碱-矿渣胶凝材料基免蒸压多孔混凝土收缩性能的研究

试验研究了养护条件下、轻骨料、温度和含水率等因素对加气混凝土收缩性能的影响,并进行了分析。研究结果表明:在自然养护条件下的体积收缩变化较大,28 d的收缩值为0.68%,但是180 d之后的体积收缩几乎没有变化;掺入轻骨料可以明显地减少多孔混凝土的收缩变形;随着温度的变化多孔混凝土的收缩率变化不大;随着含水率的减小多孔混凝土收缩率有不同程度的增大。     

高强次轻混凝土的配制及性能研究

用不同体积比例的页岩陶粒取代碎石骨料进行了高强次轻混凝土的配制,并对其力学性能及收缩性能进行研究。结果表明:当陶粒取代率为30%时,混凝土的力学性能及收缩性能较优,陶粒的内养护作用可以改善混凝土内部水泥石与骨料的界面性能,能在保证混凝土的力学性能的情况下,减少混凝土的收缩;当陶粒取代率大于30%时,混凝土的力学性能随着陶粒掺量的增加显著下降,且收缩值增大。     

膨胀剂与钢纤维协同增强高强轻骨料混凝土研究

本文采用页岩陶粒轻骨料,配制出28d抗压强度为64.6MPa的高强轻骨料混凝土,并研究膨胀剂和弓形钢纤维增强该混凝土的效果.试验结果表明,在带模养护条件下,膨胀剂在一定掺量内可小幅增强该混凝土;而钢纤维可明显增强该混凝土,且随体积掺量的提高而效果显著;在同时掺入膨胀剂和钢纤维时,可产生协同增效效果,使该混凝土的抗压、抗折及劈裂抗拉强度均有更显著的增长.     

养护条件对不同陶粒掺量混凝土强度影响的研究

研究了不同水灰比的普通混凝土、混合骨料混凝土和轻骨料混凝土在不同养护条件下的强度发展规律,同时还对混凝土内部相对湿度进行了测定。结果表明,室外自然养护条件下,普通混凝土28 d后强度几乎不再增长;标准养护条件下,掺加陶粒的低水灰比混凝土后期强度增长率较高;水中养护条件下,陶粒自养护作用对混凝土强度增长的贡献较低。     

粉煤灰对轻骨料混凝土性能的影响

为了探究粉煤灰的掺入对轻骨料混凝土的影响,采用外掺0%、15%、20%、30%、50%的粉煤灰代替等量的水泥制作浮石混凝土,研究不同掺量粉煤灰的浮石轻骨料混凝土在28~90d养护龄期间强度变化情况,并对养护28d的试块进行了快速冻融循环试验,通过试块的抗压强度、动弹模量及破坏特征,研究粉煤灰的掺入对轻骨料混凝土抗压强度及抗冻性能的影响。结果表明:粉煤灰的掺入对轻骨料混凝土60d的抗压强度影响较大,能大幅度提高轻骨料混凝土强度,20%的粉煤灰掺入为最优粉煤灰掺量;粉煤灰的掺入还能提高轻骨料混凝土的抗冻性,当掺量不超过30%时,均表现出比基准组好的抗冻性,而过多的掺入则使抗冻性降低。     

预湿轻细骨料对混凝土内养护效率的影响

研究了2种轻细骨料的微观结构与释水性能及其预湿后对混凝土内部相对湿度和自收缩的影响.提出了混凝土内养护效率的概念,并研究了轻细骨料粒径与颗粒分布对内养护效率的影响.结果表明:轻细骨料孔隙体积和孔径皆大于硬化水泥净浆;预湿轻细骨料可以延迟混凝土由于自干燥引起的内部相对湿度降低并减小其降低幅度;内养护混凝土的自收缩和内部相对湿度存在线性关系.当轻细骨料用量占净浆体积的36%~39%时,混凝土在早期的28d内不产生自收缩.混凝土内养护效率随轻细骨料颗粒间距和半径比值的增大而减小,在轻细骨料颗粒间距和半径比值为11时,混凝土内养护效率为100%.     

