低收缩防辐射超高性能混凝土的制备及其性能形成机理EI北大核心CSCD

针对现有防辐射混凝土力学强度、抗冲击性能和防辐射性能难以兼顾的问题,研制了一种具有超高强度、低收缩、高防辐射和高抗冲击性能的超高性能混凝土(UHPC),并分析了其主要性能的形成机理。结果表明:制备的低收缩防辐射超高性能混凝土28 d抗压/抗折强度可达120/20 MPa,180 d收缩率可低至385×10^(-6),辐射屏蔽效率可达85%,动态冲击终裂总能耗可达5600kJ/m^(3);其性能主要源于UHPC密实设计原理,高钛重矿渣砂界面增强和"销钉结构"作用,高钛重矿渣砂内养护与膨胀剂交互作用,重晶石粉/砂、高钛重矿渣砂和钢纤维中Ba、Fe等主要组成元素的射线屏蔽作用,以及钢纤维和聚合物纤维的复合增韧作用。     

自制轻骨料制备超高性能轻质混凝土的试验研究

结合超高性能混凝土的设计思路,以玻璃微珠作为轻质材料,采用0.15超低水胶比,通过95℃热水养护,制备出表观密度1790kg/m~3、筒压强度达24.4MPa的圆球形高强轻质骨料。利用自制粗骨料,采用"两步成型法",并采取内部缺陷控制、骨料与基体协同性控制、纤维增强和高温养护增强手段,制备出湿表观密度1800级、最高抗压强度达130.7MPa的超高性能轻质混凝土。     

预湿轻骨料对甘肃河西地区混凝土收缩开裂性能影响

为解决甘肃河西地区混凝土构筑物早期收缩开裂问题,以预湿轻骨料作为内养护材料,通过室内模拟河西地区气候条件,研究了预湿轻骨料对混凝土抗压强度、自收缩、干燥收缩以及毛细管负压等性能的影响.结果表明:预湿轻骨料可以有效改善河西地区气候条件下的混凝土收缩开裂问题;但预湿轻骨料会对混凝土强度产生不利影响,应对其掺量加以控制;预湿页岩陶粒的内养护效果要好于预湿粉煤灰陶粒,且页岩陶粒引入水量为内养护水量的70％时,对混凝土内养护效果最佳.     

高性能轻集料混凝土抗氯离子渗透性能研究

采用ASTM C1202的快速试验方法-直流电量法研究胶凝材料用量、砂率、矿物掺合科和引气剂对高性能轻集料混凝土抗氯离子渗透性能的影响.试验结果表明:胶凝材料用量、砂率和引气剂掺量存在一个最优值,使轻集料混凝土的抗氯离子渗透性能较好且经济合理;单掺粉煤灰能有效提高轻集料混凝土的抗氯离子渗透性能,且随着粉煤灰掺量的增加,抗渗性能不断提高;粉煤灰与矿渣复合双掺可以综合发挥密实填充效应和火山灰效应,对高性能轻集料混凝土抗氯离子渗透性能的提高,效果更为显著.     

CL50高强度轻集料混凝土的配制

对轻质高强混凝土的配制进行了理论分析。通过对筒压强度仅为6.9 MPa的页岩碎石型集料进行筛选、采用超细矿粉与粉煤灰、硅灰等低密度掺合料复掺,以及采用激发剂、膨胀剂等手段,配制出了密度在1 560 kg/m3左右,28 d抗压强度超过50 MPa、性能稳定的轻质高强度混凝土。     

壳牌煤气化粉煤灰的特性研究

研究了壳牌煤气化粉煤灰的粒径分布、颗粒形貌、化学成分等物理化学性能.试验结果表明,壳牌粉煤灰为表面光滑、形状规则的球形玻璃微珠,符合超细粉煤灰的要求,具有良好的形态和微集料效应,活性较普通粉煤灰高,可用于配制高性能混凝土和提取玻璃微珠.     

矿物掺合料对轻集料混凝土性能影响研究

通过将不同掺量粉煤灰、矿渣粉及硅灰等量取代水泥制备成轻集料混凝土,然后分别测试坍落度和不同龄期抗压强度,探讨矿物掺合料对轻集料混凝土工作性能及力学性能的影响。结果表明:粉煤灰掺量控制在20%内能避免混凝土沁水离析,可有效提升了轻集料混凝土的工作性能和力学性能;轻集料混凝土的坍落度随着矿渣粉的增加呈先减后增,抗压强度随之先增后减,故低掺量矿渣粉等量取代水泥对轻集料混凝土的工作性能和力学性能提升效果更好;高掺量硅灰混凝土的后期抗压强度小于低掺量,制备硅灰轻集料混凝土的硅灰掺量建议控制在10%左右。     

轻骨料吸水和返水特性研究进展

近年来,高性能混凝土在各类建筑结构中得到了越来越多的应用,但是自收缩和自重成为了高性能混凝土应用过程中的主要问题,轻骨料(LWA)自身的多孔结构使其具有较普通骨料相比特有的属性—吸返水能力.因此,将预湿轻骨料掺入到混凝土能够对起到内养护的作用,从而改善高性能混凝土自收缩.基于国内外已有的研究成果,本文综述了轻骨料内养护的作用机理和吸返水性能的试验方法.然而,轻骨料的吸水和返水特性研究较少,轻骨料的吸水和返水性能对混凝土的内养护作用仍处于探索阶段.     

