轻集料混凝土力学特性及其对集料的要求

分析整理了二十余年的试验数据,设计施工经验的基础,通过对比的方法,把高强轻集料混凝土的主要力学性能进行了整理,并提出高强轻集料混凝土对集料的要求,目的是促进高强轻集料混凝土在高层、大跨结构上的推广应用。     

轻骨料-水泥石界面区微观结构特征

采用扫描电镜、X射线能谱分析、显微硬度等多种测试方法,测定了不同预饱水程度轻骨料一水泥石界面区水化产物的钙硅比、水泥石显微硬度以及孔结构等微观性能参数,研究了轻骨科预饱水程度对混凝土界面区结构与特征参数的影响,并与普通骨料混凝土进行了对比分析.结果表明,随着轻骨料预饱水程度的提高,界面区厚度从30μm增大至60 μm左右,距界面20μm范围内其显微硬度降低,而大于20μm处则相反,孔结构呈细化趋势,界面区得到增强,明显优于普通混凝土.     

轻集料混凝土集料性质对混凝土性能的影响

选用4种高强陶粒为粗骨料,在相同的配合比条件下,对陶粒混凝土性能进行试验研究。实验表明,混凝土的性能随着陶粒种类的不同而变化,陶粒的形状和表观密度是影响混凝土性能的主要因素。     

影响高强轻集料混凝土收缩的若干因素

研究了高强轻集料混凝土的收缩特性及其影响因素。结果表明：轻集料混凝土的收缩特性明显不同于普通混凝土，其早期收缩率比普通混凝土低，而后期收缩率远远大于普通混凝土。高强普通混凝土的收缩在28d之后逐渐趋于平缓，而高强轻集料混凝土在28d以后仍具有较大的收缩．研究发现，通过提高轻集料的预饱水程度，掺加适量膨胀剂、粉煤灰或纤维，能够有效减小高强轻集料混凝土的收缩。     

聚合物对轻集料混凝土性能的影响

研究了聚合物对轻集料混凝土性能的影响.试验结果表明,当EVA乳液掺量5%～15%时,轻集料水泥混凝土的抗压强度和抗折强度有较大的提高,当掺量为10%时,抗压强度达到28.87 MPa,比空白样提高了70.83%;当掺量为15%时,抗折强度达到6.33 MPa,比空白样提高了79.32%.在轻集料水泥混凝土中掺入聚合物,大大提高了轻集料混凝土的折压比,脆性减小,改善了轻集料混凝土的韧性.聚合物轻集料水泥混凝土的抗渗性、抗冻性显著提高.     

轻集料的发展状况综述

在回顾几十年国内外轻集料混凝土技术发展的基础上,讨论了轻集料的生产工艺,分析了Riley提供的形成适宜粘度的原料化学成分范围,轻集料烧胀机理及高性能轻集料混凝土的研究。     

轻集料对超高性能混凝土工作和力学性能的影响

基于颗粒最紧密堆积原理,确定了超高性能混凝土的胶凝材料组成和轻集料颗粒级配,优化得到了轻集料超高性能混凝土(LUHPC)的基准配合比.研究了轻集料粒形、轻集料预吸水率和掺量对LUHPC工作性能和力学性能的影响规律,并利用超景深三维数码显微镜、扫描电子显微镜等探究了轻集料对LUHPC性能的影响机理.结果 表明:轻集料的粒...     

