花岗岩石粉对水工混凝土性能的影响分析

采用抗氯离子侵蚀、快速碳化、快速冻融、抗折抗压和坍落度试验,全面分析了水工混凝土耐久性能、力学性能和工作性能受内掺花岗岩石粉掺量的影响。结果表明：内掺适量花岗岩石粉能够明显改善混凝土性能,结合试验数据提出其最优掺量5%～10%,为实现水工混凝土的优化设计及花岗岩石粉的资源化利用提供数据支撑。     

石粉对碾压混凝土性能及微观孔结构的影响

粉煤灰资源短缺及不经济问题日益突出，石灰石粉可否替代粉煤灰需深入研究。试验研究了不同掺量石粉取代粉煤灰对碾压混凝土工作性、抗压强度、劈裂抗拉强度及抗渗性的影响规律；同时通过吸水动力法测试砂浆孔结构，开展了石粉取代粉煤灰对砂浆微观结构的影响研究。试验结果表明:石粉取代粉煤灰，可细化砂浆平均孔径，使砂浆微观结构更密实，可提高碾压混凝土工作性及抗渗性；但石粉的掺入降低了胶凝材料活性，不利于碾压混凝土强度的发展。综合考虑石粉取代粉煤灰对碾压混凝土各性能的影响，试验推荐石粉取代率不宜超２７％。     

掺花岗岩石粉对低强水工混凝土强度及微观结构的影响研究

本文根据等量替换原则,采取宏观与微观试验相结合的方式,对不同掺量花岗岩石粉的混凝土强度和微观结构进行了研究分析。结果表明:当花岗岩石粉掺量小于10%时,对混凝土的强度具有提升作用,当掺量大于10%后,混凝土的强度逐渐降低;过渡孔以及凝胶孔随掺量的增加呈"升高—降低"两阶段变化特征。毛细孔随掺量呈逐渐减小趋势,大孔随掺量呈"降低—升高"两阶段变化特征。应用研究成果建立起强度、孔隙率、孔隙体积、分形维数之间的拟合关系,可对任意花岗岩石粉掺量下的混凝土强度进行较为准确的预测,具有一定普遍性。     

粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能影响的试验研究

文中采用快速冻融循环试验方法,探讨了不同混凝土强度等级、相等水胶比情况下粉煤灰掺量对混凝土抗冻耐久性的影响规律。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,相对动弹模量逐渐降低,混凝土的质量损失率与冻融损伤累积度逐渐增大。结合损伤力学和数值分析的方法,基于相对动弹模和质量损失率劣化规律,建立混凝土冻融损伤模型和剩余使用寿命预测模型。     

大掺量等外粉煤灰混凝土的抗渗性能研究

用超量取代法配制掺量达50％的大掺量等外粉煤灰混凝土，并通过掺入FAA系列复合外加剂，提高粉煤灰混凝土的早期强度，不仅使混凝土生产成本节省15％以上，而且解决了机制薄壁U型渠槽的迅速成型关键技术问题，在此基础上进行的室内外抗渗性能试验及测试结果表明，混凝土的抗渗性能安全满足灌溉渠道工程的技术设计要求，为大掺量等外粉煤灰混凝土渠道防渗技术的进一步推广应用提供了科学依据。     

花岗岩石粉掺合料对水工混凝土性能影响研究

花岗岩石粉具有来源广、价格低且性能良好的优势,其能否作为优良的基础料或外加剂从而提升水工混凝土的性能是亟需解决的问题。水工混凝土耐久性指标包括抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、混凝土的碳化、碱骨料反应等,其中最重要的性能为坍落度和抗压强度,二者亦是评价水工混凝土安全性和耐久性的重要指标。通过研究不同花岗岩石粉细度、不同掺加方式和不同掺量下水工混凝土的坍落度及抗压强度的变化规律,研究得出:掺加方式为外掺的情况下,掺入量为12%以下的细度为0~120μm的花岗岩石粉掺和料对水工混凝土的抗压强度及坍落度为正相关,显著提高水工混凝土的性能。     

粉煤灰品质及掺量对混凝土基本性能影响的试验研究

本文根据对十余种不同质量的粉煤灰进行混凝土的基本性能试验,采用节灰系数、增强系数评定粉煤灰质量和掺量的效果,较好地反映了粉煤灰在混凝土中的综合效应。节灰系数、增强系数与通常采用的超量系数相结合,形成全面评定粉煤灰质量和确定粉煤灰掺量的有效方法,据此可选定粉煤灰质量和数量以及水灰比的最优组合方案,以达到既保证混凝土强度又最大限度地节约水泥用量的目的。这种方法还可以用于对几种粉煤灰进行优选,评定质量一定的粉煤灰对混凝土增强效果以及研究粉煤灰单一技术指标对混凝土性能影响程度。本文还得出了粉煤灰细颗粒中微珠含量对混凝土具有显著影响的结论。     