陶粒及废渣混凝土墙板的研究开发

本文采用当地粘土陶粒、工业炉渣、粉煤灰等废渣生产轻质隔墙板，主要探讨了人造轻质集料与废渣对轻集料混凝土的适应性及其性能的影响，以及生产过程与产品性能。陶粒及工业废渣墙板力学性能、耐久性明显优于同类隔墙板，且产品成本低，产品大有发展前途。     

预湿方式对HPP纤维轻骨料混凝土抗冻性能的影响

为了缩短工程常规1 h常压预湿时间,采用1.5 MPa加压预湿0.5 h的方式,并与常压预湿相比.研究在常压和加压预湿前提下,页岩和粉煤灰两种陶粒吸水率、孔隙结构的差异,以及两种轻骨料在不同吸水率时HPP纤维轻骨料混凝土的抗冻融性能.研究结果表明:页岩陶粒常压预湿和加压预湿吸水率差别较大,粉煤灰陶粒常压预湿和加压预湿吸水率差异较小;页岩内部孔径较小且多呈封闭性以及总孔隙率大,粉煤灰陶粒内部孔隙与外部连通性能较好;页岩轻骨料混凝土抗冻性能优于粉煤灰轻骨料混凝土;常压预湿HPP纤维轻骨料凝土抗冻性能优异, 1.5 MPa加压预湿轻骨料混凝土的抗冻融次数最少能达到225次以上.     

塑钢纤维轻骨料混凝土氯离子渗透性试验研究

采用快速氯离子迁移系数法(RCM)对塑钢纤维轻骨料混凝土氯离子渗透性进行研究,主要考察了塑钢纤维掺量、陶粒类型和陶粒预湿时间三个影响因素对氯离子掺透性的影响.研究结果表明,塑钢纤维轻骨料混凝土氯离子扩散系数随纤维掺量的增大而减小,且掺量为9 kg/m3时,氯离子扩散系数值最小;相较于粉煤灰陶粒,页岩陶粒制备的塑钢纤维轻骨料混凝土氯离子扩散系数更低;陶粒预湿时间对塑钢纤维轻骨料混凝土的氯离子扩散系数影响不大,但未掺纤维的轻骨料混凝土氯离子扩散系数随陶粒预湿时间的增加而增大.     

页岩陶粒预湿处理对轻集料混凝土的强度和抗冻性的影响

研究了页岩陶粒经不同程度预湿处理后轻集料混凝土强度和抗冻性(采用快冻法)的变化规律,研究结果表明：随着页岩陶粒预湿程度的增加,轻集料混凝土早期强度明显降低,后期强度变化不大,而强度增长率明显增大。随着页岩陶粒预湿程度的增加,轻集料混凝土的抗冻性有所降低,但仍能满足300次冻融循环要求。煮沸处理的页岩陶粒混凝土,含气量为4％时,经300次冻融循环,相对动弹性模量仍达85％以上;提高含气量达5％时,页岩陶粒预湿程度对轻集料混凝土的抗冻性的影响不大。同时对抗冻机理做了初步探讨。     

冻融作用后塑钢纤维轻骨料混凝土力学性能试验研究

以圆球形粉煤灰陶粒为粗骨料,对塑钢纤维(0kg/m3、3kg/m3、6kg/m3、9kg/m3)轻骨料混凝土试件进行快速冻融(0次、50次、100次、150次)试验,研究冻融后试件的抗压性能、劈裂抗拉性能、抗折性能、抗冲击性能.结果表明:冻融循环作用下,适量的塑钢纤维掺入可以明显增强轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度;提高轻骨料混凝土折压比,增强轻骨料混凝土抗裂性能;并能显著改善轻骨料混凝土的抗冲击性能.综合各项力学性能指标,冻融后轻骨料混凝土塑钢纤维最优掺量为6kg/m3.     

外掺粉煤灰天然轻骨料混凝土早期力学性能研究

以天然浮石作为粗骨料,通过外掺法分别掺加0％、20％、30％和40％体积的粉煤灰替代相同体积的砂,配置轻骨料混凝土.通过对混凝土在3d、14 d、28 d的抗压强度,以及28 d的弹性模量与轴心抗压强度的研究,得出天然浮石轻骨料混凝土外掺粉煤灰最优掺量为30％.浮石轻骨料混凝土在此掺量下,不仅改善了混凝土的和易性,而且提高了基本力学性能.     

