超高性能混凝土工作及力学性能分析北大核心

为研究水胶比、减水剂和矿物掺合料掺量对超高性能混凝土(UHPC)工作性能的影响以及水胶比、矿物掺合料和钢纤维掺量对UHPC力学性能的影响,分别进行净浆流动度试验和UHPC抗折、抗压强度试验。结果表明:提高水胶比和增加粉煤灰掺量可以改善浆体的流动性,但会降低UHPC的抗折强度和抗压强度;增加矿渣粉掺量可以在改善浆体流动性的同时,提高UHPC后期的抗折强度和抗压强度;随着硅灰掺量的增加,浆体的流动性不断降低,而UHPC的抗折强度和抗压强度呈现先上升后下降的趋势,当硅灰掺量为25%时,UHPC的强度达到峰值,抗折强度和抗压强度分别提高23.7%和32.0%;钢纤维掺量的增加会提高UHPC强度,当掺入2%的钢纤维时,UHPC的抗折强度与抗压强度分别提高39.7%和59.1%。综合考虑,建议硅灰掺量在20%~30%之内为宜,矿渣粉掺量不超过30%,粉煤灰掺量不超过20%,钢纤维掺量宜取2%。     

常温养护条件下活性粉末混凝土力学性能正交试验研究

通过常温养护条件下活性粉末混凝土力学性能正交试验,选用普通硅酸盐水泥和超细矿渣粉作为主要胶凝材料,研究了水胶比、粉煤灰掺量、硅灰掺量、石英粉掺量、胶砂比、钢纤维掺量和减水剂含量对活性粉末混凝土抗压强度和抗折强度等基本力学性能的影响。试验结果表明,水胶比、钢纤维掺量和减水剂含量对活性粉末混凝土的力学性能影响最为显著,粉煤灰掺量对改善活性粉末混凝土的抗压和抗折性能效果最好。在此基础上,以常温养护条件下活性粉末混凝土的高强度为目标,通过大量的力学试验,得到优化的最佳因素水平组合为水胶比0.18、粉煤灰掺量20%、硅灰掺量25%、石英粉掺量20%、胶砂比1∶1.0、钢纤维掺量3.0%、减水剂含量2.0%。     

利用未淡化海砂配制超高性能混凝土的研究

利用未经淡化处理的海砂配制了超高性能混凝土(UHPC),并研究了不同水胶比、砂胶比、胶凝材料体系、钢纤维掺量、养护制度对海砂UHPC的流动度、抗压强度、抗折强度的影响。试验结果表明:海砂UHPC的最优水胶比、砂胶比和纤维体积掺量分别为0.16、1.0和1.5%,最佳的胶凝材料体系组成是水泥、降黏剂和硅灰分别70%、15%和15%,最合适的热养护制度是70℃蒸汽养护;按照上述参数配制的海砂UHPC力学性能完全符合相关标准的要求。     

海砂超高性能混凝土性能影响因素试验研究

为更好地开展海砂UHPC配合比设计,研究了水胶比、砂胶比、硅灰、钢纤维等因素对海砂UHPC性能的影响,试验结果表明：水胶比越低,海砂UHPC强度越高;海砂UHPC的流动度随胶砂比增大而增大,抗压、抗折强度的变化规律为先增大后减小;随硅灰掺量增加,海砂UHPC的流动度、抗压强度、抗折强度均先增加后降低;随钢纤维体积掺量增加,海砂UHPC的流动度随之降低,抗压强度、抗折强度随之增加,其中钢纤维掺量对抗折强度影响极为显著。     

聚羧酸减水剂及水胶比对低钙粉煤灰胶砂强度影响的试验研究

设置了5种聚羧酸减水剂掺加水平(0、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%)和2种水胶比(0.35、0.44),对聚羧酸减水剂掺量和水胶比对低钙粉煤灰胶砂的抗折强度和抗压强度的影响进行了试验研究。研究结果表明在低钙粉煤灰胶砂中适当掺加聚羧酸减水剂,可以提高试件的抗折强度和抗压强度,聚羧酸减水剂掺量0.3%的低钙粉煤灰胶砂的力学性能较优异;水胶比对低钙粉煤灰胶砂的抗折强度和抗压强度有重要影响,试件的抗折强度和抗压强度随着水胶比的增大而降低。     

掺超细粉煤灰活性粉末混凝土的研究

采用525普能硅酸盐水泥、硅灰、超细粉煤灰、高效减水剂和标准砂等原材料及湿热养护工艺,可配制出抗压强度达200MPa的活性粉末混凝土,在掺入一定量的钢纤维后,活性粉末混凝土的抗压强度近250MPa,抗折强度达45MPa,对超细粉煤灰掺量、水胶比、砂胶比和钢纤维掺量等因素于掺超细粉煤灰活性粉末混凝土抗折、抗压强度的影响进行了详细的讨论。     

