密实系数法混凝土配合比设计

目的以混凝土材料的理论化设计为目标。提出了一种新的混凝土配合比设计方法一密实系数法．方法以已有的1432组工程数据为基础。运用密实系数的概念，统计出了混凝土的粗细骨料密实系数es和eG的数值，并通过试验对其适用性进行了验证．结果以该方法设计的混凝土不仅减少了混凝土的每立方米水泥用量。而且增强了混凝土的流动性和强度．该方法使混凝土配比中骨料粒径确定情况下。包裹层厚度最小，从而减少水泥用量．本设计中mw：mC：ms：mG=195：375：661：1184的混凝土配合比较以JGJ55-2000《普通混凝土设计规程》方法设计的混凝土每立方米节省水泥用量13kg．结论密实系数法实现了优化混凝土中砂浆和混凝土组分与性能的目标．是一种既具有理论研究价值。又具有工程适用性的混凝土配合比设计方法．     

基于紧密堆积理论的环氧混凝土配合比设计

基于紧密堆积理论，采用MAA模型和Fuller最大密度理论选出了砂石骨料的最优级配，应用正交试验方法确定了环氧混凝土的最佳配合比，并进行了力学性能评价和微观分析。结果表明：砂石骨料经级配优化后，紧密堆积空隙率明显降低，最紧密堆积空隙率仅为22.23％。骨胶比对环氧混凝土劈裂抗拉强度具有显著性影响，水泥适合作为填料掺入环氧混凝土中。环氧混凝土的立方体抗压强度随龄期的增长而略有增长，且与环氧树脂的固化程度紧密相关，当环氧树脂完全固化时，环氧混凝土的立方体抗压强度基本不再随龄期而变化。经级配优化后，环氧混凝土的力学性能得到改善，立方体抗压强度有所提高。通过SEM微观测试分析发现，级配优化后的环氧混凝土内部有害缺陷明显减少，体系密实均匀，内部黏结力更强。     

颗粒堆积模型在混凝土中的应用

评述颗粒堆积模型的基本理论、发展及其最新应用.对比分析多种颗粒堆积模型间的差异,指出颗粒堆积模型的主要优点、局限性及其在复合颗粒体系材料领域中的应用范围.分析表明,利用颗粒堆积模型优化计算混凝土的堆积密实度,可以降低复合颗粒体系间的空隙体积,使颗粒系统达到最紧密堆积状态,减少混凝土中胶凝材料的用量,实现低胶凝材料用量绿色混凝土优化设计.     

基于骨料信息的自密实混凝土配合比设计新方法

根据比表面积定义并考虑实际操作的简便性,提出一种表征骨料比表面积的简易计算方法.利用骨料比表面积反映骨料粗细程度以及各粒径分布,在砂填充石子空隙与净浆填充骨料空隙的过程中分别引入富余砂裹厚度以及净浆包裹骨料厚度概念,并结合自密实混凝土（SCC）各组分的体积相加性,推导SCC各组成用量的计算式,提出新的SCC配合比设计方法.此设计方法操作简便且方便实现电算.采用此方法配制C35和C50两个等级的SCC,试验检测结果表明,C35和C50的工作性能及强度均达到设计要求,其中C35在现场试验中效果良好.     

无沙大孔生态混凝土应用性能试验研究

采用正交法试验分析了水灰比、水泥用量和骨料级配3种配合比对无沙大孔生态混凝土抗压强度、连通孔隙率、沉浆面积率的影响。结果表明：骨料级配和水泥用量是影响这3个应用性能技术指标的重要因素。用骨料级配为10～20mm的碎石作粗骨料,水泥用量为150kg／m^3和水灰比为0．40进行配合比设计,可使无沙大孔生态混凝土获得良好的工程应用性能;用骨料级配为5～15mm的碎石作粗骨料,水泥用量为150kg／m^3和水灰比为0．35进行配合比设计,可使无沙大孔生态混凝土获得较好的耐久性能。     

