海砂超高性能混凝土性能影响因素试验研究

为更好地开展海砂UHPC配合比设计,研究了水胶比、砂胶比、硅灰、钢纤维等因素对海砂UHPC性能的影响,试验结果表明：水胶比越低,海砂UHPC强度越高;海砂UHPC的流动度随胶砂比增大而增大,抗压、抗折强度的变化规律为先增大后减小;随硅灰掺量增加,海砂UHPC的流动度、抗压强度、抗折强度均先增加后降低;随钢纤维体积掺量增加,海砂UHPC的流动度随之降低,抗压强度、抗折强度随之增加,其中钢纤维掺量对抗折强度影响极为显著。     

机制砂高抗冲磨超高性能混凝土（UHPC）的组成设计与工程应用

针对我国西部地区泥石流、洪水等严酷服役环境下桥梁墩柱存在的冲击磨损和空蚀问题,利用UHPC材料高强、高耐久的材料自身特点,通过机制砂替代石英砂,进行UHPC材料的抗冲磨组成设计。研究了矿物掺合料种类、粉煤灰微珠掺量、硅灰掺量、胶凝材料用量、水胶比对抗冲磨UHPC材料的工作性能、力学性能、抗冲磨性能的影响规律。结果表明,在胶凝材料用量、水胶比和纤维掺量相同的条件下,随着粉煤灰微珠掺量增加,混凝土的工作性能提高,抗冲磨强度下降,粉煤灰微珠适宜掺量为胶凝材料的17%;随硅灰掺量增加,超高性能混凝土的工作性能下降,抗冲磨强度提高,硅灰适宜掺量为胶凝材料的13%;随着胶凝材料用量增加,工作性能提高,抗冲磨强度先提高后降低,最佳胶凝材料用量为1150 kg/m3;降低水胶比,工作性能降低,抗冲磨强度先提高后降低,最佳水胶比为0.18。经过优化设计的抗冲磨UHPC抗冲磨强度为普通C50混凝土的3倍,已成功应用于四川省仁寿至屏山新市公路石盘特大桥。     

自密实RPC流动性能影响因素试验研究

针对硅灰、粉煤灰、减水剂、钢纤维掺量和砂胶比、水胶比等方面对自密实RPC流动性的影响进行了试验研究。试验结果表明,胶凝材料掺量的变化对流动性影响不大,而水胶比和砂胶比变化影响较大,减水剂掺量应为胶凝材料质量的1.5%。     

复合胶凝材料水胶比对胶砂性能的影响研究

本文采用基准水泥、粉煤灰、矿渣粉、石灰石粉制备胶砂,研究了在不同水胶比及不同复合胶凝材料组成在掺加减水剂条件下胶砂的抗压强度、抗裂性.结果表明:石灰石粉掺量为20％以下时胶砂抗压强度无明显下降;复合胶凝材料体系参照GB/T 17671—1999:胶凝材料总量与标准砂质量之比固定为1:3,胶砂强度并不是水胶比越小,抗压强度越高,而是在0.40水胶比时强度最高,水胶比0.38、0.36时强度有所降低.石粉和矿渣粉双掺或粉煤灰+石粉+矿渣粉三掺效果好.建议0.40作为含石粉的复合胶凝材料在掺加减水剂条件下评价其胶砂强度的水胶比.     

含粗骨料的UHPC配合比设计

通过正交试验研究水胶比、砂率、机制砂掺量以及粉煤灰掺量对UHPC抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律,最终确定UHPC最佳配合比范围。结果表明：UHPC的工作性能与力学性能相互影响、相互制约,UHPC的最佳配合比范围：水胶比0.18,砂率39%～42%,机制砂掺量15%～30%,粉煤灰掺量20%。     

