纳米SiO_2和纳米CaCO_3改善混凝土抗冻性能试验

研究了纳米SiO2和纳米CaCO3对混凝土7d、28d和78d抗压强度、劈裂抗拉强度及混凝土抗冻性能的影响。试验结果表明,纳米SiO2能显著改善混凝土力学性能和抗冻性能,试验中最优掺量为2%;纳米CaCO3能显著改善混凝土劈裂抗拉强度和抗冻性能,但对抗压强度影响不显著,试验中最优掺量为3%。     

硅粉和橡胶颗粒对再生混凝土抗冲磨性能的影响研究

取再生粗骨料取代率为50%,采用硅粉等质量取代水泥和橡胶颗粒等体积取代砂的方式配制再生混凝土,通过试验研究了硅粉掺量及橡胶颗粒掺量对再生混凝土抗冲磨性能的影响。结果表明,随着硅粉掺量的增加,再生混凝土抗冲磨性能提高,掺硅粉再生混凝土的抗冲磨性能优于普通混凝土;随着橡胶颗粒体积取代率的增加,再生混凝土抗冲磨性能逐渐提高,且好于掺硅粉再生混凝土,橡胶颗粒的掺入能够显著提高再生混凝土的抗冲磨性能。     

单掺粉煤灰对自密实混凝土抗冲磨性能的影响

通过改变粉煤灰掺量配制自密实混凝土,并进行抗冲磨强度和磨损率试验,研究分析了不同粉煤灰掺量对自密实混凝土抗冲磨性能的影响。结果表明,自密实混凝土抗冲磨强度随着粉煤灰掺量的增加而降低,6h磨损率随着粉煤灰掺量的增加而增大,说明粉煤灰掺量不宜过大,各掺量自密实混凝土的60d抗冲磨强度小于28d抗冲磨强度,表明粉煤灰对于自密实混凝土后期抗冲磨性能有所改善。     

纳米材料对混凝土抗冲磨性能的影响

纳米材料较大的比表面积和反应活性能够很好地提高混凝土的强度和密实度。本文采用两种纳米材料对混凝土抗冲磨性能进行试验,试验结果表明,纳米材料能够有效提高混凝土抗冲磨性能,优选纳米二氧化硅,但其掺量不宜超过1%。     

机制砂高抗冲磨超高性能混凝土（UHPC）的组成设计与工程应用

针对我国西部地区泥石流、洪水等严酷服役环境下桥梁墩柱存在的冲击磨损和空蚀问题,利用UHPC材料高强、高耐久的材料自身特点,通过机制砂替代石英砂,进行UHPC材料的抗冲磨组成设计。研究了矿物掺合料种类、粉煤灰微珠掺量、硅灰掺量、胶凝材料用量、水胶比对抗冲磨UHPC材料的工作性能、力学性能、抗冲磨性能的影响规律。结果表明,在胶凝材料用量、水胶比和纤维掺量相同的条件下,随着粉煤灰微珠掺量增加,混凝土的工作性能提高,抗冲磨强度下降,粉煤灰微珠适宜掺量为胶凝材料的17%;随硅灰掺量增加,超高性能混凝土的工作性能下降,抗冲磨强度提高,硅灰适宜掺量为胶凝材料的13%;随着胶凝材料用量增加,工作性能提高,抗冲磨强度先提高后降低,最佳胶凝材料用量为1150 kg/m3;降低水胶比,工作性能降低,抗冲磨强度先提高后降低,最佳水胶比为0.18。经过优化设计的抗冲磨UHPC抗冲磨强度为普通C50混凝土的3倍,已成功应用于四川省仁寿至屏山新市公路石盘特大桥。     

粉煤灰对混凝土抗冲磨性能的影响

研究了粉煤灰对混凝土强度和抗冲磨性能的影响,考虑了水胶比、粉煤灰掺量及引气剂等影响因素。结果表明:水胶比大于0.35的混凝土中掺入适量粉煤灰可以显著提高混凝土的抗压强度,但粉煤灰的掺入明显降低了混凝土抗冲磨强度。水胶比一定的情况下,粉煤灰掺量越大,混凝土抗冲磨强度越低。粉煤灰掺量一定时,混凝土的抗冲磨强度随水胶比的增加而降低。粉煤灰掺量对混凝土抗冲磨强度的影响大于水胶比。引气剂的掺入同时降低了混凝土的抗压强度和抗冲磨强度。     

铁路泥石流导流槽抗冲磨混凝土研究

泥石流冲磨会对建筑物构成较大破坏,不同材料组成的混凝土受泥石流冲磨影响不同。为减少冲磨破坏对建筑物的影响,提升建筑物的耐久性,本文对不同强度等级、纤维掺量及表面处理、硅灰掺量的混凝土进行冲磨试验,研究其对混凝土抗冲磨性的影响规律。结果表明,通过提升混凝土强度等级、掺入纤维、表面强化处理及掺入硅灰,可显著提升混凝土的抗冲磨性能。     

掺纤维抗冲磨混凝土性能试验研究

随着高坝的建设,混凝土的抗冲磨问题日益突出,对抗冲磨混凝土的相关性能提出了更高的要求。对掺不同品种及不同掺量纤维的抗冲磨混凝土的性能进行了研究,结果表明,掺不同品种纤维的混凝土其拌合物性能有所降低,但其力学性能以及变形性能有所提高。     

珊溪工程抗冲磨高性能泵送钢纤维混凝土的研究和应用

本文介绍了珊溪水利工程用抗冲磨高性能泵送钢纤维混凝土的研究和应用,内容包括:不同强度、不同钢纤维掺量对钢纤维混凝土各项物理力学性能及抗冲磨性能的影响;C40硅粉钢纤维混凝土的各项性能研究以及现场工程应用取样结果.     

