粉煤灰对再生混凝土性能的影响研究

采用超量取代法向再生混凝土中掺加粉煤灰,粉煤灰再生混凝土龄期90d强度与普通再生混凝土龄期28 d强度进行比较,得出随着粉煤灰、再生骨料掺量的增加,粉煤灰再生混凝土的抗压强度、劈拉强度稍有减小。随着引气减水剂掺量的增加粉煤灰再生混凝土的抗压强度、劈拉强度均呈减小趋势。     

再生混凝土劈拉强度的影响因素及预测模型

试验利用5~20 mm的再生粗骨料替代天然骨料,设计42组不同再生骨料取代率(0、30%、50%、70%、100%)、粉煤灰掺量(0、20%、30%、40%)和水胶比(0.40、0.35、0.30)的再生混凝土和普通混凝土的试验方案,探讨取代率、水胶比、养护龄期和粉煤灰掺量对再生混凝土劈拉强度的影响规律。基于42组抗压强度和劈拉强度的关系,提出劈拉强度的预测模型。结果表明:再生混凝土的劈拉强度随着再生骨料取代率的增加呈先增加后减小的趋势,以取代率为50%时,其劈拉强度最大。养护龄期的延长或水胶比的降低都能提高再生混凝土的劈拉强度,但是当粉煤灰掺入后,再生混凝土劈拉强度的奇异点在粉煤灰掺量为30%时达到最大。基于42组再生混凝土的抗压强度和劈拉强度的关系,提出了劈拉强度的预测模型,结果发现,其适用性较好,可以采用该公式进行预测。     

掺合料混凝土早期强度的试验研究

通过不同掺合料种类及掺量的掺合料混凝土早期抗压强度试验,分析粉煤灰掺量、矿粉掺量、煤矸石掺量对混凝土强度的影响规律,并研究双掺、三掺掺合料对混凝土强度的交互作用。研究结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,粉煤灰混凝土抗压强度减小,但后期抗压强度增长幅度增大;矿粉掺量对矿粉混凝土的抗压强度和强度增长规律的影响不明显;掺入小于20%的煤矸石混凝土强度早期强度明显降低而后期强度变化不明显,掺入超过30%的煤矸石各龄期混凝土抗压强度均有明显降低;在矿粉混凝土中掺入粉煤灰,混凝土抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减少,但减小幅度随龄期的增长而减小;在粉煤灰混凝土中掺入矿粉,混凝土强度有不同程度的提高;在煤矸石混凝土中掺入粉煤灰,混凝土抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减小,减小幅度随龄期的增长而变化不大;在粉煤灰混凝土中掺入煤矸石会导致混凝土早期强度降低但后期强度提高;在煤矸石混凝土中掺入小于40%矿粉时混凝土抗压强度略有提高,而掺入超过40%矿粉时抗压强度降低;若在矿粉混凝土中掺入煤矸石,对矿粉掺量小于40%的混凝土强度影响不大,矿粉掺量大于40%时混凝土强度降低。     

纳米SiO2改性粉煤灰混凝土力学性能及吸水特性研究

为了探索粉煤灰混凝土的高性能,开展了纳米SiO₂改性粉煤灰混凝土的力学和吸水试验,研究了粉煤灰取代率和纳米SiO₂掺量对混凝土力学性能(抗压强度、劈拉强度、动弹性模量)和吸水特性的影响。结果表明：粉煤灰混凝土的力学性能指标均随纳米SiO₂掺量的增加先增大后减小;当纳米SiO₂掺量从0%增加至2%时,粉煤灰混凝土28 d抗压强度、劈拉强度和动弹性模量分别提高了12.90%、7.53%和5.85%,可见纳米SiO₂对抗压强度影响更显著;当粉煤灰取代率从10%增加至30%时,混凝土28 d抗压强度、劈拉强度和动弹性模量分别降低了7.24%、2.61%和9.87%,可见粉煤灰对动弹性模量影响更显著;随纳米SiO₂掺量增加,粉煤灰混凝土的毛细吸水系数呈现出先下降后上升的趋势;随粉煤灰取代率增加,混凝土毛细吸水系数增大,且纳米SiO₂对混凝土毛细吸水系数影响也越显著;粉煤灰取代率和纳米SiO₂掺量对混凝土力学性能与毛细吸水系...     

