复掺偏高岭土-矿渣对轻骨料混凝土性能的影响

轻骨料混凝土具有收缩较大和渗透性较差的特性,矿物掺合料的加入可以改善轻骨料混凝土的性能.将偏高岭土(MK)和矿渣(S)以低于25％的总掺量复掺到轻骨料混凝土中,研究复掺掺合料及不同掺量对轻骨料混凝土的力学性能、氯离子扩散系数和干燥收缩的影响.利用XRD、TG、SEM等测试方法,对其影响机理进行探讨.结果表明,复掺10wt％偏高岭土与10wt％矿渣对轻骨料混凝土力学性能和抗氯离子渗透性能有显著的改善;复掺10wt％偏高岭土和15wt％偏高岭土能有效降低轻骨料混凝土干燥收缩.偏高岭土复合矿渣能优化水泥浆体的组成与结构,增强骨料与水泥浆体间的结合,降低界面过渡区的钙硅质量比,从而提高轻骨料混凝土各龄期抗压强度的抗渗性能.     

矿物掺合料对低水胶比混凝土抗氯离子渗透性能的影响

采用ASTM C1202-97方法测定混凝土氯离子电通量及渗透等级,主要研究了矿渣、粉煤灰、偏高岭土在单掺及不同比例复掺时对低水胶比混凝土抗氯离子渗透性能的影响.实验结果表明:矿物掺合料能有效改善低水胶比混凝土抗氯离子渗透性能.粉煤灰与矿渣复掺时,随着矿渣所占比例增加,混凝土氯离子渗透等级逐渐降低.水胶比为0.38,偏高岭土与矿渣复掺时随着偏高岭土所占比例增大,混凝土氯离子电通量先降低后增加,与基准组相比较,掺入比例为1∶1时其28 d氯离子电通量降低了93％.偏高岭土与矿渣复掺能有效改善混凝土的孔隙结构,孔径趋于细化,提高了混凝土抗氯离子渗透性能.     

偏高岭土对水泥基胶凝材料耐久性能的影响

以粉煤灰、矿粉和硅灰为混合材,与硅酸盐水泥熟料和石膏复合制备一种水泥基胶凝材料,通过内掺法研究偏高岭土对水泥基胶凝材料力学性能和耐久性能的影响,并利用激光粒度分布曲线、XRD和SEM验结果表明,随偏高岭土掺量的增加,水泥砂浆3d强度逐渐下降,28d强度逐渐增加,然后趋于稳定。当掺量超过9%时,强度的改善效果不显著;同时,偏高岭土的掺入,提高了砂浆的抗渗性能、降低了混凝土的氯离子扩散系数,并在偏高岭土掺量为0%-9%范围内作用效果明显。     

高活性矿物掺合料混凝土力学性能试验

利用正交试验的方法对高活性矿物掺合料混凝土(以下简称掺合料混凝土)的强度进行试验.研究偏高岭土掺量、超细粉煤灰掺量、硅灰掺量对掺合料混凝土7d、14 d、28 d抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并对数据结果进行系统分析.试验结果表明,偏高岭土对掺合料混凝土早期的力学性能影响最大,力学性能随着偏高岭土掺量的增加而增加.通过多元线性回归,建立不同因素对掺合料混凝土各龄期抗压强度、劈裂抗拉强度的数学表达式,得到偏高岭土和硅灰对掺合料混凝土均为正影响,而超细粉煤灰为负影响的结果.当偏高岭土的掺量为10％(质量分数),超细粉煤灰掺量为15％(质量分数),硅灰掺量为5％(质量分数)时,掺合料混凝土力学性能达到最佳.最后进行微观分析得出,矿物掺合料的复合化具有超叠加效应,能增强掺合料混凝土各龄期的力学性能.     