矿物掺合料和养护方式对轻骨料混凝土吸水性的影响

混凝土吸水性与耐久性之间有着密切的关系,混凝土要获得高耐久性的其中一个关键就是防止有害离子通过水溶液进入混凝土。因此研究水进入混凝土表面的速率成为研究混凝土耐久性的一种重要方法。利用吸水试验测得轻骨料混凝土(水胶比0.44)在不同矿物掺合料和养护方式下的吸水率变化,然后通过数据分析得出其吸水率变化曲线。比较这些曲线之间的变化,可发现:①轻骨料混凝土在蒸汽养护前期其吸水率小于标准养护条件下的吸水率,但蒸汽养护后期两者的变化基本相同。②蒸汽养护条件下,掺入粉煤灰,不利于轻骨料混凝土吸水率的降低。③蒸汽养护条件下,硅粉的掺入降低了混凝土的表面吸水率,对轻骨料混凝土的耐久性是有利的。     

不同湿度环境下内养护混凝土气体传输性能试验研究

采用预湿轻骨料作为内养护材料代替普通粗、细骨料拌制混凝土,既可以缓解混凝土早期自收缩和开裂的问题,又能减轻混凝土的自重。然而,预湿轻骨料的内养护效率受混凝土自身水胶比和外界养护环境的影响较大。开展了不同水胶比、不同湿度环境(饱和石灰水养护、喷雾养护、密封养护以及干燥养护)下普通混凝土及内养护混凝土氧气扩散和渗透性能试验。从混凝土的骨料界面过渡区结构、内部相对湿度、水化程度、混凝土孔隙率和孔隙迂曲度等方面,研究了水胶比、养护环境以及内养护材料对混凝土气体传输性能的影响,分析了不同养护环境下轻骨料的内养护效率,以及不同湿度养护条件下混凝土中气体的传输机制。结果表明：高水胶比混凝土的氧气扩散系数及渗透系数均显著高于低水胶比混凝土的;预湿轻骨料的掺入降低了混凝土的氧气扩散性能,提高了其氧气渗透性能;随着养护环境湿度的减小,混凝土的氧气扩散系数和渗透系数增加;预湿轻骨料在低水胶比、密封养护条件下内养护效率较高。     

陶粒内养护高性能混凝土抗裂性能研究

通过平板开裂试验,研究陶粒内养护对不同强度混凝土早期抗裂性能的影响规律,并结合混凝土塑性收缩试验、绝热温升试验和内部相对湿度变化,探明陶粒内养护提高混凝土早期抗裂性能的微观机理.结果表明:在混凝土中使用饱水陶粒替代部分粗骨料,能够减少混凝土材料的早期塑性收缩,降低大体积混凝土内部的水化温升,有效提高混凝土早期的抗裂性能,达到显著的内养护效果;饱水陶粒通过减缓早龄期试件内部相对湿度的快速下降,改善了胶凝材料水化环境,有效抑制了胶凝材料水化过程引发的自干燥作用,降低了混凝土材料早期收缩,从而提高了混凝土材料的抗裂性能;C30与C60两个强度混凝土中饱水陶粒替代粗骨料的最佳比例均为20%(体积分数).     

双掺矿物掺合料轻骨料混凝土性能试验研究

试验研究了粉煤灰、矿渣粉复合掺合料对LC30页岩陶粒轻骨料混凝土坍落度、抗压强度、抗冻融性能、抗碳化性能和自由收缩性能的影响规律。结果表明:总掺量不变时随着粉煤灰相对掺量的增加,坍落度逐渐增加;矿物掺合料提高了混凝土后期抗压强度,总掺量为30%、粉煤灰矿渣粉掺入比例2∶3时28 d抗压强度高于基准试验组14.3%;总掺量一定时掺入比例为2∶3的试验组,混凝土抗冻性能、抗碳化性能和抗自由收缩性能最佳;掺入比例一定时,掺量为30%的试验组的力学性能和耐久性能更优。     

