利用纳米SiO2改善常温养护的地聚合物再生混凝土性能研究

为促进我国建筑业可持续发展和实现双碳减排目标,地聚合物混凝土及再生骨料利用推广亟待得到深入研究。传统粉煤灰基地聚合物混凝土需要热养护,限制其在工程场合下的应用。利用纳米SiO₂改善常温养护的地聚合物再生混凝土,对比了不同纳米SiO₂掺量下的混凝土工作性、无侧限抗压强度、抗裂性能及微观结构变化。结果表明,纳米SiO₂对粉煤灰基地聚合物再生混凝土的早期强度提升更为明显,其为聚合反应提供了硅组分且起到了填充作用,使实际体系内的三维网状胶凝结构更加密实,但过量的纳米SiO₂会导致基体过度脱水和裂纹生成。     

纳米SiO2对混凝土性能影响的研究进展

混凝土是土木工程中使用最为广泛的材料之一，当今普通混凝土已无法完全满足超限建筑业的需求，因此高性能纳米SiO₂改性混凝土应运而生。为更好地了解纳米SiO₂改性混凝土的各项性能，对其和易性、凝结时间、抗压强度和抗氯离子渗透性的研究进行了回顾和总结。相关研究表明：在混凝土中添加适量纳米SiO₂，可有效提高混凝土的抗压强度，且对早期抗压强度的影响大于后期的影响，但纳米SiO₂含量过高会使混凝土的抗压强度下降；适量的纳米SiO₂，还可以有效填充混凝土中的孔隙，改善其微观结构，提高混凝土的抗氯离子渗透性；然而，混凝土中掺入纳米SiO₂，会缩短其初凝时间和终凝时间，同时也会大幅影响混凝土的和易性，使之不利于长距离输送，增加施工难度。     

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...     

纳米SiO2和PVA纤维增强再生混凝土力学性能与抗冲击性能研究

研究了纳米SiO₂和PVA纤维掺量及掺入方式对再生混凝土(RAC)力学性能与抗冲击性能的影响。结果表明:掺入纳米SiO₂和PVA纤维均可以显著提高RAC的抗冲击性能;当混掺0.075%的PVA纤维与1.0%纳米SiO₂时,RAC抗压强度与抗冲击性能的提高幅度最显著。     

粉煤灰掺入方式对再生混凝土强度的影响

分析粉煤灰用等量取代法、超量取代法和粉煤灰代砂法3等种掺入方法对再生混凝土强度的影响研究结果表明，粉煤灰代砂法是最有效的掺入方式，用粉煤灰代替30％砂子，可使再生混凝土强度提高20％。     

纳米SiO2对高性能混凝土力学性能的影响

在混凝土中掺入纳米SiO2制备高性能混凝土,测试其力学性能。结果表明,对于同一种的混凝土,掺不同量的纳米SiO2后均能不同程度地提高混凝土的抗压强度,其中当纳米SiO2掺量为3%时,7 d龄期的混凝土抗压强度增强效果明显,较基准混凝土提高8.4%。     

纳米SiO2的分散性和掺量对混凝土性能的影响

研究了凝胶型和颗粒型纳米SiO₂的分散性和掺量对混凝土的抗压强度、抗碳化性能和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明：同条件下,凝胶型比颗粒型纳米SiO₂的分散性好;经过超声处理的比未超声处理的纳米SiO₂的分散性要好,可以有效改善混凝土的后期抗压强度、抗碳化性能和抗氯离子渗透性能;在一定范围内,纳米SiO₂的掺量越大,对混凝土的性能改善效果越明显。     

