废玻璃粉对混凝土力学性能的影响试验研究

为提高玻璃废弃物的有效利用率,顺应可持续发展要求,将废玻璃粉作为辅助胶凝材料替代混凝土中的水泥,研究不同玻璃粉掺量下混凝土的力学性能,并探讨粉煤灰与玻璃粉复掺对废玻璃粉混凝土力学性能的影响.试验结果表明:废玻璃粉的掺入降低了混凝土的坍落度和抗压强度,但其后期火山灰活性效应增强,玻璃粉掺量为10%～20%的混凝土28 d抗压强度接近基准混凝土;随着粉煤灰在玻璃粉混凝土中掺量的增多,混凝土7 d、28 d的强度均呈减小趋势,掺量为20%～25%时可提高混凝土的和易性;废玻璃粉作为掺合料在混凝土中具有良好的应用前景.     

湿磨工业废渣制备混凝土浆状掺合料的研究

鉴于搅拌磨研磨效率高及工业废渣一般含有水分的特点,提出用搅拌磨湿磨处理工业废渣制备含有一定水分的浆体状混凝土矿物掺合料(浆状掺合料)。采用自制搅拌磨对掺合料水固比(矿浆浓度)、球料比等湿磨实验参数进行研究,利用沉降方法和马歇尔筒实验分析了制备的浆状掺合料的分散稳定性及流变性能,并对用浆状掺合料配制混凝土进行了研究。结果表明,采用搅拌磨湿磨可制得分散性及流变性良好的浆状掺合料;采用粉煤灰、矿渣浆状掺合料,可配制出强度等级为C15~C60、坍落度为(200±20)mm的混凝土;掺量(质量分数)为40%~60%的粉煤灰浆状掺合料混凝土28 d强度可超过纯水泥混凝土。     

500密度等级轻质陶粒混凝土的实验研究

为研制一种轻质、保温、节能等多功能的建筑墙体材料,着重研究了陶粒的粒径及掺量、粉煤灰用量、泡沫掺量等因素对轻质陶粒混凝土强度、容重以及导热系数等性能的影响.研究结果表明：掺入一定量的陶粒可以提升抗压强度,降低表观密度和坍落度;掺入一定量的粉煤灰可以提高混凝土抗压强度,对表观密度和坍落度影响较小;泡沫掺量对混凝土的抗压强度、表观密度、坍落度和导热系数影响较大.最终确定5～10 mm陶粒粒径,30%陶粒掺量,20%粉煤灰掺量和30%泡沫掺量为最佳配比,此时其抗压强度为3.7 MPa,坍落度为87 mm,表观密度为545 kg/m3,导热系数为0.106 W/（m·K）.     

生态纤维混凝土的收缩性能试验研究

高性能混凝土低水胶比和掺加矿物掺合料的特点使得混凝土收缩加剧并且引起早期裂缝问题.采用粉煤灰和硅灰作为纤维混凝土的掺合料,通过混凝土配合比的正交试验,利用极差和方差分析,研究了水胶比、砂率、硅灰掺量、生态纤维掺量和粉煤灰掺量对混凝土7,28 d抗压强度的影响.分析了粉煤灰采用超量取代的方法对混凝土的影响.在保证混凝土抗压强度的基础上,优选混凝土配合比,进行混凝土干燥收缩试验.试验结果表明,生态纤维对混凝土强度影响不明显,与矿物掺合料复掺可显著抑制混凝土的干燥收缩.     

酸性水环境下桥梁桩基混凝土的配制与耐久性研究

针对酸性水环境下桥梁桩基混凝土的配制,研究了矿物掺合料、水胶比以及侵蚀溶液pH值对混凝土抗酸侵蚀性能的影响。混凝土的粉煤灰掺量从20%～50%变化,矿粉掺量从35%～65%变化,水胶比分别取0.35、0.39、0.43,酸性水侵蚀环境通过pH值分别为1、2、4的硫酸溶液模拟,抗酸性能通过测定1年龄期的混凝土抗压强度变化率表征。结果表明,降低水胶比有利于提高混凝土的抗酸侵蚀性能;矿物掺合料对混凝土耐酸性能的改善作用与其品种、掺量及模拟侵蚀溶液的pH值大小有关。大掺量粉煤灰混凝土比大掺量矿渣粉混凝土具有更好的耐酸性能。     

