高性能填充轻集料混凝土试验研究

为了解决钢管混凝土结构高性能填充材料的制备问题,选用高强水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、页岩陶粒、页岩陶砂与天然砂组成的混合细集料、高效减水剂和增稠剂制备出具有轻质、微膨胀和自密实性能的高强混凝土,设计18个试验组对比分析了混合细集料中天然砂体积分数、胶凝材料用量和体积砂率对混凝土工作性能、物理力学性能和硬化变形性能的影响规律.研究结果表明:选用上述原材料,采用内掺法和松散体积法进行掺合料和混合细集料用量设计,调整混合细集料中天然砂和陶砂的体积比来改良颗粒级配,每m3混凝土掺入540~570 kg胶凝材料,体积砂率取值47%左右,可制备出适用于钢管轻集料混凝土结构的高性能填充轻集料混凝土.     

高强页岩轻集料混凝土的力学性能

目的探索影响高强页岩轻集料混凝土力学性能的主要因素,为制备高强页岩轻集料混凝土提供依据.方法配制高强度页岩轻集料混凝土,并利用微观手段观察页岩轻集料混凝土微观结构特征.选择水胶质量比0.34～0.38、砂率38%和粉煤灰掺入量10%,提前预湿轻集料和选用高强度等级的页岩轻集料.结果配制出28 d抗压强度为55～60 MPa的页岩轻集料混凝土.水胶质量比、砂率、粉煤灰掺入量对轻集料混凝土的抗压强度有着不同程度地影响.页岩轻集料混凝土抗压强度随着水胶质量比减少而增大;合理砂率为38%和最佳的粉煤灰掺量10%.结论轻集料本身的强度对配制高强度等级轻集料混凝土起到非常重要的作用,同时通过预湿轻集料可以有效提高轻集料混凝土的后期强度.     

高阻尼混凝土的抗渗性能研究

制备出高阻尼混凝土并采用快速氯离子渗透法研究了轻集料掺量及其掺入方式对其抗渗性能的影响.结果表明,与同强度等级的普通混凝土相比,高阻尼混凝土具有更好的阻尼功能和抗渗性能,提高轻集料掺量或延长轻集料预湿时间,可较明显地改善高阻尼混凝土的阻尼功能和抗渗性能;利用SEM、孔结构试验探讨了轻集料提高阻尼混凝土抗渗性的作用机理.     

粉煤灰掺量及纤维体积率对ECC基本力学性能及断裂性能的影响

为研究粉煤灰掺量及纤维体积分数对ECC基本力学性能及断裂性能的影响，对不同粉煤灰掺入量和纤维体积分数的ECC进行了抗压强度和拉伸性能试验，并基于DIC进行了抗折和断裂性能试验。结果表明：大量粉煤灰的掺入提高了ECC的断裂韧性，但其各项强度及断裂能均有所下降；当掺入的纤维体积分数在1%～2%时，可以有效提高ECC的强度和断裂性能，增加拉伸应变的同时保证试件的完整性。当水泥与粉煤灰比例为1.2,纤维体积分数为2%时，在使ECC保持较高强度的同时还可以较大幅度改善一般混凝土所具有的“脆性”,使其具备较好的抗变形能力。     

大流动性轻集料混凝土研究

研究了粉煤灰、矿渣、硅灰掺合料对大流动性轻集料混凝土性能的影响。试验结果表明，掺合料单掺效果不及复掺；用堆积密度为503kg/m^3，筒压强度为3．08MPa的页岩陶粒，复合掺入20％的磨细粉煤灰和20％的磨细矿渣，可配制出塌落度267mm、扩展度650mm,28d强度为28．8MPa，表观密度为1804kg/m^3的免振捣大流动性轻集料混凝土；轻集料的物理力学对大流动性轻集料混凝土的性能有重要影响。     

机制砂-铜尾矿复合砂商品混凝土性能研究

机制砂天然级配不良是其广泛应用的制约因素之一。采用河砂、铜尾矿与机制砂制备混合砂用作混凝土细集料。采用"5点法"对机制砂混凝土(M)、河砂混凝土(R)、机制砂-河砂混凝土(MR)、机制砂-铜尾矿(MC)混凝土的砂率进行优化,并研究混合砂混凝土性能。结果表明:混合砂混凝土的最优砂率比河砂混凝土高4%。混合砂混凝土的强度、弹性模量均高于河砂和机制砂混凝土,且强度增长较大;铜尾矿的掺入增加了需水量和干缩率,但对抗氯离子渗透性以及离析泌水性有很大改善;机制砂-河砂体系具有较小的干缩率。     

石灰岩机制砂对沥青混合料性能的影响

为研究石灰岩精品机制砂、普通机制砂对沥青混合料AC-25、AC-20性能的影响,采用冻融劈裂试验和车辙试验检验其水稳定性、高温稳定性能,利用无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验间接评价不同温度下AC-25、AC-20的粘结力c和内摩阻角φ。结果表明：精品机制砂、普通机制砂基质沥青混合料AC-25冻融抗拉强度比分别为87.4%、85.4%,动稳定度分别为2 741次/mm、1 895次/mm;精品机制砂、普通机制砂SBS改性沥青混合料AC-20的冻融抗拉强度比分别为89.5%、87.7%,动稳定度分别为19 250次/mm、17 500次/mm。与普通机制砂沥青混合料相比,30～60℃时精品机制砂沥青混合料的抗压强度、劈裂强度更大,相对具有更好的抗剪强度,AC-25、AC-20宜采用精品机制砂做细集料。     

