蒸汽养护下GBFS代砂高性能水泥基材料宏微观分析

通过试验测定了蒸汽养护下不同龄期粒化高炉矿渣(GBFS)代砂高性能水泥基材料的抗压强度及孔隙结构特征,分析了抗压强度与空气含量、气泡平均弦长、间距系数和比表面积的关系。结果表明:石英砂高性能水泥基材料抗压强度略大于GBFS代砂高性能水泥基材料,但GBFS代砂高性能水泥基材料7~28 d的抗压强度增长速率要大于石英砂高性能水泥基材料。不管是GBFS代砂高性能水泥基材料还是石英砂与混合骨料高性能水泥基材料,空气含量、气泡间距系数和平均气泡弦长均与抗压强度呈现负线性相关;且在抗压强度与抗折强度相同时,GBFS代砂高性能水泥基材料的分形维数要大于石英砂高性能水泥基材料。粒化高炉矿渣骨料-胶凝材料过渡区要比石英砂胶凝材料过渡区更为致密,这是由于在过渡区产生新的水合物,且填补了过渡区的空隙。     

基于正交分析的粒化高炉矿渣代砂混凝土冻融试验

为了研究粒化高炉矿渣代砂混凝土的冻融性能,通过快冻法试验,在正交设计的基础上,利用极差分析法来评价代砂率、冻融循环和水胶比对混凝土抗压强度和质量损失率的影响程度。结果表明:3个影响指标对混凝土抗压强度的影响程度为水胶比冻融循环代砂率,而对质量损失率的影响程度为水胶比代砂率冻融循环;掺粒化高炉矿渣可以很好的提高混凝土的抗压强度,且质量损失率和普通混凝土相差无几;100%代砂率和水胶比为0.25的粒化高炉矿渣混凝土具有很好的抗压强度和质量损失率,可以很好的抵抗冻融破坏。     

不同养护条件下GBFS高强水泥基材料的力学性能

针对标准养护、70℃蒸汽养护、高温压蒸釜养护3种养护条件下的粒化高炉矿渣（GBFS）高强水泥基材料进行力学性能试验,研究了养护条件、水胶比和代砂率等对GBFS高强水泥基材料抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量等力学性能的影响及其各力学性能之间的关系,并通过激光共聚焦显微镜分析了养护条件对GBFS高强水泥基材料微观结构的影响.结果表明：GBFS高强水泥基材料的强度发展规律与普通石英砂高强水泥基材料相一致,其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度及弹性模量均随水胶比的降低、养护龄期的增加及养护温度的增高而增大;相同配合比、相同养护条件下,GBFS高强水泥基材料的抗压强度等力学性能低于普通石英砂高强水泥基材料;70℃蒸汽养护和高温压蒸釜养护不仅能提高GBFS高强水泥基材料的早期强度,还使其后期强度的发展高于标准养护;3种养护条件下GBFS高强水泥基材料的抗折强度、抗劈裂拉强度及弹性模量均随着抗压强度的增加而增加,其中弹性模量与抗压强度的关系可用通常混凝土计算公式描述.微观形貌显示：在标准养护条件下,GBFS高强水泥基材料与普通石英砂高强水泥基材料一样,其骨料界面过渡区中的水泥浆体与骨料紧密结合,但可明显分辨;70℃蒸汽养护条件下,其骨料与胶凝浆体界面过渡区发育较致密;高温压蒸釜养护条件下,其骨料与胶凝材料融为一体,界面过渡区已无法分辨.     