纳米CaCO3对粉煤灰再生骨料混凝土性能及微结构的影响

研究了纳米CaCO₃(NC))和粉煤灰(FA)单掺及复掺对再生骨料混凝土(RAC)坍落度、力学性能、抗氯离子渗透性能、水化反应和微观结构的影响.结果表明：NC能够提高RAC的力学性能、抗氯离子渗透性能及水化反应速率，但会降低其坍落度；FA能够提高RAC的抗氯离子渗透性能和后期力学性能，但会降低其水化反应速率和早期力学性能；两者复掺后，单掺NC、FA时的负面影响得到改善，RAC具有较优的坍落度、力学性能、抗氯离子渗透性能和水化反应速率；复掺NC和FA可以降低RAC中氢氧化钙(CH)晶体的含量，填充RAC浆体结构的孔隙，修复新旧砂浆之间的界面过渡区(ITZ)，提高RAC的密实度.     

考虑钢筋锈蚀的纳米SiO2强化再生骨料混凝土梁受力性能研究

采用纳米强化再生骨料表面的措施来改善再生骨料性能,分别考虑强化液中纳米SiO₂掺量、再生粗骨料取代率的影响,设计制作了1根普通混凝土基准梁和8根再生骨料混凝土矩形截面梁,采用内置近距离小阴极的方法对梁内受力钢筋进行通电非均匀加速锈蚀,待受拉主筋锈蚀到一定程度后进行四点受弯加载,对加载过程中的裂缝开展情况、荷载-挠度曲线以及极限承载力进行了记录及分析。考虑钢筋锈蚀率及再生骨料取代率等因素的影响,对锈胀开裂之后的再生骨料混凝土梁的承载力计算公式进行了修正,得出了可用于设计的受弯承载力计算公式。结果表明:相同锈蚀程度下,强化再生骨料混凝土梁的抗弯承载力比天然骨料混凝土有所降低,其中25%再生骨料取代率时承载性能退化较多,抗弯承载力下降19.3%; 混凝土裂缝开展趋势较为一致,最大裂缝宽度随钢筋锈蚀程度增加而增大,随纳米SiO₂掺量增加先减小后增大; 近距离小阴极通电可实现混凝土内钢筋的加速非均匀锈蚀; 所提出的方法及获得的结论有助于推动再生骨料混凝土在沿海等不利环境中的应用。     

纳米SiO2对橡胶混凝土断裂行为的影响

为改善橡胶混凝土的力学性能，以纳米SiO₂为改性剂，研究了纳米SiO₂增强橡胶混凝土的断裂行为，采用数字图像相关方法，分析了纳米SiO₂增强橡胶混凝土断裂性能，并结合微观结构分析探讨了其增强机理.结果表明：纳米SiO₂的掺入对橡胶混凝土的断裂性能和强度提高效果显著；纳米SiO₂与橡胶的协同作用提高了混凝土裂缝扩展稳定性，延长了断裂过程起裂到失稳的时间；纳米SiO₂对橡胶混凝土断裂性能的提升归结于其对水泥基质的改善，从而提高了混凝土的承载能力.     

粉煤灰再生混凝土力学性能的试验研究

研究了再生粗骨料取代率和粉煤灰取代率对再生混凝土工作性能和力学性能的影响,并初步探讨了其影响机理。研究结果表明:再生粗骨料取代天然骨料为60%时,粉煤灰再生混凝土的抗压、抗折强度比基准粉煤灰混凝土低,但其强度降低值较小。粉煤灰的掺入,改善了再生混凝土的和易性,改善了水泥石与骨料的界面,显著提高了再生混凝土的抗折强度。再生粗骨料取代天然骨料为60%时,粉煤灰再生混凝土的3d抗折强度可达3.9MPa,28d抗折强度可达5.19MPa,粉煤灰再生混凝土可应用于水泥混凝土路面的快速修补工程中。     

二灰稳定再生集料的最佳配合比研究

采用石灰、粉煤灰及再生集料为原料,配制成二灰稳定再生集料的结合料．通过重型击实、无侧限抗压强度、劈裂以及室内抗压回弹试验,对不同配合比的二灰稳定再生集料的最大干密度、最佳含水量以及不同龄期的抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量进行了研究,分析了二灰比和再生集料的含量对结合料性能的影响,并通过对比分析得出了二灰稳定再生集料的优化配合比范围．     