常温养护条件下活性粉末混凝土力学性能正交试验研究

通过常温养护条件下活性粉末混凝土力学性能正交试验,选用普通硅酸盐水泥和超细矿渣粉作为主要胶凝材料,研究了水胶比、粉煤灰掺量、硅灰掺量、石英粉掺量、胶砂比、钢纤维掺量和减水剂含量对活性粉末混凝土抗压强度和抗折强度等基本力学性能的影响。试验结果表明,水胶比、钢纤维掺量和减水剂含量对活性粉末混凝土的力学性能影响最为显著,粉煤灰掺量对改善活性粉末混凝土的抗压和抗折性能效果最好。在此基础上,以常温养护条件下活性粉末混凝土的高强度为目标,通过大量的力学试验,得到优化的最佳因素水平组合为水胶比0.18、粉煤灰掺量20%、硅灰掺量25%、石英粉掺量20%、胶砂比1∶1.0、钢纤维掺量3.0%、减水剂含量2.0%。     

道路高性能混凝土配制技术的研究

对道路高性能混凝土的配制技术进行了试验研究,结果表明实现道路混凝土高性能化必须控制水胶比、胶凝材料总用量、矿物掺合料掺量和砂率,为满足与施工相适应的和易性、强度和耐久性,建议水胶比为0.30～0.35,胶凝材料总量为360～400kg/m3,矿物掺合料掺量为20%～30%、砂率以小于35%为宜;道路的高性能混凝土掺入激发剂A,可为路面修补工程提供技术支持.     

自密实混凝土工作性能影响因素分析与评价

研究了原材料组分(高效减水剂、矿物掺合料)和配合比参数(砂率、水胶比、胶凝材料用量)对自密实混凝土工作性能的影响。结果表明:砂率是影响自密实混凝土拌合物匀质性和填充性的重要因素,本试验条件下合理砂率为50%~55%;20%粉煤灰复掺5%硅粉体系自密实混凝土表现出较好的流动性和黏聚性,但同时也需要高效率的高效减水剂并增大减水剂掺量来克服硅粉所产生的巨大内聚力,聚羧酸系高性能减水剂是配制自密实混凝土的理想外加剂;水胶比的增加将降低浆体的黏度,在较高水胶比体系下,可通过适当掺加硅粉或者增黏剂以满足浆体的黏聚性;硅粉在低胶凝材料用量体系中能起到较好的稳定作用。     

适合3D打印施工的超高性能混凝土研究

针对适合3D打印施工的超高性能混凝土(UHPC)的配制及性能进行了研究,研究了硅灰、粉煤灰和矿渣粉3种掺合料的掺量、砂胶比、水胶比对UHPC流动性和抗折、抗压强度的影响,以及钢纤维对UHPC强度和单轴拉伸性能的影响.结果表明:硅灰、粉煤灰、矿渣粉的掺量分别为5％、10％、10％,砂胶比为1:0,水胶比为0.17时,制备...     

石屑制备超高性能混凝土力学性能试验研究

使用破碎、筛分后的废弃石屑代替石英砂作为骨料制备超高性能混凝土(UHPC)。基于单因素分析试验,研究了各因素(水胶比、胶集比、减水剂掺量、钢纤维掺量)对石屑UHPC抗压强度、抗折强度及流动度的影响规律,考查了四种不同养生方式下石屑UHPC力学性能的变化。结果表明,当胶集比、水胶比、减水剂掺量、钢纤维掺量分别为0.63、0.2、2.1%和1.5%时,石屑UHPC的力学性能和工作性能最优,7d抗压强度最高为113.7MPa,抗折强度为35.2MPa;分析应力-应变曲线发现,掺加钢纤维不仅可以提高石屑UHPC的力学强度,还能显著提高石屑UHPC的韧性和残余抗压强度;经过水浴养护、干热养护和水浴+干热组合养护后,石屑UHPC的抗压强度分别提高了5.7%、27.1%和40.3%,但热养护对抗折强度影响不大。     