正交法分析再生混凝土基本力学性能

用正交分析法分析矿渣粉、粉煤灰、引气剂、聚丙烯纤维和再生粗骨料5个因素对再生混凝土抗压和劈拉强度的影响,得出再生混凝土的最佳配合比。试验表明:粉煤灰和矿渣粉是影响再生混凝土力学性能的主要因素;随着粉煤灰掺量增加,再生混凝土28 d抗压强度和劈拉强度分别降低2.6%～8.8%和0.6%～4.7%,粉煤灰掺量30%的再生混凝土90 d抗压强度比28 d提高了49%;再生混凝土的强度随着矿渣粉掺量的增加呈增大趋势,抗压强度增幅为4.9%～8.1%,劈拉强度增幅为0.4%～4.6%。     

矿物掺合料对自密实混凝土抗氯离子渗透性能的影响

采用ASTM C1202电通量法研究了矿物掺合料对自密实混凝土工作性能、强度和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,单掺粉煤灰时混凝土试件电通量随粉煤灰掺量的提高先减小后增加,28d龄期时粉煤灰掺量为40%的试件电通量最低,而60d龄期时粉煤灰掺量为50%的试件电通量最低;粉煤灰与矿渣复掺时,混凝土试件电通量随复合掺合料体系中粉煤灰掺量的提高先减小后增加,28d龄期时复掺比例为3:7的试件电通量最低,而60d龄期时复掺比例为5∶5的试件电通量最低;粉煤灰与硅灰复掺时,混凝土试件电通量明显降低,抗氯离子渗透性能显著提高。     

粉煤灰掺量对卵石混凝土性能影响的试验研究

开展粉煤灰不同掺量下卵石混凝土材料性能试验,研究粉煤灰掺量对卵石混凝土坍落度、抗压强度、劈拉强度、静力抗压弹模以及混凝土水化热温升的影响规律。试验结果表明,保持新拌混凝土坍落度不变时,掺粉煤灰有效降低混凝土的单位用水量;随着粉煤灰掺量的增加,混凝土早期抗压强度降低较多;当粉煤灰掺量不超过30%时,180 d强度逐渐接近纯水泥混凝土的强度;增加粉煤灰的掺量,可显著降低混凝土水化热温升,掺量为40%时,峰值温度平均降低5~7℃。     

多掺矿物掺合料再生混凝土力学性能研究

通过测试再生混凝土坍落度、立方体抗压强度及劈裂抗拉强度,并对再生混凝土微观形貌、矿物组成进行分析,探究矿物掺合料种类及掺量对再生混凝土力学性能的影响。研究结果表明：将粉煤灰分别与矿渣、硅灰、偏高岭土组合使用能够明显改善再生混凝土和易性;单掺矿物掺合料中,偏高岭土能显著提升再生混凝土力学性能,相较于基准组,养护龄期90 d时,抗压强度和劈拉强度分别提升24.0%和11.0%;复掺矿物掺合料中,粉煤灰-偏高岭土对混凝土的劈拉强度提升效果突出,劈拉强度提升14.0%,抗压强度提升6.5%;三掺矿物掺合料中,粉煤灰-硅灰-偏高岭土对再生混凝土的劈拉强度提升较好,劈拉强度提升9.8%,抗压强度提升4.6%;粉煤灰-矿渣-硅灰-偏高岭土四掺再生混凝土力学性能表现良好,抗压强度最高提升18.4%,劈拉强度最高提升15.5%。     

粉煤灰、矿渣粉对机制砂自密实混凝土氯离子扩散系数的影响

采用RCM试验方法研究了粉煤灰、矿渣粉对C40机制砂自密实混凝土氯离子扩散系数的影响。结果表明:粉煤灰单掺时,随混凝土中粉煤灰掺量的增加,自密实混凝土氯离子扩散系数先逐渐减小后增加,28d龄期时氯离子扩散系数最低值对应的粉煤灰掺量为30%,而56d龄期时氯离子扩散系数最低值对应的粉煤灰掺量为40%;矿渣粉单掺时,随着矿渣粉掺量的提高,自密实混凝土氯离子扩散系数逐渐降低,矿渣粉掺量大于40%时,氯离子扩散系数下降的趋势变小;粉煤灰、矿渣粉双掺的混凝土试件,复掺比例由0∶10变化到10∶0时,氯离子扩散系数呈先减后增的趋势,复合掺合料比为3:7的28d龄期自密实混凝土氯离子扩散系数最小,复合掺合料比为5∶5的56d龄期自密实混凝土氯离子扩散系数最小。     

