水胶比及矿物掺和料对净浆塑性收缩影响

采用自行设计测定塑性收缩的方法,对不同胶凝材料净浆在不同水胶比情况下的塑性收缩变化规律及矿物掺和料对塑性收缩的影响进行了研究。试验结果表明,净浆塑性收缩与水胶比有关;水胶比为0.28~0.35时,塑性收缩随水胶比的增加而减小,而在0.35~0.45范围内随水胶比的增加而增加;矿物掺和料的品种及掺量对净浆的塑性收缩也有很大的影响。     

防硫酸盐腐蚀高性能混凝土的正交配合比试验

采用粉煤灰、矿粉、硅灰作为掺和料,制备低水胶比的高性能混凝土.通过干湿交替环境下的混凝土配合比正交试验,研究了有关因素对混凝土硫酸盐腐蚀和泛碱的影响.结果表明:水胶比对混凝土性质的影响最大,硅灰掺量影响次之,粉煤灰和矿粉的掺量影响较小;除了水胶比,其余因素的影响效果均随掺量的变化而波动;综合考虑混凝土腐蚀和泛碱问题,确定本试验最优的配比设计为水胶比0.33、硅灰10%、粉煤灰10%和矿粉15%;采用低水胶比和矿物掺和料的高性能混凝土有利于水化产物的结晶,掺和料的填充效应和叠加的火山灰效应也起到密实混凝土的作用.     

矿物掺和料对水泥浆体的流变性和相容性的影响

不同的矿物掺和料及其掺量,对水泥浆体的流变性及与外加剂的相容性有不同的影响.通过水泥浆体的扩展度和黏度2个指标来研究矿物掺和料对水泥浆体的流变性及与外加剂的相容性的影响.试验结果表明：在最佳掺量时,矿物掺和料对改善浆体流变性和相容性效果最好,且不同的矿物掺和料的最佳掺量区别较大.硅灰的最佳掺量为5%～10%;普通矿粉的最佳掺量为10%;2种超细矿粉和粉煤灰的最佳掺量为20%～30%.     

矿物掺和料与高效减水剂对浆体流变性的影响

采用净浆流动度与NXS-11A型旋转粘度计对掺有矿物掺和料、聚羧酸高效减水剂的水泥浆体进行塑性粘度、屈服剪切应力试验，结果随着FA⊥、矿粉掺量的增加，水泥浆体的流动性变好，塑性粘度、屈服剪切应力均减小，且浆体的流动度经时损失得到显著地改善。     

大掺量矿物细粉掺和料活性粉末混凝土高温性能

研究了大掺量矿物细粉活性粉末混凝土高温爆裂性能和高温后的抗压强度.结果表明,试件的爆裂温度随着水胶比的减小而降低,爆裂几率随水胶比的降低而增大;高温爆裂的初始时间和温度随矿物细粉掺和料掺量增多而降低;聚丙烯纤维能有效地改善活性粉末混凝土抗爆裂性能;活性粉末混凝土经200℃高温后的抗压强度有所增加,且聚丙烯纤维的加入可使活性粉末混凝土抗压强度和200℃范围内残余强度率有一定幅度提高.     

混凝土早期收缩性能试验研究

运用电涡流方法测量混凝土早期收缩,研究了水胶比、引气剂和矿物掺合料等因素对混凝土早期收缩性能的影响.结果表明,水胶比为0.45的混凝土3 d收缩率可达到78×10-6,复掺硅灰矿渣和引气剂时,混凝土3 d收缩率达到113×10-6;随引气剂掺量增大,混凝土早期收缩增加,但在正常掺量范围内引气剂的影响较小;混凝土成型后400～1 500 min为水泥水化放热高峰,其早期收缩曲线出现膨胀或收缩减缓现象.     

UFA水泥基材料早期自收缩与干燥收缩研究

低水胶比条件下水泥基材料的自收缩率已超过干燥收缩率成为导致混凝土过早开裂的隐患.以超细粉煤灰(ultra-fine fly ash,UFA)等量取代水泥20%～40%,配制了UFA水泥基复合胶凝材料,分别对固定水胶比和变水胶比两种情况下的UFA水泥砂浆早期(7 d前)自收缩变形和干燥收缩变形进行试验研究.结果表明,在固定水胶比条件下,砂浆的自收缩率随UFA掺量增加递减,而干缩率却随之增大;在变水胶比条件下,砂浆的自收缩率随水胶比的增加递减,干缩率随之增大.且回归分析表明两种情况下砂浆的自收缩及干燥收缩变形均表现出较好的线性相关;UFA对水泥基材料改性作用明显,在保持相同流动度条件下,UFA的掺入可有效降低用水量,早期及后期强度能赶上甚至超过基准水泥胶砂,弥补了UFA早期不水化所引发的早期强度低缺陷;微观测试表明,UFA在水泥基材料中起到了较好的密实填充、减水分散及增强作用.     

