珊瑚礁砂制备超高性能混凝土的可行性研究

在远海工程施工过程中可利用珊瑚礁砂替代石英砂制备超高性能混凝土。通过研究胶凝材料与珊瑚礁砂的比例和珊瑚礁粉取代珊瑚礁砂的比例,并测试其力学性能、耐久性和微观结构后,得出结论如下:珊瑚礁砂超高性能混凝土的最佳胶砂比为1∶1,珊瑚礁粉的最佳取代比例为30%,28 d抗压强度为137 MPa,28 d抗折强度为27 MPa,电通量为97 C,氯离子扩散性系数为30×10~(-14)m~2/s,可完全满足超高性能混凝土的指标要求。珊瑚礁砂超高性能混凝土的水化产物与普通混凝土并无太大差异,都水化生成了Ca(OH)_2,AFt和C-S-H凝胶,并相互交错形成密实的结构,同时在界面过渡区很难发现结晶完好的六方板状Ca(OH)_2晶体。     

胶砂比对UHPC高温力学性能及微观结构的影响

利用铁尾矿砂制备了超高性能混凝土（UHPC）,研究了在高温环境下不同胶砂比（1∶0.8、1∶0.9、1:1.0、1∶1.1）对UHPC试件力学性能的影响,测定了高温下UHPC的孔结构,并用SEM表征了UHPC的微观结构,探讨了胶砂比对UHPC高温性能影响的机理。结果表明,随着温度的不断升高,不同胶砂比的UHPC力学性能出现了不同程度的下降,其中,胶砂比为1∶1.0的UHPC在各个目标温度下均表现出相对较高的力学性能;微观分析表明胶砂比为1∶1.0的UHPC基体比胶砂比为1∶0.8的UHPC基体更加密实,在高温作用下裂缝宽度更小,且基体与钢纤维的结合能力更强,有效降低了钢纤维在高温下的破坏程度。     

海水拌养珊瑚礁砂混凝土抗压强度试验研究

为研究海水拌养珊瑚礁砂混凝土的抗压强度,对不同龄期(3d、7d、14d、21d、28d)立方体试块的单轴抗压强度进行测试,并探究水泥类型、水灰比等因素对礁砂混凝土强度的影响,试验结果表明:礁砂混凝土抗压强度变化规律表现与普通碎石混凝土一致,抗压强度极限值随水灰比减小而增加,水泥标号越高,极限抗压强度越高,矿渣硅酸盐混凝土强度最低,珊瑚礁砂混凝土在实际工程应用中宜采用标号为425号及以上的水泥类型。     

玄武岩纤维对珊瑚礁砂混凝土抗冲磨性能影响

在复杂的海洋环境下,防波堤等珊瑚礁砂混凝土构筑物发生冲刷磨蚀破坏,为了提高珊瑚礁砂混凝土的抗冲磨性能以及防波堤的耐久性.将不同掺量的玄武岩纤维掺入珊瑚礁砂混凝土,并对其进行单轴抗压、劈裂抗拉和抗冲磨试验,从而得到不同掺量的玄武岩纤维对珊瑚礁砂混凝土的抗冲磨强度,抗压强度和劈裂抗拉强度的影响规律.结果表明:珊瑚礁砂混凝土...     

聚合物对轻骨料混凝土力学性能及微观结构的影响

针对聚合物改性轻骨料混凝土力学性能开展研究,并对其微观结构进行分析。实验结果表明,相较于普通轻骨料混凝凝土,聚合物改性轻骨料混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量降低,而劈裂抗拉强度得到提高,试件拉压比随聚合乳液的掺入而得到不同程度的提高。聚合物改性轻骨料混凝土中砂浆与轻骨料界面结合紧密。     

再生砂超高性能混凝土力学性能研究

将废弃混凝土制成再生砂后,以不同掺量替代天然河砂,按标准试验方法制备了再生砂超高性能混凝土(UHPC),通过测试其各项力学性能,探究用再生砂制备UHPC的可行性.结果表明:再生砂在UHPC中的优选替代率为40%～60%,当再生砂替代率为60%时,再生砂UHPC具有较好的力学性能,其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量依次为170.26、19.45、12.17MPa和50.65GPa,比再生砂替代率为0%的对照组分别提高了1.88%、12.88%、8.27%和5.65%;随着再生砂替代率的增加,再生砂UHPC中的毛细孔占比呈现出先增大后减小趋势,表明掺入再生砂可以在一定程度上优化UHPC的孔径结构.     