钢-聚丙烯混杂纤维掺量对混凝土强度影响的试验研究

通过正交试验,研究钢纤维掺量、聚丙烯纤维掺量、砂率、粉煤灰掺量等4种因素对混杂纤维混凝土强度的影响规律,并探寻混杂纤维混凝土的最优配合比。结果表明:掺加钢纤维能明显提高混凝土抗压强度、劈拉强度和抗折强度。随着钢纤维掺量增加,混凝土3种强度均呈增长趋势,尤其劈拉强度和抗折强度增长显著。聚丙烯纤维对混凝土强度无显著影响,但能改善混凝土的脆性。随着砂率增加,混凝土的强度先增后降,本次试验砂率40%时,混凝土强度最大。由于时间原因,粉煤灰的影响仍需后续试验研究。采用综合平衡法甄选,当钢纤维掺量1.5%,聚丙烯纤维掺量0.05%,砂率40%,混凝土强度性能最优。     

粉煤灰对自密实混凝土弹性模量的影响研究

为了研究粉煤灰掺量对自密实混凝土弹性模量的影响,以粉煤灰掺量为变量,设计了20%,30%,40%,50%,60%这五个掺量水平,进行弹性模量试验。研究结果表示,在早期各阶段自密实混凝土的弹性模量随粉煤灰掺量的增加而减小,且早期下降幅度较大,而28d时下降幅度相对较小;自密实混凝土弹性模量与龄期呈复合指数分布,与粉煤灰掺量呈线性关系。拟合了自密实混凝土弹性模量的计算式,可为相关工程设计提供参考。     

粉煤灰对混凝土抗氯盐侵蚀性能的影响

利用电通量法、快速迁移法和压汞法试验分析了不同粉煤灰掺量(0、10%、20%、30%、40%)以及不同养护龄期(28、56、90 d)对强度为C55混凝土的电通量、氯离子扩散系数及孔结构的影响;研究了平均孔径与粉煤灰掺量、养护龄期的关系,并以平均孔径为中间变量,得到了氯离子扩散系数和粉煤灰掺量、养护龄期的关系式。研究表明,粉煤灰的掺入可以较好地改善混凝土的抗氯离子扩散性能,该效应在较长养护龄期的情况下尤为明显;对于强度为C55的混凝土,当粉煤灰掺量为30%时,混凝土抗氯盐侵蚀性能最好;粉煤灰的掺入可明显改善混凝土孔结构的分布,增加无害孔和少害孔所占的比例;减小平均孔径和最可几孔径,当粉煤灰掺量在30%时,混凝土具有更优的孔隙结构;氯离子扩散系数的实测值与计算值变化趋势基本相同。     

硅灰对塑性混凝土工作性能和强度的影响

通过工作性能及抗压、劈拉、抗折强度试验,分析了硅灰对塑性混凝土工作性能和强度的影响。结果表明:塑性混凝土坍落度、扩展度和泌水率随硅灰掺量增加而减小;为提高塑性混凝土强度,硅灰的最佳掺量为30%左右;相同掺量下,硅灰提高塑性混凝土强度由大到小依次为劈拉强度、抗压强度、抗折强度。     

C60HPC高温后剩余强度及红外检测

对素混凝土和体积掺量1%钢纤维C60高性能混凝土模拟高温试验,对高温后抗压强度、劈拉强度及红外热像进行检测,研究了混凝土红外温升与受火温度及剩余强度的关系。结果表明:C60高性能混凝土抗压强度损失率、劈拉强度损失率和红外平均温升均随受火温度升高增加;掺钢纤维HPC红外平均温升大于素混凝土,300℃之前掺钢纤维混凝土红外温升增加较快,300℃之后增长趋势减缓;掺入钢纤维有助于增加高温后剩余抗压及劈拉强度。     

粉煤灰混凝土早龄期抗裂性能分析

通过实验研究了掺量为30%和40%时等强度粉煤灰混凝土的早龄期拉伸强度、拉伸弹性模量和极限拉伸应变等拉伸特性和干燥收缩性能,并对其抗裂性能进行分析。结果表明:龄期48 h之前,30%掺量粉煤灰混凝土的拉伸强度、极限拉伸应变和拉伸弹性模量均高于40%掺量粉煤灰混凝土;48 h之后,两种混凝土拉伸强度基本相同;30%掺量粉煤灰混凝土的干燥收缩大于40%掺量粉煤灰混凝土;总体分析,等强度条件下,两种粉煤灰混凝土具有相近的早龄期抗裂性能。     