水胶比和硅灰掺量对灌浆水泥浆体流变性的影响

为了研究水胶比和硅灰掺量对改性超细灌浆水泥浆体流变特性的影响,采用旋转粘度计和马氏漏斗粘度计法对不同水胶比(0.6,0.7,0.8,1.0,1.5和2.0)的新拌水泥浆体进行流变性能试验研究,其中硅灰掺量分别为0%,3%,5%,7%和10%.结果表明,新拌水泥浆体的塑性黏度和屈服应力随着水胶比的增大而减小;掺有硅灰的改性超细灌浆水泥在水胶比大于1.5时,流变性能变化不大,反之则变化较大;硅灰的掺量对改性超细灌浆水泥浆体的流变性影响较大,随着掺量增加浆体流动性变差,但在水胶比为1.0左右时,存在最优掺量,约5%.通过将马氏试验中时间指标转化为流速指标,可以有效拓展高黏度浆体的流变性能测试.     

影响耐久性混凝土收缩因素的试验分析

在混凝土配合比设计初期,通过对不同配合比混凝土收缩的对比试验,分析了不同细骨料细度模数、砂率、矿物掺和料掺量等对混凝土收缩的影响,并结合实际施工效果提出了有效减小混凝土收缩,提高混凝土耐久性的方法.     

高性能混凝土中自身相对湿度变化与自收缩的研究

研究了不同水胶比、浆体体积含量、复掺硅灰与磨细矿渣粉对混凝土自干燥效应引起的自身相对湿度(autogenous relative humidity,ARH)变化与自收缩(atuogenous shrinkage,AS)的影响,以及两者之间的相互关系.结果表明,水胶比是影响混凝土ARH变化与AS的主要因素.随水胶比的降低,混凝土ARH变化与AS越大.混凝土中浆体体积含量越高,自干燥效应引起的ARH变化与AS越大.复掺硅灰与磨细矿渣粉使得混凝土后期的ARH变化与AS比基准混凝土大.不同水胶比、浆体体积含量以及复掺硅灰与磨细矿渣粉混凝土的ARH变化与相应的AS大小均具有非常显著的线性相关性.     

硅酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系的干燥收缩开裂分析

目的研究硅酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系的抗开裂能力.方法通过实验测定了硅酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系的自由干燥收缩应变和在环形约束条件下的受限干燥收缩应变随龄期的发展,并测试了环形试样的开裂时间及初始裂纹宽度.结果相同水胶比条件下,试样的自由干燥收缩应变随粉煤灰粉煤掺量的增加而增加;粉煤灰掺量为40%和60%时,试样的受限干燥收缩应变大于硅酸盐水泥体系,粉煤灰掺量为20%时,试样的受限干燥收缩应变与硅酸盐水泥体系的发展相近.试样的开裂时间在水胶比为0.28条件下随粉煤灰的掺量的增加而增加,在水胶比为0.50条件下,粉煤灰掺量40%时最长.相同水胶比时,粉煤灰掺量超过一定量时初始裂缝宽度下降.结论从受限状态下的环形试样的开裂时间可以看出,在较低的水胶比条件下粉煤灰提高复合胶凝材料的抗开裂能力较明显.     

矿物掺和料和再生骨料对混凝土的收缩性能的影响

研究了再生粗、细骨料取代量、矿物掺和料等因素对再生混凝土收缩性能的影响.结果表明：高品质再生细骨料混凝土的后期收缩值高于天然骨料混凝土,且随着再生细骨料取代量的增加而增大;高品质再生粗骨料混凝土的收缩值接近天然骨料混凝土;粉煤灰和普通矿粉相比能够很好的降低再生混凝土的早期和后期收缩值,超细矿粉和硅灰都能减少再生混凝土的后期收缩值,但硅灰增加了再生混凝土的早期收缩值.     

