粉煤灰混凝土的快速碳化试验研究。结果表明,低品质粉煤灰掺量越多,越不利于混凝土抗碳化性能;20%以下掺量时,混凝土碳化深度不会显著增加;48%掺量时,混凝土抗碳化性能明显降低;在混凝土中复掺矿渣粉可以大大改善粉煤灰混凝土的抗碳化性能。提出了复掺矿渣粉的高掺量低品质粉煤灰混凝土配合比设计方法,不仅对提高粉煤灰混凝土抗压强度有利,并且可大大改善其抗碳化性能。     

沙漠砂混凝土劈裂抗拉强度试验研究

为探究水胶比、粉煤灰掺量以及沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土劈裂抗拉性能的影响,采用正交试验设计来进行劈裂抗拉强度试验研究。结果表明:在掺加粉煤灰与沙漠砂的情况下,水胶比为0.48、粉煤灰掺量为30%、沙漠砂取代率为30%时混凝土劈裂抗拉强度达到最大值,并根据同批次的抗压度值与抗拉强度值回归出二者之间的函数关系式。     

活性掺合料对混凝土抗碳化性能影响的研究

研究了强度等级(C30和C45)、龄期(28 d和120 d)、矿物掺和料(矿粉和粉煤灰)质量掺量对掺有脂肪族高效减水剂(SAF)的混凝土抗碳化性能的影响,并建立了C30/C45混凝土在28 d/120 d龄期的碳化深度与矿粉/粉煤灰掺量比例之间的回归模型。结果表明:水胶比的降低、养护龄期的延长都能提高水泥石的密实度,从而提高抗压强度和抗碳化性能;混凝土抗碳化性能随矿粉掺量的上升、粉煤灰掺量的下降而提高;当矿粉掺量占胶凝材料质量的37.5%时,C30混凝土的抗碳化性能最佳;当矿粉掺量占胶凝材料质量的31.9%时,C45混凝土的抗碳化性能最佳;当龄期增加时,粉煤灰掺量比例越大则碳化深度的下降幅度越大;矿粉和粉煤灰掺量的相对比例变化时,对低强度混凝土的影响程度要大于高强度混凝土。     

碳化作用对混凝土强度及氯离子渗透性能的影响

试验研究了CO2对粉煤灰混凝土28d抗压强度和氯离子渗透性能的影响。结果表明：碳化作用提高了粉煤灰混凝土28d抗压强度,但随着粉煤灰掺量的增加,混凝土28d抗压强度逐渐减小;在标准养护条件下,粉煤灰对混凝土抗氯离子渗透性有改善作用,而碳化作用使混凝土抗氯离子渗透性能明显降低,且此时粉煤灰的掺人更加增强了对混凝土抗氯离子渗透性能的不利影响。     

双掺粉煤灰及偏高岭土对混凝土性能的影响研究

通过测试混凝土抗压强度、劈拉强度、抗渗、抗碳化、抗冻性能,研究了粉煤灰和偏高岭土单掺、复掺时对混凝土性能的影响。同时分析了粉煤灰和偏高岭土对混凝土性能的作用机理。研究结果表明:当粉煤灰掺量为胶凝材料的15%、偏高岭土掺量为胶凝材料的12%,相比普通混凝土,复掺粉煤灰及偏高岭土混凝土28d抗压强度提高了15.8%、劈拉强度提高了20.4%、渗透系数降低了69.1%、碳化深度降低了29.3%,200次冻融循环后,相对动弹性模量提高了33.1%、混凝土质量损失降低了43.8%。复掺粉煤灰及偏高岭土适用于制备高性能混凝土。     

矿物掺合料对UHPC性能的影响

传统超高性能混凝土(UHPC)的硅灰用量一般都比较高,导致其制作成本较高,而且自收缩比较大,对实际工程应用造成了一定的影响。本文用粉煤灰和矿粉部分或全部替代硅灰制备UHPC,并对其工作性能、力学性能、自收缩及孔结构特征进行了试验研究。结果表明:采用粉煤灰或矿粉替代硅灰可以改善UHPC拌合物的流动性,替代率越高,拌合物的流动度越大;当采用粉煤灰或矿粉替代50%(质量分数)硅灰时,在标准养护下,对28 d抗压强度的影响较小,而在高温蒸养下,则会导致28 d抗压强度下降,当替代率达到100%(质量分数)时,无论是标准养护还是高温蒸养,都会显著降低28 d抗压强度;采用粉煤灰或矿粉替代硅灰能降低细孔的占比,增大孔径,减少自收缩,且粉煤灰对于自收缩的抑制效果优于矿粉。     

