粗骨料体积分数对模袋混凝土干燥收缩的影响研究

粗骨料体积分数是模袋混凝土配合比设计的关键指标。开展了粗骨料体积分数在0.30～0.36的范围内对模袋混凝土扩展度、抗压强度和干燥收缩的影响研究,以期为模袋混凝土衬砌渠道的抗裂性设计提供参考。结果表明：在相同水胶比条件下随着粗骨料体积分数的增大,模袋混凝土的扩展度总体呈现波动上升再平稳的趋势,而低水胶比会使得扩展度更大;在相同水胶比下,随着粗骨料体积分数的增大,模袋混凝土的28 d抗压强度总体呈先减小后增大的趋势,而水胶比的降低会显著增大28 d抗压强度;随着粗骨料体积分数的增大,模袋混凝土的28 d干燥收缩率呈先减小后增加的趋势,在粗骨料体积分数为0.32时有最小值,而粗骨料体积分数分别为0.30、0.34、0.36时所对应的前7 d干燥收缩率均可达28 d总干燥收缩率的50%以上,说明模袋混凝土的干燥收缩在早期增长较快。     

水泥石导热系数影响因素研究

为了研究水泥石在服役期的导热系数影响因素,选取0.25、0.3、0.4、0.5、0.6五种水平水胶比制作水泥石试件,采用QTM-500导热仪测定了水泥石在不同温度下的导热系数,采用甲醇法测定其孔隙率,推出密实状态下水泥石导热系数与温度之间的关系式;利用正交试验方法,选用水胶比、粉煤灰掺量、矿渣掺量作为主要因素,考察不同温度下各个因素对水泥石导热系数影响的大小顺序以及显著性,最终得到水泥石导热系数的预测方程。研究结果表明:水泥石导热系数与水胶比、孔隙率呈负相关性,与温度呈正相关性,温度每提高1℃,密实状态下水泥石导热系数增大0.006 8 kJ/(m·℃·h);在不同温度下,各因素对水泥石导热系数影响的大小顺序为水胶比>矿渣掺量>粉煤灰掺量,且各因素对水泥石导热系数的影响均特别显著;通过对试验结果进行多元回归分析,得到水泥石导热系数与各因素之间的关系式,其预测精度较高。     

基于多相复合材料的混凝土导热系数预测模型

混凝土温度场分析是混凝土结构耐久性以及服役寿命预测的重要依据,而导热系数则是确定时变温度场分布的主要参数。考虑材料组成的非均质性,将混凝土视为由连续相水泥砂浆、分散相粗骨料以及二者薄弱界面过渡区(ITZ)组成的三相复合材料,并基于复合材料导热系数模型,建立了混凝土及其组成单元(水泥砂浆和ITZ界面)导热系数的计算模型;在此基础上,对比分析了水灰比、粗骨料体积分数、砂率、饱和度和界面热阻等因素对混凝土导热系数的影响规律。结果表明:混凝土导热系数随饱和度、粗骨料体积分数的增加而增大,随水灰比的增大而减小;考虑界面热阻的混凝土导热系数预测模型,能够更好地揭示饱和度与砂率对混凝土导热系数的影响机理。     

矿渣和粉煤灰混凝土的抗裂性能研究

矿渣作为掺合料在混凝土中的应用日益普及,掺量也不断提高,尤其在硫酸盐、氯离子和海水侵蚀环境的混凝土中,矿渣粉和粉煤灰是不可或缺的重要组分。研究发现,掺入矿渣粉和粉煤灰使水泥胶砂的脆性系数明显减小,而且随着掺量增大,脆性系数具有减小的趋势,有利于降低胶砂和混凝土的开裂倾向。从长期来看,矿渣混凝土抗裂性优于空白混凝土,而粉煤灰混凝土与空白混凝土大致相当,或稍优。延长养护时间,可减小混凝土的脆性系数,提高极限拉伸值。     

矿渣、粉煤灰掺量对混凝土收缩、开裂性能的研究

 收缩、开裂是影响现代混凝土耐久性的主要因素,为评价掺合料对混凝土收缩、开裂的影响,通过圆环开裂试验、收缩试验来评定矿物掺和料对混凝土收缩开裂的性能。圆环开裂试验主要表征混凝土试件在约束条件下抵抗干燥收缩应力的能力,收缩试验则表征试件的体积变形,收缩是开裂的原因,也是影响开裂的最重要因素。结果表明矿渣掺量在一定范围内时可抑制混凝土的开裂,混凝土的自收缩随矿渣掺量的增大而增大,干缩随矿渣掺量的增大而减小。粉煤灰可有效抑制混凝土的开裂,随掺量的增大抑制作用越显著;粉煤灰掺量越大对自收缩的抑制作用越明显,混凝土的干缩略有增大。总的来看,粉煤灰较矿渣可更好地抑制混凝土的收缩与开裂。     