珊瑚礁砂混凝土外加剂优选复配技术研究

珊瑚礁砂具有疏松多孔、质脆易碎的物理和化学特性,使得其在制备混凝土时使用的外加剂应具有适当的消泡性、保气性和良好的增黏、保坍、抗吸附性能,试验优选复配了适用于珊瑚礁砂混凝土的专用外加剂。结果表明:专用外加剂的复配比例(折固)为:m(聚羧酸减水剂S410)∶m(ZC-2)∶m(K1)∶m(T1)∶m(B315)=15∶0.09∶6∶0.1∶4.8;珊瑚礁砂混凝土的内部温度在浇筑后的52 h达到最高点,温峰值为67.7℃;28 d龄期的珊瑚礁砂混凝土中生成了大量的C-S-H和AFt,C-S-H与AFt相互交织形成了密实的结构,同时在界面过渡区很难观察到结晶完好的六方板状Ca(OH)2晶体。     

压力养护钢管混凝土的力学性能和微观结构

利用自制加压装置对不同强度等级和尺寸规格的10个钢管混凝土试件进行压力养护,研究了养护压力和持续时间对试件轴压强度、应变和破坏特征的影响,分析了水化产物发育、孔结构和微裂纹结构的发展情况.结果表明：压力养护促使体系更加致密,能够抑制微裂纹形成和发展;水化产物结晶发育良好,可填充孔隙结构,提高混凝土自身强度;当压力传导至钢管时使其产生环向拉伸应变,核心混凝土终凝后,钢管收缩对其产生预压应力,两者协同增强,从而提高了试件的轴向承载力.     

混凝土修补界面的微观结构及与宏观力学性能的关系

混凝土的修补质量主要取决于修补界面的性能,本文选取１２种工况的混凝土,对其修补后粘结界面进行了扫描电镜观察和微观结构分析,发现新老混凝土粘结界面存在着一个可分为三个薄层的过渡层,并且强效应层的结构特征对界面性能起决定性作用。     

珊瑚砂浆的力学性能与微观结构特征

研究了珊瑚砂-水泥砂浆(珊瑚砂浆)的力学性能,以及复合矿物掺和料对珊瑚砂浆的改性作用,并与标准砂浆进行对比.采用扫描电子显微镜-能量弥散X射线谱(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR),对砂浆力学性能、体积稳定性和水化作用的微观机理进行了研究.结果表明:珊瑚砂浆的力学强度低于标准砂浆,加入复合矿物掺和料后可改善水泥石基体及界面过渡区的微观结构,提高珊瑚砂浆的力学性能,使其28d抗压强度较标准砂浆提高了2.1%;珊瑚砂凹凸不平的表面能与硬化水泥浆体形成紧密的啮合状态,有助于提高砂浆的体积稳定性;珊瑚砂的内养护作用使砂浆的力学性能和抵抗收缩能力得到了提高;粉煤灰和矿粉的微集料填充作用和火山灰效应,提高了珊瑚砂浆的力学性能和抗氯离子扩散能力;珊瑚砂持续释放出的Ca^2+、Mg^2+参与了水泥的水化反应,有助于生成更多的水化产物.     

珊瑚砂和玻璃微珠制备超高性能混凝土的试验研究

采用珊瑚砂、空心玻璃微珠两种轻质材料等比例取代石英砂制备了超高性能混凝土(UHPC),并对其表观密度和力学性能进行了研究.试验结果表明:珊瑚砂经过预处理后可以取代石英砂制备UHPC,表观密度降低了10.5％;空心玻璃微珠取代10％的石英砂制备的UHPC表观密度降低了11.5％;将珊瑚砂与空心玻璃微珠复合作为骨料制备出的...     

风积砂混凝土基本力学性能及影响机理

以不同质量分数风积砂代替河砂配制风积砂混凝土,研究其基本力学性能和影响机理.用核磁共振（NMR）技术、CT切片法和扫描电子显微镜（SEM）分析混凝土内部孔隙演变特征、受荷面的初始损伤、界面过度区（ITZ）结构形态及水化产物微观形貌.基于美国ACI经验模型,构建了考虑砂子细度模数或者比表面积变化的抗压强度预测模型.结果表明：当风积砂掺量为20%时,混凝土力学性能最优;适量风积砂改善混凝土抗压强度的机理在于其优化了颗粒级配,改善了混凝土内部孔径分布范围及ITZ结构,减小了受荷面的初始损伤;建立的抗压强度预测模型与试验结果吻合度较高.     