粗集料嵌锁型高性能混凝土的研究

采用砂浆包覆粗集料的工艺制备出了一种粗集料能够充分接触并有效嵌锁的高性能混凝土,并与普通C60高性能混凝土作对比研究了其性能。研究表明:在此方法制备的混凝土中,粗集料的体积分数达到了59%以上,粗集料在混凝土中可充分发挥强度骨架作用,混凝土28d抗压强度达到了70～90MPa。另外,以此种方法制备的混凝土具有较高的弹性模量、较好的体积稳定性和抗氯离子渗透性能。     

轻集料对轻质超高性能混凝土性能影响研究

以万州新田长江大桥工程为依托,通过试验研究了轻集料的颗粒级配、粒径、粒型、筒压强度和预湿程度等对轻质超高性能混凝土(LUHPC)工作性能、力学性能和收缩的影响,同时通过轻集料孔结构分析和SEM初探了轻集料改善LUHPC性能的微观机理。研究结果表明:随着轻集料最大粒径的减小和筒压强度的增大,LUHPC的表观密度增大,力学性能提高;当细轻集料粒径2.36～4.75mm∶1.18～2.36mm为7∶3时,细轻集料与各种粉料间的堆积程度最大,抗压强度最高;圆球型细轻集料制备最适合制备LUHPC;随着轻集料预湿饱水程度增加,LUHPC内部相对湿度提高,LUHPC收缩减小。高强细轻集料的多孔结构,可以吸收大量水分,混凝土在凝结硬化后可形成轻集料-水泥石界面处的嵌锁结构,从而大幅度提升LUHPC性能。     

粗集料堆叠率和体积砂率对大掺量粉煤灰自密实混凝土工作性的影响

通过提高粗集料堆叠率、体积砂率和粉煤灰掺量来提高自密实混凝土的工作性,结果表明:随着粗集料堆叠率的增大,自密实混凝土的工作性会逐渐变差,当堆叠率达到0.65时,胶凝材料用量显著下降的同时,混凝土的工作性依然能够满足自密实混凝土的要求。随着体积砂率和粉煤灰掺量的增大,自密实混凝土的工作性得到改善,这时存在一个最优的体积砂率和粉煤灰掺量使得混凝土的工作性处于最佳状态,即体积砂率为0.48,粉煤灰掺量为30%时,自密实混凝土拥有最优的流动性、填充性和间隙通过性。     

再生砖骨料混凝土架构模型试验研究

通过试验研究水灰质量比、粒径级配、再生砖骨料和砂体积分数对混凝土抗压强度的影响以及灰砂质量比对水泥石抗压强度的影响,分析骨浆体积比、灰砂质量比、再生砖骨料和砂体积分数对混凝土架构贡献强度的影响. 结果表明,再生砖骨料混凝土的抗压强度随着水灰质量比的减小而增大,当骨料粒径为19~26.5 mm时抗压强度达到最大值;当再生砖骨料体积分数为30%~43.2%时,混凝土抗压强度和再生砖骨料构架贡献强度都随着再生砖骨料体积分数的增大而增大,且都随着砂体积分数的增大而增大;当灰砂质量比为0.33~1.33时,水泥砂浆试件的抗压强度随着灰砂质量比的增大而增大;当再生砖骨料体积分数为40%和43.2%时,灰砂质量比与再生砖骨料架构贡献强度以及骨浆体积比与再生砖骨料架构贡献强度均高度线性相关;再生砖骨料架构贡献强度高于混凝土强度,主要集中在再生砖骨料体积分数为40%~43.2%,特别是再生砖骨料体积分数为43.2%、砂体积分数为18%~26%.     

掺粉煤灰、腾格里沙漠砂混凝土力学性能的研究

利用沙漠砂配制混凝土,由于存在混凝土工作性较差等问题,使得沙漠砂在工程中的应用比较少.通过混凝土正交试验,分析了水胶比、腾格里沙漠砂掺量、粉煤灰掺量和砂率对于混凝土抗压强度和工作性的影响.综合考虑抗压强度和坍落度,确定最优配合比为A4B4C4D3,即水胶比0.40、砂率32%、沙漠砂取代率25%、粉煤灰掺量15%.腾格里沙漠砂作为细骨料能够配制出抗压强度和工作性都满足要求的混凝土.     