再生混凝土抗碳化性能试验研究

通过9种不同再生粗骨料、再生细骨料取代率下再生混凝土快速碳化试验,系统研究了再生骨料类型及其取代率对再生混凝土抗碳化性能的影响规律.基于试验,分析了分别经受3d、7d、14d和28d碳化试验后再生混凝土碳化深度和立方体抗压强度变化率;提出了再生混凝土28 d碳化深度预测模型;研究了28 d碳化作用后不同取代率下钢筋再生混凝土抗压承载力.试验结果表明,碳化作用导致混凝土立方体抗压强度升高,且提高幅度随再生骨料取代率的增加而增大;再生混凝土抗碳化性能与普通混凝土相比有所降低,各阶段碳化深度较大,且发展较快;再生骨料的掺入对混凝土碳化后抗压承载力具有不利影响;基于本文提出的再生混凝土碳化深度预测值与试验结果符合较好.     

外掺粉煤灰天然轻骨料混凝土早期力学性能研究

以天然浮石作为粗骨料,通过外掺法分别掺加0％、20％、30％和40％体积的粉煤灰替代相同体积的砂,配置轻骨料混凝土.通过对混凝土在3d、14 d、28 d的抗压强度,以及28 d的弹性模量与轴心抗压强度的研究,得出天然浮石轻骨料混凝土外掺粉煤灰最优掺量为30％.浮石轻骨料混凝土在此掺量下,不仅改善了混凝土的和易性,而且提高了基本力学性能.     

粉煤灰掺量对不同骨料混凝土长期强度的影响

试验着眼于C30强度等级混凝土,以不同粗骨料(再生骨料、天然骨料)、粉煤灰掺量(15％、30％、50％)及养护环境(标养、室内自然养护)为变量探究粉煤灰对不同骨料混凝土长期强度的影响.试验结果表明,随着粉煤灰取代率的增加,在龄期较短时表现出对再生混凝土及普通混凝土的强度贡献率都有所下降的趋势,但后期经养护龄期的增加,180 d以后中长期强度贡献率下降幅度有所趋缓;当养护环境为标准养护时,粉煤灰取代率为30％以内试件的强度贡献率在180 d时达到了最大,之后强度贡献率有所下降,粉煤灰取代率为50％时,养护龄期超过180 d其强度贡献率也会有所增加;当养护环境为室内自然养护时,随着养护龄期的增长对不同取代率粉煤灰、不同骨料混凝土的中长期强度贡献率都有所加大.     

风积沙混凝土的碳化试验研究与预测

用风积沙(沙漠沙)部分或全部替代普通河砂拌制混凝土具有重大的社会与经济效益.沙漠地区环境气候条件十分恶劣,研究风积沙混凝土在复杂环境下的耐久性能意义重大.设计制作了不同风积沙掺量(0、20％、40％、60％、80％、100％)的混凝土试块,并标准养护28 d,研究在实验室加速碳化3 d、7 d、14 d、21 d和28 d后的碳化规律.运用MATLAB拟合得到了风积沙混凝土的CO2扩散系数随风积沙掺量变化的数学表达式,并建立了以风积沙掺量为主要参数的碳化深度预测模型.模型的建立为风积沙混凝土在沙漠及周边区域的推广应用提供重要的参考.     

掺粉煤灰和引气剂混凝土的碳化性能研究

研究了普通混凝土、粉煤灰混凝土、引气混凝土和粉煤灰引气混凝土等四类混凝土的抗碳化性能和气体渗透性能。结果表明:在同强度条件下,引气型混凝土的抗碳化性能显著高于普通混凝土。在同水胶比下,随含气量增大,引气型混凝土的抗碳化性能下降。各类型混凝土碳化前气体渗透系数与碳化深度不存在相关性,碳化后的气体渗透系数与碳化深度存在一定的相关性。