自密实钢纤维超高强混凝土试验

测试了水胶比、减水剂掺量、钢纤维用量、微硅粉及矿粉掺量对超高强混凝土流动性、抗压强度及抗折强度的影响,对比分析了各因素影响作用的大小。结果表明:在试验范围内,水胶比、减水剂掺量及钢纤维用量对混凝土流动度及强度均有显著影响;在水胶比为0.20~0.22的情况下,掺入不低于2%的减水剂、不大于2.5%的钢纤维、4%~6%的微硅粉、10~15%的矿粉可制备得到抗压强度大于120 MPa、抗折强度大于20 MPa的自密实超高强混凝土。     

利用玄武岩粉末制备超高性能混凝土及其性能研究

为降低超高性能混凝土（UHPC）的成本,实现绿色可持续发展,采用玄武岩粉末制备UHPC,研究了水胶比及玄武岩粉末掺量（等质量取代河砂）对UHPC力学性能的影响。通过结合压汞试验、XRD、SEM探讨了养护温度对玄武岩粉末UHPC微结构的影响。结果表明：随着水胶比的增大,UHPC的抗折与抗折强度明显降低;随着玄武岩粉末掺量的增加,UHPC的抗折与抗压强度先提高后降低。当玄武岩粉末掺量达到55%时,UHPC的抗折与抗压强度较参照组分别提高了43.99%、15.85%。提高养护温度可有效降低混凝土内部的孔隙,提高混凝土内部的密实度,优化混凝土的微观结构。     

活性粉末混凝土力学性能及耐久性能试验研究

在标准养护条件下,采用正交试验方法,研究了砂、减水剂、水、矿物粉末、钢纤维等材料对活性粉末混凝土材料(RPC)基本力学性能的影响。结果表明:砂胶比掺量宜控制在1.0~1.1;高效减水剂掺量控制在1.5%~2%时,对RPC的流动度有明显影响;水胶比宜控制在0.18~0.2;砂胶比掺量应控制在0.14~0.18;钢纤维掺量不超过1.6%(体积比)。试验最终获得抗压强度130MPa、抗折强度52.9MPa的RPC,并着重研究了RPC的抗冻融、硫酸盐侵蚀等耐久性能。结果表明,RPC具有良好的抗冻融和硫酸钠侵蚀性能。并通过电镜扫描研究了RPC的孔体结构。研究结果表明,RPC具有致密的微观结构,这为其超高强度和高耐久性提供了依据。     

纤维对海砂超高性能混凝土性能的影响

采用未经淡化处理的海砂配制超高性能混凝土(UHPC)对于岛礁建筑具有重要意义。通过水泥胶砂的力学性能和流动度试验确定了海砂UHPC的基准配合比,研究了钢纤维和PVA纤维对海砂UHPC力学性能和流动度的影响。试验结果表明:随着钢纤维体积掺量的增加,海砂UHPC的抗压和抗折强度提高,综合考虑力学性能和经济性,钢纤维最优体积掺量为1.5%。当钢纤维体积掺量为1.0%时,PVA纤维等体积完全取代钢纤维对抗压强度影响不大,抗折强度降低22.5%;当钢纤维体积掺量为1.5%时,混杂体积掺量0.75%以内的PVA纤维对抗压和抗折强度的影响不大,但流动性明显降低。     

活性粉末混凝土的配合比试验研究

考察了各组分掺量、纤维的种类和掺量、作为第六组分的超细粉煤灰的掺鼍以及原状粉煤灰取代石英粉在不同水胶比条件下对RPC强度和流动度的影响,同时考察了高温养护对强度的影响.结果表明:当石英砂:水泥:原状粉煤灰:超细粉煤灰:硅灰:减水剂=0.9:1:0.35:0.3:0.35:0.016,水胶比为0.16,RPC具有较好的力学性能和工作性能.在高温养护条件下,不掺纤维时抗压强度达到199.8 MPa,加入钢纤维和聚丙烯纤维时,抗折强度为51.1 MPa,而抗压强度分别高达210.2 MPa和242.6 MPa.     

RPC混凝土力学性能的试验研究

以抗折强度和抗压强度为指标,研究活性混合材、钢纤维掺量、粗细集料类别及养护方式对RPC混凝土抗折强度和抗压强度的变化情况。结果表明,当硅灰和粉煤灰掺量相等时,RPC混凝土拌合物流动性好,抗压强度和抗折强度最高,分别达到124.2MPa和19.2MPa。钢纤维掺量的增加可有效提高RPC的抗折强度和抗压强度,但RPC混凝土抗压强度提高的幅度小于抗折强度。钢纤维体积掺量在1.0%-2.0%之间较合适。通过三种不同的养护制度发现,采用标准养护方式时,抗压强度值最小,采用高温养护方式时,抗压强度值最大,热水养护的抗压强度值介于二者之间。     

含粗骨料的UHPC配合比设计

通过正交试验研究水胶比、砂率、机制砂掺量以及粉煤灰掺量对UHPC抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律,最终确定UHPC最佳配合比范围。结果表明：UHPC的工作性能与力学性能相互影响、相互制约,UHPC的最佳配合比范围：水胶比0.18,砂率39%～42%,机制砂掺量15%～30%,粉煤灰掺量20%。     

