HLC-PCE早强型聚羧酸系减水剂降黏效果评价及工程应用

针对高强混凝土预制构件因水胶比低导致混凝土过黏的问题,进行了高强混凝土预制构件用早强型聚羧酸系减水剂的黏性试验研究,对掺自主研制的早强型聚羧酸系减水剂HLC-PCE的净浆Marsh时间、净浆/砂浆塑性黏度、混凝土T500及倒坍落度排空时间等性能进行评价,并与国内外同类产品进行对比。结果表明,掺HLC-PCE的水泥基材料在流动度相当的前提下,具有较短的Marsh时间、较低的净浆/砂浆塑性黏度及较短的混凝土倒坍落度排空时间,降黏性能优异。     

水泥基体参数对砂浆塑性收缩开裂性能的影响

研究了水泥基材料基体参数对砂浆塑性收缩开裂性能的影响，结果表明：水泥品种不同，砂浆的塑性开裂性能不同；水泥标号增大，砂浆的塑性开裂也将加大；存在使砂浆塑性开理解最大化的水比；灰砂比越小，砂浆的抗塑性开裂性能越好；粗细集料、外加剂种类、混合料品种及掺量也对砂浆的塑性开裂性能有很大影响。     

预制构件用C100高强混凝土配合比研究

采用砂浆稠度仪对低水胶比(水胶比0.16)水泥净浆的屈服剪切强度和塑性黏度进行定性表征,分析了矿物掺合料对低水胶比高强混凝土在流变学方面的意义。开展了常规原材料及工艺条件下C100高强混凝土的配比研究,分析了每m~3胶凝材料用量、水胶比、砂率等因素对高强混凝土强度影响,基于浆骨比设计理论对混凝土配合比设计方法进行优化,提高混凝土的工作性能。对优选配比的C100高强混凝土综合性能测试结果表明,混凝土具有较好的工作性能、力学性能和耐久性能,具有早期抗裂性能好、干燥收缩小、徐变系数低的特点,在混凝土预制构件中具有较好的应用前景。     

矿物掺合料和化学外加剂对胶凝材料浆体的流变参数的影响

基于最优化方法,给出使用同轴双圆柱流变仪来获取胶凝材料浆体的Bingham流变参数的途径;探究五种矿物掺合料(粉煤灰、矿渣粉、硅灰、石英粉、粉煤灰微珠)和两种化学外加剂(减水剂与引气剂)对胶凝材料浆体流变参数的影响。研究结果表明：矿物掺合料等体积替代水泥相对于等质量替代水泥,对降低浆体的屈服应力和塑性黏度有利。粉煤灰可降低浆体的屈服应力和塑性黏度;矿渣粉和石英粉可降低高水胶比浆体的屈服应力和塑性黏度,但增大低水胶比浆体的屈服应力和塑性黏度;硅灰可显著提升浆体的屈服应力;粉煤灰微珠可降低浆体的塑性黏度但增大其屈服应力。减水剂可降低浆体的屈服应力和塑性黏度;引气剂可降低浆体的塑性黏度。矿物掺合料和化学外加剂对胶凝材料浆体的Bingham流变参数的影响,取决于水胶比、矿物掺合料或化学外加剂的掺量、矿物掺合料颗粒粒径、粒形和水化活性等因素,因此使得胶凝材料浆体的流变参数随着矿物掺合料和化学外加剂种类和掺量的变化,表现出非线性特征。     

橡胶颗粒对砂浆流变性能影响的试验研究

采用BROOKFIELD R/S流变仪研究了掺橡胶颗粒砂浆浆体的流变性能,分析了在不同体积替代率的橡胶颗粒掺量下,砂浆浆体的流动度、屈服应力和塑性黏度变化情况。研究结果表明:掺橡胶颗粒砂浆浆体的流变性能符合Bingham流体模型;随着橡胶颗粒替代率的提高,砂浆浆体流动度不断降低;砂浆浆体的屈服应力和塑性黏度随着橡胶颗粒替代率的提高均增大,其中屈服应力的增大幅度明显大于塑性黏度;掺橡胶颗粒的砂浆浆体屈服应力和塑性黏度均与流动度表现出良好的线性相关性,且随着砂浆浆体流动性的增大,屈服应力和塑性黏度均降低;随着剪切速率的增大,掺橡胶颗粒砂浆浆体发生显著的剪切稀化现象,塑性黏度呈现先降低后逐步稳定的特点。     

不同龄期下半柔性路面灌注性水泥胶浆强度研究

半柔性路面是指将特制水泥胶浆灌入大孔隙沥青混合料中的路面形式。灌注性水泥胶浆凝结硬化后与沥青混合料共同形成强度,对半柔性路面的承载能力有重要作用。为了研究不同龄期的半柔性路面灌注性水泥胶浆在水胶比、砂胶比、粉煤灰用量、硅灰用量、减水剂用量影响下的强度变化规律,通过正交试验的极差分析和直观分析方法对各影响因素在不同龄期的强度进行研究。结果表明:水胶比和粉煤灰用量对水泥胶浆强度的影响较大,砂胶比、硅灰用量和减水剂用量的影响较小;随着水胶比和粉煤灰用量的增大,水泥胶浆的强度下降;随着砂胶比、硅灰和减水剂用量的增大,强度有下降趋势,但是不明显。可见,在满足灌注性水泥胶浆较好流动性和较小干缩的前提下,可以采用较小的水胶比和粉煤灰用量的净浆,使其保持良好的强度。     