模拟施工现场粒化高炉矿渣代砂混凝土力学性能试验

模拟了施工现场条件制作并养护了粒化高炉矿渣代砂混凝土大构件,按规定龄期取芯对其进行力学性能测试。结果表明:施工条件下粒化高炉矿渣代砂混凝土早期强度和普通混凝土相比较低,但其后期强度增长较快,且代砂率越高强度增长越快。粒化高炉矿渣代砂混凝土91 d强度已和普通混凝土非常接近,有的甚至已超过普通混凝土强度;粒化高炉矿渣代砂混凝土和普通混凝土的28 d弹性模量较为接近且随抗压强度的变化趋势是一致的,即随着抗压强度的增大弹性模量也不断增大;粒化高炉矿渣代砂混凝土在自然养护条件下的强度更接近于试验室条件下的混凝土强度。     

粒化高炉矿渣代砂混凝土力学性能试验

研究了粒化高炉矿渣作为混凝土细骨料时的基本特性及其不同代砂率混凝土的物理力学性能。结果表明:粒化高炉矿渣与天然砂在化学成分及物理性能方面存在一定差异。在相同水胶比的条件下,相比于普通混凝土,粒化高炉矿渣代砂混凝土的流动性较差且含气量较高;与普通混凝土相比,粒化高炉矿渣代砂混凝土早期抗压强度较低但其后期强度增长较快,且粒化高炉矿渣代砂率越高后期强度增长越快;粒化高炉矿渣代砂混凝土劈裂抗拉强度和普通混凝土较为接近;粒化高炉矿渣代砂混凝土28 d弹性模量和普通混凝土较为接近且随混凝土强度等级的提高而增加。     

粒化高炉矿渣高强水泥基材料盐冻与自愈性能试验研究

为研究两种水胶比粒化高炉矿渣高强水泥基材料的盐冻与自愈性能,利用快速冻融法进行盐冻与自愈试验。结果表明,经过500次盐冻循环后,粒化高炉矿渣高强水泥基材料的总体抗压强度下降率与普通石英砂高强水泥基材料类似;盐冻循环后经过适当养护,粒化高炉矿渣高强水泥基材料和普通石英砂高强水泥基材料的抗压强度均有提高。扫描电镜(SEM)及硬化混凝土气孔结构测定仪测试结果表明,不同冻融循环下的含气量均表明粒化高炉矿渣高强水泥基材料有一定的自愈能力。     

粒化高炉矿渣代砂混凝土干燥收缩性能的试验

通过对比试验及理论分析研究了不同配合比及不同代砂率条件下,粒化高炉矿渣代砂混凝土的干燥收缩发展规律。结果表明:粒化高炉矿渣代砂混凝土与普通混凝土的收缩变化趋势相同,均随着龄期的增长而逐渐增大,并且在120 d龄期后明显变慢;在相同水胶比条件下,粒化高炉矿渣代砂混凝土前期收缩速率小于或接近普通混凝土,后期逐渐超越普通混凝土,且通过曲线拟合预测可知其最终干燥收缩值均大于普通混凝土;当粒化高炉矿渣代砂率相同时,水胶比越小,混凝土的最终收缩值也越小。     

基于SEM分析的粒化高炉矿渣混凝土冻融性能研究

为了研究粒化高炉矿渣混凝土的冻融性能,在快冻法的基础上,本文通过力学性能试验及扫描电镜分析研究了不同水胶比、不同代砂率的粒化高炉矿渣混凝土的力学性能退化机理,此外,分析了粒化高炉矿渣混凝土力学性能退化和微观结构的内在联系。试验结果表明:经过冻融循环后,粒化高炉矿渣混凝土的抗压强度损失率小于普通混凝土,且粒化高炉矿渣混凝土冻融后产生较多的相互交错的纤维状及花簇状晶体,这些晶体的产生可提高混凝土的抗压强度,所有结果表明粒化高炉矿渣可以提高混凝土的抗冻性,且代砂率越大抗冻性越好。     

矿渣细骨料混凝土孔隙结构对抗压强度的影响

通过试验分别测定了粒化高炉矿渣和天然砂分别作为细骨料时混凝土的抗压强度及孔隙分布和孔隙度,分析了混凝土孔隙结构对其抗压强度的影响。结果表明:与普通混凝土相比,粒化高炉矿渣代砂混凝土早期抗压强度略低于普通混凝土但其后期强度增长较快,且水胶比越大粒化高炉矿渣代砂混凝土后期强度增长越快;混凝土孔隙度随龄期的增大而减小。在水胶比相同的情况下,普通混凝土孔隙度小于粒化高炉矿渣代砂混凝土孔隙度。对于采用同种细骨料的混凝土,水胶比越大其孔隙度也越大;混凝土的抗压强度随孔隙度的增大而减小,且孔隙尺寸越大数量越多混凝土的抗压强度越小。     

