高强轻集料混凝土工作性能优化的试验研究

以分层度、坍落度、扩展度为新拌混凝土工作性能的评价指标,研究了矿物掺合料、砂率、增粘剂和减水剂对高强轻集料混凝土(LWAC)工作性能的影响.结果表明:增粘剂、减水剂是影响LWAC工作性能的主要因素,矿物掺合料、砂率对LWAC工作性能的影响则较小;在相同条件下,复掺减水剂和增粘剂比单掺减水剂更能改善轻集料混凝土的匀质性,同时对抗压强度也有所提高.最后提出了高强轻集料混凝土工作性能优化的试验配合比.     

轻集料混凝土的试验研究

采用粘土、页岩陶粒 ,掺入粉煤灰并配合高效减水剂配制高性能轻集料混凝土 ,通过试验研究了陶粒性能、砂率、水灰比及粉煤灰对轻集料新拌混凝土坍落度经时损失的影响及对其力学性能的影响     

玄武岩纤维与粉煤灰协同作用对火山渣轻集料混凝土性能的影响

研究了玄武岩纤维单掺、玄武岩纤维与粉煤灰复掺对火山渣轻集料混凝土工作性能、力学性能及其抗冻性能的影响规律,结果表明:单掺玄武岩纤维能改善火山渣轻集料混凝土粗骨料上浮和分层离析的缺陷,但会导致坍落度降低;在标准养护条件下能显著提高火山渣轻集料混凝土早期强度,但后期增强效果不佳。当玄武岩纤维与粉煤灰复掺时,粉煤灰的形态效应可提高玄武岩增强火山渣轻集料混凝土的流动性,延长了玄武岩纤维对火山渣轻集料混凝土后期力学性能的增强时效;通过XRD分析、XRF分析和SEM微观分析表明:粉煤灰的掺入可降低水泥基体中Ca(OH)_2含量和对玄武岩纤维的碱腐蚀程度,加上粉煤灰自身后期的二次水化,改善了水泥基体的界面性质,大大提高了火山渣轻集料混凝土的后期强度和抗冻性。     

高强次轻混凝土工作性能的研究

研究了高强次轻混凝土匀质性设计方法,探讨了粗集料最大粒径、混凝土黏度、粗集料与水泥砂浆密度差等主要因素对高强次轻混凝土匀质性的影响规律。结果表明:粗集料运动速度与粗集料的最大粒径成正比,而与拌合物黏度、水泥浆体与粗集料密度差成反比,粗集料形状也会影响混凝土的匀质性。碎石形轻集料体积取代率为50%时,新拌混凝土的和易性好。减小配制混凝土的粗集料最大粒径,会使配制的混凝土流动性降低,匀质性变好。当粗集料粒径为16~20 mm、粉煤灰掺量为20%、矿粉掺量为10%、硅灰掺量为5%时,能制得轻集料陶粒质量分层度δ114%、碎石质量分层度δ214%、浆体密度分层度δ34%,匀质性、和易性都良好,不分层离析的高强次轻混凝土。     

EVA改性EPS混凝土微观结构及性能研究

为了改善聚苯乙烯(EPS)轻集料混凝土中EPS颗粒与水泥砂浆界面的黏结性能,提高EPS轻集料混凝土的力学性能,采用乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)乳液对EPS颗粒表面进行改性,并对改性前后EPS轻集料混凝土的力学性能作了对比试验,结合扫描电镜、X射线衍射和红外光谱,分析了EVA乳液对EPS轻集料混凝土性能的影响机理.结果表明:EVA改性改善了EPS轻集料混凝土的微观结构,使其内部孔洞数量减少,孔洞尺寸趋于减小;使水泥水化更为充分,水化产物组成得以优化,EPS轻集料混凝土的180 d抗压强度和抗折强度得到提高.     

轻集料对高强次轻混凝土物理力学性能的影响

研究了轻集料种类及其在粗集料中所占比例、轻集料粒径与级配以及体积砂率对高强次轻混凝土的表观密度、抗压强度、抗拉强度和弹性模量的影响.试验结果表明,轻集料的种类及其在粗集料中所占比例对不同强度等级的高强次轻混凝土具有相似的影响规律,即当轻集料在粗集料中比例不超过50%时,混凝土的抗压、抗拉强度和弹性模量随轻集料掺量变化的变化并不明显,而超过50%时,则随着轻集料掺量增大而明显降低;高强次轻混凝土的力学性能随轻集料粒径减小而提高,间断级配对混凝土的力学性能影响不利;体积砂率存在最佳范围,约为40%左右.     

