C60自密实膨胀钢管混凝土的配制及膨胀性能分析

钢管混凝土的设计应满足自密实填充要求的同时,具有合适的膨胀性能。试验在保证C60混凝土工作性能的基础上,研究了膨胀剂掺量对混凝土工作性能、强度和膨胀性能的影响,配制出C60自密实膨胀钢管混凝土。当膨胀剂掺量为10%时,混凝土自由膨胀率范围在0.07%~0.09%,限制膨胀率范围为0.02%~0.035%,同时由混凝土工作性和强度变化规律,得出膨胀剂掺量不宜超过10%,并通过混凝土膨胀性能的分析研究单向限制膨胀率与自由膨胀率的相关性规律,两者具有较好的相关性,但膨胀剂掺量会影响这二个膨胀指标的相关性规律。     

原料比率及细度对二组分CSA膨胀剂膨胀性能的影响

以硫铝酸盐水泥熟料为主要原料,配以硬石膏共同粉磨制制得二组分高性能CSA混凝土膨胀剂,对不同的熟料/硬石膏比和粉磨细度对CSA膨胀剂膨胀性能的影响进行了研究。研究表明:当硫铝熟料/硬石膏=55∶45时膨胀剂膨胀性能较硫铝熟料/硬石膏=50∶50时更好。胶砂浸水养护7 d时的限制膨胀率达到0.0485%,水养7 d后干空养护至21 d其限制膨胀率仍然保持在0.02%左右。CSA膨胀剂粉磨比表面积级别为300 m2/kg左右时,其膨胀性能相比于350、400 m2/kg两个比表面积的CSA膨胀剂更好,且干空养护后期收缩小,其对材料的强度影响程度也较小。     

水化环境和膨胀剂对混凝土膨胀性能的影响

以工程实测温升曲线分别建立绝湿温升、100%RH温升模拟水化环境,将硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂、硫铝酸钙类膨胀剂(CSA、AEA)配制的补偿收缩混凝土,置于标准养护及上述模拟水化环境中,研究水化环境和膨胀剂类别对补偿收缩混凝土膨胀性能的影响。结果表明,标准养护、100%RH温升模拟水化环境下,三种补偿收缩混凝土均有膨胀性,且硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂、硫铝酸钙类膨胀剂补偿收缩混凝土的膨胀性能优于CSA和AEA。绝湿温升水化环境中,只有硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂、硫铝酸钙类膨胀剂补偿收缩混凝土发生膨胀,CSA和AEA膨胀率几乎为零。因此,无法进行湿养护的工程部位,补偿收缩混凝土应以硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂为主。     

CSA膨胀剂对C80高性能混凝土性能影响及膨胀机理研究

研究表明在水灰比为0.5且掺10％CSA膨胀剂的砂浆中,砂浆膨胀性能在7d时达到最大,其限制膨胀率为0.048 5％.不同CSA膨胀剂掺量的C80混凝土中,膨胀剂掺量越高混凝土早期强度越低,后期强度降幅小.在水化早期,膨胀剂掺量对混凝土限制膨胀率的影响较小,养护龄期14d时达到限制膨胀率的最大值,较水灰比0.5砂浆的有所推迟且最大值受掺量影响大.膨胀剂的掺加对低水胶比水泥浆体水化早期体系的孔结构有改善作用,体系中钙矾石晶体未能充分生长,多以微针状分布于各个界面层间,体系中未反应的水泥颗粒较多.水化后期胶凝体系硬化后的浆体中包裹着竖条状形貌的钙矾石晶体,凝胶相具有良好的密实性.     

C30膨胀混凝土的膨胀与强度协调性研究

本文研究了掺膨胀剂的C30混凝土的膨胀性能、强度性能以及膨胀性能和强度性能之间的协调性,考察不同膨胀剂掺量下,膨胀剂对混凝土的膨胀作用效能和膨胀剂对混凝土强度的影响规律。试验结果表明,随着膨胀剂掺量的提高,混凝土14天限制膨胀率会随着龄期的增长而增大,且膨胀剂的膨胀作用主要发生在早期;而混凝土的强度发展则呈先增大后减小的规律,膨胀剂掺量过大反而会降低混凝土28天强度。掺矿物掺合料可以使混凝土的膨胀效能更加合理的释放出来,对于C30混凝土而言,掺膨胀剂使混凝土获得补偿收缩的同时既要满足混凝土的强度发展需要,又必须控制混凝土膨胀效能的持续作用,必须控制膨胀剂的掺量在合适的范围内,才能使混凝土的膨胀与强度协调发展。     