轻集料预处理对其混凝土强度的影响

轻集料混凝土作为一种新型生态混凝土,正朝着超轻、高强、多功能方向发展。随着我国对建筑节能高层、超高层抗震等综合性能建筑的进一步需求,新型轻集料混凝土必将以其良好的性能,展示出它们的优势,受到广泛关注。了解并研究轻集料混凝土的强度影响因素,有利于其更好地了解其工作特性,将其投入国家经济建设中去。     

掺合料对轻集料混凝土性能的影响研究

研究了矿物掺合料对轻集料混凝土物理力学性能(干表观密度、抗压强度、劈裂抗拉强度和静压弹模),综合分析了各种性能的影响因素及其作用规律,寻求轻集料混凝土的强度提高措施以及轻集料混凝土的配制技术,为制备轻集料混凝土提供了重要的参考依据。     

页岩陶粒对大流动度轻集料混凝土拌合物工作性的影响研究

主要研究轻集料粒径、粒型、吸水率、预湿处理等对大流动度轻集料混凝土拌合物工作性的影响。研究结果表明:随着陶粒最大粒径的减小,流动性逐渐降低,但抗离析性能逐渐增强;对于大流动度轻集料混凝土,以普通型陶粒配制的轻集料混凝土拌合物更容易保证匀质性;对于吸水率大的陶粒,可通过延长预湿处理时间来减小轻集料混凝土拌合物的离析度,减少坍落度经时损失;对于吸水率小的陶粒,可不经预湿处理即可达到较高的流动性。     

尺寸效应对水泥净浆与粗骨料界面黏结性能的影响

分析了粗骨料的尺寸对混凝土过渡区界面黏结性能的影响,并通过劈裂抗拉试验、压剪试验获得了粗骨料和硬化水泥浆之间的劈裂抗拉强度及抗剪强度.结果表明:粗骨料的尺寸对界面过渡区的黏结性能有较大的影响,界面黏结强度随粗骨料尺寸的增大而减小;水灰比越低,界面黏结性能越好;粗骨料的类型对界面过渡区黏结性能也有较大性能的影响.     

高水灰比轻集料混凝土的制备与基本性能

提出了高水灰比配制轻集料混凝土的技术途径.采用2种密度陶粒和陶砂配制轻集料混凝土,研究了水灰比对其坍落度损失、吸水性能、轻集料分层度以及抗压强度的影响.结果表明：提高水灰比能明显降低轻集料混凝土的坍落度损失与轻集料分层度;当水灰比075（质量比）时,采用表观密度为738kg/m3的陶粒及其破碎后制备的陶砂可配制干密度低于900kg/m3,28d抗压强度约为14MPa的轻集料混凝土;高水灰比轻集料混凝土的收缩和吸水性能可控制在相对较低的范围内;轻集料越轻,水灰比增加幅度可越大,不仅可以显著降低轻集料混凝土的坍落度损失和轻集料上浮,还能在其大幅度降低密度的情况下保持较高抗压强度.     

干燥大温差条件下混凝土界面过渡区的研究

采用显微硬度仪和扫描电镜,对比研究了干燥大温差气候条件和标准养护条件下混凝土界面过渡区的结构和形态.研究表明:干燥大温差环境使混凝土界面过渡区的宽度增加,显微硬度降低,过渡区水化产物结构疏松,孔隙率高,与骨料的粘结减弱,有明显的微裂缝产生.界面过渡区的劣化是造成混凝土宏观,性能下降的内在原因之一.因此,又分析了界面过渡区劣化的原因.     

再生粗集料混凝土界面微观结构的发展规律

分别制作相同配合比的再生粗集料混凝土和普通混凝土试件.在养护龄期为3,7,14,28d时,将再生粗集料混凝土试件切割,取样,然后对其内部不同界面微观结构进行扫描电镜观测;同时对再生粗集料混凝土和普通混凝土试件进行了抗压强度试验,观察了加载后再生粗集料混凝土试件内部裂纹的分布情况.结果表明:随着龄期的增长,再生粗集料混凝土各个界面过渡区都有不同程度的发展;天然粗集料新砂浆界面过渡区发展相对缓慢;再生粗集料中老砂浆新砂浆界面发展较快,老砂浆与新砂浆结合较好;再生粗集料中天然粗集料老砂浆界面为混凝土浇筑前已存在的界面,并且存在着一定数量的微裂缝.再生粗集料混凝土3d抗压强度略高于普通混凝土,7,14,28d抗压强度则与普通混凝土基本相当.荷载作用下,再生粗集料混凝土内部裂纹主要分布在天然粗集料新砂浆界面以及天然粗集料老砂浆界面处.     