轻细骨料内养护混凝土抗压强度与模拟

研究了2种饱水轻细骨料(粉煤灰陶砂和页岩陶砂)各自等体积取代不同普通砂时对水灰比0.3和0.4混凝土28 d抗压强度影响。试验表明:取代砂体积为0~60%时,随着轻细骨料掺量增加,水灰比0.3两种轻细骨料混凝土28 d抗压强度都高于普通混凝土,且都在40%时达到最高;取代砂体积0~40%时,水灰比0.4两种轻细骨料混凝土28 d抗压强度随轻骨料掺量增加而减小。当水灰比和取代砂体积相同时,掺粉煤灰陶砂混凝土28 d抗压强度都要高于掺页岩陶砂混凝土。对含有轻细骨料混凝土的抗压强度进行理论模拟,为此提出了混凝土中轻骨料体积-孔隙率转换系数γ(0-1),结合强度孔隙率模型、Powers模型和内养护浆体模型计算了轻细骨料内养护混凝土28 d抗压强度,模拟结果与试验值较为吻合。     

高温前后钢纤维轻骨料混凝土断裂能研究

用陶砂、陶粒轻骨料部分或全部替换普通细骨料与粗骨料,并掺入0.2%体积掺量的PP纤维,设计0与1%两种钢纤维轻骨料混凝土。以25、200、400、600℃四种温度变化、两种不同骨料种类混凝土基体为研究对象。通过三点弯曲断裂试验得到荷载-挠度曲线,对高温前后钢纤维轻骨料混凝土断裂能进行研究。研究结果表明:1%体积钢纤维掺量能有效减缓裂缝的形成并限制其扩展,大幅度提升了轻骨料混凝土延性与变形能力,从而显著提高断裂能。随着温度的升高,轻骨料混凝土表现出假塑性的破坏特征。在25～400℃作用范围内,混凝土试件的断裂能呈现随温度上升而逐渐增大趋势,但是600℃作用后,断裂能呈现下降现象。     

高强硅酸盐陶粒混凝土的制备及性能研究

对陶粒、陶砂进行预湿处理,并将其用于配制高强硅酸盐陶粒混凝土,研究了水胶比、漂珠掺量、陶砂取代率对高强硅酸盐陶粒混凝土性能的影响。结果表明：预吸水陶粒、陶砂具备改善界面性能、内养护等多重作用,可有效提高轻骨料混凝土的强度;水胶比是决定轻骨料混凝土强度的关键因素,随着水胶比的降低,轻骨料混凝土的强度增长明显;减重材料如漂珠应谨慎使用,使用时应设置合理的应用区间,避免轻骨料混凝土中的水分含量出现较大波动。     

干燥环境下内养护混凝土收缩、强度及开裂性能

研究了掺入预湿轻细骨料(粉煤灰陶砂)的内养护混凝土与普通混凝土在不同干燥环境下的收缩和相对湿度发展、质量损失、强度发展及开裂风险.结果表明:当暴露在干燥环境时,内养护混凝土的相对湿度下降速率和总体收缩速率均大于普通混凝土,延长密闭养生时间至28d不能显著降低内养护混凝土的总体收缩;干燥环境下内养护混凝土更易失水,从而降低内养护效率;早龄期暴露于干燥环境下的普通混凝土和内养护混凝土的抗压强度和弯拉强度均显著降低;干燥环境下,内养护技术不能显著提高混凝土的抗开裂性能,但在不与外界发生水分交换的条件下,内养护混凝土未出现开裂.因此,内养护混凝土宜用于大体积混凝土或非表层的结构物混凝土中.     

高强次轻混凝土的配制

为了降低混凝土结构的重量,应用体积取代法配制了新型高强纤维增强次轻混凝土。试验结果表明,随着陶粒掺量的增大,混凝土的重量不断降低,28 d抗压和劈裂强度有所增大,但掺量超过50%时,强度出现降低;由于陶粒预先吸水,发挥了内养护(或自养护)的优势,混凝土后期强度增长显著,掺40%～50%左右的陶粒基本可以满足C40混凝土强度的要求;纤维的掺入,使混凝土劈裂强度增大明显,可以满足结构对混凝土材料变形的要求。当纤维掺量为1.2 kg/m~3时为最适合纤维掺量,且当陶粒掺量为50%时,自重下降较大,强度、变形等基本能满足混凝土结构要求。     