高水灰比轻集料混凝土的制备与基本性能

提出了高水灰比配制轻集料混凝土的技术途径.采用2种密度陶粒和陶砂配制轻集料混凝土,研究了水灰比对其坍落度损失、吸水性能、轻集料分层度以及抗压强度的影响.结果表明：提高水灰比能明显降低轻集料混凝土的坍落度损失与轻集料分层度;当水灰比075（质量比）时,采用表观密度为738kg/m3的陶粒及其破碎后制备的陶砂可配制干密度低于900kg/m3,28d抗压强度约为14MPa的轻集料混凝土;高水灰比轻集料混凝土的收缩和吸水性能可控制在相对较低的范围内;轻集料越轻,水灰比增加幅度可越大,不仅可以显著降低轻集料混凝土的坍落度损失和轻集料上浮,还能在其大幅度降低密度的情况下保持较高抗压强度.     

聚合物对轻集料混凝土性能的影响

研究了聚合物对轻集料混凝土性能的影响.试验结果表明,当EVA乳液掺量5%～15%时,轻集料水泥混凝土的抗压强度和抗折强度有较大的提高,当掺量为10%时,抗压强度达到28.87 MPa,比空白样提高了70.83%;当掺量为15%时,抗折强度达到6.33 MPa,比空白样提高了79.32%.在轻集料水泥混凝土中掺入聚合物,大大提高了轻集料混凝土的折压比,脆性减小,改善了轻集料混凝土的韧性.聚合物轻集料水泥混凝土的抗渗性、抗冻性显著提高.     

大体积混凝土中功能轻集料的应用与控温技术

研究了2种功能轻集料（保温细集料和储热粗集料）在C55和C30大体积混凝土中的应用技术及其对水泥水化过程的影响,并测试了功能轻集料掺量对混凝土新拌性能、力学性能和峰值温度、升降温速率等的影响规律;提出了功能轻集料使用时宜采用半饱和状态、通过适当降低用水量来控制工作性能相近的应用技术.结果表明：保温细集料和储热粗集料均具有一定的早强作用和控温功能,且储热粗集料的效果更优;保温细集料对于混凝土凝结硬化速率影响不大,但储热粗集料因其相变储能作用,在早期可以起到原位自热养护的作用,明显加快凝结硬化速率.     

轻集料混凝土界面过渡区特点及改善措施的讨论

总结了轻集料混凝土的国内外研究进展,并讨论了轻集料混凝土中界面过渡区的形成机理、特征、性能、结构特点和改善措施,通过SEM观察对比了普通高强混凝土以及轻集料高强混凝土、掺入矿物混合料的轻集料混凝土的微观结构。     

添加剂对3D打印轻骨料混凝土流变性和可打印性的影响

研究了骨料(石英砂、玻化微珠)、保塑剂(HMC)、塑化剂(KHC)、乳胶粉(FX)对3D打印轻骨料混凝土(3DPLAC)的流变性能、挤出性、堆积性能以及容重的影响.结果 表明:在相同水胶比下,随着玻化微珠取代量的增加,3D打印轻骨料混凝土的表观黏度、触变性和屈服应力明显下降,挤出性、堆积性能降低,容重显著下降;随着HMC和KHC掺量的增大,3D打印轻骨料混凝土的表观黏度、触变性、屈服应力均明显增大;随着FX掺量的增加,3D打印轻骨料混凝土的表观黏度、触变性以及屈服应力呈先减小后增大的变化趋势.通过优化各组分配比,3D打印轻骨料混凝土可获得适宜的流变性能,可打印性得到显著改善,容重明显降低.     

高强自密实次轻混凝土工作性能研究

研究了不同陶粒取代率时自密实混凝土的工作性变化规律.研究结果表明陶粒取代率对自密实混凝土的坍落度、坍落扩展度、T500流动时间影响较小.但随着陶粒取代率的增加,拌合物在U型仪和L型仪中的离析越严重.在此基础上,取陶粒取代率为50%,水灰比0.325.胶凝材料总量530kg/m3,制备出了自密实等级为2、不离析不分层、工作性良好、28d抗压强度54.6MPa的高强自密实次轻混凝土.     

再生粗骨料含水状态对混凝土性能的影响

研究了再生粗骨料含水状态(绝干、气干及饱和面干)对新拌混凝土流变性能的影响规律,同时对其早期力学性能和耐久性能进行了测试.结果 表明:再生粗骨料的含水状态对新拌混凝土流变性能影响较大,拌和物中自由水的含量虽然对新拌混凝土的动态屈服应力影响不大,但会显著影响其静态屈服应力和塑性黏度;相对于其他2种含水状态,气干状态下的再生粗骨料对混凝土抗压强度产生的不利影响最小.     