干湿循环下含矿物掺合料混凝土抗氯离子渗透性能研究

氯离子扩散系数是反映钢筋混凝土结构耐久性的一个关键参数。以60%矿物掺合料部分取代水泥,研究混凝土抗氯离子渗透性能,分析讨论水胶比、侵蚀环境和侵蚀时间对氯离子扩散系数的影响。试验结果表明:混凝土氯离子扩散系数随侵蚀时间推移而降低;干湿循环下混凝土氯离子扩散系数明显高于全浸泡;水胶比对氯离子扩散系数变化有较大影响,一般情况下,氯离子扩散系数随着水胶比的增加而增加。     

温度影响下的充填料浆大流量管输流态演化

推导了综合雷诺数与料浆温度的数学模型,建立了料浆管道输送L管模型,基于数值模拟研究不同温度、管径及初始流速下的料浆输送阻力损失变化特征.结果表明:随料浆温度升高,综合雷诺数增加,经判断本试验料浆流态均为结构流;利用环管试验数据进行验证,料浆流动模型所测误差为4.9%及5.3%,说明该模型具有合理性与可靠性;随料浆温度升高,料浆输送阻力损失减小;随管径增大,料浆阻力损失降低,变化趋势逐渐减缓,平均减小率分别为24.5%和10.9%,阻力损失"拐点"管径为190 mm;随初始流速增加,料浆输送阻力损失增大,增加趋势随流速增大而变大,平均增长率分别是10.7%和17.7%,存在阻力损失"转折点"流速为2.4 m/s;建议矿山充填管道输送参数选取管径190 mm,初始流速2.4 m/s,温度保持在30～50℃.     

复合矿物掺和料对混凝土工作性的影响

研究了不同掺加比例的粉煤灰和矿渣所组成的复合矿物掺和料混凝土拌和物的坍落度及泌水率.结果表明：随着矿物掺和料总量的掺加,混凝土拌和物的坍落度损失率减少,并且矿物掺和料掺量在40%,粉煤灰与矿渣的比例为1∶1时,混凝土的坍落度损失速率达到最低,60min的坍落度损失率较对比混凝土降低了约50%.矿物掺和料掺量为30%,粉煤灰与矿渣的比例为1∶1时,混凝土拌和物的压力泌水率降低为对比混凝土的57%.说明适当的矿物掺和料掺量和比例可以改善混凝土的工作性.     

复合胶凝浆体中粉煤灰组分反应程度定量表征方法研究

采用了盐酸选择性溶解法(Hydrochloric Acid Selective Dissolution Method,SD)和核磁共振法(Nuclear Magnetic Resonance Method,HH)共同研究了不同粉煤灰掺量、不同养护温度和不同水胶比下粉煤灰-水泥复合浆体(Fly Ash-Cement,FA-C)中FA组分的水化程度。两方法所得规律一致:粉煤灰-水泥复合浆体中FA组分水化程度随着粉煤灰掺量的提高而降低,随着养护温度的升高和水胶比的增大而提高。粉煤灰-水泥复合浆体FA组分水化程度定量表征研究中,核磁共振法表征值高于选择性溶解法,两者的差值随FA掺量的增加而减小,随养护温度的升高和水胶比的增大而增大。     

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。     

SMA混合料体积参数的试验研究

通过变化三种级配、两种纤维及每一纤维用量下至少变化三种油石比进行试验,研究级配组成、油石比及纤维沥青胶浆对SMA混合料体积参数的影响.结果表明,混合料的矿料级配对SMA混合料的体积参数影响显著.随4.75 mm筛孔通过率的增加,矿料间隙率VMA和空隙率VV均显著降低,而粗集料骨架间隙率VCAmix和沥青饱和度VFA则明显变大;随油石比的增加,由于沥青的填充作用,导致空隙率VV逐渐降低,沥青饱和度VFA增加.在级配一定情况下,纤维的"微集料"及填充作用,使SMA混合料的空隙率VV随纤维沥青胶浆含量的增大而减小,矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA及粗集料骨架间隙率VCAmix逐渐增大.     

早龄期水泥基材收缩与电学性能相关性

为了探索水灰比变化对水泥基材料收缩性能和电学性能的影响,采用电阻率测试方法,分别测试了水灰比为0.3、0.35、0.4、0.45的水泥浆体在3 d内的自收缩和电阻率变化.结果表明:水泥浆体3 d龄期总自收缩随着水灰比的增大而减小;水灰比0.3和0.35的试件在3 d龄期内体积呈现收缩一致性,水灰比0.4和0.45的试件分别在7.7 h和16.8 h内呈现膨胀趋势;浆体早期体积变化主要由自收缩发展、强度发展(抑制收缩)和水化升温导致热胀三者耦合作用控制.水泥浆体3 d龄期电阻率随水灰比的增大而减小,对于同一试件,电阻率呈现先减小后增大的发展趋势.结合电阻率变化和电阻率微分曲线可以将水泥水化过程分为溶解期、诱导期、水化加速期和水化减速期4个阶段.不同水灰比水泥浆体自收缩均随电阻率呈现出良好的指数变化,根据浆体电阻率的变化可以预测自收缩的发展趋势.     

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.