钢渣替代粗骨料混凝土抗冲磨性能的试验研究及微观分析

为更有效利用大宗废料钢渣,设计并制作15组石状钢渣等体积取代部分粗骨料混凝土试件,试验研究了石状钢渣掺量对混凝土的工作性能、力学性能及抗冲磨性能的影响极其作用机理。结果表明:石状钢渣可以改善混凝土的工作性能;在不同水胶比下,掺石状钢渣混凝土的早期强度均大于基准混凝土,且随着石状钢渣掺量的增加而增大;石状钢渣掺量在30%以内时,混凝土的后期强度随掺量的增加不断增强,石状钢渣掺量大于等于40%时混凝土的后期强度有下降趋势;采用水下钢球法测试混凝土28 d抗冲磨强度,得出掺石状钢渣混凝土的抗冲磨强度比基准混凝土均有不同程度的提高,其随掺量的变化规律与同龄期抗压强度相似。因此,石状钢渣做为混凝土集料时其掺量应控制在30%为宜。     

石粉对胶凝材料水化性能及路面混凝土力学性能的影响

采用正交试验方法研究了影响混凝土抗压强度和抗折强度的主要因素,以优选混凝土配合比为基础,考察了石粉含量对胶凝材料水化性能及混凝土抗折强度和耐磨性能的影响,结果表明:提高石粉含量不仅降低了胶凝材料体系的最大放热速率,且延迟了最大放热速率出现的时间;混凝土抗折强度和耐磨性能随石粉含量增加先提高后降低,在石粉含量为10%时抗折强度和耐磨性能达最大值,在石粉含量为3%-13%的范围内范围内,机制砂混凝土的抗折强度和耐磨性能均优于河砂混凝土试件。     

Abrasion resistance of concrete containing SiO2 and Al2O3 nanoparticles in different curing media

In the present study, abrasion resistance and compressive strength of concrete specimens containing SiO₂ and Al₂O₃ nanoparticles which are cured in different curing media have been investigated. Portland cement was partially replaced by up to 2.0 wt.% SiO₂ and Al₂O₃ nanoparticles and mechanical properties of the produced specimens were measured. Increasing the nanoparticles content have found to increase the abrasion resistance of the specimens which were cured in water and saturated limewater, while this condition was not observed for compressive strength in both curing media. The enhancement of abrasion resistance was more for the specimens containing SiO₂ nanoparticles in both curing media. Since, abrasion resistance and compressive strength of the specimens follow a similar regime by increasing the nanoparticles content when they are cured in saturated limewater, some experimental relationships has been presented to correlate these two properties of concrete for this curing medium. On the whole, it has been concluded that the abrasion resistance of concrete does not only depend on the corresponding compressive strength.     

养护龄期对水泥混凝土性能和微观结构的影响

研究养护龄期对磷铝酸盐水泥混凝土抗压强度、表面透气和吸水性能影响,利用多种测定仪对混凝土水化产物物相组成、微观结构形貌、电性能和孔结构特性等进行了分析.此外,还分析了不同种类水泥早期水化特性,并解析了磷酸盐水泥具有早强和高强特性的缘由.结果表明:养护龄期对混凝土表观性能和微观结构影响较大,混凝土表观性能与微观结构之间存在密切联系;随着养护龄期延长,混凝土抗压强度不断增加,表面透气和吸水系数不断降低,其微观结构更加致密,孔的分形维数降低,这是由于生成的水化产物不断增多,减少了混凝土总孔隙含量造成的.磷铝酸盐水泥混凝土性能优于相同龄期的硅酸盐水泥混凝土,这是由于2种水泥属于不同体系,其水化生成物和反应机理不同.     

钢纤维改善轻骨料混凝土力学性能的试验研究

研究了钢纤维掺量不同(体积分数分别为0,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%)的钢纤维轻骨料混凝土(SFLWC)静态力学性能和自由落锤抗冲击性能,其中的静态力学性能包括立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折初裂强度、抗折强度、静力受压弹性模量、抗折模量和弯曲韧性等.试验结果表明:掺入钢纤维能显著提高轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度、弯曲韧性和抗冲击性能,但对轻骨料混凝土的抗压强度和弹性模量影响较小.另外,钢纤维的掺入提高了轻骨料混凝土的拉压比,很大程度上改善了轻骨料混凝土的脆性.     

