大体积混凝土裂缝控制技术研究

混凝土的种类很多。按胶凝材料不同,分水泥混凝土、沥青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等;按表观密度不同,分重混凝土、普通混凝土、轻混凝土;按使用功能不同,分结构用混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土及防辐射混凝土等;按施工工艺不同,又分喷射混凝土、泵送混凝土、振动灌浆混凝土等;为了克服混凝土抗拉强度低的缺陷,人们还将水泥混凝土与其它材料复合,出现了钢筋混凝土,预应力混凝土,各种纤维增强混凝土及聚合物浸渍混凝土等;另外,随着混凝土的发展和工程的需要,还出现了膨胀混凝土,加气混凝土,纤维混凝上等各种特殊功能的混凝土。目前,混凝土仍向着轻质、高强、多功能、高效能的方向发展。大体积混凝土的裂缝问题是实际工程中长期困扰工程技术人员的问题,其控制技术的研究是混凝土结构研究的热点问题,具有重大的学术价值和潜在的工程背景。     

骨料粒径对混凝土热膨胀性能的影响

混凝土中,骨料的性质很大程度影响着混凝土的热膨胀性能.研究了骨料粒径对混凝土热膨胀系数的影响.结果表明:对于密实度高,粗骨料粒径大于20 mm的混凝土,随着粒径的增加混凝土的热膨胀系数降低;对于低坍落度,骨料粒径小于20 mm的混凝土,随着骨料粒径的增加混凝土的热膨胀系数增加:混凝土热膨胀系数受粗骨料热膨胀性能的影响较大,低热膨胀系数的骨料配制的混凝土热膨胀系数较低.石灰石混凝土的热膨胀系数小于花岗岩混凝土和玄武岩混凝土,大理岩混凝土的热膨胀系数小于砂岩混凝土.     

磨细再生粉煤灰对混凝土力学性能影响

在混凝土中掺加粉煤灰(Fly ash)替代部分水泥可以显著降低W/B,并同时获得良好的工作性,而且粉煤灰混凝土的后期强度发展良好。研究分析了普通水泥、普通粉煤灰和磨细再生粉煤灰(p-Fly ash)制备的C30和C50混凝土工作性和强度。结果表明:相同W/B时,在C30和C50混凝土中普通粉煤灰混凝土的坍落度最大,流动性优于磨细再生粉煤灰混凝土和普通水泥混凝土;普通水泥混凝土的早期强度高于普通粉煤灰混凝土和磨细再生粉煤灰混凝土;普通水泥混凝土后期强度低于普通粉煤灰混凝土和磨细粉煤灰混凝土;磨细粉煤灰活性高于普通粉煤灰,相同配合比时磨细再生粉煤灰混凝土的强度要高于普通粉煤灰混凝土。     

基于全寿命周期的预拌混凝土碳排放计算模型研究

对国内外混凝土材料碳排放计算方法的相关研究资料进行了调研和分析,提出了基于全寿命周期的预拌混凝土碳排放计算模型。计算了单方预拌混凝土产品的碳排放量,对预拌混凝土产品的碳排放权重进行了分析,探讨了粉煤灰等工业固废对降低混凝土碳排放的作用。研究结果表明,混凝土碳排放结构由原材料引入碳排放、混凝土生产能耗碳排放和混凝土产品运输油耗碳排放三部分组成,其中原材料引入碳排放平均占混凝土碳排放总量的98.57%,为影响混凝土碳排放量的主要因素,混凝土生产和运输导致的碳排放平均占混凝土总碳排放量的1.43%,不是影响混凝土碳排放的主要因素。粉煤灰等工业固废掺入混凝土中,能显著降低混凝土的碳排放量,工业固废掺量在30%～50%时,混凝土碳排放量平均降低36.94%。     

碎卵石和碎石对混凝土工作性和强度的影响

粗集料是混凝土的最主要的组成成分,对混凝土的性能影响显著。试验研究发现:在C40和C50混凝土中,当W/B相同时,碎卵石混凝土的坍落度高于碎石混凝土;并且相比于碎卵石混凝土,碎石混凝土对W/B更敏感。碎卵石混凝土的强度低于碎石混凝土,但后期强度增长快速,仅略低于碎石混凝土。     

石粉和碳纤维对超高强高性能混凝土耐磨性的影响研究

研究了石粉和碳纤维对混凝土的抗压强度及耐磨性的影响.研究表明:石粉掺量低于20％,会提高混凝土的强度,石粉掺量大于20％,混凝土强度有所降低;石粉掺量为10％,可显著提高混凝土的耐磨性;碳纤维改性石粉混凝土的抗压强度高于空白混凝土,但低于掺10％石粉的混凝土;碳纤维改性石粉混凝土的耐磨性明显高于空白混凝土和单掺10％石粉的混凝土.石粉掺量为10％的石粉混凝土和碳纤维改性石粉混凝土可用于磨损环境中的混凝土工程.     