机制砂UHPC轴拉性能试验研究

基于传统UHPC制备技术，优化原材料组分和配合比，配制出强度等级为120MPa的机制砂UHPC,开展不同材料掺量与配比对机制砂UHPC轴拉性能试验研究。结果表明：钢纤维的掺入能较好地约束机制砂UHPC变形和内部微裂纹的扩展，提高抵抗开裂能力和增强抗拉强度和拉伸应变，效果随钢纤维体积率的增加而逐渐增强，但在钢纤维掺量超过2%后增幅明显趋缓；机制砂UHPC抗拉性能随水胶比的增大呈先增大后减小的趋势，在水胶比0.18时，其抗拉强度和峰值应变最大分别为9.7MPa、2745.6με;适当增加机制砂UHPC中部分粗颗粒质量分数和石粉的掺量可以提高机制砂UHPC的抗拉性能。根据上述结果，机制砂UHPC的优选配合比设计为水胶比0.18,细度模数3.0,石粉含量5%,钢纤维体积掺量2%,可为后续机制砂UHPC力学性能深入研究与推广应用提供参考。     

低温条件下水泥-粉煤灰复合胶凝体系早期强度的研究

在固定水胶比的条件下研究了不同温度,不同粉煤灰掺量及亚硝酸钠的掺入对低温条件下水泥-粉煤灰复合胶凝体系早期强度的影响规律。研究结果表明:在5～-10℃范围内,随着温度的降低,胶凝材料的水化加速期出现不同程度的滞后,胶砂试件养护龄期为14 d时,0℃及0℃以下条件下养护的不同配合比的复合胶凝材料体系的抗压、抗折强度已基本接近,但仍低于5℃养护条件下同龄期同配合比的胶砂试件强度;在-5℃和-10℃两个养护温度下,随着粉煤灰掺量的增多,其胶砂试件的抗折、抗压强度均呈现不同程度的降低,但是粉煤灰掺量小于10%时,胶砂试件的抗折、抗压强度受温度影响较小,大于10%时,胶砂试件的抗折、抗压强度受温度影响较大;5℃养护条件下,亚硝酸钠的加入增加了同一配合比下胶砂试件的抗折强度,却降低了同一配合比下胶砂试件的抗压强度。     

纤维对海砂超高性能混凝土性能的影响

采用未经淡化处理的海砂配制超高性能混凝土(UHPC)对于岛礁建筑具有重要意义。通过水泥胶砂的力学性能和流动度试验确定了海砂UHPC的基准配合比,研究了钢纤维和PVA纤维对海砂UHPC力学性能和流动度的影响。试验结果表明:随着钢纤维体积掺量的增加,海砂UHPC的抗压和抗折强度提高,综合考虑力学性能和经济性,钢纤维最优体积掺量为1.5%。当钢纤维体积掺量为1.0%时,PVA纤维等体积完全取代钢纤维对抗压强度影响不大,抗折强度降低22.5%;当钢纤维体积掺量为1.5%时,混杂体积掺量0.75%以内的PVA纤维对抗压和抗折强度的影响不大,但流动性明显降低。     

加固用绿色水泥基灌浆料力学性能试验研究

为研究建筑、工业废弃物在加固用水泥基灌浆料中的应用，主体胶凝材料是普通硅酸盐水泥P·O42.5,通过设计正交试验，探讨了水胶比、再生细骨料、胶砂比、铁尾矿粉、粉煤灰五个因素对灌浆料基本性能的影响，试验测定了0min和30min的试块流动度，并分别对养护1、3、28d后的试块进行抗折、抗压试验并进行了微观分析。结果表明：在以养护28d为最终强度标准条件下，通过正交极差分析发现水胶比对试块力学性能影响最大，胶砂比影响最小；建筑、工业废弃物能充分应用于加固灌浆料中，能促进水化反应，填充空隙，提高强度。较合理因素水平组合为水胶比0.36,胶砂比1:0.8,再生细骨料掺量40%,铁尾矿粉掺量8%,粉煤灰掺量8%。     

大掺量粉煤灰高强混凝土研究

试验探讨了粉煤灰掺量、水胶比和胶凝材料用量等因素对大掺量粉煤灰混凝土的表观密度、流动性和抗压强度的影响。粉煤灰掺量分别为50％、60％和70％,水皎比分别为0．3、0．25和0．2。试验结果表明：在低水胶比条件下,超细粉煤灰的密实填充作用效果更显著;以0．2的水胶比,600kg／m。的胶凝材料用量,可以配制出粉煤灰掺量为50％,28d抗压强度在80MPa以上,且具有较高的劈拉强度和弹性模量的大掺量粉煤灰高强混凝土。     