粉煤灰沉珠超高性能混凝土研究

基于颗粒密实紧密堆积原理通过修正的Andereson和Anderson模型方程,采用粉煤灰沉珠作为胶凝材料部分取代硅酸盐水泥配制出超高性能混凝土。研究了沉珠掺量为20%、25%和30%情况下超高性能混凝土的流动度和力学性能,同时通过湿密度试验验证不同沉珠掺量的超高性能混凝土干密实度,并通过XRD、DTG和SEM对沉珠超高性能混凝土的组成及微观结构进行分析。结果表明:粉煤灰沉珠和普通粉煤灰相比具有更加优异的滚珠效应以及减水效应,当沉珠掺量为20%时,混凝土扩展度提高了8.5%,28d抗压强度可达到169.3 MPa;粉煤灰沉珠作为优质矿物掺合料,采用紧密堆积理论可以配制成工作性能优异的沉珠超高性能混凝土。     

含粗骨料的超高性能混凝土抗压强度的影响因素

使用普通原材料和高性能减水剂成功制备出抗压强度值超过130 MPa的超高性能混凝土,并试验研究了其抗压强度的影响因素.包括水胶比、粗骨料的颗粒粒径、细骨料的细度模数、胶凝材料的掺量、矿物掺合料和钢纤维.结果显示,各因素均对超高性能混凝土的抗压强度有一定影响,尤其是水胶比和矿物掺合料影响显著.当水胶比介于0.21和0.24之间时,超高性能混凝土的抗压强度随着水胶比的增大而降低,但水胶比为0.16的超高性能混凝土抗压强度值反而低于水胶比为0.18的混凝土的抗压强度.硅灰、粉煤灰和矿粉以1∶2∶1的质量比混掺使用最有利于提高超高性能混凝土的抗压强度,28 d龄期时抗压强度值达到138 MPa.     

掺粉煤灰、腾格里沙漠砂混凝土力学性能的研究

利用沙漠砂配制混凝土,由于存在混凝土工作性较差等问题,使得沙漠砂在工程中的应用比较少.通过混凝土正交试验,分析了水胶比、腾格里沙漠砂掺量、粉煤灰掺量和砂率对于混凝土抗压强度和工作性的影响.综合考虑抗压强度和坍落度,确定最优配合比为A4B4C4D3,即水胶比0.40、砂率32%、沙漠砂取代率25%、粉煤灰掺量15%.腾格里沙漠砂作为细骨料能够配制出抗压强度和工作性都满足要求的混凝土.     

聚丙烯纤维混凝土抗压强度与收缩性能时变规律研究

为了提高混凝土强度与改善混凝土的收缩性能,在混凝土中掺入聚丙烯纤维、硅灰及粉煤灰等掺合料,采用平行组对比试验,研究了掺合料对混凝土抗压强度和干燥收缩性能的影响规律,得到了相应的回归公式.结果表明,单掺粉煤灰的混凝土3,7,28 d抗压强度明显低于基准组,56 d抗压强度与基准组相差不大;复掺粉煤灰和硅灰混凝土的早期和后期抗压强度较单掺粉煤灰混凝土有不同程度的提高;聚丙烯纤维、粉煤灰和硅灰复掺可以显著抑制混凝土干燥收缩,且混凝土龄期与收缩率符合对数函数关系.     

高活性湿排粉煤灰料浆制备及性能研究

设计了高活性湿排粉煤灰料浆的具体制备工艺。通过对料浆析水率、料浆粘度、净浆试件抗压强度及水化产物的SEM形貌分析，研究了机械湿磨和化学改性剂对湿排粉煤灰的联合活性激发效果。结果表明：用高活性湿排粉煤灰料浆所配制的净浆试件各龄期强度均超过同等掺量（30％）下的干排粉煤灰试件，经15～30min湿磨的料浆达到浆体稳定性指标，且流动性良好。     

大孔生态混凝土强度与抗硫酸盐侵蚀性能

为了降低成本和提高抗硫酸盐侵蚀性能,按总胶凝材料用量30%的取代量掺入粉煤灰和矿粉,通过调整细骨料用量来控制大孔混凝土的孔隙率,分别制备了孔隙率为15%、20%和25%的粉煤灰系列和矿粉系列大孔生态混凝土.研究了胶凝材料用量、水胶比和孔隙率对大孔生态混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀性能的影响规律.结果表明:大孔混凝土的强度随着胶凝材料用量的增加、水胶比的减小和孔隙率的降低呈线性缓慢地增大;大孔生态混凝土的硫酸盐侵蚀作用在内外同时发生,其抗硫酸盐侵蚀能力明显低于普通混凝土,但当矿物掺合料用量达胶凝材料总量30%时,60次干湿循环后的抗侵蚀系数大于100%.     

