钢纤维全轻混凝土长期强度和碳化试验

通过试验研究了水胶比和钢纤维体积率对钢纤维全轻混凝土长期强度和碳化性能的影响规律。试验采用连续级配烧结页岩陶粒、轻质陶砂和铣削型钢纤维,水胶比0.25~0.35,钢纤维体积率0.8%~1.6%。试验结果表明:钢纤维全轻混凝土抗压强度随龄期增加呈现早期快速、后期缓慢的增长规律,与28 d的强度值比较,增长率与水胶比和钢纤维体积率关系不大;抗拉强度在一定龄期内与抗压强度同比例增长,而后随龄期增加而缓慢降低;钢纤维全轻混凝土的碳化具有产生时间延迟、初期发展较缓的现象,碳化深度随水胶比增大而增加、随钢纤维体积率增大而减小,并呈现随碳化龄期增加而增大的规律。根据试验结果分析,提出了钢纤维全轻混凝土长期强度和碳化深度的预测计算公式。     

粉煤灰高性能混凝土抗碳化性能研究

通过调节配合比设计制备了多种粉煤灰混凝土,系统研究了粉煤灰掺量、种类、水胶比和养护龄期对混凝土抗碳化性能的影响。结果表明:混凝土碳化深度值和碳化速率均随粉煤灰掺量增加而增加,碳化120 d后W35F60的碳化深度值约为W35F0的7倍;混凝土碳化深度值随水胶比增加而增大,当粉煤灰掺量为40%时,混凝土最佳水胶比为0.30,其120 d碳化深度值仅11.28 mm;混凝土抗碳化性能:Ⅱ级粉煤灰Ⅰ级粉煤灰;养护龄期越长,混凝土抗碳化性能越强,当养护龄期为90 d时,混凝土碳化深度值是养护龄期28 d的79.47%。     

3%与20% CO2体积分数下混凝土加速碳化试验研究

选取CO2体积分数为3%和20%进行加速碳化试验,比较分析了2种情况下单掺粉煤灰、矿粉混凝土及二者复掺混凝土碳化深度及碳化速率系数随碳化龄期的变化规律.结果表明:在3%CO2体积分数下进行加速碳化试验,不但能较好地反映普通混凝土的自然碳化规律,而且能对水胶比相同矿物掺合料不同的混凝土碳化性能进行有效区分,但试验时需要适当延长碳化龄期;采用20%CO2体积分数进行加速碳化试验,并不能有效区分水胶比相同矿物掺合料不同的混凝土的碳化性能.     

偏高岭土混凝土碳化及其力学性能

将偏高岭土以同等质量替代水泥（0、5%、10%、15%）掺入混凝土中,对偏高岭土混凝土进行了不同龄期（0、7、28 d）的碳化试验以及碳化后的抗压和抗折强度试验。研究了不同偏高岭土掺量下混凝土的碳化性能,探讨了混凝土抗压强度、抗折强度、脆性系数随碳化龄期和偏高岭土掺量的变化规律,预测了偏高岭土混凝土碳化深度、抗压和抗折强度的模型。结果显示：偏高岭土可有效提高混凝土的抗碳化性能。随偏高岭土掺量的增多,试件抗压强度、抗折强度及脆性系数均逐渐增大,随碳化龄期的不断增长抗压强度和脆性系数先增大后逐渐减小,抗折强度逐渐降低。     

喷射混凝土力学性能、渗透性及耐久性试验研究

试验以采用喷射混凝土单层衬砌结构隧道工程为背景,对不同水胶比、粉煤灰掺量及钢纤维掺量喷射混凝土力学性能、渗透性能进行研究。结果表明 ,喷射混凝土具有高早龄期强度,当养护龄期大于1d时,喷射混凝土强度小于普通混凝土且差值逐渐增大。随着水胶比增大和钢纤维掺量降低,喷射混凝土 强度及渗透性降低;随着粉煤灰掺量增大,喷射混凝土抗压强度先增大后减小,渗透性先减小后增大,劈裂抗拉强度持续增大。同时,对喷射混凝土碳化、 冻融、硫酸盐侵蚀及氯离子侵蚀耐久性能进行研究,并与同配合比普通混凝土进行对比。而后,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热分析及压 汞测孔法(MIP)对侵蚀后喷射混凝土微观结构、侵蚀产物及孔结构进行分析,研究喷射混凝土与普通混凝土耐久性能差异及机理。结果表明：喷射混凝土碳 化、冻融及硫酸盐侵蚀耐久性能优于普通混凝土,但抗氯离子侵蚀性能较普通混凝土弱。钢纤维的加入使喷射混凝土耐久性能提高,但对抗氯离子侵蚀性能 提升不明显。     