紧密堆积理论与表征方法在水泥复合胶凝材料中的应用

水泥复合胶凝材料的堆积密实度将直接影响新拌净浆、砂浆、混凝土的工作性能以及硬化体的强度、耐久性。阐明了固体颗粒紧密堆积理论,比较了水泥复合胶凝材料体系堆积密实度评价方法的特点,从颗粒形状、颗粒粒径以及粒度分布3个方面,阐述了影响水泥复合胶凝材料堆积密实度的关键因素,指出了水泥复合胶凝材料密实填充效应研究存在的问题。     

再生混凝土配合比设计优化—嵌挤骨架密实法

针对不同种类的再生混凝土集料具有不同材质、表面性能、密实度等特性,采用嵌挤骨架密实法对再生混凝土配合比设计方法进行研究。以再生集料振动堆积密实度、富浆系数、浆集比分别确定再生混凝土的集料用量和胶凝材料用量,进行了4种不同的再生集料的混凝土试配实验。结果表明,对于不同种类的再生集料配制再生混凝土时,采用浆集比计算胶凝材料的用量比采用富浆系数计算具有更好的适应性。在该试验条件下,配制C40再生混凝土浆集比取0．49左右为宜,其坍落度和28d抗压强度分别达到155mm和52MPa以上。     

C40玻璃自密实再生混凝土配合比的设计研究

为研究废弃玻璃与粉煤灰在自密实再生混凝土中的最佳取代率,在再生粗骨料取代率为20%的基础上,利用废弃玻璃取代天然细骨料(比例分别为0%、10%、20%、30%),同时等梯度增加粉煤灰取代水泥的比例(分别为20%、30%、40%).通过测定混凝土坍落扩展度判定混凝土的流动性,并测定混凝土的7、14、28、56 d抗压强度.试验结果表明,当废弃玻璃与粉煤灰的最佳取代率分别为20%和30%时,自密实再生混凝土的力学性能和经济性达到最佳.     

压浆混凝土中的缺陷与配合比的改进

对压浆混凝土存在的强度偏低现象进行了研究，指出了泌水量大是压浆混凝土强度较低的主要原因。在此基础上研究了压浆混凝土的配合比，证明掺加粉煤灰主复合外加剂可显著减少压浆混凝土的泌水量，提高混凝土的强度，并可减少水泥用量。     

可用于实际混凝土配比设计的试验--自密实混凝土流变试验

在Brite Euram项目中，用BML稠度仪进行了自密实混凝土的流变试验。同时，用塌落流动度法和L形箱法等标准试验方法进行了工作性试验。在混凝土生产厂的预配中，使用了从试验室获得的试验结果，用以检验从拌制过程，运输、泵送，到浇注的实际混凝土生产过程中配合比的选择是否理想。对于实际生产的自密实混凝土而言，关于混凝土品质的重要参数中，除了一船的为学参数以外，还有材料的匀质性、结构表面质量、钢筋与混凝土之间的粘结，这些参数在试验室内是难以检测的。在试验内，混凝土的配合比是变化的，例如可改变骨料类型，细掺料的类型和掺量，超塑化剂的类型和掺量，掺加增稠剂，水泥用量，以及改变钢筋用量。自密实混凝土的配比设计准则可以从实验中得到。另外，通过流变学和工作性的试验研究，也可获得各参数之间的相关性。     

废弃混凝土高温处理技术与脱水水泥浆再水化活性研究

建筑物在建设和拆除过程中产生大量的固体废弃物,其中大部分是废弃的混凝土和砂浆.为了使废弃混凝土和砂浆中的骨料和水泥重新得以应用.本研究对废弃混凝土和砂浆进行了高温处理,合理的高温处理温度为750℃经过高温处理后,可以实现骨料与水泥浆的分离.经过分离的骨料可以在新拌混凝土中重新应用,而脱水水泥浆经充分磨细后又重新具有了反应活性.把脱水水泥浆与水泥熟料或硅酸盐水泥复合,可以得到一种新型的水硬性胶凝材料.这种胶凝材料可以满足较低强度通用硅酸盐水泥的要求.由此建筑物建设和拆除过程中所形成的废弃混凝土和砂浆可以全部回收并重新利用.对减小资源消耗、节能减排有重要意义.     