微膨胀高性能混凝土的工程应用研究

结合实际工程,就某中承式钢管混凝土拱桥C50微膨胀高性能混凝土配合比设计方法,研究了水灰比、膨胀剂类型及用量等因素对高性能微膨胀钢管混凝土的坍落度和扩展度、抗压强度、膨胀率、自生体积变形等性能的影响。结果表明,制备高性能混凝土试件均表现出良好的工作性能,坍落度均大于200 mm,具有良好的泵送性能和早强特性,试件膨胀率在32 d左右达到稳定,膨胀性能可控且稳定,膨胀剂不同对试件的膨胀率有一定的影响;试件的自生体积变形均为正值,试件早期的膨胀率增长较大,但是均在可控范围内;同时根据试验提出了C50钢管微膨胀混凝土的配合比,为进一步完善此类试验提供了参考依据。     

利用镁渣制备混凝土膨胀剂

采用镁渣及激发剂配制了混凝土膨胀剂,并按照混凝土膨胀剂标准测试限制膨胀率及胶砂试件强度.试验结果表明,单独使用镁渣制备混凝土膨胀剂,水中养护7d的限制膨胀率达不到IC476-2001标准0.025%的要求,添加激发剂后可以显著提高镁渣的早期膨胀性能,并且各龄期的限制膨胀率及强度均符合混凝土膨胀剂的标准要求.因此,利用镁渣的膨胀性质制备混凝土膨胀剂是可行的,并且可以合理利用废渣以保护环境.     

钙镁复合型多源体系膨胀剂的制备及其在混凝土中的应用

利用白云石为主要矿源采用不同的煅烧制度和配合比制备了双膨胀源和三膨胀源膨胀剂,并研究了其水化放热速率和限制膨胀率,探讨了该钙镁复合型多源体系膨胀剂对混凝土力学性能的影响。结果表明：随着煅烧温度的升高,双膨胀源膨胀剂的水化放热速率和温峰先升高后降低,温峰值分别为80.5、82.2、61.8、31.6℃,且到达温峰的时间也随之变化;相同膨胀剂掺量下,双膨胀源膨胀剂的膨胀率随着煅烧温度的升高而降低,950℃时膨胀率最优;养护温度越高,膨胀反应速率越快,膨胀性能发挥越充分,60℃养护时,膨胀主要发生在混凝土前14 d,后期变化不大;三膨胀源膨胀剂对混凝土前28 d的抗压强度有一定贡献,但60 d时较对照组有一定降低。     

膨胀剂增强地下混凝土结构抗裂效应实测分析

以实际工程为背景,通过比较搅拌站试件试验及实际施工测试结果,分析了混凝土膨胀剂增强地下混凝土结构的膨胀抗裂效应。试件试验结果表明,掺有膨胀剂混凝土的限制膨胀率随时间变化呈现明显规律性,前3 d迅速增长并于第14 d达到峰值,随后随着时间的增加略微降低,第28 d的限制膨胀率基本保持在0.030%。现场实测的混凝土限制膨胀率随时间发展规律与试件试验相同,但其峰值相对较小。现场实测的混凝土膨胀应变相比混凝土限制膨胀率更早达到峰值,但趋势大致相同。掺有膨胀剂的后浇带及后浇式膨胀加强带能有效提高结构混凝土的膨胀应变,增强抗裂效应,距离膨胀加强带和墙体越近膨胀应变值越大。     

聚乳酸表面包裹对氧化钙膨胀性能提升的影响

利用聚乳酸(PLA)表面包裹改性CaO膨胀剂,采用约束变形测试方法和改进的双圆环方法,系统研究了0.5%、1.0%和2.0%PLA包裹改性CaO对约束密封条件下水泥净浆、砂浆及混凝土膨胀性能的影响。结果表明:相比未改性CaO膨胀剂,PLA包裹改性后CaO膨胀率明显提升,且随着包裹率增加膨胀率增幅扩大;相比于掺未改性CaO膨胀剂的净浆、砂浆和混凝土,掺PLA包裹率为2.0%的CaO-PLA膨胀剂可使水泥净浆和砂浆28 d膨胀率分别提高27.4%和17.6%,混凝土密封养护和水养膨胀率分别提高51.1%和32.4%;砂浆膨胀应力40 h提高了45%。