氯离子掺入方式及偏高岭土对砂浆氯离子结合性能的影响

通过模拟海砂与拌合水将相同含量的氯离子引入砂浆,研究了氯离子掺入方式及偏高岭土对氯离子结合性能的影响。采用能谱仪(EDS)分析了砂浆中氯离子含量分布,使用X射线衍射(XRD)及微商热重法(DTG)分析了水化产物的变化,采用压汞法(MIP)分析了砂浆孔隙结构的变化。结果表明,海砂型氯离子存在从砂粒表面向胶凝材料扩散的过程,而拌合水引入氯离子在砂浆中分布较为均匀。龄期1 d时,砂浆对海砂型氯离子结合性能低于拌合水引入氯离子;龄期28 d时,两种内掺型氯离子结合性能趋于一致。偏高岭土加速早期水泥水化反应,会促进砂浆对拌合水引入氯离子的结合。随偏高岭土掺量的增加,Friedel’s盐及Ca(OH)₂含量逐渐减少。20%与30%(质量分数)偏高岭土掺量下,拌合水引入氯离子对孔隙结构的细化效果更为显著。     

偏高岭土和硅灰对混凝土性能影响的对比分析

分别采用0％、3％、6％、9％、12％的偏高岭土和硅灰取代水泥制备混凝土,对比研究了偏高岭土和硅灰对混凝土工作性、力学性能、耐久性和体积稳定性的影响.研究结果表明:偏高岭土和硅灰导致新拌混凝土坍落度的下降,含偏高岭土的新拌混凝土坍落度下降更明显;偏高岭土和硅灰均具有良好的促强作用,偏高岭土的早期促强作用更优,且对混凝土抗折强度的提高更显著;随着偏高岭土和硅灰掺量的增加,混凝土氯离子扩散系数显著下降,偏高岭土和硅灰对于混凝土抗氯离子渗透性的改善效果类似;偏高岭土和硅灰均降低了混凝土14 d龄期后的干缩,偏高岭土降低混凝土干缩的效果较硅灰更好.     

多元矿物掺合料对珊瑚砂混凝土性能的影响

因珊瑚砂混凝土成型初期吸水量大,引起强度波动,影响混凝土耐久性,本文采用矿物掺合料对其进行改性研究.将5wt％偏高岭土(MK)、15wt％粉煤灰(FA)、15wt％矿粉(GGBS)分别以单掺、复掺和三掺形式加入珊瑚砂混凝土中,研究多元矿物掺合料对其抗压强度、抗氯离子渗透性能及体积稳定性的影响,利用XRD、SEM对其机理进行研究.结果表明,矿物掺合料能优化水泥浆体的水化产物组成与亚微观孔结构,增强浆体与骨料间的结合,通过不同的组合方式加入到珊瑚砂混凝土中,其28 d抗压强度提高17.7％～21％;氯离子渗透系数降低66.7％～71.0％;干燥收缩率降低36.7％～57.0％.     

钢渣作为混凝土掺合料的可行性研究

适量掺加矿物掺合料可以降低混凝土结构的孔隙率,提高水化产物的致密性,有效降低氯离子的渗透性,提高混凝土的使用寿命.本文主要研究了钢渣作为掺合料单掺或复掺对混凝土Cl-渗透性能及力学性能的影响,并分析探讨了其影响机理.结果表明:一定量的钢渣和粉煤灰复掺可以较好的提高混凝土抗压强度;随着钢渣掺量的增加,混凝土坍落度降低,抗氯离子渗透性能逐渐下降;钢渣与粉煤灰复掺时,混凝土抗氯离子渗透性能增加;大掺量(钢渣、粉煤灰掺量50％)掺合料可以提高混凝土抗氯离子渗透性能.     

海水-淡水交汇处石灰石粉-偏高岭土复合胶凝材料体系的护筋性

为研究海水-淡水交汇处的特殊海水环境下石灰石粉(LS)-偏高岭土(MK)复合胶凝材料体系的护筋性能,设计了不同LS和MK质量比的复合胶凝材料,首先探究了上述体系的固氯能力与胶凝材料组成的内在联系,同时结合物相分析对该体系的固氯机理进行分析;其次研究了海水-淡水交汇处复掺LS-MK混凝土中氯离子的扩散行为特征;最后通过恒电压加速钢筋锈蚀实验以验证复合胶凝材料体系的护筋性能.结果 表明:当LS和MK的总掺量为30％(质量分数),且LS/MK质量比由5∶1降至1∶1时,材料体系的固氯量先增后减;在海水-淡水交汇处,随着MK占比的提高,复掺LS-MK混凝土中氯离子扩散系数持续降低;MK占比的提高减少了钢筋锈蚀量,降低了复掺LS-MK混凝土中钢筋的锈蚀风险.     