纳米SiO2超高强高流态混凝土及改性机理

通过正交试验提出纳米超高强高流态混凝土的胶凝材料配合比设计参数,并研究了纳米SiO₂的掺入对传统掺硅灰、粉煤灰超高强水泥基胶凝材料强度及工作性能的影响。在保证水胶比不变的条件下,开展了混凝土配合比试验,并研究了纳米SiO₂对混凝土抗压强度的影响及其微观机理。结果表明：超高强高流态混凝土中胶凝材料最优比例为：纳米SiO₂：硅灰：粉煤灰：水泥=1：8：20：71;在胶凝材料用量为600~1 000 kg/m³范围内,随着其掺量的增加,混凝土流动度不断增加,抗压强度先增大后减小,当其掺量为800 kg/m³时,抗压强度最大。分析认为,纳米SiO₂、硅灰与粉煤灰形成的三元多尺度堆积体系能优化粉体材料在混凝土中的微集料密实填充效应,纳米SiO₂的二次水化反应也有效改善了硬化水泥石的微观结构,并优化其形态分布,进一步增大其强度。     

Effect of fly ash and early strength agent on durability of concrete exposed to the cyclic sulfate environment

The effect of fly ash and early strength agent on resistance of concrete to the cyclic sulfate environment was studied. Concrete specimens made with ordinary portland cement or ordinary portland cement incorporating fly ash with the replacement of 10% or 20%, or 1% early strength agent and fly ash with the replacement of 20%, were made and subjected to 250 cycles of exposure to the cyclic sulfate environment. Concrete properties including loss of mass, chloride ion diffusion coefficient, compressive strength and flexural strength were measured. Microstructure and chemical component of samples were determined by means of X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The experimental results indicated that effect of fly ash on the cyclic sulfate resistance of concretes was mostly dependent on the amount of fly ash. Early strength agent improved performances of concrete with 20% fly ash exposed to cyclic sulfate environment.     

氯盐对混凝土硫酸盐损伤的影响研究

研究了水胶比（W／B）为0．35和0．45的普通混凝土和粉煤灰掺量为20％和3096的粉煤灰混凝土在2种溶液（5% Na2SO4溶液．3．5％NaCl＋5％ Na2SO4复合溶液）和2种腐蚀制度（长期浸泡和浸烘循环）下各混凝土的损伤失效规律、特点及氯盐对混凝土硫酸盐损伤的正负效应。试验结果表明：混凝土浸泡在腐蚀溶液中500d，其抗压强度有增加段和稳定段；相对动弹性模量（RDME）变化有明显的线性增加段、稳定段，再增加段和再稳定段；在浸烘循环下，混凝土的抗压强度先下降，再上升然后迅速下降；其RDME变化包括下降、线性增加、缓慢下降和加速下降段。复合溶液中氯盐的存在拉长了各个腐蚀阶段的时间，延缓了混凝土的硫酸盐损伤程度。试验结果还表明：适宜的粉煤灰掺量和低水胶比能提高混凝土的抗硫酸盐腐蚀能力。     

稻草纤维增强泡沫混凝土物理力学性能试验研究

为了研究稻草纤维增强泡沫混凝土的性能,以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料,硅灰、偏高岭土和粉煤灰为辅助胶凝材料,稻草纤维为增强材料,采用物理发泡法制备纤维增强泡沫混凝土;通过全因子试验,研究在不同水胶比和发泡剂掺量下,稻草纤维掺量对泡沫混凝土的密度、吸水率、抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和抗冻性能的影响。结果表明：对于不同水胶比和发泡剂掺量,泡沫混凝土的密度、抗压强度和劈裂抗拉强度均随纤维掺量的增加呈现出先增加后降低的变化规律;抗压强度随密度增加呈幂函数增加关系;劈裂抗拉强度随抗压强度的增加呈指数函数增加关系;当水胶比为0.45时,抗折强度随纤维掺量的增加先增加后降低,当水胶比为0.50时,抗折强度随纤维掺量的增加而增加;纤维的掺入增大了泡沫混凝土的泡孔尺寸和吸水率,降低了其抗冻性能。     

