矿物掺合料对腐蚀混凝土强度影响及关联分析

结合赣南区域稀土开采残留硫酸铵的环境问题,在后期土地开发的背景下,通过对粉煤灰混凝土、矿渣混凝土、双掺混凝土受硫酸铵腐蚀的试验,测定受腐蚀混凝土的力学性能,分析受腐蚀混凝土强度劣化的规律,并运用灰色关联分析理论对不同掺量矿物掺合料混凝土强度进行关联度分析。结果表明混凝土中掺入粉煤灰和矿渣等量替换水泥能显著提高混凝土抗硫酸铵腐蚀性能;大掺量矿物掺合料的混凝土强度增长较慢,但抗硫酸铵腐蚀能力较好;矿物掺合料对受腐蚀混凝土的抗压强度衰减有较好延缓效果,但对抗折强度的延缓衰减的效果较差;通过灰色相关理论得粉煤灰掺量10%,矿渣掺量40%和50%腐蚀混凝土的总体强度与未腐蚀混凝土强度关联度达到80%,抗硫酸铵腐蚀效果最佳,与试验结果一致。     

利用灰色残差GM(1,1)-Markov模型预测水工混凝土的劣化

我国西北地区水工混凝土建筑物经常受到低温冻害和盐渍侵蚀作用,因此混凝土劣化预测的研究对水工建筑物的寿命预测具有十分重要的意义。为模拟水工混凝土建筑物所受到的破坏,以实验室方法进行混凝土试件的盐冻试验,得到4种工况下混凝土试件随着盐冻次数的增加,其质量和抗压强度的变化情况。研究抽取了其中两种工况的原始数据,首先利用灰色残差GM(1,1)模型对原始数据进行处理,并建立预测模型;然后通过预测模型进行计算,得到质量和抗压强度的修正值;最后通过灰色残差GM(1,1)-Markov模型,对150~200次盐冻试验的试件质量和抗压强度进行预测。结果表明:试件质量和抗压强度的预测值与原始值相比误差较小,说明该模型可较好预测混凝土劣化的质量和抗压强度损失。     

基于FOTP-GM(1,1)模型的聚丙烯纤维混凝土劣化过程研究

为研究西北干寒地区聚丙烯纤维混凝土建筑物受到干湿-冻融双因素耦合作用下产生的材料耐久性问题,设计室内加速试验,模拟该地区聚丙烯纤维混凝土在干湿和冻融作用下的劣化过程,并以质量损失率和抗压强度损失率为劣化指标进行研究;选用全阶时间幂灰色预测模型对抗压强度损失率变化过程进行建模,确定了对应试验工况下模型的最优结构形式。研究表明：试件的质量损失率经时变化规律为先减小、后增加、再减小直至试验结束,试件的抗压强度损失率经时变化规律为先减小、后增加直至破坏;在试验所取的纤维掺量范围内,0.9 kg/m³的纤维掺量对试件抵抗干湿-冻融破坏能力的改善效果最为明显,试验结束时该掺量下的试件还未达到破坏标准,而其他掺量下的试件均已破坏;当时间幂项阶数h=3时,全阶时间幂灰色预测模型与聚丙烯纤维混凝土劣化过程的原始数据之间的拟合度达到98%,预测值与实际值之间的相对误差低于0.15。室内加速试验和全阶时间幂灰色预测模型的结合,为混凝土结构耐久性设计及寿命预测提供了理论支持。     

水胶比对掺粉煤灰混凝土强度的试验研究

本试验以C30为设计强度,选定粉煤灰掺量为30%,取水胶比为0.36、0.4和0.5,考核指标为7 d、28 d和90 d混凝土试件的抗压和抗拉强度。研究表明,随着龄期的增长,试件抗压强度和劈拉强度基本上逐渐增大;随着水胶比减小,混凝土试件抗压和劈拉强度随之增加。经本次试验数据分析,粉煤灰掺量为30%的最优水胶比为0.4。     

基于回归分析的长距离水工隧洞 泵送混凝土抗压强度研究

以龙开口电站一期工程长距离泵送C25混凝土为对象,研究不同泵送距离、不同水灰比、不同粉煤灰掺量等对混凝土强度的影响。在相同的条件下养护7 d,根据实测混凝土的28 d抗压强度,通过回归分析,建立了不同距离泵送C25混凝土标准抗压强度公式。实测的混凝土强度与试配强度相差无几,证明适量掺粉煤灰不影响其抗压强度。并得出长距离泵送混凝土粉煤灰掺量宜控制在10%～30%之间。     

浆骨比对掺粉煤灰的膨胀混凝土性能影响研究

将全计算法应用于掺粉煤灰的膨胀混凝土配合比的设计中,研究了浆骨比对掺粉煤灰的膨胀混凝土的膨胀性能、强度性能以及两者发展的协调性的影响规律。结果表明:无论膨胀剂掺量如何,当粉煤灰掺量较低(10%)、浆骨比较大(37.5/62.5)时,有利于体系膨胀和强度的协调发展;当粉煤灰掺量较高(30%)、浆骨比降低时,也有利于体系的膨胀和强度的协调发展;不能将所有混凝土的最优浆骨比都确定为35/65这一经验值,对于不同类型的混凝土,它是有一定变化范围的。     