界面强度对混凝土拉伸断裂影响的数值模拟

采用数字图像的处理手段表征混凝土的三相(基质、骨料、界面过渡区)细观结构,获取混凝土界面过渡区的形状与分布,并引入到原有材料破坏过程分析(MFPA~(2D))系统中,建立了能反映混凝土真实细观结构的数值模型,并应用该模型模拟了界面强度对混凝土拉伸断裂过程的影响.研究表明,当界面过渡区强度较低时,混凝土的断裂过程表现为界面过渡区中萌生的局部裂纹相互作用、桥接贯通的过程;界面强度与抗拉强度之间存在非线性关系,界面强度的提高增大了混凝土的延性,导致单轴拉伸荷载作用下混凝土试件的宏观断裂模式由单一贯通裂纹向多条非贯通裂纹过渡;模拟结果与试验结果比较吻合.     

骨料尺寸对微区泌水及界面区结构特征的影响

利用显微硬度、背散射电子像以及扫描电镜能谱,研究了因微区泌水造成的混凝土不同尺寸骨料下方骨料-浆体界面过渡区性能的差异.结果表明,随着混凝土骨料尺寸的增大,其下方骨料-浆体界面过渡区中未水化水泥颗粒更少、孔隙率更大、Ca(OH)2更多.     

再生骨料混凝土毛细管负压和界面过渡区研究

研究了再生骨料对混凝土毛细管负压力和界面过渡区（ITZ）性能的影响,分析了不同再生骨料对混凝土早期开裂风险和界面微观形貌的影响.结果表明：天然石子混凝土（NSC）和再生砂浆骨料混凝土（RMC）的毛细管负压力曲线相似,骨料在水泥水化过程中无明显吸释水;与干燥再生砖块骨料混凝土（D-RBC）相比,饱水再生砖块骨料混凝土（S-RBC）的毛细管负压增大,毛细管负压力变化平缓,水泥水化充分,开裂时间推迟;D-RBC的ITZ硬度和弹性模量比S-RBC略有下降,在实际配制再生砖块骨料混凝土时,可对砖块进行饱水处理,其早期开裂风险最低,且力学性能降低不明显.     

骨料种类对混凝土孔结构及微观界面的影响

基于RapidAir和MAP-BEI测试技术,对比研究了分别以玄武岩、砂岩和灰岩为人工骨料的大坝混凝土内部孔结构及界面特征.结果表明:配合比一定时,灰岩混凝土气泡数量最多,间距系数和平均孔径最小;砂岩混凝土气泡数量最少,间距系数和平均孔径最大,工程中应予以足够重视.界面Ca(OH)2的富集程度受骨料化学属性及物理性能(如长期吸水率)影响.上述3种骨料-浆体界面Ca(OH)2的富集程度为砂岩玄武岩灰岩,界面过渡区厚度为砂岩灰岩玄武岩,砂岩界面性能最薄弱.     

高性能轻骨料与普通轻骨料的性能比较

高性能轻骨料（ＨＬＡ）具有独立的微小球形气孔,强度高而吸水率低,即使在真空或压力条件下,吸水率仅为５％;普通轻骨料（ＣＬＡ）则比较敏感,特别在真空或压力条件下,吸水率高达４０％以下,对于表现１．２ｇ／ｃｍ＾３的ＨＬＡ,即使不预先不,所配制的优质混凝土,在１．５小时内仍能满足泵送要求。对于ＣＬＡ,具空或泵压下预湿比ＨＬＡ更多的水分方可使其坍落度在９０分钟内保持１５ｃｍ以上,以满足泵送的要求,其结果对