掺偏高岭土免压蒸高强管桩混凝土的制备与性能研究

以偏高岭土、矿粉、粉煤灰为主要矿物掺合料,采用80℃常压蒸汽养护工艺进行高强管桩混凝土制备,研究了偏高岭土、矿粉、粉煤灰复合掺合料对混凝土力学性能和抗渗、抗冻等耐久性的影响,并采用压汞法分析了混凝土孔结构特征.结果表明,复掺偏高岭土、矿粉和粉煤灰能提高蒸养混凝土抗压强度,改善混凝土抗渗性和抗冻性,优化混凝土孔结构,所制备的免压蒸高强管桩混凝土强度达到C80等级,氯离子扩散系数低于2.0×10-12 m2/s,抗冻融循环次数大于400次.     

Transport properties of concrete pavements with excellent long-term in-service performance

Excellent long-term performance in concrete pavements is associated with both concrete strength and durability properties like permeability and chloride ion penetration resistance. Water and air permeability are investigated, as is the rapid chloride permeability test (RCPT). Strong relations between compressive strength and permeability and chloride ion penetration resistance of typical ordinary Portland cement (OPC) concrete pavements are observed. Effects of environmental exposure on permeability and RCPT results are explained. Through-depth variation of permeability and RCPT results within a pavement slab are shown and discussed.     

石粉含量对C45凝灰岩机制砂混凝土性能的影响

采用坍落度、振动凯氏球体试验,以及抗压强度、静压弹性模量、劈裂抗拉、混凝土表观电阻率试验,分析了石粉含量对C45凝灰岩机制砂混凝土(MSC)工作性、力学性能、抗氯离子渗透性能的影响;通过二次项式拟合分析,结合MSC与天然砂混凝土(NSC)的对比研究,给出了C45凝灰岩MSC的推荐石粉含量。结果表明:随着石粉含量的提高,C45凝灰岩MSC的坍落度、振动凯氏系数、抗压强度、静压弹性模量、劈裂抗拉强度、抗氯离子渗透性能均先增大后减小,存在最佳石粉含量;当对混凝土的要求为坍落度>100 mm、静压弹性模量>44 GPa时,C45凝灰岩MSC的推荐石粉含量为2%~5%(质量分数,下同);当对混凝土的要求为坍落度<100 mm、静压弹性模量<44 GPa时,推荐石粉含量为可放宽为5%~8%;合理控制机制砂石粉含量可以使C45凝灰岩MSC的综合性能优于C45 NSC。     

粉煤灰对桥梁混凝土抗渗性能的影响规律研究

为研究粉煤灰对桥梁混凝土抗渗性能的影响,制备了不同粉煤灰掺量的混凝土样品,测试分析了桥梁混凝土抗压强度、孔隙结构、渗透高度和抗氯离子渗透性能随粉煤灰掺量和养护龄期的变化规律。研究结果表明:(1)当桥梁混凝土养护龄期为7d时,桥梁混凝土的抗压强度随着粉煤灰掺量的增多而逐渐降低;当混凝土龄期大于28d时,桥梁混凝土的抗压强度在粉煤灰掺量为30%左右时最大。(2)粉煤灰掺量为30%时,桥梁混凝土密实度达到最大,此时其内部小孔隙增大而大孔隙减小。(3)桥梁混凝土抗氯离子渗透系数随着粉煤灰掺量的增大先减小后增大,在粉煤灰掺量为30%时取得最小值。     

矿物掺合料与水胶比对混凝土耐久性的影响研究

为研究矿物掺合料与水胶比对混凝土耐久性的影响,测试了不同混凝土的抗氯离子渗透性、抗冻性、耐磨性和抗硫酸盐侵蚀性能,采用灰色关联分析的方法,分析了矿物掺合料掺量、水胶比和混凝土耐久性之间的关联程度和关联极性。研究结果表明:粉煤灰和矿渣粉掺入会提高混凝土的抗氯离子渗透性,并存在最佳掺量,本文水胶比为0.38的混凝土,粉煤灰和矿渣粉掺量为15%时,混凝土的抗氯离子渗透性最高。矿物掺合料掺量与混凝土相对动弹性模量、耐磨度和抗硫酸盐侵蚀系数为正关联;水胶比增大会导致混凝土的抗氯离子渗透性降低,与混凝土相对动弹性模量、耐磨度和抗硫酸盐腐蚀系数为负关联。     