再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的耐久性能研究

为了研究再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的耐久性能及寿命预测,以再生粗骨料取代率、水胶比、粉煤灰掺量为影响因素,通过试验的方法,将试件放入浓度为5%的Na₂SO₄溶液中浸泡3 d,然后取出置室内环境下晾干3 d,为一个干湿循环。分别在干湿循环0,5,10,20,30,40,50,60次时,测定其立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、质量损失率,以此判定再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的耐久性能,并基于质量损失率考虑再生粗骨料取代率、水胶比、粉煤灰掺量的影响,预测再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的使用寿命。结果表明,无论是抗压强度还是劈拉强度均随着水胶比的增大而降低;相比未掺粉煤灰的再生混凝土,当粉煤灰掺量在20%~30%时,可以改善再生混凝土的抗硫酸盐干湿循环侵蚀性能;当粉煤灰掺量在40%时,达不到很好的抗硫酸盐干湿循环侵蚀效果;当再生粗骨料取代率为70%、水胶比为0.3、粉煤灰掺量为30%时,能达到比较好的抗硫酸盐干湿循环侵蚀效果,并将此条件代入预测模型求得T=128 a,相比重要建筑物设计使用年限为100 a,认为耐久性良好。     

不同养护方式对掺粉煤灰水工混凝土抗压强度的影响研究

试验以不同粉煤灰掺量和水胶比为变量,探讨了掺粉煤灰水工混凝土抗压强度受干燥、标准、密封3种不同养护方式的影响。研究发现,随着干燥时间的延长,试件抗压强度逐渐增加,然而当粉煤灰的掺量增加时其后期强度均呈下降趋势,且水胶比越大且干燥开始龄期越早则后期强度降低越显著。     

粉煤灰掺量对软弱坝基灌浆结石体力学特性影响

为分析粉煤灰掺量对软弱坝基灌浆结石体力学特性影响,分别对不同粉煤灰掺量灌浆结石体进行单轴抗压强度试验。结果表明:掺入粉煤灰和减小水灰比均能延长结石体初凝时间;不同水灰比下,粉煤灰最优掺量均为5%,粉煤灰掺量为5%时,灌浆结石体抗压强度和变形模量最大;粉煤灰掺量一定时,随水灰比增大,灌浆结石体抗压强度与变形模量均逐渐减小。     

稻壳混凝土抗冻性能研究

依据"快冻法",研究了粉煤灰掺量、稻壳掺量和水灰比对稻壳混凝土抗冻性的影响.结果表明:稻壳掺量为10%和8.6%、粉煤灰掺量为17%～20%时稻壳混凝士具有良好抗冻性;随水灰比的增大,抗冻性能变差;水灰比在0.4～0.43范围内时其抗冻性能最好,此外影响稻壳混凝土抗冻性的影响因素顺序为稻壳掺量>粉煤灰掺量>水灰比.     

粉煤灰再生粗骨料多孔混凝土强度影响因素研究

再生混凝土是当前固体废弃物再利用的一种前沿技术,能够有效提升固废资源的利用率,缓解建筑垃圾带来的环境压力。本文为研究再生粗骨料多孔混凝土强度影响因素,在水泥中添加部分粉煤灰材料,通过室内单轴抗压强度试验探讨了不同再生粗骨料含量、不同水胶比以及不同骨胶比下再生混凝土强度的变化规律。结果表明,随着粗骨料的增加,混凝土抗压强度出现了明显增长,但当达到一定含量时混凝土性能会出现明显降低。此外,骨胶比和水胶比的增加,会使再生粗骨料多孔混凝土抗压强度出现降低的趋势。研究成果可为相关混凝土工程提供参考。     

基于废弃超细砂的细粒混凝土性能试验研究

以航道整治工程废弃超细砂为主要原料,通过振动成型制备新型细粒混凝土替代普通混凝土。首先在固定水泥掺量下,基于干混试样最大堆积密度方法检测粉煤灰不同掺量对干混试样密度的影响,然后以试件7、14、28 d抗压强度、劈裂抗拉强度和浸水强度为控制标准,研究粉煤灰掺量对细粒混凝土性能的影响。结果表明:水胶比为0.38、减水剂掺量为0.45%情况下,细粒混凝土最佳配合比为废弃超细砂掺量66.8%、水泥掺量16.6%、粉煤灰掺量16.6%;采用最佳配合比所制细粒混凝土的28 d抗压强度、劈裂抗拉强度和浸水强度均达到最优。XRD分析表明制备的细粒混凝土含有大量的水化硅酸钙和钙矾石等水化产物。与普通C20混凝土相比,单方超细砂细粒混凝土生产成本降低45.1%。研究成果为废弃超细砂资源化利用提供了有效途径。     

