偏高岭土替代硅灰配制高性能混凝土

用偏高岭土和硅灰分别与粉煤灰和矿渣复掺配制高性能混凝土。通过对各组试样进行力学性能、耐久性能检测和微观结构分析,探讨偏高岭土替代硅灰作为活性矿物掺合料的可行性。研究了偏高岭土的工作性能,同时系统地研究了偏高岭土的掺入对高性能混凝土性能的影响。研究结果表明：经700～800℃热处理得到的偏高岭土结晶度很低,具有相当高的水化活性;偏高岭土替代硅灰作为高性能混凝土的活性掺合料,所配制的混凝土具有良好的力学性能和耐久性能。     

粉煤灰超高性能混凝土及其火山灰效应研究

本文阐述了配制粉煤灰高强高性能混凝土的技术途径;应用粉煤灰掺料制成了坍落度〉１８０ｍｍ,２８ｄ抗压强度〉１００ＭＰａ,３６５ｄ强度〉１３０ＭＰａ的流态粉煤灰超高强高性能混凝土;分析其火山灰效应以及粉煤灰与硅灰,粉煤灰与矿渣的复合效应。     

低粘度超高性能混凝土(UHPC)试验研究

本文研究了水胶比、骨料、硅灰、超细矿粉、减水剂类型等参数对超高性能混凝土的流动性、粘度、抗压强度和抗折强度的影响规律,给出了低粘度超高性能混凝土粘度的主要影响因素：水胶比、细骨料比例、减水剂类型,提出了适宜配合比参数范围：水胶比为0.16,硅灰掺量为15%,超细矿粉掺量为10%,细砂比例≤20%,骨料选用精制石英砂,减水剂选用降粘型液体减水剂。     

早期养护方式对超高性能混凝土性能的影响

研究了20、40、60、90℃湿热以及自热保温5种早期养护方式对超高性能混凝土(UHPC)力学性能与微结构的影响。结果表明:UHPC的早期抗压强度与养护温度正相关,但这种差异随龄期的延长而缩小,早期采用自热保温或90℃养护,所得到UHPC的28 d抗压强度差异不足4%,且两者的抗拉强度均较高。各配比净浆样品的放热速率峰值随着环境温度的提高而增大且出现时间提前,累积放热量在较短时间内达到稳定;4 d时自热保温养护UHPC基体中Ca(OH)₂衍射峰强度已较20℃养护方式明显降低,掺合料已较好地参与反应;自热保温养护方式下UHPC水化产物中C–S–H凝胶的Si–O链平均链长与90℃养护试件相当,且基体密实度极高。     

废弃混凝土再生粉制备超高性能混凝土基体的性能研究

通过研究废弃混凝土再生粉取代水泥(0、10％、20％、30％、40％、50％取代)对超高性能混凝土(Ultra high pedormance concrete,UHPC)性能的影响,验证使用废弃混凝土再生粉制备UHPC的可行性.结果 表明,再生粉取代水泥降低了UHPC基体的工作性能和抗折强度,但使用50％的再生粉取代水泥制备的UHPC基体28 d抗压强度与基准组相当;使用废弃混凝土再生粉制备UHPC基体具有较好的抗渗性能;随再生粉取代量的增加,UHPC基体的早期自收缩下降;XRD分析结果表明使用废弃混凝土再生粉取代水泥并不改变水化产物的种类;但掺加废弃混凝土再生粉能明显缩短UHPC基体的水化诱导期,降低累积释放热.除此之外,使用废弃混凝土再生粉制备的UHPC基体能耗显著降低.     

海工高性能混凝土用复合胶凝材料的试验研究

在调查分析海工混凝土工程实例的基础上，试验研究了硅酸盐水泥中掺入矿粉、粉煤灰、硅灰等混合材料对海工混凝土性能的影响。研究结果表明，在硅酸盐水泥中掺加矿粉、粉煤灰、硅灰等混合材料可以改善海工混凝土的综合性能。矿物混合材料的复合掺入比单独掺入能更好地改善混凝土抗Cl^-侵蚀性能。海工专用复合胶凝材料生产时宜尽可能地采用多种混合材料。     

纤维对抗冲磨超高性能混凝土性能的影响

针对西部山区洪水、泥石流对桥梁墩柱冲磨冲击病害问题,开发一种高抗冲磨、高抗冲击的超高性能混凝土(UHPC)材料,研究了纤维种类、掺量和混掺方式对抗冲磨UHPC性能的影响规律.研究结果表明:多锚点钢纤维与基体的锚固粘结作用较强,对UHPC抗冲磨/冲击性能提升最大;随着多锚点钢纤维掺量的增加,UHPC抗冲磨/冲击性能先提升后降低,最优掺量为2.5vol％;与单掺纤维相比,不同纤维混掺乱向分布形成更加致密的三维网络结构,纤维与基体间界面粘结强度更高,镀铜长钢纤维与多锚点钢纤维混掺时制备的抗冲磨UHPC在工作性能良好的同时,具有较高的抗冲磨/冲击性能,28d抗冲磨强度达162.8h/(kg/m2),冲击功1690 J.     