粗骨料对自密实混凝土浆骨比的影响

浆骨比是指混凝土中砂浆体积和粗骨料体积比。本次试验是在不同粗骨料条件下,测定其粗骨料空隙率,固定胶凝总量时调整粗骨料用量,计算混凝土的浆骨比,给出该粗骨料时达到流动性的最大粗骨料用量范围和最佳建议值和砂浆用量与粗骨料空隙率的关系,有助于不同地区不同原材料条件下的混凝土体积配合比设计方法的计算。     

考虑石粉对流变性影响的自密实混凝土配合比设计

以净浆流变阈值理论为基础,采用在净浆中加入石粉的试验方法确定净浆流变性,通过粉煤灰替代率不同的机制砂砂浆基准需水率试验来确定砂浆的堆积密度,进行了机制砂自密实混凝土配合比试验,研究了石粉对净浆流变参数、净浆流变阈值和混凝土自密实区域的影响.结果表明:相同的水粉比下,掺入石粉后净浆的屈服强度和塑性黏度都明显大于未掺石粉的...     

石粉对水泥砂浆流动性影响机理研究

将150～75μm、75～45μm和45μm以下3种粒级的石粉分别掺入水泥浆中,测试水泥砂浆的流动度及水泥净浆的流变参数,研究石粉颗粒特性对水泥砂浆流动性的影响规律。研究结果表明,不同颗粒级配的石粉对水泥净浆和砂浆流动性的影响程度不同,石粉颗粒越小,对浆体流动度、塑性黏度及屈服应力的影响越显著。外掺石粉对水泥砂浆流动性的影响需统筹考虑细骨料表面裹浆量增加降低细骨料间摩擦碰撞和粉体总表面积增加束缚自由水分、增大浆体屈服应力和塑性黏度两大影响因素。     

配合比参数对水泥浆体抗裂性能的影响

提高抗裂性是混凝土工程中的一个重要课题。从优化混凝土配合比的角度,研究了配合比参数水胶比、矿物掺合料用量及品种、单位用水量和灰砂比等对箱梁用高强混凝土早期抗裂性能的影响。研究表明:提高水灰比、添加适当掺量的掺合料、适当降低胶凝材料总量有利于提高抗裂性能。当粉煤灰掺量在10%～20%时,粉煤灰掺量对早期抗裂性的影响不大,反而在掺量为10%时略优,单掺粉煤灰略优于双掺粉煤灰和矿渣微粉。各影响因素对水泥净浆的影响趋势与砂浆和混凝土相似,但影响程度不同。水胶比对抗裂性能的影响最大,其次为掺合料用量和胶凝材料总量。掺合料用量在砂浆中对抗裂性的影响略小于在水泥净浆中的影响。     

超细粉煤灰对低水胶比复合胶凝材料浆体流动性的影响

研究了超细粉煤灰掺量对低水胶比复合胶凝材料浆体流动性的影响，分析了浆体流动性与流变性能的关系。结果表明：在相同水胶比和硅灰掺量下，随着超细粉煤灰掺量的增加，浆体流动度增大，流动时长先缩短后延长，平均流动速率先提高后下降，浆体的黏度系数减小，屈服应力增大，剪切增稠性增强；在相同超细粉煤灰掺量下，浆体的流动度-黏度系数和流动度-屈服应力均呈负相关，黏度系数或屈服应力减小，浆体的流动度增大；在相同流动度下，当超细粉煤灰掺量较高时，浆体的黏度系数减小，屈服应力增大；浆体的流动度同时受其黏度和变形能力的影响。     

再生混凝土抗碳化性能的研究

系统研究了水胶比、水泥用量、再生粗集料性能、矿物掺和料、再生粗集料取代率、荷载水平等因素对再生混凝土碳化性能的影响.试验表明:再生混凝土的碳化性能不仅受新砂浆的影响,而且还受再生粗集料取代率及其自身强度的影响;矿物掺和料取代水泥使得再生混凝土的碳化深度增大;应力水平对再生混凝土碳化过程产生重大影响.     

超低水胶比水泥混凝土的自收缩特性及其机理

测试了水胶比为0.10~0.16水泥净浆及水胶比为0.16~0.50混凝土的自收缩,分析了石灰石粉和龄期对超低水胶比水泥净浆自收缩的影响.结合水泥石孔结构与水化进程,探讨了超低水胶比水泥混凝土的自收缩机理.结果表明:当水胶比≤0.16时,水泥净浆自收缩随水胶比的降低而降低;当水胶比低于0.25时,混凝土自收缩随水胶比的减小而降低;当水胶比高于0.25时,混凝土自收缩随水胶比的降低而增加;当水胶比为0.25(临界水胶比)时,混凝土的自收缩最大;磨细石灰石粉可以很好抑制水泥净浆的自收缩;超低水胶比水泥净浆1 d龄期的自收缩可达到180 d龄期收缩值的50%以上;超低水胶比水泥混凝土的自收缩特性与水泥石中孔结构以及水化进程有关.     