引气混凝土的抗碳化性能研究

分别研究了不同浆骨比、含气量和水胶比情况下,掺入粉煤灰后高耐久性混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性能。研究结果表明:碳化深度随粉煤灰掺量的增加而增大;氯离子扩散系数随粉煤灰掺量的增加而减小,当粉煤灰掺量超过一定掺量时氯离子扩散系数又随粉煤灰掺量的增加而增加。碳化深度、氯离子扩散系数随含气量增加而减小,而当含气量大于4%时,碳化深度、氯离子扩散系数又随含气量的增加而增大;碳化深度、氯离子扩散系数随浆骨比(32.5/67.5至37.5/62.5)的增大而增大;水胶比越小的抗碳化性能越好、氯离子扩散系数越小。     

钢-聚丙烯纤维高性能混凝土力学性能试验研究

进行了钢纤维与聚丙烯纤维掺量及其混杂对高性能混凝土抗压强度和劈拉强度的试验研究,探讨了不同混杂纤维组合对高性能混凝土基体力学性能的影响规律。结果表明,钢-聚丙烯纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度及其纤维增强系数与钢纤维和聚丙烯纤维掺量及混杂比密切相关。钢纤维掺量较低时,抗压强度随聚丙烯纤维掺量增加先减小后增加;钢纤维掺量较大时,抗压强度随聚丙烯纤维掺量的增加一直增大;当钢纤维掺量一定时,劈裂抗拉强度随聚丙烯纤维掺量的增加先增大后减小。当钢纤维和聚丙烯纤维掺量分别为3%、0.3%时,混杂效应系数最大。     

矿渣微粉掺量对混凝土劈裂抗拉性能的影响

通过在普通硅酸盐混凝土掺入矿渣微粉并对其进行试验研究,分析了龄期、矿渣微粉掺量与水胶比的不同对混凝土劈裂抗拉强度的影响。试验结果表明,矿渣微粉掺量的增加使得混凝土的劈裂抗拉强度先增加后减小,龄期的增长使得混凝土的劈裂抗拉强度增加,水胶比的增加使得混凝土的劈裂抗拉强度减小。     

岩石粉类型对混凝土长龄期耐久性能的影响研究

研究了4种岩石粉对不同水胶比混凝土长龄期(1080 d)耐久性能的影响。结果表明,岩石粉混凝土的干燥收缩变形在1～180 d处于快速发展阶段,在180～1080 d处于缓慢发展阶段,90 d收缩率为1080 d收缩率的78%～87%,双指数模型可用于预测岩石粉混凝土干燥收缩变形;岩石粉混凝土的电通量随龄期延长逐渐减小,玄武岩石粉混凝土的抗氯离子渗透性能稍强于其它岩石粉混凝土;加速碳化下岩石粉混凝土的28 d碳化深度和自然碳化下1080 d碳化深度接近;掺石灰石粉有利于提高混凝土150次干湿循环后的抗压强度耐蚀系数。     