轻骨料预处理工艺对自密实轻骨料混凝土工作性能的影响

针对自密实轻骨料混凝土拌合物在大流动度条件下,易于分层而导致工作性不良的现象,采用自行设计的L-800混凝土拌合物流变性能测定仪,研究预吸水和表面裹浆法两种轻骨料预处理工艺对自密实轻骨料混凝土拌合物工作性能的影响.结果表明:骨料预吸水时间没有明显影响拌合物的工作性能,裹浆法对拌合物工作性能改善明显.     

轻集料的发展状况综述

在回顾几十年国内外轻集料混凝土技术发展的基础上,讨论了轻集料的生产工艺,分析了Riley提供的形成适宜粘度的原料化学成分范围,轻集料烧胀机理及高性能轻集料混凝土的研究。     

浆体新拌性能与透水混凝土硬化性能的相关性

使用减水剂和增稠剂配制了不同新拌状态的透水混凝土,考察了透水混凝土浆体新拌性能(流动性、黏聚性)与其硬化性能(抗压强度、透水系数、孔隙率)之间的相关性,并深入分析浆体新拌性能与其流变参数之间的关系.结果表明:随着浆体流动度的提高,浆体易向下流动,透水混凝土沿竖直方向的孔隙率递减,造成其透水性能下降;提高浆体黏聚性有助于其稳定包裹骨料,从而改善透水混凝土孔隙结构均匀性;使用减水剂和增稠剂能够同时提高浆体的流动性和黏聚性,使其在较低的屈服应力下获得较高的塑性黏度,可以增加透水混凝土浆体流动过程中的阻力,降低流速,既使透水混凝土具有良好的工作性能,又使浆体能够良好地与骨料粘结,不发生沉底堵孔现象.     

轻骨料含水率对混凝土吸水性及抗冻性的影响

通过浸水试验及水中快速冻融试验,探讨分析了轻骨料含水率对混凝土吸水性及抗冻性的影响.结果表明,如果轻骨料含水率减小,则混凝土坍落度的经时损失率加大,混凝土抗压强度增高,吸水性降低;轻骨料混凝土的抗冻性由轻骨料含水率控制.本试验范围内,要满足含气量为5.5%(体积分数)的轻骨料混凝土抗冻性要求,则轻骨料含水率应控制在14 %～17%(质量分数)以下,而且设计水灰比越大,轻骨料的含水率就越有必要降低.     

次轻混凝土匀质性影响因素研究

本文提出了用分层度评价次轻混凝土匀质性的方法。并研究了混凝土水胶比、轻集料体积掺量、砂率、轻集料粒径、纤维掺量、硅类掺量、增粘剂掺量对次轻混凝土分层度的影响。研究结果表明,轻集料的粒径是影响次轻混凝土分层度的主要因素,轻集的粒径应控制在4．75mm～9．5mm的范围内,采用低的水胶比并同时掺加适量的硅灰、聚合物纤维和增粘剂可以显著提高轻混凝土的匀质性。采用0．31的水胶比．掺加30％粒径为4．75mm～9．5mm的轻集料、8％的硅灰和0．3％的增粘剂,制备出分层度小于0．1的C50次轻混凝土。     

Characteristics of self-consolidating concrete using two types of lightweight coarse aggregates

This paper presents the development of lightweight aggregate self-consolidating concrete (SCC) using two types of lightweight aggregates having different densities. Lightweight aggregate SCC properties have been evaluated in terms of flowability, segregation resistance and filling capacity of fresh concrete as per the standards of the Japanese Society of Civil Engineering (JSCE). The measurement of the mechanical properties of hardened lightweight aggregate SCC, including compressive strength, splitting tensile strength, elastic moduli and density, as well as its specific strength were also carried out. The characteristics of lightweight aggregate SCC at the fresh state showed that as the density of the lightweight coarse aggregate decreases, the flowability improves but the segregation resistance tends to decrease. The 28-days compressive strength of the lightweight SCC was found to be 32 MPa or higher. The relationship between the compressive strength and the splitting tensile strength was found to be similar to the expression presented by CEB-FIP, and the relationship between the compressive strength and the elastic moduli was found to be similar to the expression suggested by ACI 318-05 which takes into consideration the density of concrete. The density of the lightweight aggregate SCC decreased by up to 14% compared to that of the control SCC, and the specific strength decreased by up to 20%.