陶粒预湿程度对轻骨料混凝土拉伸徐变的影响

采用U型管微压测定装置测定不同预湿程度陶粒在轻骨料混凝土中的吸水返水过程,采用扫描电子显微镜(SEM)观察轻骨料混凝土界面结构形貌,采用新型环形约束收缩装置研究了部分约束条件下轻骨料混凝土的拉伸徐变特性.结果表明:随着陶粒预湿程度的提高,陶粒在轻骨料混凝土中的吸水能力下降,返水能力提高,陶粒与水泥石界面结合程度加强,轻骨料混凝土的拉伸徐变值减小.     

钢纤维对高强轻骨料混凝土的增强效果研究

本文采用粉煤灰陶粒和页岩陶粒两种轻骨料,配制成28d抗压强度分别为58.9MPa和64.6MPa的高强轻骨料混凝土.并采用弓形钢纤维增强这两种轻骨料混凝土,试验结果表明,随着钢纤维体积掺量的提高,这两种轻骨料混凝土的抗压、抗折及劈裂抗拉强度均有不同程度的提高,但以劈裂抗拉强度提高幅度最大.     

钢纤维陶粒混凝土基本力学性能的试验

在轻骨料(陶粒)混凝土中掺入钢纤维成为钢纤维轻骨料混凝土,它集中了钢纤维混凝土和轻骨料混凝土的优点,弥补了普通混凝土存在的抗拉强度低和自重大等不足。通过对这种新型混凝土材料的基本力学性能的初步研究,对钢纤维体积率的变化对钢纤维轻骨料混凝土基本力学性能的影响进行分析。试验结果表明,采用轻骨料和加入钢纤维后,混凝土的强度和变形等力学性能的改善效果十分明显。     

轻骨料预湿程度对混合骨料混凝土力学性能的影响

研究了用不同预湿程度的页岩陶粒与碎石以体积比1：1混合配制的混合骨料混凝土拌合物性能和力学性能.结果表明,随着陶粒预湿时间的延长,混合骨料混凝土拌合物坍落度经时损失逐渐减小,7d抗压强度逐渐降低,劈拉强度与抗折强度在轻骨料预湿时间小于1h时略有增加.28d抗压强度、劈拉强度、抗折强度和弹性模量都逐渐增加.用预湿1h的陶粒配制的混合骨料混凝土7d与28d的拉压比和折压比与轻骨料混凝土相比几乎没有降低,其弹性模量比同条件的轻骨料混凝土高32.9%,比强度高10.5%.     

不同水胶比及养护条件对内养护混凝土吸水性能的影响

为了研究预湿轻骨料的内养护效率受混凝土自身水胶比和外界养护条件的影响,采用改进的ASTM 1585试验方法,开展了不同水胶比、不同养护条件(饱和石灰水养护、喷雾养护、密封养护、干燥养护)下普通混凝土及内养护混凝土毛细吸水试验。从混凝土的水化程度、混凝土孔隙率等角度,解释了水胶比、养护条件以及内养护材料对混凝土中水分传输的影响。结果表明:水胶比、养护条件以及内养护材料的掺入对混凝土中水泥的水化和混凝土材料的孔隙率有较大影响。高水胶比试件比低水胶比试件具有更大的累积吸水量及二次吸水率,水胶比为0.5的试件的累积吸水量及二次吸水率分别为水胶比为0.3的试件的1.4～2.1倍和3～4倍;预湿轻骨料的掺入对高水胶比试件的累积吸水量、初始吸水率和二次吸水率的改善作用并不明显,但可以显著降低低水胶比试件的吸水能力,对于水胶比为0.3的试件,其累积吸水量和二次吸水量的降低幅度分别为7.7%～18.6%和20.4%～27.4%;随着外界养护环境湿度的降低,低水胶比试件的初始吸水率变化较小,累积吸水量和二次吸水率有轻微的上升;预湿轻骨料在低水胶比、密封养护条件下内养护效率较高。