满足大掺量粉煤灰混凝土抗冻性能要求的粉煤灰最优掺量研究

大掺量粉煤灰混凝土的抗冻性能一直是一个国际性难题,各个国家和地区对混凝土抗冻性能的研究都有不同的观点和结论。文中仅以大掺量粉煤灰混凝土作为混凝土抗冻性研究的对象,对其冻融循环后的相对动弹性模量和质量损失以及外观进行对比讨论,得出了在内蒙古地区掺加粉煤灰的最优掺量。     

石粉对水库大坝碾压混凝土性能的影响研究

碾压混凝土大坝使用天然砂作为细骨料时大都掺入一定粉煤灰,以此替代人工砂中的石粉作用,而粉煤灰会增大温控难度且经济成本。文章依据石灰岩石粉特点,通过试验探讨其对碾压混凝土温升、力学、变形、可碾性及抗渗抗冻性的影响,并提出外掺石粉最优掺量和性能可靠、技术可行、经济合理的配合比方案,为实际工程筑坝材料的合理选用以及碾压混凝土的应用提供技术支持。     

水泥细度对碾压混凝土性能的影响

为探索粗磨水泥用于碾压混凝土的可行性,研究了普通硅酸盐水泥与用水泥熟料磨制的2个细度的粗磨水泥对碾压混凝土工作性、抗压强度、轴拉性能、耐久性及绝热温升的影响。结果表明,粗磨水泥减小了混凝土的VC值,提高了混凝土的施工性能;粗磨水泥配制的碾压混凝土满足设计要求,且强度有较大的富余;与普通硅酸盐水泥相比,粗磨水泥降低混凝土绝热温升8.3～12.3℃。     

混凝土再生粉复合锰渣的胶凝性试验研究

原材料各组分对胶凝材料性能的影响较大,为此,探讨混凝土再生粉、锰渣、Na2SO4的掺量及水灰比对砂浆力学性能的影响,并采用吸水动力学法测定砂浆的孔结构参数(孔均匀系数、平均孔径、干表观密度),同时测定高温后砂浆的力学性能。结果表明:砂浆中掺入适量的Na2SO4、混凝土再生粉、锰渣或降低水灰比,均有利于提高砂浆的抗折强度,在早期较为显著,对后期的影响较小;适量的锰渣掺量有利于提高砂浆的抗压强度和耐高温性能; Na2SO4、混凝土再生粉、锰渣和水灰比都能在一定程度上改变砂浆的孔径分布,细化孔结构。因此,适量混凝土再生粉、锰渣、Na2SO4的掺入或降低水灰比,有利于提高砂浆的抗折/抗压强度和耐高温性能,细化砂浆孔结构。     

钢渣高性能混凝土抗冲耐磨性能试验

为有效利用大宗废料钢渣,设计制作了15组掺钢渣粉混凝土试件,试验研究钢渣粉掺量对混凝土的工作性能、力学性能及抗冲耐磨性能的影响极其作用机理。结果表明:钢渣粉可以改善混凝土的工作性能;在不同水胶比下,掺钢渣粉混凝土的早期强度均小于基准混凝土,钢渣掺量在10%~30%以内时,混凝土的后期强度与基准混凝土基本持平,且略有提高,钢渣掺量大于30%时混凝土的后期强度下降较大;采用水下钢球法测试混凝土28 d抗冲磨强度,得出钢渣掺量在10%以内时混凝土的抗冲磨强度比基准混凝土略有提高,当钢渣粉掺量大于20%时,混凝土的抗冲磨强度呈下降趋势。因此,钢渣粉作为混凝土掺合料时其掺量应控制在20%以内为宜。     

磷渣粉石灰石粉复合掺合料及其混凝土的性能试验

为了研究磷渣粉、石灰石粉复合掺合料(PL掺合料)替代粉煤灰的可行性,测试了磷渣粉和石灰石粉、Ⅱ级粉煤灰等材料的基本性能,对比分析了其水泥浆体的微观形貌,测试了不同掺合料大坝混凝土的力学、耐久、变形性能。通过PL掺合料混凝土与粉煤灰混凝土的性能对比试验,结果表明PL掺合料在微观结构和宏观性能方面综合优于Ⅱ级粉煤灰,尤其是其长龄期的抗压强度、极限拉伸值等性能;PL掺合料成本低廉,具有较高的技术经济效益和社会效益,在缺乏优质粉煤灰的西南地区,可以替代粉煤灰作为大坝混凝土的掺合料。     

早龄期损伤水工混凝土自然自愈合效果试验研究

早龄期水工混凝土结构在不利荷载工况下常易产生损伤开裂,如果及时加强对早龄期损伤水工混凝土的养护,后期水工混凝土自然自愈合效果对结构服役寿命具有重要影响。为此,本文设计并开展了3种预损伤龄期(1 d、2 d、3 d)和3种粉煤灰掺量(0%、15%、35%)下的早龄期水工混凝土抗压强度预损伤试验,以损伤试件标准养护至28 d龄期后的不同受压面抗压强度增长率 R₁和恢复率 R₂作为评价指标,同时结合损伤混凝土试件的微观孔结构测试结果,共同探究早龄期损伤混凝土的自然自愈合效果。研究结果表明,在相同粉煤灰掺量下,损伤试件的强度恢复率 R₂均随着预损伤龄期的增加而增大,且在3 d预损伤龄期下A组损伤试件的 R₂均大于95%,表明损伤试件得到了较好的恢复;在同一预损伤龄期下,不同受压面二次强度测试结果表现为 F_2,A＞ F_2,B,平均孔径、最可及孔径和分形维数均表现为A组检测样品＜B组检测样品,这表明裂缝平行于二次受压方向的损伤混凝土试件的自愈合情况较好;掺入粉煤灰能够使损伤试件强度增长率 R₁和恢复率 R₂得到提升,并降低总体积、最可及孔径和分形维数,增加无害孔和少害孔的占比。上述结果表明,及时加强对早龄期损伤混凝土的养护,其后期的自愈合效果较好,且适量掺入粉煤灰能提升损伤混凝土的自愈合效果。     