养护制度对超高性能混凝土微观结构和力学性能影响的研究综述

超高性能混凝土(UHPC)是指兼具超高抗渗性能和力学性能的纤维增强水泥基复合材料.在制备UHPC过程中,高温、加压的养护制度是UHPC获得高性能的重要手段.本文综述了不同的养护制度对UHPC基本力学性能和微观结构的影响,并分析其作用机理.研究表明,热养护加速了UHPC的水化过程,提高了材料的密实度,使其具有超高强度.在...     

含玻璃粉超高性能混凝土力学性能及微观结构研究

玻璃粉(GP)是一种环保型的固废材料。为了有效节约资源和解决环境污染问题,本文利用GP制备了一种绿色超高性能混凝土(UHPC),研究了GP作为一种矿物掺合料对UHPC力学性能和微观结构的影响。研究结果表明:GP的掺入改善了UHPC的流动性,并且降低了UHPC早期力学性能,但对后期力学性能产生显著的增强作用。当GP掺量为20%(质量分数)时,UHPC试样28 d的抗压强度趋近于基准组,而90 d的抗压强度较基准组提高了13.2%。且UHPC试样(90 d)表现出最低的总孔隙率,与基准组试样相比降低了14.6%。同时高密度水化硅酸钙凝胶的含量增加了20%,从而使UHPC形成更加致密的微观结构。GP具有良好的微集料填充效应和火山灰效应。     

沸石对海水拌合超高性能混凝土性能的影响

利用沸石部分或完全(体积分数为0%、50%、100%)取代海水拌合超高性能混凝土(UHPC)中的河砂,对比研究了沸石对海水拌合UHPC宏观和微观性能的影响。结果表明,海水拌合促进UHPC的水化,从而缩短UHPC的凝结时间,提高UHPC的抗压强度和自收缩,而沸石吸收氯离子会抑制氯离子的加速水化作用,使海水拌合UHPC的凝结时间延长,抗压强度降低。此外,沸石的内养护作用可以有效改善海水拌合UHPC的自收缩,且效果比在淡水拌合UHPC中更好,这主要是因为沸石在海水拌合UHPC中释水的时间更早且更长。由于多孔沸石的强度低于河砂,所以UHPC的早期抗压强度随着沸石含量的增多而逐渐降低,养护至28 d后,沸石的内养护作用优化了界面过渡区,从而促使后期硬化浆体进一步密实。     

Development of the mechanical properties of an Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC)

Knowledge of the mechanical properties, i.e. strength, stiffness and deformation capacity, of cementitious materials at any arbitrary time is fundamental for operations such as removal of formwork, prestressing or cracking control. This paper presents a study of the evolution of indexes related to hydration and their correlation to the development of the mechanical properties for an Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC). The hydration kinetics was determined using semi-adiabatic heat of hydration tests, and the mechanical properties were investigated experimentally at several ages between 3 and 365 days and then described with models originally developed for conventional concretes. Models and experiments were in good agreement. Furthermore, it was observed that for the UHPFRC, the rate of development of mechanical properties was highest for the secant modulus, followed by the compressive and then the tensile strength.     

混杂纤维增强超高性能透水混凝土的弯曲性能研究

超高性能透水混凝土(UHPPC)是海绵城市建设过程中不可或缺的重载道路铺装材料,但韧性不足是UHPPC重载铺装易于开裂的主要原因。本文通过引入碳酸钙晶须、聚乙烯醇(PVA)纤维和聚乙烯(PE)纤维,制备了新型混杂纤维增强UHPPC材料,研究了其抗压强度、透水能力和弯曲性能。研究发现,添加PVA纤维或PE纤维均能够提高UHPPC的抗压强度、抗弯强度和极限挠度,且PVA纤维的提升效果优于PE纤维。与单掺PVA纤维或PE纤维相比,混杂使用碳酸钙晶须则进一步地提高了UHPPC的抗压强度、抗弯强度和极限挠度,与PE纤维与碳酸钙晶须混杂相比,PVA纤维混杂碳酸钙晶须对UHPPC抗压强度、抗弯强度、极限挠度和裂缝开展模式的改善效果最佳。但是,添加PVA纤维或PE纤维均降低了UHPPC的透水系数,而引入碳酸钙晶须则进一步加剧了透水系数的降低效果,尤其是混杂使用PVA纤维和碳酸钙晶须,UHPPC透水系数的下降最为明显,但依然达到了1.05 mm/s,满足工程使用要求。     