水泥混凝土路面快速修补材料的研制

利于硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥及高效减水剂等配制水泥混凝土路面的快速修补料,根据路面修补的要求配制了修补混凝土和修补砂浆,并测定了修补材料的抗压强度,水化放热,磨耗量等指标,分析了修补材料的特点和施工工艺要求,可以应用于水泥混凝土路面的修补。     

混杂纤维大体积混凝土低水化热配合比试验与力学特性

为了研究混杂纤维大体积混凝土水化热处理配合比试验与力学特性,首先通过对现有纤维混凝土的情况进行分析,选择通过将不同模量的纤维进行混掺的方式,将聚丙烯腈纤维还有玄武岩纤维混掺,形成混杂纤维混凝土;然后进行配合比设计,根据研究目标即纤维对混凝土力学特性的影响,将研究内容分为纤维总掺量对混凝土力学特性的影响、纤维比值对混凝土力学特性的影响两部分;最后,按照混凝土配合比设计进行试验,分别研究纤维总掺量及纤维比值对混凝土抗折强度的影响、纤维总掺量及纤维比值对混凝土抗压强度的影响、纤维总掺量及纤维比值对混凝土抗拉强度的影响,得到最佳纤维总掺量以及玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维混合的最佳比值,并且分析试验结果。对于抗折强度最佳纤维总掺量为0.1%、最佳纤维比值为1∶1;对于抗压强度最佳纤维总掺量为0.08%、最佳纤维比值为1∶1;对于抗拉强度最佳纤维总掺量为0.1%、最佳纤维比值为3∶1。     

不同纤维对高性能混凝土耐久性能及微观结构的影响

研究了聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维对高性能混凝土的力学性能、抗冻性和疲劳耐久性的影响,并通过SEM进行了微观分析。结果表明,纤维掺量越高,高性能混凝土的工作性越差;掺加适量纤维能够提高高性能混凝土的抗压强度和弯拉强度,显著改善其抗盐冻侵蚀性能和抗疲劳耐久性能。聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维对高性能混凝土力学强度、抗冻性能和疲劳性能的影响存在界面增强效应、加筋阻裂效应的双重作用,从而有效延缓微裂纹的扩展和阻滞宏观裂缝的发生。适宜的聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维掺量应分别控制在0.6~0.9 kg/m^3、1.2~1.5 kg/m^3、0.9~1.2 kg/m^3。     

钢渣替代粗集料配制混凝土的试验研究

本试验是用钢渣等体积全部替代石子配制钢渣混凝土,并与同强度等级的普通混凝土的多项力学性能和耐久性进行对比。试验结果表明,钢渣混凝土的抗压强度、抗弯强度、劈拉强度和耐磨性都明显优于普通混凝土,其抗冻性与普通混凝土近似相同,并且由于钢渣混凝土的吸水率小于普通混凝土,则其抗氯离子渗透性略好于普通混凝土,耐久性能满足要求,即钢渣混凝土的强度和耐久性总体来说要优于普通混凝土。     

纳米颗粒对水工混凝土抗冲磨性的影响及其机理研究

目前,纳米材料因其优异的性能已经在水泥基材料中得到了广泛应用。利用两种类型的纳米颗粒,即纳米二氧化硅(NS)和纳米碳化硅(NC)掺入粉煤灰水泥砂浆制备水工混凝土试样,在强度测试的基础上,研究了纳米颗粒含量对不同试样耐冲磨性的影响,并对其作用机理进行理论分析。结果表明,纳米颗粒在提高粉煤灰混凝土抗压和抗弯强度得同时也改善了抗冲磨性能;单掺NS和NC最佳添加量分别为2%和为3%,而双掺2%NS和2%NC的水工混凝土具有最优抗冲磨性能,磨损量仅为0.64 kg/m2,比参照组的磨损量降低了75%;从SEM扫描图像中得到改性机理为纳米颗粒的表面效应、火山灰反应和微观骨料填充效应,增大了骨料得表面能,改变了界面过渡区的结构,同时也填充了微结构孔隙,从而提高了粉煤灰混凝土的耐冲磨性。研究结果对设计高强度和抗冲磨性的水工混凝土具有一定指导意义。     

Influence of class F fly ash on the abrasion–erosion resistance of high-strength concrete

This study investigates the abrasion–erosion resistance of high-strength concrete (HSC) mixtures in which cement was partially replaced by four kinds of replacements (15%, 20%, 25% and 30%) of class F fly ash. The mixtures containing ordinary Portland cement were designed to have 28 days compressive strength of approximately 40–80 MPa. Specimens were subjected to abrasion–erosion testing in accordance with ASTM C1138. Experimental results show that the abrasion–erosion resistances of fly ash concrete mixtures were improved by increasing compressive strength and decreasing the ratio of water-to-cementitious materials. The abrasion–erosion resistance of concrete with cement replacement up to 15% was comparable to that of control concrete without fly ash. Beyond 15% cement replacement, fly ash concrete showed lower resistance to abrasion–erosion compared to non-fly ash concrete. Equations were established based on effective compressive strengths and effective water-to-cementitious materials ratios, which were modified by cement replacement and developed to predict the 28- and 91-day abrasion–erosion resistance of concretes with compressive strengths ranging from approximately 30–100 MPa. The calculation results are compared favorably with the experimental results.