28 d和90 d粉煤灰混凝土性能的对比分析

选取粉煤灰掺量为0、10%、20%和30%,混凝土强度为C30、C40和C50的粉煤灰混凝土为研究对象,通过试验得到了粉煤灰混凝土龄期28 d和90 d的力学性能指标和碳化深度,分析了粉煤灰掺量对早期力学性能和碳化深度的影响。结果表明:随着龄期的增长,粉煤灰混凝土力学性能和碳化深度均有一定程度的增长;粉煤灰掺量越高,粉煤灰混凝土标准立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、碳化深度增长程度越大,不同掺量的粉煤灰混凝土轴心抗压强度、弹性模量增长程度差异不大;混凝土强度越高,粉煤灰混凝土标准立方体抗压强度、碳化深度增长程度越小,劈裂抗拉强度增长程度越大,不同强度的粉煤灰混凝土轴心抗压强度、弹性模量增长程度差异不大。     

粉煤灰与龄期对自密实混凝土强度的影响研究

为了解粉煤灰与龄期对自密实混凝土强度的影响,对等量掺入不同比例粉煤灰质量的自密实混凝土进行立方体抗压强度试验,分析了粉煤灰及龄期与抗压强度之间的关系。研究表明,自密实混凝土早期抗压强度特性会因粉煤灰掺量的增加而表现出渐减小趋势;其抗压强度与粉煤灰掺量呈线性关系,与龄期呈对数函数关系。本次试验建立了自密实混凝土强度的关系式,为相关工程设计提供理论依据。     

配合比参数对高性能混凝土抗压强度影响研究

利用正交试验方法,分析了高性能混凝土配合比设计中水胶比、粉煤灰掺量、砂率三参数对各龄期抗压强度的影响效果。研究结果表明,早期强度受粉煤灰掺量影响最大,28d强度受水胶比和砂率影响最为显著,而56d强度则仅有水胶比为显著因素。高性能混凝土的抗压强度随龄期呈对数增长。利用郭沟大桥维修加固工程,在现场成功配制了C50级高性能混凝土,工程应用效果良好。     

煤矸石掺量对混凝土耐久性影响研究

主要研究煤矸石掺量对混凝土性能的影响。试验选用煤矸石按照20%、40%、60%、80%、100%的掺量取代碎石制备C30、C40的混凝土,探索研究煤矸石掺量对混凝土强度、抗冻性、抗渗性和碳化性能的影响,并对煤矸石的碱活性进行验证。试验结果证明,煤矸石的掺量大小对C30混凝土和煤矸石掺量在60%以下时的C40混凝土强度影响不大;但是当煤矸石掺量在60%以上时,C40混凝土强度明显降低;混凝土碳化试验结果表明,7 d龄期碳化深度无明显变化,而随着煤矸石掺量的增加28 d龄期混凝土碳化深度增大了11~17 mm;混凝土抗渗性能随着煤矸石掺量的增加渗水高度最大增加35 mm,电通量增大到普通混凝土的1.5~1.7倍。煤矸石混凝土的碱活性测试结果显示,华龙集团的煤矸石不具备碱活性。     

纤维再生混凝土力学性能试验及破坏分析

采用正交试验法研究了再生粗骨料掺量、粉煤灰掺量、减水剂掺量以及纤维类别对纤维再生混凝土抗压强度、劈拉强度及抗折强度的影响.利用扫描电镜及螺旋CT扫描技术分析纤维再生混凝土的内部破坏.结果表明：再生粗骨料掺量是影响纤维再生混凝土28d和90d抗压强度的重要因素;纤维类别是影响纤维再生混凝土28d劈拉强度和抗折强度的重要因素.以再生粗骨料掺量为50%(质量分数)、粉煤灰掺量(质量分数)为20%、减水剂掺量(质量分数)为0.5%和铣削波纹型钢纤维掺量(体积分数)为1.0%进行设计强度为C35的纤维再生混凝土的配制,可使其获得良好的和易性,并满足强度要求.再生粗骨料与砂浆界面处产生裂缝,导致了纤维再生混凝土强度较低.