混杂纤维增强高强混凝土性能研究

为研究钢纤维、聚乙烯醇纤维混杂比例对高强混凝土性能的影响,通过合理设计坍落度试验、力学强度试验、收缩试验、抗裂试验、抗氯离子侵蚀试验,对比评价了纤维混杂比例对高强混凝土工作性、抗折强度、收缩性、抗裂性能以及氯离子渗透系数的影响。结果表明,钢纤维和聚乙烯醇纤维降低了新拌混合物的工作性。与单掺纤维相比,混杂纤维对高强混凝土力学性能改善效果不明显,但可明显改善混凝土抗裂性能,开裂面积抑制率最大为95.8%,同时能使高强混凝土收缩率和氯离子分别降低27.7%和66.5%,明显提高高强混凝土的耐久性能。通过扫描电镜试验分析探讨了纤维增强混凝土的作用机理,结果表明混杂纤维对基体内部结构的改善实现了对混凝土宏观性能的提升,最终推荐采用0.75%(体积分数)钢纤维和0.25%(体积分数)聚乙烯醇纤维。     

C50渡槽高性能混凝土耐久性研究

基于渡槽混凝土病害严重、耐老化性能差等问题,采用萘系和聚羧酸盐两种高效减水剂,根据不同水胶比、粉煤灰掺量、粉煤灰矿粉复掺配制出C50渡槽高性能混凝土,并测试混凝土的抗氯离子扩散系数、抗冻性和抗碳化性能等耐久性指标,分析水胶比、粉煤灰掺量、粉煤灰矿粉复掺对其耐久性的影响。结果显示:随着粉煤灰掺量增加,混凝土的抗氯离子渗透性能有所提高,但抗冻性能和抗碳化性能均呈下降趋势;粉煤灰矿粉复掺提高了混凝土的抗氯离子渗透性能和抗碳化性能,抗冻性略有降低。     

矿物掺合料对混凝土中氯离子渗透性的影响

采用可蒸发水含量法、氯离子渗透快速实验法,研究了粉煤灰、硅灰、粉煤灰与硅灰复合掺入及不同龄期等条件制备的混凝土的孔结构、结合氯离子性能及渗透性的变化规律,探讨了掺粉煤灰、硅灰混凝土的孔结构、结合氯离子性能对其氯离子渗透性的影响.结果表明:粉煤灰、硅灰对混凝土的孔结构、结合氯离子性能及氯离子渗透性均存在不同程度的影响.对于掺粉煤灰、硅灰的混凝土,在胶凝材料水化前期,主要是混凝土的孔结构变化引起其6h库仑电量下降;而在胶凝材料水化中后期,主要是混凝土孔结构变化与混凝土对氯离子的结合共同作用导致其6h库仑电量降低.混凝土的孔结构改善及其对氯离子的结合是导致混凝土中氯离子渗透性降低的重要原因.     

养护温度对喷射混凝土性能影响的试验研究

为探究不同地温环境对喷射混凝土性能的影响,本研究在实验室模拟相应温度条件,开展不同养护温度下喷射混凝土强度、耐久性及混凝土与岩石粘结强度的研究.结果表明,在25～40℃养护条件下,随养护温度的提高,喷射混凝土的抗压强度、混凝土与岩石的粘结强度呈增大趋势,但在60℃养护条件下抗压强度和粘结强度均降低并随龄期呈先增大后降低的趋势;25～60℃养护条件下的混凝土抗渗等级都为最高等级,氯离子渗透性皆处于低级;随温度升高,其抗渗性、抗氯离子渗透性、抗碳化能力均有所降低.     

基于纳米二氧化硅改性下SAP内养护混凝土的基本性能研究*

研究纳米二氧化硅(NS)改性SAP内养护混凝土的物理力学性能以及抗氯离子渗透性能，提出该混凝土的配合比设计。复掺0.08%SAP和1.5%NS能提高混凝土抗折强度；复掺0.08%SAP和1.0%NS能提高其抗压强度；复掺0.24%SAP和1.5%NS氯离子抗渗透性能最佳；复掺0.24%SAP和0.5%NS能显著减小干燥收缩率。