钢纤维粉煤灰再生混凝土强度正交试验研究

利用正交试验方法对钢纤维粉煤灰再生混凝土（以下简称再生混凝土）的强度性能进行了试验,考察了粉煤灰取代率（质量分数）、钢纤维掺量（体积分数）和再生粗骨料取代率（质量分数）对再生混凝土28d立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响,并对试验结果进行了系统分析.结果表明：粉煤灰取代率对再生混凝土抗压与抗折强度的影响规律一致,但对其劈裂抗拉强度的影响规律却不相同;再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均随钢纤维掺量的增加而增大,但钢纤维掺量对劈裂抗拉和抗折强度的影响显著,对抗压强度的影响较小;再生粗骨料取代率对抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律基本一致,强度总体上随再生粗骨料取代率的增大而增大.要使再生混凝土强度得到提高,需降低粉煤灰的取代率,增大钢纤维掺量和再生粗骨料取代率.当粉煤灰取代率在30%以内、钢纤维掺量在18%以内时,粉煤灰取代率对再生混凝土抗压强度的影响最大,其次是再生粗骨料取代率,最次是钢纤维掺量;钢纤维掺量对再生混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度的影响最大,其次是粉煤灰取代率,最次是再生粗骨料取代率.     

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.     

石灰石粉-矿渣混凝土的碳化性能及可靠性分析

为探究石灰石粉及矿渣对混凝土碳化性能以及可靠性的影响,以掺合料比例、水胶比、石粉比表面积以及龄期为参数进行快速碳化试验,得出了试验环境和自然环境下的碳化预测模型,由此展开自然碳化下的可靠性预测分析,并以分析得到的可靠度指标为因变量,选取混凝土的水胶比、保护层厚度、石粉的掺量以及龄期4个自变量设计正交试验,对4个因素的重要性进行判定。结果表明:掺加石粉或矿渣后混凝土抗碳化能力均有所降低,其中以单掺20%石粉的混凝土抗碳化能力下降最为明显。石灰石粉-矿渣混凝土抗碳化能力随着水胶比的减小、石灰石粉比表面积的增大而变强。掺加不同比例的矿物掺合料对碳化结构可靠性均有一定减弱影响,对碳化结构可靠性的影响程度为水胶比>碳化龄期>混凝土保护层厚度>石灰石粉掺量,其中水胶比大小、石灰石粉掺量大小、碳化龄期长短与可靠度指标大小负相关,保护层厚度大小与可靠度指标大小呈正相关。     

钢纤维混凝土碳化性能的研究

钢纤维混凝土(SFRC)是一种以混凝土为基体的新型复合材料,其抗碳化性能优于普通混凝土.通过改变钢纤维掺量和碳化龄期,对钢纤维混凝土的碳化性能进行了试验研究,得出了钢纤维对混凝土抗碳化性能的增强机理,以及钢纤维体积掺量、混凝土强度、二氧化碳浓度和碳化龄期对混凝土碳化深度的影响,并提出了钢纤维混凝土碳化深度的计算公式.     

混凝土暴露于自然环境的介质渗透性演变规律研究

将不同水胶比(0.38、0.42、0.46和0.50)和不同粉煤灰掺量(0%、12.5%、25.0%和37.5%)的7组混凝土试件暴露于自然环境中,研究了碳化深度和电通量等介质渗透性能随暴露时间的演变规律.结果表明:D=atb表达式能很好的表征暴露于自然环境中混凝土碳化深度随暴露时间的变化规律,Qt=Q0(t0/t)m公式能很好的描述暴露于自然环境中混凝士的电通量随暴露时间的变化规律;随着水胶比的增加,暴露于自然环境下混凝土的碳化深度和电通量均逐渐增大;而随着粉煤灰掺量的提高,碳化深度逐渐增加,电通量却逐渐降低;水胶比不会影响混凝土碳化和电通量随暴露时间的变化速率,粉煤灰却减缓了后期碳化发展速率,加快了电通量随时间的变化速率.     