C85抗冲耐磨混凝土配合比设计与研究

通过粉煤灰掺量及水胶比对比试验,确定了C85抗冲耐磨混凝土中粉煤灰的掺量及合适的水胶比。采用正交试验法综合研究8个因素(水胶比、砂率、用水量、粗骨料品质、粉煤灰掺量、硅粉掺量、减水剂种类和缓凝剂掺量)对混凝土抗压强度影响的主次关系。结果表明:粉煤灰掺量采用12%,水胶比采用0.25;8个因素中,水胶比、粗骨料品质以及硅粉掺量是影响混凝土强度的重要因素。     

塑性混凝土渗透性能试验研究

通过塑性混凝土正交试验,研究了水胶比、膨润土掺量、粉煤灰掺量和砂率等因素对塑性混凝土渗透性能的影响。结果表明:水胶比是最主要的影响因素,在配合比设计中适当减小水胶比能提高塑性混凝土的抗渗性能;膨润土掺量和砂率分别保持为50%和60%时,塑性混凝土的抗渗性能相对较好;粉煤灰等量取代水泥,随着粉煤灰掺量的增加,塑性混凝土28 d龄期的抗渗性能略有降低,但后期抗渗性能反而提高。     

再生骨料透水混凝土耐撞磨性试验研究

耐撞磨性是影响再生骨料透水混凝土使用寿命及适用性的关键因素,目前国内外尚缺乏系统的研究。通过试验研究了不同水胶比、短切玄武岩纤维、粉煤灰、再生骨料替代率、双粒级骨料(5~10 mm,10~20 mm)掺量等因素对再生骨料透水混凝土耐撞磨性的影响。结果表明:水胶比超过0.27时,再生骨料透水混凝土撞磨时质量损失随水胶比增大而增大;内掺10%粉煤灰能够提高再生骨料透水混凝土耐撞磨性;再生骨料透水混凝土的耐撞磨性随着替代率的增加先增大后减小,替代率为50%时耐撞磨性最好;双粒级有利于提高再生骨料透水混凝土耐撞磨性能。此外,强度、密度及孔隙率是影响再生骨料透水混凝土耐撞磨性的主要因素,总体呈现强度越大、密度越大或是孔隙率越小,耐撞磨性越好的趋势。     

再生骨料制备C20防汛块体的配合比优化研究

通过试验研究了不同再生粗骨料取代率、水胶比、砂率和粉煤灰取代率对再生混凝土抗压强度的影响.结果表明:再生骨料取代率低于50％时对混凝土强度无明显影响,超过50％时混凝土强度会随着取代率的增大而快速降低;混凝土强度随水胶比和砂率的增大均先增大后减小,并且随粉煤灰取代率增大而显著降低.针对当前混凝土防汛块体要求C20强度等...     

大掺量粉煤灰及塑钢纤维混凝土断裂性能研究

断裂韧度是衡量大掺量粉煤灰混凝土断裂性能的重要参数,在粉煤灰混凝土中掺入纤维能够改善其脆性大和易开裂的缺点。利用三点弯曲梁试验,通过控制异型塑钢纤维体积率、灰胶比和水胶比3个参数,分别考察它们对大掺量粉煤灰混凝土断裂韧度的影响。研究表明,大掺量粉煤灰混凝土的断裂韧度随异型塑钢纤维体积率的增加而增大,随灰胶比、水胶比增大而减小。     

多因素影响下混凝土绝热温升计算模型研究

混凝土绝热温升与混凝土的龄期、水胶比、粉煤灰掺量和温度等多种因素有关,目前缺乏综合考虑这些影响因素的混凝土绝热温升计算模型。通过对不同水胶比、粉煤灰掺量和入模温度条件下的混凝土开展绝热温升试验,分析了诸因素对混凝土绝热温升和温升速率的影响,提出了新的计算模型,并确定了特征参数及验证了模型的准确性。结果表明,新模型能采用统一的函数来描述不同配合比和温度历程下的混凝土绝热温升过程,且与混凝土绝热温升试验的实测数据吻合较好,可以较精确地预测混凝土结构温度变化,具有一定的实用价值。     

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。     

新疆天然骨料粉煤灰混凝土抗渗性研究

新疆混凝土工程天然骨料料源丰富,水工混凝土骨料几乎全部采用天然骨料,针对这一特点,结合当地原材料情况,通过实验探讨了影响新疆天然骨料粉煤灰混凝土抗渗性的主要因素,提出了天然骨料粉煤灰混凝土提高抗渗性的最大水胶比和粉煤灰掺量上限值等指标。     