掺合建筑垃圾微粉混凝土的性能研究

针对建筑垃圾微粉的资源化处理,将粒径小于0.16mm的建筑垃圾微粉作为混凝土的掺合料,按照0%、5%、10%、15%、20%的比例取代水泥制作混凝土,对其进行抗压强度、抗折强度、抗渗性、淡水冻融循环、人工海水冻融循环试验来对其作为掺合料的对混凝土性能影响进行研究。研究表明:随着微粉掺加比例的增加,混凝土强度降低;在5组微粉掺量不同的试验组中,掺加比例为5%时的混凝土抗折、抗渗、抗冻性能较优;减水剂的加入有效改善了掺量较大时混凝土性能下降的问题;将建筑垃圾微粉作为混凝土掺合料具有环保和经济意义。     

不同温度条件下水工沥青混凝土抗压特性及防渗性能试验研究

为研究水工沥青混凝土在不同温度条件下的力学特性和经荷载作用后的防渗性能,在-30℃～30℃条件下对其进行了抗压试验研究,并对荷载和温度作用后的试件进行了渗透试验分析。试验结果表明:温度对水工沥青混凝土的应力-应变全曲线、抗压强度、弹性模量、峰值应变以及破坏模式等力学特性有显著影响。对比水工沥青混凝土在-30℃～30℃条件下应力-应变全曲线特点,可推断-10℃～0℃为其应力-应变特性变化的过渡温度区间。水工沥青混凝土的抗压强度和弹性模量随温度的升高而降低,峰值应变随温度的升高而增大。基于试验结果,本文提出的经验公式较好地反映了抗压强度、弹性模量以及峰值应变随温度变化的规律。在-30℃～0℃条件下,水工沥青混凝土的破坏模式主要为骨料开裂和沥青胶浆与骨料的黏结破坏;在10℃～30℃条件下,破坏模式主要为黏结破坏。此外,水工沥青混凝土经荷载作用后的防渗性能与温度环境有关。在10℃～30℃温度环境中,水工沥青混凝土承受7%的轴向压应变后,其渗透系数仍在10-7～10-6cm/s量级,防渗性能良好。     

锂渣混凝土的孔结构参数与活性评价研究

为了解锂渣对混凝土性能改善的贡献情况,采用锂渣和水泥作为胶凝材料制备混凝土,研究了锂渣对混凝土孔结构参数和活性因子的影响规律。实验结果表明：锂渣掺量小于25%时,混凝土的后期强度都将超过空白混凝土;而掺量大于25%时,其力学性能降低幅度较大。同时,锂渣掺量不超过40%时,孔径均匀性的变化幅度较小,特别在养护龄期较小时尤为突出;随着养护龄期的延长,混凝土孔径得到不同程度的细化。锂渣掺量从0增至60%时,活性因子呈先增大后降低的趋势,但活性因子均大于0,且在锂渣掺量为20%时最大。     

石灰石粉在碾压混凝土施工中的应用

山口水电站坝址地处伊犁河支流特克斯河下游,是特克斯河干流梯级开发的最末一级。该地区气候呈大陆性温带气候,但气候条件与内陆地区相比差别较大,气候表现为干燥少雨,湿度低,昼夜温差较大,下热酷暑、冬冷严寒,春温回升迅速、秋温下降快等特征。因此,在北方严寒地区进行碾压混凝土施工,施工质量控制的关键部位是混凝土层、面间结合强度,减少温度变化对混凝土施工过程中Vc值的影响,其中混凝土配合比设计至关重要。     

三峡工程花岗岩骨料的溶出碱及混凝土总碱量试验研究

三峡工程大坝混凝土使用花岗岩做人工骨料，花岗岩骨料本身含有5%～10%的碱，这些碱有一小部分是可以溶出并参与碱骨料反应的，参照法国国家临时标准(LCP No.37,1994年)、巴黎大学Pierre Marie Curie(UMPC)方法和常规浸泡方法，对花岗岩骨料的溶出碱进行了试验，结果表明：花岗岩骨料样品的溶出碱与试验温度、用时及骨料粒径有关。在300h、80℃条件下，花岗岩人工砂溶出碱与全碱量的比值为0.0092%，花岗岩碎石溶出碱与全碱量比值为0.012%。此外，还对水泥、粉煤灰、外加剂等的溶出碱进行了分析，并计算了该工程大坝混凝土几种典型配合比的溶出碱总含量。