Properties of High Volume Fly Ash Concrete Compensated by Metakaolin or Silica Fume

The compressive strength and dynamic modulus of high volume fly ash concrete with incorporation of either metakaolin or silica fume were investigated. The water to cementitious materials ratio was kept at 0.4 for all mixtures. The use of high volume fly ash in concrete greatly reduces the strength and dynamic modulus during the first 28 days. The decreased properties during the short term of high volume fly ash concrete is effectively compensated by the incorporation of metakaolin or silica fume. The DTA results confirmed that metakaolin or silica fume increase the amount of the hydration products. An empirical relationship between dynamic modulus and compressive strength of concrete has been obtained. This relation provides a nondestructive evaluation for estimating the strength of concrete by use of the dynamic modulus.     

钢纤维自密实混凝土抗压性能试验研究

通过立方体试块的抗压试验,研究了钢纤维体积率、钢纤维类型、浇筑方式、粉煤灰置换率对自密实混凝土抗压强度的影响.结果表明,钢纤维提高了自密实混凝土的抗压强度;在钢纤维体积率的一定范围内,振捣改善了钢纤维对自密实混凝土抗压强度的增强效果;自密实混凝土的抗压强度随着粉煤灰置换率的增加而降低,随着龄期的增长而逐渐提高.在试验研究的基础上,给出了粉煤灰置换率为20%,30%的自密实混凝土立方抗压强度随龄期变化的计算公式.     

Pore Size Distribution of High Performance Metakaolin Concrete

The Compressive strength, porosity and pore size distribution of high performance metakaolin (MK) concrete were investigated. Concretes containing 0,5%,10% and 20% metakaolin were prepared at a water/cementitious material ratio (W/C) of 0.30.In parallel, concrete mixtures with the replacement of cement by 20% fly ash or 5 and 10% silica fume were prepared for comparison.The specimens were cured in water at 27℃ for 3 to 90 days .The results show that at the early age of curing(3 days and 7 days),metakaolin re-placements increase the compressine strength ,but silica fume replacement slightly reduces the compressine strength.At the age of and after 28 days ,the compressive strength of the concrete with metakaolin and silica fume replace-ment increases.A strong reduction in the total porosity and average pore diameter were observed in the conctete with MK 20% and 10% in the first 7 days.     

粉煤灰、矿粉对高性能混凝土体积稳定性的影响

采用对比的方法，试验研究了粉煤灰、矿粉对C60高性能混凝土的工作性、抗压强度、弹性模量、干缩和受压徐变的影响。结果表明，在粉煤灰、矿粉等量取代部分水泥后，混凝土的工作性改善、28d和60d抗压强度和抗压弹模与基准样相近，而28d以后的干缩明显减小；掺有粉煤灰、矿粉的混凝土随养护龄期的延长、强度的增加，其受压徐变逐渐减小；当粉煤灰掺量(质量分数)从14％增加到25％时，混凝土的徐变增大；对于相同掺量(14％)的粉煤灰、矿粉混凝土，经60d养护后加荷其徐变基本相同。     

水泥-粉煤灰复合胶凝体系的早期水化性能

为了研究粉煤灰掺量和温度对水泥水化的影响,测试了粉煤灰掺量0～60%的水泥-粉煤灰水化体系,在温度20、24和28 ℃下的凝结时间及2d内的电阻率发展及抗压强度,发现凝结时间与电阻率发展速率曲线的第一峰值点对应时间遵循线性关系. 在同一温度下,2d的抗压强度和电阻率值显示出良好的正相关线性关系——温度越高,斜率越小,表明电阻率比强度对温度变化更加敏感. 扫描电镜结果论证了粉煤灰在2d内尚未参与水化反应,主要起填充和稀释作用. 因此,可借助电测法估算和预测变温条件下水泥-粉煤灰水化体系的抗压强度及凝结时间.