基于SEM分析的粒化高炉矿渣混凝土自愈性能试验北大核心

通过力学性能试验及扫描电镜分析研究了两种水胶比、三种代砂率的粒化高炉矿渣混凝土的自愈性能。试验结果表明:相同冻融循环次数后,粒化高炉矿渣代砂混凝土与普通河砂混凝土的抗压强度增长趋势基本一致,二者的自愈能力均随水胶比的增大而增大。微观表现为冻后的微裂缝发生二次水化作用,产生新的水化产物填充微裂缝,使混凝土结构变得致密,宏观表现为抗压强度提高。     

基于SEM分析的粒化高炉矿渣混凝土自愈性能试验

通过力学性能试验及扫描电镜分析研究了两种水胶比、三种代砂率的粒化高炉矿渣混凝土的自愈性能。试验结果表明:相同冻融循环次数后,粒化高炉矿渣代砂混凝土与普通河砂混凝土的抗压强度增长趋势基本一致,二者的自愈能力均随水胶比的增大而增大。微观表现为冻后的微裂缝发生二次水化作用,产生新的水化产物填充微裂缝,使混凝土结构变得致密,宏观表现为抗压强度提高。     

粒化高炉矿渣混凝土抗氯离子渗透试验

通过对比试验研究了不同水胶比、不同代砂率粒化高炉矿渣细骨料混凝土的抗氯离子渗透性能。试验结果表明:当水胶比较小时,粒化高炉矿渣混凝土的抗氯离子渗透性能优于同配合比条件下的普通河砂混凝土;当水胶比较大时,普通河砂混凝土的抗氯离子渗透性能优于同配合比条件下的粒化高炉矿渣混凝土。     

基于正交试验的机制砂混凝土抗压强度线性预测模型

采用正交设计方法,分析研究了水胶比、粉煤灰掺量、矿渣掺量、机制砂掺量等因素对机制砂混凝土抗压强度的影响。结果表明水胶比是影响机制砂混凝土抗压强度的最显著因素,粉煤灰掺量次之;矿渣掺量和机制砂掺量对机制砂混凝土抗压强度的影响随着龄期的增长主次顺序发生变化。采用多元回归分析的方法,研究建立了机制砂混凝土抗压强度与水胶比、粉煤灰掺量、矿渣掺量、机制砂掺量的预测模型。     

分离式墙体中自密实混凝土试验正交分析

为确定分离式墙体中影响自密实混凝土的主要因素,通过正交设计试验及理论分析研究了分离式墙体中不同矿渣代砂率、水胶比、砂率对外部保护层自密实混凝土的抗压强度的影响。试验结果表明:水胶比是影响自密实混凝土强度的最主要因素,砂率次之。当矿渣代砂率为20%时。外部保护层自密实混凝土的强度略大于其他两种代砂率,且和易性最好。     

机制砂高性能混凝土力学性能的影响研究

以机制砂高性能混凝土工作性能和力学性能的影响为研究对象,通过改变水胶比进行了跳桌试验、凝结时间测定试验、抗折试验和抗压试验研究,并对试验结果进行了分析、总结和归纳。试验结果表明,随着水胶比的增大,机制砂高性能混凝土体系用水量增大,流动度、初凝时间和终凝时间均增大,当水胶比从0.18增大至0.19时,流动度和初终凝时间增长的幅度更大。机制砂高性能混凝土养护后期,在水胶比为0.18、0.19时,机制砂高性能混凝土的抗折强度和抗压强度均随着水胶比的减小而增大,但由于水胶比过小,减水剂用量不足使得高性能混凝土流动性较差,在振动过程中难以使基体密实,内部存在孔洞,从而导致水胶比为0.18和0.19的抗折强度和抗压强度反而低于水胶比为0.20的抗折强度和抗压强度。通过对抗折强度和抗压强度的拟合,发现两者存在一定的相关性,抗压强度约为抗折强度的5.5倍-6倍。     