珊瑚砂混凝土热湿物性参数研究

利用微粒学水银孔隙度仪,分析了珊瑚砂混凝土(CSC)的孔隙率及孔径分布,研究了热湿对CSC导热系数的影响,得到了CSC的导热系数随相对湿度变化的函数关系式、CSC的吸水系数及等温吸湿曲线.结果表明:CSC总孔隙率为28.76%,孔径为30～40nm的孔体积增速最快;在-20～50℃下,温度对CSC干燥状态的导热系数影响较小,最大变化率仅为0.55%;在25、35℃,相对湿度0%～100%下,CSC导热系数随相对湿度的变化过程可分为平稳上升、趋于平缓和迅速增加3个阶段,与其等温吸湿过程相符合;当相对湿度从0%增至100%时,CSC在25、35℃下的导热系数分别增长29.5%、49.0%.     

粉煤灰珊瑚骨料混凝土内掺氯离子扩散和吸水性能

研究了粉煤灰掺量对珊瑚骨料混凝土(CAC)内掺氯离子含量、氯离子结合能力及毛细吸水性能的影响,并采用X射线衍射(XRD)和热重(TG-DTG)分析了水化产物、理论孔体积及结合水含量.结果表明:随着养护龄期的延长,CAC中总氯离子浓度增大,粉煤灰降低了早龄期总氯离子含量,增大了后期总氯离子含量,而自由氯离子含量随养护龄期的变化规律正好相反,粉煤灰提高了CAC的氯离子结合能力;粉煤灰对28d时CAC的抗毛细吸水性能提升较小,显著降低了60d时CAC的毛细吸水量和吸水率,掺加20%的粉煤灰使28、60d时CAC的二次吸水率分别减少了6.1%、15.4%;粉煤灰对水化产物种类没有影响,但降低了CAC中Ca(OH)2的含量,结合珊瑚骨料携带的氯离子,生成了Friedel's盐.     

纤维增韧高强轻骨料混凝土力学性能与微观结构

采用碎石型高强页岩陶粒制备了不同纤维类型和体积分数的LC60级纤维增韧高强轻骨料混凝土,研究了其力学性能,并从微观尺度揭示了纤维增韧机理.结果表明:高强轻骨料混凝土界面的黏结性能优于普通混凝土;纤维能够有效阻止高强轻骨料混凝土裂缝的发展,还可适当提高其抗压强度,并明显提高其抗折强度和劈裂抗拉强度,起到增强增韧的作用;钢纤维与水泥浆体的黏结性能良好,碳纤维可在高强轻骨料混凝土中均匀分散且与水泥浆体的黏结性能良好;相同体积分数下,碳纤维的增韧作用优于钢纤维.     

未淡化海砂超高性能混凝土的性能研究

对利用未经淡化处理海砂配制的超高性能混凝土(UHPC)的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、抗冻性能、抗氯离子渗透性能和护筋性能进行了系统的试验研究。结果表明:抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度分别大于120 MPa、20 MPa和12 MPa,弹性模量大于40 GPa,其抗冻等级超过F500,电通量值不超过50 C,力学性能和耐久性指标均满足GB/T 31387—2015《活性粉末混凝土》的要求。此外,本试验显示,经过40次的盐水浸烘循环试验后,未淡化海砂UHPC中的钢筋锈蚀风险较低。     

《海砂混凝土应用技术规范》的技术特点

介绍了<海砂混凝土应用技术规范)JGJ 206-2010制定的背景和工作基础,解析了"从严控制"的原则及其在标准条文中的具体体现,并对其若干特点,如突出海砂混凝土的耐久性、适当放宽海砂的贝壳含量、遵循普通混凝土的结构设计原则以及在质量检验与验收中强调耐久性等进行了阐述.     

不同石粉含量的机制砂混凝土高温后力学性能

以受火温度、石粉含量为变化参数,设计并制作了210个100 mm×100 mm×100 mm的机制砂混凝土立方体试件,对其进行高温后的物理力学性能试验,获取了试件的质量损失率以及抗压强度和劈裂抗拉强度,建立了机制砂混凝土高温后抗压强度和劈裂强度的劣化模型,同时结合X射线衍射和扫描电子显微镜等技术,揭示了高温后机制砂混凝土力学性能劣化的微观机理。基于最高受火温度和质量损失率,分别提出了高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度评估计算式。结果表明:随着温度的升高,机制砂混凝土试件的表面颜色从灰色变成红褐色,最后呈白色,高温作用使试件表面出现了温度裂缝及剥落现象; 试件的质量损失率随着石粉含量的增加而增大; 混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随着温度的升高显著减小; 随着石粉含量的增加,混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小,当石粉含量(质量分数)为10%时,混凝土强度达到最大值; 基于试验结果建立的高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的劣化模型拟合度较好; 混凝土中掺入适量的石粉能促进体系中钙钒石和氢氧化钙等水化产物数量,当经受700 ℃高温后,水泥水化物脱水分解使混凝土内部裂缝和孔隙增多。