大坝混凝土内部相对湿度与孔隙水饱和度关系

为了研究大坝混凝土内部相对湿度100%和孔隙水饱和度100%是否具有唯一对应关系,成型了不同粉煤灰掺量（0、35%）的大坝二级配混凝土试件,通过温湿度传感器监测获得混凝土内部相对湿度,结合称重试验计算获得混凝土孔隙水饱和度。结果表明:绝湿状态下,水胶比0.5的大坝混凝土内部相对湿度始终为100%,然而对应的孔隙水饱和度并不一定为100%,不掺粉煤灰与掺35%粉煤灰的混凝土的孔隙水饱和度分别为85%~89%和73%~76%,即大坝混凝土孔隙水饱和度100%对应于内部相对湿度100%,而内部相对湿度100%不是唯一对应孔隙水饱和度100%。在绝湿状态下,水胶比0.5掺35%粉煤灰的混凝土的孔隙水饱和度要小于不掺粉煤灰的混凝土。     

观音岩电站右岸大坝碾压混凝土配合比优化设计

云南观音岩水电站碾压混凝土大坝施工前,为了保证混凝土质量,在选定水泥、粉煤灰、外加剂和骨料等材料的基础上,进行了配合比试验。主要试验内容包括：最佳砂率、骨料级配、外加剂掺量、VC值以及混凝土极限拉伸值、抗冻抗渗性能、线膨胀系数、自生体积、比热、导热系数、绝对温升等。根据试验结果,最终选定了大坝碾压混凝土配合比。实际施工效果表明,混凝土砂浆骨料包裹均匀,泛浆良好,抗冻、抗渗、温升等指标均满足设计要求。      

渠道衬砌混凝土力学性能试验研究

通过正交试验方法,研究了渠道衬砌混凝土水胶比、粉煤灰和纤维掺量对其抗压强度、抗折强度及劈裂抗拉强度的影响规律。试验结果表明:水胶比是影响混凝土抗压、抗折及劈裂抗拉强度的主要因素;粉煤灰掺量为15%时混凝土抗压强度达到最大值,粉煤灰对混凝土抗折及抗拉强度的影响较小;纤维掺量对混凝土抗折及劈裂抗拉强度的影响仅次于水胶比,且掺量越大获得的抗折及劈裂抗拉强度越高。     

粉煤灰掺量对泵送混凝土碳化及抗冻性的影响

为了研究不同水胶比、不同粉煤灰掺量对泵送混凝土的碳化及抗冻性能的影响,进行了相关试验。试验结果表明:泵送混凝土的碳化深度随粉煤灰掺量、水胶比、龄期的增长而增长;相比常态混凝土,粉煤灰对泵送混凝土抗碳化性能较为有利;掺SP-8N泵送混凝土的抗碳化及抗冻性能略高于掺JM-2混凝土;粉煤灰掺量为30%,水胶比从0.30变化至0.50时,泵送混凝土均具有较好的抗冻性能;水胶比是影响泵送混凝土碳化及抗冻性能的主要因素。     

渠道衬砌混杂纤维混凝土的应用研究

针对普通混凝土抗裂能力差,采用四因子[1/2实施]二次正交回归设计,研究了水胶比、粉煤灰掺量、聚丙烯纤维掺量和碳纤维掺量对层布式碳纤维--聚丙烯混杂纤维混凝土28 d抗折强度的主要影响.结果表明:水胶比W/C=0.25,粉煤灰掺量为3%,聚丙烯纤维掺量为1.09%时,层布式碳纤维--聚丙烯混杂纤维混凝土28d抗折强度最高.     

硫酸铵腐蚀混凝土性能劣化时变规律及预测

通过在5%浓度硫酸铵溶液中长期浸泡,对不同水灰比、不同浆骨比、不同粉煤灰掺量的混凝土试件进行腐蚀试验研究,得到0~120 d腐蚀龄期下试件抗压强度的劣化规律。采用灰色关联分析方法研究了不同因素对混凝土抗压强度影响的显著程度,通过构建GM(1,1)预测模型对受硫酸铵腐蚀的混凝土强度劣化规律及服役寿命进行预测。结果表明:水灰比0.4、浆骨比0.28和粉煤灰掺量10%的受腐蚀混凝土抗腐蚀性能较强,随水灰比、浆骨比和粉煤灰掺量比例增大,抗压强度降幅明显。构建的GM(1,1)预测模型具有较高的精度,运用该模型在预测受腐蚀混凝土的寿命中,粉煤灰掺量10%、水灰比0.4及浆骨比0.28的受腐蚀混凝土分别比其它影响因素相同下的受腐蚀混凝土增加247%,125%,74%。