钢纤维粉煤灰再生混凝土强度正交试验研究

利用正交试验方法对钢纤维粉煤灰再生混凝土（以下简称再生混凝土）的强度性能进行了试验,考察了粉煤灰取代率（质量分数）、钢纤维掺量（体积分数）和再生粗骨料取代率（质量分数）对再生混凝土28d立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响,并对试验结果进行了系统分析.结果表明：粉煤灰取代率对再生混凝土抗压与抗折强度的影响规律一致,但对其劈裂抗拉强度的影响规律却不相同;再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均随钢纤维掺量的增加而增大,但钢纤维掺量对劈裂抗拉和抗折强度的影响显著,对抗压强度的影响较小;再生粗骨料取代率对抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律基本一致,强度总体上随再生粗骨料取代率的增大而增大.要使再生混凝土强度得到提高,需降低粉煤灰的取代率,增大钢纤维掺量和再生粗骨料取代率.当粉煤灰取代率在30%以内、钢纤维掺量在18%以内时,粉煤灰取代率对再生混凝土抗压强度的影响最大,其次是再生粗骨料取代率,最次是钢纤维掺量;钢纤维掺量对再生混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度的影响最大,其次是粉煤灰取代率,最次是再生粗骨料取代率.     

再生骨料特性对再生混凝土强度和碳化性能的影响

为了评价再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生混凝土性能的影响,以再生骨料表面不同的砂浆强度及附着率为变量,配制了不同强度等级的再生骨料混凝土,通过对比性强度试验和碳化试验评价了再生混凝土内部存在的2个界面过渡区与混凝土性能的关系.结果表明:以高强度原生混凝土为再生骨料配制相对较低强度等级的再生骨料混凝土时,其强度与普通混凝土几乎相同,再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生骨料混凝土强度影响不大,但碳化深度有所增大;以相对较低强度原生混凝土为再生骨料配制同强度等级以上的再生骨料混凝土时,其强度与普通混凝土相差较大,再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生混凝土强度影响较大,碳化深度也相应增大.     

高强粉煤灰陶粒混凝土的试验研究与工程应用

以粉煤灰陶粒、砂为粗、细骨料,水泥为胶凝材料,添加其他辅料,配制出干表观密度在1 950 kg/m3,28 d抗压强度CL60以上的高强轻骨料混凝土,通过试验,探讨了水胶比与混凝土干表观密度、坍落度及抗压强度的关系,并对粉煤灰陶粒混凝土的应用进行了阐述,具有良好的经济效益和社会效益。     

水泥粉煤灰对再生沥青混凝土性能的影响

以回收沥青路面材料（RAP）为主体,研究了水泥粉煤灰（C FA）和再生骨料2个体系之间的适应性.结果表明：随着温度的升高和加载频率的降低,RAP混合料的动态弹性模量随之降低;当mA/mS为1/5~5/5,水泥掺量(质量分数)为2%~6%,粉煤灰掺量(质量分数)为5%~6%时,再生骨料和C FA体系之间有较好的适应性;当mA/mS为2/5～3/5时,RAP混合料的软化系数大于0.75,具有较好的水稳定性.     

掺粉煤灰再生混凝土反向湿度响应规律与预测模型研究

在模拟人工气候环境条件下,开展了再生粗骨料取代率和粉煤灰掺量对再生混凝土力学性能及其在干燥过程中反向湿度响应的影响研究.基于传质学的相关理论,提出了粉煤灰再生混凝土反向湿度响应的预测模型并验证了其可行性.试验结果表明:混凝土28 d抗压强度随着再生粗骨料取代率和粉煤灰掺量的增大均呈现先增大后减小的趋势;粉煤灰掺量一定时...