轻质超高性能混凝土的设计与研究

研究了胶凝材料组成、胶砂比以及钢纤维掺量对轻质超高性能混凝土(LUHPC)工作性能与力学性能的影响,得出LUHPC最优配合比,提出了LUHPC设计制备方法;对比研究了普通超高性能混凝土(UHPC)与LUHPC的力学性能与体积稳定性能差异;采用SEM-EDS和显微硬度计分析了LUHPC水泥石以及轻集料界面微结构特征。结果表明:水泥、粉煤灰微珠和硅灰用量分别为804、204、192 kg/m~3,水胶比0.18,胶砂比1.8,钢纤维体积掺量为2.5%时,LUHPC工作性能优异,具有良好的轻质、高强、低收缩性能;相比UHPC,LUHPC比强度更高,体积稳定性优良;陶砂的"缓释水"作用可使界面处胶凝材料后期持续水化,改善界面处微结构,降低混凝土自收缩。     

矿渣-海水湿排粉煤灰复合胶凝材料的制备研究

通过优化配合比组分、粒级设计和使用外加剂,制备出一种高掺量矿渣、粉煤灰且使用水泥熟料较少的矿渣-海水湿排粉煤灰基复合胶凝材料。研究了独特的粉磨方式所制备的复合胶凝材料、石膏掺量、矿渣与粉煤灰的掺量及比例对复合高性能胶凝材料体系强度的影响,初步阐明了复合胶凝材料的活性与级配协同优化效应。复合胶凝材料胶砂水胶比为0.33时具有较好的流动度,胶砂试块养护28d抗压强度可以达到53.53MPa,抗折强度达到13.92MPa,并具有良好的抗硫酸盐侵蚀性能,其氯离子含量符合国家使用标准。     

高强套筒灌浆料的制备及性能研究

研究了水胶比、胶砂比、矿物掺合料及纳米材料对高强套筒灌浆料性能的影响。结果表明,随着水胶比的减小、胶砂比增大,高强套筒灌浆的初始及30 min流动度降低,各龄期抗压强度提高;氧化石墨烯对套筒灌浆料的流动性影响最小,抗压强度提高最明显。高强套筒灌浆料的优化配合比为:胶凝材料由85%水泥+2%石膏+3%粉煤灰+5%精细沉珠+5%硅灰组成,水胶比为0.08,胶砂比为1.86,聚羧酸减水剂、HPMC、硼酸掺量分别为胶凝材料质量的0.55%、0.12%、0.10%,氧化石墨烯掺量为0.3%。此时制备的高强套筒灌浆料的56 d抗压强度达到141.62 MPa。     

一种高流态道路修补压浆料的试验研究

为了弥补传统压浆料的缺点,在以硅酸盐水泥为主要胶凝材料的基础上,通过单因素试验对水胶比、胶砂比及掺加硫铝酸盐水泥进行系统研究,成功配制出具有高流态及良好早期强度的有砂型孔道压浆料。试验结果表明:随着水胶比的增大,压浆料的初始截锥流动度与30 min截锥流动度均有变快的趋势,水胶比为0.3、胶砂比在1.0～2.5时,硫铝酸盐水泥掺量为8%左右时浆体流动性最佳。     

超高抗折钢纤维混凝土配制及工程应用

结合工程实例,采用特制钢纤维、高性能复合掺合料等原材料进行配合比设计,通过混凝土配合比正交试验,以混凝土施工性能和力学性能作为评价指标,优化了砂率、水胶比、胶凝材料用量、钢纤维掺量等影响因素。试验结果和工程应用表明,特制钢纤维能显著提高混凝土的抗折强度,高性能复合掺合料能改善拌合物的粘聚性,按照砂率为41%,水胶比为0.30,钢纤维体积掺量为2.5%,胶凝材料用量为630 kg/m~3的配合比,能够配制出抗折强度达到20 MPa的超高抗折钢纤维混凝土。