基体混凝土对再生混凝土性能的影响

试验中所用的再生粗集料是通过粉碎混凝土试块所获得的.再生混凝土是采用四种不同强度等级的基体混凝土的再生集料(占所用粗集料总量的50%)来配置的.再生混凝土的破坏是集料与砂浆粘结界面的粘结破坏,这与天然混凝土的破坏过程和破坏机理基本一致.再生混凝土的强度受基体混凝土的影响,基体混凝土强度等级在低于 C35时再生混凝土强度基本低于天然混凝土,但当基体混凝土强度等级在高于 C35时,再生混凝土的强度会高于天然混凝土.     

掺有粉煤灰和引气剂的混凝土的气体渗透性能

与同强度的普通混凝土相比 ,掺有粉煤灰或引气剂的混凝土抗气体渗透性能有较大幅度提高 ,在中低强度下 ,粉煤灰混凝土的气渗系数约为普通混凝土的 1/3～ 1/5 ,而引气混凝土和粉煤灰引气混凝土的气渗系数分别为普通混凝土的 1/2和 1/6;随着强度增长 ,粉煤灰混凝土的气渗系数变化不大 ,引气混凝土有较大幅度的降低。与此同时 ,还分析了各种类型混凝土的气体渗透系数与强度间的相关性。研究表明 :普通混凝土的强度与气渗系数的相关性较好 ,粉煤灰混凝土、引气混凝土、粉煤灰引气混凝土的强度与气渗系数的相关性相对较低。     

基于平板法纤维混凝土早期抗裂性能试验研究

通过平板约束试验研究整体式聚丙烯纤维混凝土、整体式钢纤维混凝土、层布式混杂纤维混凝土、整体式混杂纤维混凝土的早期抗裂性能,并与基准混凝土进行对比研究.结果表明:掺加纤维的混凝土,其早期开裂时间延迟,裂缝条数、最大裂缝宽度、裂缝总长度、单位面积裂缝的数量、总裂缝面积均有不同程度的减小,纤维掺入混凝土中能显著改善混凝土的早期抗裂性能;在纤维掺人的混凝土中,纤维掺入方式不同,混凝土抗裂效果也不同.经对比分析,混杂纤维混凝土的抗裂性能要优于单掺纤维混凝土;层布式混杂纤维混凝土的抗裂效果要好于整体式混杂纤维混凝土.     

机制砂岩性与级配对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

为了探究不同岩性、不同级配机制砂对混凝土性能的影响,对三种不同岩性机制砂混凝土及天然河砂混凝土的工作性和抗压强度进行研究。此外,对比分析了四种混凝土在干湿循环制度下的抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明,天然河砂混凝土的工作性优于机制砂混凝土,钙质机制砂混凝土的工作性略好于硅质机制砂混凝土。机制砂混凝土的抗压强度优于天然河砂混凝土,在硫酸盐侵蚀循环作用下的力学性能变化趋势与天然河砂混凝土基本一致。在相同级配条件下,机制砂混凝土的抗蚀系数高于天然河砂混凝土;机制砂岩性并不会对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能带来负面影响。级配良好的机制砂可以增强混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀性能。     

Characteristics of a thermally activated alumino-silicate pozzolanic material and its use in concrete

This paper presents the results of the physical and chemical properties of a thermally activated alumino-silicate material (MK), and deals with the properties of fresh and hardened concrete incorporating this material. The properties of fresh concrete investigated included workability, bleeding, setting time, and autogenous temperature rise. The properties of the hardened concrete investigated included compressive, splitting-tensile and flexural strengths, Young's modulus of elasticity, drying shrinkage, resistance to chloride-ion penetration, freezing and thawing, and saltscaling resistance. The properties of the MK concrete were also compared with those of the control portland cement concrete and the silica fume concrete.

The test results indicate that the MK material is highly pozzolanic and can be used as a supplementary cementing material to produce high-performance concrete. Although it requires a higher dosage of the superplasticizer and air-entraining admixture compared with that of the control concrete, the MK concrete can be produced with satisfactory slump, air content, and setting time. The concrete incorporating 10% MK had higher strength at all ages up to 180 days compared with the control concrete; in comparison with the silica fume concrete the MK concrete showed a faster strength development at early ages, but had lower strength after 28 days. At 28 days, the MK concrete had somewhat higher splitting-tensile and flexural strengths, Young's modulus of elasticity, and lower drying shrinkage compared with that of the control and the silica fume concretes. The resistance of the MK concrete to the chloride-ion penetration was significantly higher than that of the control concrete, but similar to that of the silica fume concrete. The MK concrete showed excellent performance in the freezing and thawing test. The performance of the MK concrete subjected to the de-icing salt scaling test was similar to that of the silica fume concrete, but marginally inferior to the control concrete.     