混合砂混凝土性能研究

对比研究了天然气中砂混凝土和混合砂混凝土的工作性、强度、收缩和徐变性能。研究表明，配合比相同时，混合砂混凝土的性能与细度相当的天然中砂混凝土的性能相当，采用石灰石质机制砂与天然特细砂组成的混合砂可以配制性能良好的大流动性混凝土。     

矿物掺合料对机制砂水泥基自流平砂浆性能的影响

试验选用普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥与半水石膏的三元胶凝体系,选用机制砂作为细集料,制备全机制砂水泥基自流平砂浆.选用粉煤灰、石粉与硅灰作为矿物掺合料,并研究矿物掺合料对全机制砂制水泥基自流平砂浆流动度、抗压抗折强度与尺寸变化率的影响.研究结果表明:矿物掺合料的火山灰效应对自流平砂浆力学性能的发展产生积极影响,自流平砂...     

Effect of glass powder on chloride ion transport and alkali-aggregate reaction expansion of lightweight aggregate concrete

The effects of glass powder on the strength development, chloride permeability and potential alkali-aggregate reaction expansion of lightweight aggregate concrete were investigated. Ground blast furnace slag, coal fly ash and silica fume were used as reference materials. The replacement of cement with 25% glass powder slightly decreases the strengthes at 7 and 28 d, but shows no effect on 90 d’s. Silica fume is very effective in improving both the strength and chloride penetration resistance, while ground glass powder is much more effective than blast furnace slag and fly ash in improving chloride penetration resistance of the concrete. When expanded shale or clay is used as coarse aggregate, the concrete containing glass powder does not exhibit deleterious expansion even if alkali-reactive sand is used as fine aggregate of the concrete.     

Effect of fly ash and early strength agent on durability of concrete exposed to the cyclic sulfate environment

The effect of fly ash and early strength agent on resistance of concrete to the cyclic sulfate environment was studied. Concrete specimens made with ordinary portland cement or ordinary portland cement incorporating fly ash with the replacement of 10% or 20%, or 1% early strength agent and fly ash with the replacement of 20%, were made and subjected to 250 cycles of exposure to the cyclic sulfate environment. Concrete properties including loss of mass, chloride ion diffusion coefficient, compressive strength and flexural strength were measured. Microstructure and chemical component of samples were determined by means of X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The experimental results indicated that effect of fly ash on the cyclic sulfate resistance of concretes was mostly dependent on the amount of fly ash. Early strength agent improved performances of concrete with 20% fly ash exposed to cyclic sulfate environment.     

再生细集料对水泥混凝土物理力学性能的影响

废弃混凝土通过一系列再生工艺可以得到再生混凝土细集料,将其部分或全部替代天然砂配制混凝土可以达到变废为宝的目的,但是再生混凝土细集料特殊的性质会使得掺再生细集料的混凝土性能与普通混凝土之间存在较大的差异。在研究再生混凝土细集料的粒径和物理特性对水泥混凝土物理力学性能影响的基础上,探讨再生混凝土细集料对混凝土的抗气渗性能、抗氯离子渗透性能、抗碳化性能的影响。研究结果发现,再生细集料在破碎制备过程中产生了大量缺陷和粉料,采用一定量的再生细集料替代天然细集料配制混凝土,其物理力学性能、抗氯离子渗透性能和抗碳化能力均与基准混凝土有明显差异。如再生细集料最小粒径从0.16 mm及以下提高到2.36mm就可以明显改善混凝土物理力学性能。     

单掺废玻璃再生混凝土的最优取代率试验研究

目前我国大多数的废弃玻璃在处理时采用填埋的方法,造成了环境的污染和资源的浪费。因此为实现废玻璃的资源化,现研究将其应用于建筑原材料混凝土中。将废弃玻璃破碎后得到的不同粒径颗粒分别取代混凝土中的部分粗骨料、细骨料或凝胶材料制成标准试件,按照标准试验法测试不同玻璃颗粒掺量下玻璃混凝土试件的力学性能和工作性能,讨论废弃玻璃掺量与废弃玻璃混凝土坍落度及抗压强度的关系,并同时测试了龄期变化对玻璃混凝土强度的影响。试验发现,将废玻璃颗粒加入混凝土后会降低混凝土的抗压强度,但在最优取代率下与基准混凝土相似,最后以力学强度和废弃玻璃取代率为考量指标得到的最优废弃玻璃再生混凝土的取代率为：废弃玻璃粗骨料25%、废弃玻璃细骨料25%、玻璃粉0%;最优取代率掺量下废弃玻璃混凝土工作性能优于基准配比混凝土;另外当用75um的玻璃粉替代混凝土的水泥会降低玻璃混凝土强度,但当替代量小于10%的时候,对试件的强度影响不大。本试验结果表明将废玻璃颗粒按一定比例替代混凝土的天然骨料是可行的,并为玻璃混凝土应用于实际工程中提供了参数。     

粒化高炉矿渣代砂混凝土性能的试验研究

试验利用粒化高炉矿渣取代部分砂(特细砂)作为细骨料拌制混凝土,以不同的矿渣代砂率为主要变量,对10组不同配合比混凝土的流动性,立方体抗压强度进行研究。试验结果表明,混凝土的流动性随矿渣代砂率的增加逐渐降低,混凝土立方体抗压强度随矿渣代砂率的增加先增大后减小,矿渣的最优代砂率为60%;矿渣细骨料对混凝土后期强度的增长有促进作用。同时拟合出适合于矿渣代砂混凝土抗压强度的预测模型。