预置集料高强高性能混凝土的实验研究

预填集料混凝土是先把粗骨料填在模板中,然后注入水泥砂浆(水泥、砂和水,通常有外加剂)来填满集料之间的空隙而成的混凝土。采用此法制备的混凝土粗集料之间相互嵌锁,能充分发挥粗骨料的强度骨架作用。研究表明,在优化灰砂比基础上采用不同矿物掺合料(粉煤灰、硅灰和矿渣粉)制备出预置集料混凝土,其强度可达到C50混凝土的要求,弹性模量高于同等级混凝土,抗氯离子渗透性和抗冲击性也优于普通C50,该混凝土胶凝材料用量少,在提高其服役性能的同时节约了成本。     

Effect of crushed air-cooled blast furnace slag on mechanical properties of concrete

Morphology characteristics of mix aggregates with crushed air-cooled blast furnace slag(SCR) and crushed limestone(LCR) with 5-20 mm and 20-40 mm gradation were represented by numerical parameters including angularity number(AN) and index of aggregate particle shape and texture(IAPST).The effect of mix aggregates containing SCR on compressive strength and splitting tensile strength of concrete was investigated.Fracture characteristics of concrete,interfacial structure between aggregates and matrix were analyzed.The experimental results show that porous and rough SCR increases contact area with matrix in concrete,concave holes and micro-pores on the surface of SCR are filled by mortar and hydrated cement paste,which may increase interlocking and mechanical bond between aggregate and matrix in concrete.SCR can be used to produce a high-strength concrete with better mechanical properties than corresponding concrete made with LCR.The increase of AN and IAPST of aggregate may enhance mechanical properties of concrete.     

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%.     

一种快速生成三维混凝土骨料模型的混合实现方法

三维随机骨料混凝土模型是由骨料、砂浆基体以及界面层组成的三相复合材料,基于Fortran和ANSYS软件提出了一种快速生成含高体分比球形骨料混凝土模型的混合实现方法,并在此基础上生成三维椭球形骨料（卵石）模型、凸多面体骨料（碎石）模型以及混合模型。算例结果表明,这种新方法可以快速生成三级配球形颗粒混凝土模型所需的骨料数据,相应的骨料投放含量能达到65%左右。混合方法可将骨料颗粒和界面层分离开来,在有限元网格剖分时避免了复杂的单元属性判别。通过对椭球形骨料模型和凸多面体骨料模型的有限元数值模拟,进一步验证了该混合方法的有效性。     

无机预处理再生粗骨料的性能研究

目的利用无机预处理法处理村镇建筑垃圾,使处理后的建筑垃圾能作为再生粗骨料应用到混凝土中．方法用水泥净浆和水泥砂浆对再生粗骨料进行表面预处理,测试其压碎指标和吸水率,通过正交试验分析选出最优方案．结果预处理后再生粗骨料的压碎指标和吸水率比未经处理的小,当砂浆配比为1：2：2时,压碎指标为16．2％,吸水率为4．57％．通过扫描电镜观察再生粗骨料的界面过渡区,发现涂浆层不与骨料本身反应．结论通过正交试验分析,水泥砂浆预处理方法要优于水泥净浆预处理法,水泥净浆预处理的最佳组成为：水灰比0．45,涂浆量为35％,早强剂掺量为2％;水泥砂浆预处理的最佳组成为：砂浆配比1：2：2,涂浆量为35％,早强剂掺量为2％．     

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。     

Investigation of the Interfacial Transition Zone between Aggregate-Cement Paste by AC Impedance Spectroscopy