纤维掺量及混杂比对钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土力学性能影响研究

分别将钢纤维、聚丙烯纤维按照0.25%、0.5%、0.75%的体积掺加率,以体积比1∶1、1∶2、2∶1混杂后掺入C60混凝土基体中共浇筑30组抗压、抗折、劈裂抗拉试件,通过对其进行抗压、抗折、劈裂抗拉试验研究,分析纤维掺量和混杂比对高强混凝土基本力学性能的影响。结果表明:混杂纤维的掺入降低了混凝土基体的抗压强度,混杂纤维混凝土抗压强度随纤维掺加率增大总体呈下降趋势,相同体积掺加率下,抗压强度随着混杂比中钢纤维掺量的增加亦大致呈逐渐下降的趋势;混杂纤维的掺入对混凝土基体的劈裂抗拉强度有很大改善,混杂纤维混凝土劈裂抗拉强度随着体积掺加率的增加呈先下降后增高的趋势,但随混杂比的规律并不清晰;混杂纤维的掺入对混凝土基体的抗折强度均有较大幅度提高,混杂纤维混凝土抗折强度随纤维掺量的增大呈先升后降的趋势,同体积掺加率情况下,所有混杂比对纤维混凝土抗折强度影响的规律亦不一致。     

复合助剂改性混凝土的碳化性能

采用正交试验方法,研究了水胶比、胶粉掺量、硅粉掺量以及消泡剂掺量对混凝土碳化性能的影响规律。结果表明:水胶比、胶粉掺量、硅粉掺量以及消泡剂掺量4个因素对混凝土的碳化性能影响的主次顺序是胶粉掺量最大,消泡剂掺量次之,水胶比第三,硅粉掺量最小;胶粉掺量对混凝土碳化的影响存在两个拐点,4%时混凝土的抗碳化性最差,8%时抗碳化性最好;随着消泡剂掺量的增加,碳化深度逐渐减小。最后,通过试验数据分析和查阅文献取值建立复合助剂改性混凝土的碳化模型,经游程检验,在显著性水平a=0.05下其相关关系显著。     

高性能混凝土的影响因素研究

现代建筑工程对混凝土的要求日益提高,促进了高性能混凝土的发展。采用正交试验,探究了砂胶比、水胶比、硅灰掺量、钢纤维掺量以及砂粒径范围对高性能混凝土的影响。结果表明,随砂胶比的增大,高性能混凝土流动度减小,抗折、抗压强度均先增大后减小;随水胶比的增大,流动度增大,抗折、抗压强度都是先增加后降低;随硅灰掺量的增大,流动度及抗折、抗压强度都先增大后减小;随钢纤维掺量增大,流动度减小,抗折、抗压强度增加到一定程度后变化不大;砂粒径范围对流动度影响明显,对高性能混凝土后期强度影响不大。     

HCSA膨胀剂对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能影响

本文研究了自然条件下,不同膨胀剂掺量对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响,并研究了早期养护时间对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响。结果表明,在自然碳化条件下,70d龄期之前,碳化深度增长较快,而后随着龄期的逐渐延长,碳化速率逐渐变缓,180d到360d龄期之间,碳化深度已出现下降趋势;适量的HCSA膨胀剂对大掺量粉煤灰混凝土的早期抗碳化能力的改善有一定的作用;与未掺加膨胀剂的大掺量粉煤灰混凝土相比,6%HCSA膨胀剂掺量的混凝土抗碳化能力最好,8%的次之;对于大掺量粉煤灰混凝土7d的湿养护是必要的。     

混凝土碳化速率系数的多因素模型

基于混凝土快速碳化试验的数据,分析了水胶比、粉煤灰掺量、矿粉掺量等材料参数对混凝土碳化速率系数的影响规律,然后结合逐步回归分析方法,建立了考虑水胶比和矿物掺合料掺量的普通混凝土、掺加粉煤灰混凝土、掺加矿粉混凝土以及复掺粉煤灰矿粉混凝土的碳化速率系数多因素计算模型,最后结合相关文献模型的计算结果和试验数据对比分析,验证了所建立多因素模型的有效性与适用性,为混凝土抗碳化性能的耐久性分析与设计提供了基础。     

大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能研究

通过快速碳化试验,系统研究了水胶比、养护龄期和激发剂等因素对掺量为50％和60％的粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响.研究结果表明:水胶比和养护龄期对其抗碳化性能的影响比较明显,尤其是在长期养护情况下;而激发剂对其影响并不明显.当养护龄期从28 d增到365 d时,对掺量为50％、60％的粉煤灰混凝土,其快速碳化28 d的碳化深度从9.3、13.7 mm分别降到6.7、9.0mm,抗碳化性能明显改善.