纳米纤维素晶体对水泥基复合材料性能的影响研究

研究了纳米纤维素晶体（CNCs）对水泥净浆流变性和水化热的影响规律，并探讨了水胶比分别为0.3、0.4、0.5时，CNCs对水泥基复合材料强度的影响，进行了微观结构分析。结果表明：CNCs的加入会延缓水泥基复合材料的早期水化，促进后期水化；CNCs可以增大水泥浆体的剪切应力和塑性黏度，且随着CNCs掺量的增加而变大；掺加CNCs可显著提高水泥砂浆的力学性能，当水胶比为0.5、CNCs掺量为0.2%时，水泥砂浆的标养28 d抗折、抗压强度较未掺CNCs的分别提高了25.4%、18.8%;CNCs改善了水泥基材料内部的微观结构，减少了其内部孔洞、裂缝等缺陷。     

SAP对水泥水化热及混凝土收缩性能的影响研究

为研究高分子吸水树脂（SAP）对混凝土收缩性能及水泥水化热的影响,在水泥净浆和混凝土中加入不同掺量的未吸水SAP,通过水泥净浆收缩性能、混凝土收缩性能、水泥水化热和抗裂圆环试验得出：水泥净浆收缩率随SAP掺量的增加而减小,SAP掺量相同时,0.30水胶比水泥净浆的收缩率大于0.35水胶比水泥净浆;SAP的“蓄水库”功能改善了混凝土内部湿度,可避免自干燥现象产生,抑制混凝土自收缩,混凝土减缩率和SAP掺量呈正相关;SAP的掺入使得水泥水化反应放缓,SAP掺量越大,减缓效果越明显,放热总量越少,水泥水化热时温图的峰值也相应降低;SAP延缓了混凝土开裂时间,减少了裂缝数量,当SAP掺量为0.1%时,圆环贯穿裂缝消失。     

超低水胶比及硅灰对水泥净浆早期自收缩的影响

采用自行研制的波纹管测试系统,测试超低水胶比水泥净浆的早期自收缩;并通过测试毛细管负压和水化程度,对自收缩结果进行分析,定性阐述超低水胶比水泥净浆的自收缩机理及规律。结果表明,当水胶比低于0.18时,水泥净浆的自收缩随水胶比的减小而降低;反之则增加;当水胶比为0.18(临界水胶比)时,水泥净浆的自收缩最大。硅灰可以很好地抑制超低水胶比水泥净浆的自收缩,当水胶比为0.15,硅灰掺量为5%和10%时,水泥基材料48h的自收缩分别降低了25.8%和56.3%。     

偏高岭土掺量对水泥净浆、砂浆性能的影响试验

以广西高岭土矿为原料，通过一定温度煅烧、使其脱水形成白色粉末状的偏高岭土，利用煅烧所得产品，通过等量取代水泥用量的方式，对比研究了偏高岭土净浆、硅灰净浆及水泥净浆7、28 d的抗压、抗折强度关系和不同偏高岭土类型、掺量的砂浆7、28 d抗压、抗折强度的变化规律。结果表明：所制得的偏高岭土产品能够有效提升净浆试件的抗压、抗折强度，且当900℃下煅烧2 h的偏高岭土和硅灰掺量均为水泥用量的15%时，其性能提升作用甚至优于硅灰；能够有效提升砂浆试件的抗压、抗折强度，且当煅烧温度在750～800℃范围内，煅烧时间为3～4.5 h范围内所制得的偏高岭土砂浆性能最好。偏高岭土掺量对砂浆试件的抗压强度影响不明显，对中后期抗折强度具有一定积极作用。因此，将适量的偏高岭土掺入水泥净浆、砂浆中能够一定程度上提升结构强度性能。     

材料组成对水泥净浆流变性能和流动性的影响

研究了材料组成对水泥净浆流变性能和流动性的影响。使用正交方法设计试验,结果表明:净浆的塑性粘度和屈服应力随着水胶比、粉煤灰掺量和矿粉掺量的增加而降低、随着硅灰掺量的增加而增大。     

粗集料级配对混凝土强度发展历程的影响

在粗集料掺量相同的前提下,变动混凝土的粗集料级配和水胶比,以考察粗集料级配对混凝土强度发展历程的影响.试验结果表明:从提高混凝土强度的角度,随着混凝土水胶比的降低,其胶凝材料用量增大,同时,宜采用最大粒径较小的粗集料,反之亦然.     

免振捣自密实混凝土的研究与应用

免振捣自密实混凝土（SCC）具有高耐久性、高体积稳定性、使用寿命长等优点，主要适用于浇筑高度大、钢筋密集、有特殊形状的工程。本文主要针对不同的高效减水剂掺量、矿物掺合料掺量、水胶比、粗骨料体积含量、细骨料用量等影响因素进行了研究。