Three different types and sizes of coarse aggregate were chosen,and the alternating current(AC) impedance of cement paste samples with and without aggregate was measured at different curing ages.Based on Song's equivalent circuit model,the electrical properties from the AC impedance results were obtained,and the resistance of connected pores RCCP was used to characterize the microstructure of the interfacial transition zone(ITZ).The results show that the RCCP of concrete sample with aggregate is lower than that of cement paste sample,which indicates that the introduction of aggregate in cement paste makes the ITZ porous.Furthermore,for the same type of aggregate,an increase in particle size leads to a more porous ITZ,which accounts for the "water effect" and a larger aggregate would accumulate a thicker water film around it.In addition,for the same size of aggregate,the physical interaction between aggregate and cement paste is dominant in early age,and the microstructure of the ITZ around limestone aggregate is denser,which mainly depends on its rough surface and high water absorption.However,the microstructures of the ITZ around granite and basalt aggregates are denser in later age,which may be due to their higher chemical activity,and the chemical interaction between them and cement paste resulting in the generation of more hydrates.AC impedance spectroscopy thus proves to be powerful for evaluation of the microstructure of the ITZ.     

Influence of the aggregate volume on the electrical resistivity and properties of portland cement concretes

The electrical resistivity of concretes with various aggregate volume fractions (V _a) of 0%–70% at water/cement (W/C) ratios of 0.4 and 0.5 during 1 day was monitored. It is found that the addition of normal aggregate to cement paste leads to a regular increase in concrete resistivity at each hydration stage and the electrical resistivity has a deeper increase for the lower W/C at a fixed aggregate volume fraction. The number of normalized resistivity (NR) of concrete to its paste matrix was introduced, which is only a function of aggregate volume fraction (V _a). The quantitative relationships give an alternative method for the prediction of aggregate volume in the concrete. A logarithmic relation is established between the elastic modulus of concrete at 7 days or 28 days and the electrical resistivity of concrete at 1 day. The equations are obtained, the compressive strength of concrete at 7 days or 28 days can be determined by the electrical resistivity of concrete at 1 day and the used aggregate content in the concrete. The quantitative relationships give a non-destructive test (NDT) method for prediction of concrete elastic modulus and compressive strength.     

Influence of New Compound Admixture on Shotcrete Performance

To analyze the influence of new compound admixture on shotcrete performance, the ordinary Portland cement pr425 was used as matrix components. The optimum proportion of admixture was obtained by analyzing the influence of content on cement setting time and compressive strength. The microstructure of cement test block and the mechanism of reducing dust of composite macromolecule admixture were analyzed by scanning electron microscopy and infrared spectroscopy. It was shown that the ratio of polyacrylic acid was 0.02%. The ratio of J85 accelerator was 5%. The ratio of bentonite was 4.5% in composite admixture. The most optimal content of admixture in the slurry was 7%. The compound coagulant formed by additive together with C_3 A, C_4 AF which provided nucleation for hydration and crystallization of C_3S and C_3S, and played an active role to promote the activity of the mineral admixture in cement, and increased the elastic modulus of C-S-H gel and accelerated the hydration process of portland cement. Bentonite and polyacrylic acid promote the wettability, cohesiveness and workability of cement paste in the process of hydration. The formation of cement test block gel was even. The interface between the matrix phase and the aggregate phase was not obvious which ensured the matching between the matrix and the aggregate phase. The addition of bentonite formed hydrogen bonds in cement paste and improved the cohesiveness of the system. The J-85 accelerator promoted the combination of aluminate and gypsum which hindered the formation of calcium carbide around the cement particles which made cement rapid condensation. Polyacrylic acid mainly changed the strength of hydroxyl absorption peak in cement paste to improve the initial strength of cement test block. The addition of new admixtures promoted the process of cement hydration to be more thorough and affected the later strength development of concrete by affecting the formation of calcium carbonate stone.