自密实型超高性能混凝土(UHPC)的优化设计与性能研究

从配合比的优化设计入手制备了自密实超高性能混凝土(UHPC),并对其性能进行了研究.首先,通过最紧密堆理论确定三种不同粉体组成的基体;分析了减水剂对基体的流动性、强度以及水化放热过程的影响.在上述实验的基础上,优选出一组基体,与相对较低掺量的高效减水剂相结合,制备出自密实UHPC,并对其自密实性能和力学性能进行研究.研究结果表明:优选的水泥粉煤灰基体在减水剂掺量为2.3％(23 kg/m3)时制备的UHPC,达到自密实混凝土的自密实性能要求;极限拉伸应变为2.5‰,韧性指数I5、I10、I20分别为7.1,15.6,30.8,均符合UHPC的力学性能指标.     

饱和面干再生细骨料对超高性能混凝土流动度及强度的影响

为了研究饱和面干再生细骨料掺量对超高性能混凝土(UHPC)的流动度及强度的影响,在净水胶比相同情况下,设计不同再生细骨料等质量替代河砂(0％、25％、50％、75％和100％)的UHPC,测试其流动度及标准养护条件下不同龄期的强度,通过SEM及压汞测试(MIP)等揭示其机理.研究表明,随着再生细骨料掺量的增大,颗粒间的...     

振动搅拌对超高性能混凝土施工及力学性能影响

搅拌过程是超高性能混凝土(UHPC)获得良好施工性能及实现优异力学性能的重要环节.为此,设计两个UHPC配合比,分别采用传统单、双卧轴强制搅拌及振动搅拌,通过对比试验研究振动搅拌对UHPC施工及力学性能影响.通过扩展度、抗压强度和四点弯曲试验,得到了各组UHPC随不同湿拌时间的扩展度、充分湿拌时间、静停一段时间扩展度损失量、抗压、抗折强度、能量吸收、断裂能及弯曲应力-挠度曲线及四点弯曲出现可视裂纹时下缘等效拉应力;对抗压、抗折强度进行了变异性分析;利用应力-挠度曲线,基于规范及其改进法、Nemkumar法计算了弯曲韧性指标.结果表明:湿拌时间相同时,振动搅拌相较强制搅拌可显著提升UHPC的扩展度;UHPC达最大扩展度时,单、双卧轴强制搅拌和振动搅拌的充分湿拌时间分别为6 min、6 min、5 min;振动搅拌3 min时,UHPC扩展度即可达到或超过充分湿拌(6 min)时的强制搅拌;静停时间为4 h时,振动搅拌下UHPC的扩展度损失量均较大幅度低于强制搅拌;振动搅拌相较强制搅拌可显著提升UHPC的抗压强度,提升幅度最大可达33.1％(平均值)和41.46％(标准值),同时变异系数大幅降低;不同搅拌方式时,UHPC抗折强度平均值和标准值基本持平,但振动搅拌可显著降低抗折强度变异系数,降低幅度在19.61％ ～80.85％之间;采用振动搅拌时UHPC弯曲韧性指数、能量吸收及断裂能均显著优于强制搅拌.     

超高性能混凝土在中国的研究和应用

超高性能混凝土作为一种新型水泥基材料,具有强度高,耐久性优异的优点.本文综述了超高性能混凝土在中国的研究和应用.使用常规辅助性胶凝材料取代水泥和硅灰,在普通工艺下,也可制备出满足性能要求的超高性能混凝土.硅灰和纳米二氧化硅可加速超高性能混凝土胶凝材料的水化速度,但矿粉延缓了超高性能混凝土胶凝材料的水化速度.超高性能混凝土具有均匀致密的微观结构.超高性能混凝土的抗拉、抗弯、抗剪、粘结强度、峰值应变等均远大于普通混凝土,掺入钢纤维可显著增大超高性能混凝土的韧性.超高性能混凝土的抗冻性和抗锈蚀性能均优于普通混凝土.自从中国2005年第一次将超高性能混凝土应用于工程中,超高性能混凝土已经广泛应用于电缆槽盖板、高速铁路、地铁、桥梁、挂檐板和人行道盖板中.