矿渣代砂水泥砂浆及混凝土物理力学性能研究

研究了高炉矿渣作为细骨料的本征特性及其不同代砂率水泥砂浆及混凝土的物理力学性能.结果表明:矿渣与天然砂作为细骨科时,其物理化学性能存在一定差异;与基准水泥砂浆相比,矿渣代砂水泥砂浆的需水性增大,早期抗折强度略有降低,但后期抗折强度不但不降低甚至还略有提高,抗压强度略有降低,干缩性减小;相对于普通混凝土,矿渣代砂混凝土的抗折强度和抗压强度均有所提高.     

粒化高炉矿渣混凝土的自愈试验北大核心

探讨了粒化高炉矿渣代砂混凝土的自愈性,用抗压强度值表征粒化高炉矿渣代砂混凝土的自愈性能,试验结果表明:冻融循环作用后,经过适当的养护,粒化高炉矿渣混凝土与普通混凝土的抗压强度均提高。说明粒化高炉矿渣代砂混凝土具有一定的"自愈"能力。     

粒化高炉矿渣混凝土的自愈试验

探讨了粒化高炉矿渣代砂混凝土的自愈性,用抗压强度值表征粒化高炉矿渣代砂混凝土的自愈性能,试验结果表明:冻融循环作用后,经过适当的养护,粒化高炉矿渣混凝土与普通混凝土的抗压强度均提高。说明粒化高炉矿渣代砂混凝土具有一定的"自愈"能力。     

基于正交试验设计的PVA-ECC基体组分对其力学性能影响的显著性水平研究

从单因素试验和正交试验两方面出发来研究PVA-ECC抗折强度和抗压强度的影响因素及每个因素的影响顺序。首先从水胶比、砂胶比、粉煤灰的掺量和纤维的掺量等单因素出发,来找出每个参数的最佳范围,然后用正交试验的方法分别设计制作出PVA-ECC纤维混凝土抗折强度和抗压强度试块,通过对试验结果的分析找出各指标因素影响的主次顺序、最优组合及显著性水平。结果表明:当水胶比为0.25,砂胶比为0.45,粉煤灰掺量为45%,减水剂掺量为0.5%时,PVA-ECC抗折、抗压强度达到最佳;28 d抗折强度的影响程度顺序:膨胀剂粉煤灰掺量水胶比减缩剂砂胶比;28 d抗压强度的影响程度顺序:水胶比减缩剂膨胀剂粉煤灰掺量砂胶比。     

超细水泥活性粉末混凝土的配合比设计

为了使原材料来源更好地满足实际工程需要,通过试验成功制备了不掺硅粉的新型超高性能混凝土,即超细水泥活性粉末混凝土（SC RPC）,并研究了水胶比、砂胶比、外加剂掺量、骨料粒径范围、普通水泥及矿物掺和料对SC RPC砂浆体抗压强度、（含水）孔隙率、拌和物流动度的影响.试验结果表明：超细水泥可单独作为粉料制备SC RPC;混掺30%（质量分数）粒化高炉矿渣粉、10%（质量分数）粉煤灰后材料抗压强度最高,拌和物流动度最大,且经济性较好;采用普通水泥取代部分超细水泥导致材料孔隙率增大,抗压强度降低;可针对工程需要筛分出粒径范围合适的普通河砂制备SC RPC;建议使用适量消泡剂增加材料密实度.在试验基础上建立了水胶比、孔隙率双因素控制的SC RPC砂浆体抗压强度预测模型,并给出掺入钢纤维后材料抗压强度的计算方法.