粉煤灰和磨细矿渣对高强轻骨料混凝土抗渗及抗冻性能的影响

研究了粉煤灰和磨细矿渣对高强轻骨料混凝土抗渗及抗冻性能的影响。结果表明：粉煤灰和磨细矿渣的复合掺入能显著提高高强轻骨料混凝土的强度、抗渗及抗冻性能。在不掺入引气剂的情况下,轻骨料混凝土的抗冻性达F200以上。轻骨料混凝土的扫描电镜照片表明：粉煤灰和磨细矿渣的综合效应,使火山灰反应更加充分,Ca(OH)2含量降低,轻骨料与水泥石的界面过渡区得到强化,混凝土结构更加密实,其抗渗、抗冻性能得到进一步提高。     

养护温度和粉煤灰对补偿收缩混凝土膨胀效能的影响

研究了养护温度和粉煤灰掺量对补偿收缩混凝土的膨胀效能和强度的影响。结果表明：20、40℃养护时混凝土的各龄期强度均匀增长;60℃养护能极大地促进早期强度增长,后期强度增长缓慢。粉煤灰在不同养护温度下对混凝土的早期强度发展都有抑制作用;长期高温养护后,粉煤灰活性逐渐显现,显著促进混凝土的强度增长,且粉煤灰掺量越大,混凝土强度增幅越大。硫铝酸钙–氧化钙类膨胀剂的膨胀效能发挥对温度非常敏感,养护温度越高,膨胀剂的水化速度越快,膨胀作用发挥越早;适量掺加粉煤灰有利于膨胀效能的发挥,掺量越大,膨胀随温度增长的增幅越大。大掺量粉煤灰补偿收缩混凝土的强度发展和限制膨胀率的温度敏感性均很高。     

等强度条件下粉煤灰对补偿收缩混凝土变形性能的影响

通过测定水中限制膨胀率和水养7d转干空后的限制膨胀率,计算干燥收缩落差,讨论粉煤灰在等强度条件下对补偿收缩混凝土变形性能的影响.结果表明:等强度条件下掺加适量粉煤灰可以明显地促进限制膨胀率的增长;掺量过大容易导致早期约束不足,降低对限制膨胀的促进作用.粉煤灰可以明显降低混凝土转干空后早期的干燥收缩落差.随着粉煤灰掺量增加,干燥收缩落差进一步降低,空气中放置28 d后均表现为膨胀.对于硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂和粉煤灰复掺的补偿收缩混凝土,膨胀剂最小用量的要求可以适当降低.     

Shrinkage cracking of lightweight concrete made with cold-bonded fly ash aggregates

Shrinkage cracking performance of lightweight concrete (LWC) has been investigated experimentally on ring-type specimens. LWCs with and without silica fume were produced at water-cementitious material ratios (w/cm) of 0.32 to 0.55 with cold-bonded fly ash coarse aggregates and natural sand. Coarse aggregate volume ratios were 30%, 45%, and 60% of the total aggregate volume in the mixtures. A total of 12 lightweight aggregate concrete mixtures was cast and tested for compressive strength, static elastic modulus, split-tensile strength, free shrinkage, weight loss, creep, and restrained shrinkage. It was found that the crack opening on ring specimens was wider than 2 mm for all concretes. Free shrinkage, weight loss, and maximum crack width increased, while compressive and split-tensile strengths, static elastic modulus, and specific creep decreased with increasing coarse aggregate content. The use of silica fume improved the mechanical properties but negatively affected the shrinkage performance of LWCs. Shrinkage cracking performance of LWCs was significantly poorer than normal weight concrete (NWC).     

粉煤灰掺量对不同骨料混凝土长期强度的影响

试验着眼于C30强度等级混凝土,以不同粗骨料(再生骨料、天然骨料)、粉煤灰掺量(15％、30％、50％)及养护环境(标养、室内自然养护)为变量探究粉煤灰对不同骨料混凝土长期强度的影响.试验结果表明,随着粉煤灰取代率的增加,在龄期较短时表现出对再生混凝土及普通混凝土的强度贡献率都有所下降的趋势,但后期经养护龄期的增加,180 d以后中长期强度贡献率下降幅度有所趋缓;当养护环境为标准养护时,粉煤灰取代率为30％以内试件的强度贡献率在180 d时达到了最大,之后强度贡献率有所下降,粉煤灰取代率为50％时,养护龄期超过180 d其强度贡献率也会有所增加;当养护环境为室内自然养护时,随着养护龄期的增长对不同取代率粉煤灰、不同骨料混凝土的中长期强度贡献率都有所加大.