分离式墙体中混凝土性能的试验研究

为了对分离式墙体中混凝土性能的试验研究,根据现场混凝土湿筛分工艺制备了基准混凝土,外部保护层混凝土和二次混合混凝土。研究各种混凝土拌合物中浆骨比、砂石比以及粗骨料分离率与各混凝土的工作性能、力学性能之间的关系,以及抗压强度与轴心抗压、劈裂抗拉之间的联系。研究结果显示:随着浆骨比的增大,混凝土的流动性逐渐提高。与基准混凝土相比,二次混合混凝土的抗压强度、弹性模量较高,且轴压比普遍略高。随着骨料比值的降低,拉-压比值有所下降。通过对各混凝土的力学性能的分析,更好地为分离式墙体中混凝土的施工提供相应参考。     

掺粉煤灰和引气剂混凝土的碳化性能研究

研究了普通混凝土、粉煤灰混凝土、引气混凝土和粉煤灰引气混凝土等四类混凝土的抗碳化性能和气体渗透性能。结果表明:在同强度条件下,引气型混凝土的抗碳化性能显著高于普通混凝土。在同水胶比下,随含气量增大,引气型混凝土的抗碳化性能下降。各类型混凝土碳化前气体渗透系数与碳化深度不存在相关性,碳化后的气体渗透系数与碳化深度存在一定的相关性。     

再生混凝土的强度及耐久性能研究

基于基本的力学方法和耐久性方法研究了再生混凝土的抗压强度、抗碳化性能和抗冻性能.并采用压汞法对再生混凝土的孔结构进行研究.结果表明:再生混凝土的抗压强度比普通混凝土的抗压强度略有降低,孔隙率相比普通混凝土的孔隙率增加了49.5%;其抗碳化能力小于普通混凝土的抗碳化能力;再生混凝土的抗冻性远远小于普通混凝土的抗冻性,180次循环之后其质量损失率接近普通混凝土质量损失率的3倍.     

Predicting carbonation in early-aged cracked concrete

Carbonation in cracked concrete is considered as one of major deteriorations accelerating steel corrosion in reinforced concrete structures. For durable concrete structures, it is necessary to control crack in concrete through crack resistance evaluation for early-aged concrete structures, but often unavoidable cracks in early-aged concrete may occur. These cracks become a main path for CO₂ penetration inside concrete so that the carbonation is accelerated in cracked concrete.In this study, an analytical technique for carbonation prediction in early-aged cracked concrete was developed for considering both CO₂ diffusion of pore water in sound concrete and in cracked concrete. Then, characteristics of diffusivity on the carbonation in early-aged concrete are studied through finite element analysis implemented with the so-called multi-component hydration heat model and micro-pore structure formation model. The carbonation behaviour in sound concrete and cracked concrete are also simulated by using the derived diffusivity with consideration of reaction with dissolved CO₂. Finally, numerical results obtained for cracked concrete made with 3 different W / C ratios (45%, 55%, and 65%) with different crack widths were compared with experimental results.     

State of workability design technology for fresh concrete in Japan

As high-performance concrete and various new types of concrete, such as self-compacting concrete and anti-washout underwater concrete, have been developed and put to practical use, it has become increasingly important to optimize the consistency of fresh concrete to attain high-quality and efficient concrete construction, which is called workability design of concrete. Up to the present, many scientists from all parts of the world have performed a lot of studies on the rheological properties, test method, and flow analysis of fresh concrete for realizing the workability design under various construction conditions. This paper gives a brief outline of the current situation, problems and prospects in the art of workability design of fresh concrete in Japan.     

再生混凝土力学性能和收缩性能试验研究

采用传统替代法和等体积砂浆法( EMV法)两种方法配制再生混凝土,对再生混凝土与对比普通混凝土的力学性能和收缩性能进行试验研究。结果表明,再生混凝土立方体抗压强度的变化规律与普通混凝土基本一致,传统替代法配制的再生混凝土各龄期强度均较低,采用EMV法配制的再生混凝土28 d后强度增长较明显;再生混凝土的收缩随时间的增加而增加,与对比普通混凝土相比,传统等体积替代法配制的再生混凝土其280 d收缩率提高4.7%,而等体积砂浆法配制的再生混凝土的280 d收缩率较对比普通混凝土低10.2%。     

再生骨料构成对混凝土性能的影响

通过测试混凝土力学性能和耐久性指标,分析再生骨料构成变化对混凝土性能的影响规律.结果表明:再生砂浆块混凝土28 d前抗压强度较高,长期强度则天然骨料混凝土最高.经过100次冻融循环后,再生骨料混凝土质量损失率均低于5%.天然骨料和再生砂浆块混凝土的抗压强度损失率低于25%,而由30%砖块与70%砂浆块组成的混合骨料混凝土及再生砖块混凝土均超过了限值.各类再生骨料混凝土均可满足P10的抗渗等级要求.其中,天然骨料混凝土抗渗能力最强,其次为再生砂浆块混凝土、再生混合骨料混凝土和再生砖块混凝土;各类混凝土抗氯离子渗透能力与抗渗能力排列顺序一致.以上研究表明,再生骨料中的砖块对混凝土力学性能影响较小,但对耐久性能的负面影响较为显著.     

南海石化项目储罐基础大体积混凝土保温测试方法

建设施工中往往涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础等。大体积混凝土施工除了要考虑混凝土的制作与浇筑之外,还要注重混凝土养护阶段的温度控制工作。如何对大体积混凝土进行养护阶段的温度控制,确保混凝土不产生温度裂缝,至关重要。