洞庭湖区掺粉煤灰水泥土性能试验研究

采用粉煤灰代替部分水泥作为胶凝材料的水泥土桩法,近年来逐渐在软弱地基的加固处理中得到应用。针对洞庭湖区湖泊相淤泥质软弱地基加固处理问题,结合该区域某分洪闸地基处理工程,在室内开展了不同粉煤灰掺量的水泥土试件的无侧限抗压强度、含水率以及中心部位土样溶液pH值的测定试验,然后探讨建立了不同粉煤灰掺量的水泥土无侧限抗压强度的组合指数式模型。研究结果表明:水泥土试件无侧限抗压强度在60 d龄期前随着粉煤灰掺量的增加而降低,但在90 d龄期时,不同粉煤灰掺量的4组试件强度值较为接近;水泥土试件含水率在28 d龄期之后随着粉煤灰掺量的增加而增加;水泥土试件中心部位土样溶液的pH值始终随着粉煤灰掺量的增加而降低;采用组合指数式强度模型能较好地描述粉煤灰掺量和龄期对水泥土无侧限抗压强度增长规律的影响;通过对不同粉煤灰掺量水泥土桩方案进行比选,建议洞庭湖区水泥土中粉煤灰掺量应在20%左右为宜。     

固结砂砾料混凝土筑坝材料配合比参数试验分析

试验分析了水灰比、砂率2个配合比参数以及粉煤灰对固结砂砾料混凝土性能的影响，提出了“最佳水灰比”原理，对固结砂砾料混凝土配合比设计和施工有一定的指导意义。     

粉煤灰掺量对碳化水泥浆体微结构的影响

为了探究粉煤灰掺量对水泥浆抗碳化性能的影响,采用压汞法、可蒸发含水量法、XRD衍射图谱等,研究了碳化作用下粉煤灰掺量对水泥浆体内部微观结构的影响。结果表明：掺入粉煤灰可促进水泥浆试件的碳化,粉煤灰掺量为30%时水泥浆试件的碳化深度最大;随着粉煤灰掺量的增加,水泥浆总孔隙率增大,碳化后总孔隙率减小,小孔所占比例增大,水泥浆的孔结构改善效果越好,碳化后钙矾石消失,生成CaCO₃;碳化有利于水泥浆试件裂缝的愈合,30%粉煤灰掺量试件养护后的平均裂缝宽度比养护前减小了72%。     

再生混凝土吸水率与强度的相关性研究

为研究再生混凝土吸水率与强度的相关性,选用5~20 mm的再生粗骨料取代天然粗骨料,以再生粗骨料取代率为10%～100%(每10%为一组,共取10组)、3种不同水胶比(0.3,0.4,0.5)的再生混凝土设计试验方案,并选用普通混凝土(取代率0%)作为对照组。在试验组和对照组共同试验的情况下,探讨养护龄期、取代率、水胶比对再生混凝土吸水率与强度的影响规律。结果表明:当取代率保持在≤50%范围内,用再生粗骨料制作的混凝土抗压强度高并且吸水率较低;再生粗骨料取代率在20%附近时,再生混凝土吸水率最低,劈拉强度最高;再生混凝土吸水率和抗压强度这2个检测指标间存在对数关系;再生混凝土和普通混凝土的劈拉强度与吸水率之间也呈幂函数关系。以上结论为检测混凝土强度提供了新的思路和方法,在实际工程中具有重要的指导意义。     

第二龄期老混凝土与新混凝土粘结劈拉强度研究

实际工程混凝土浇筑意外中断时有发生,恢复浇筑新混凝土时,中断前的老混凝土很多处于第二龄期。为提高第二龄期老混凝土与新混凝土的粘结性能,通过采用不同水灰比水泥净浆和不同掺量粉煤灰水泥浆界面剂,研究不同水泥第二龄期老混凝土与新老混凝土7 d和28 d粘结劈拉强度的变化规律。结果表明:三种水泥混凝土粘结劈拉强度均随水泥净浆界面剂水灰比的增大而减小;水泥净浆(使用水泥为普通硅酸盐水泥)界面剂对普通硅酸盐水泥的粘结效果最好,次之为矿渣硅酸盐水泥,最差为复合硅酸盐水泥。界面剂中掺加粉煤灰可在一定程度上改善第二龄期老混凝土与新混凝土的粘结性能。     

溶蚀条件下C-S-H结构演化与粉煤灰适宜掺量研究

利用魔角旋转核磁共振(29Si MAS-NMR)测试技术从机理上分析了不同掺量粉煤灰(30%~70%)对水泥基材料强度发展和溶蚀条件下性能退化的影响规律。结果表明：随着粉煤灰掺量的增加，水泥硬化浆体强度逐渐下降，但掺量为50%时，强度下降率最小，超过这个掺量强度下降率增大；与此对应，水化硅酸钙(C-S-H)中Q1和Q2含量相应减少，特别是Q1的变化令人关注。粉煤灰掺量从0增加到50%时，Q0，Q1，Q2信号峰强度均较溶蚀前下降，但Q1信号峰下降幅度更大；当粉煤灰掺量为70%时，Q1信号峰已不明显，Q2也相应减少，此时引起强度降低和溶蚀后性能退化显著。溶蚀后Q2(1Al)信号峰强度增大，粉煤灰掺量50%时最为明显。研究表明，Q1具有很强的工程特性，其变化对粉煤灰适宜掺量的确定起着关键作用。