纤维增强自密实活性粉末混凝土的配制试验研究

测试了活性粉末混凝土的浆体流动性能以及28 d抗压和抗折强度,分别研究了水胶比、矿物掺合料、钢纤维和聚羧酸高效减水剂对活性粉末混凝土的流动性能以及28 d强度的影响。研究表明:当矿物掺合料掺入量较低,且钢纤维体积掺量超过1.5%,水胶比低于0.2时,同时聚羧酸高效减水剂掺入量需达到2%~2.5%之间,能够配制出流动度大于25 cm,28 d抗压强度和抗折强度分别超过120、20 MPa的活性粉末混凝土。     

基于正交试验的钢纤维活性粉末混凝土配合比优化设计

活性粉末混凝土是一种高强度、高韧性、高耐久性的超高性能混凝土.为了研究钢纤维活性粉末混凝土的最佳配合比,设置水胶比、钢纤维掺量、粉煤灰掺量、硅粉掺量和减水剂掺量5个因素在4种水平下的正交试验,并以试件的抗压强度和抗折强度为评价指标.结果表明:5个因素对活性粉末混凝土强度的影响程度依次为:水胶比、减水剂掺量、钢纤维掺量、粉煤灰掺量和硅灰掺量;活性粉末混凝土的最佳配合比为:水胶比0.2、减水剂掺量5%、钢纤维掺量2%、粉煤灰掺量0.2、硅粉掺量0.18.     

基于正交试验设计的PVA-ECC基体组分对其力学性能影响的显著性水平研究

从单因素试验和正交试验两方面出发来研究PVA-ECC抗折强度和抗压强度的影响因素及每个因素的影响顺序。首先从水胶比、砂胶比、粉煤灰的掺量和纤维的掺量等单因素出发,来找出每个参数的最佳范围,然后用正交试验的方法分别设计制作出PVA-ECC纤维混凝土抗折强度和抗压强度试块,通过对试验结果的分析找出各指标因素影响的主次顺序、最优组合及显著性水平。结果表明:当水胶比为0.25,砂胶比为0.45,粉煤灰掺量为45%,减水剂掺量为0.5%时,PVA-ECC抗折、抗压强度达到最佳;28 d抗折强度的影响程度顺序:膨胀剂粉煤灰掺量水胶比减缩剂砂胶比;28 d抗压强度的影响程度顺序:水胶比减缩剂膨胀剂粉煤灰掺量砂胶比。     

掺不同纤维的活性粉末混凝土力学性能研究

通过对16组分别掺入钢纤维和聚丙烯纤维的活性粉末混凝土试件进行抗压、抗折强度试验,并且对每组试件采用了三种不同的养护方案。试验结果表明:热水养护对活性粉末混凝土的抗压和抗折强度有较大幅度的提升,当温度达75℃时,提升幅度10%~30%;相比单掺聚丙烯纤维单掺钢纤维对活性粉末混凝土试块的抗压、抗折强度提升幅度更大,钢纤维含量为4%时活性粉末混凝土的抗压和抗折强度分别提高21%和53%;钢纤维掺量为2%和聚丙烯纤维掺量为0.3%并且经过75℃高温养护的活性粉末混凝土试块其抗压、抗折力学性能达到最优,其抗压强度达到168.4MPa,抗折强度达到31.57MPa。     

适合3D打印施工的超高性能混凝土研究

针对适合3D打印施工的超高性能混凝土(UHPC)的配制及性能进行了研究,研究了硅灰、粉煤灰和矿渣粉3种掺合料的掺量、砂胶比、水胶比对UHPC流动性和抗折、抗压强度的影响,以及钢纤维对UHPC强度和单轴拉伸性能的影响.结果表明:硅灰、粉煤灰、矿渣粉的掺量分别为5％、10％、10％,砂胶比为1:0,水胶比为0.17时,制备...     

钢纤维体积掺量对超高性能混凝土力学性能的影响

通过立方体抗压试验、劈裂抗拉试验、梁抗折试验,分析了钢纤维体积掺量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%时对超高性能混凝土(UHPC)力学性能的影响。结果表明,UHPC的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度随着钢纤维体积掺量的增加都有不同程度的提高,劈裂抗拉强度在钢纤维体积掺量为1.0%~1.5%时增长最快,抗折强度在钢纤维体积掺量为1.0%~2.5%时增长最快。     

超高抗折钢纤维混凝土配制及工程应用

结合工程实例,采用特制钢纤维、高性能复合掺合料等原材料进行配合比设计,通过混凝土配合比正交试验,以混凝土施工性能和力学性能作为评价指标,优化了砂率、水胶比、胶凝材料用量、钢纤维掺量等影响因素。试验结果和工程应用表明,特制钢纤维能显著提高混凝土的抗折强度,高性能复合掺合料能改善拌合物的粘聚性,按照砂率为41%,水胶比为0.30,钢纤维体积掺量为2.5%,胶凝材料用量为630 kg/m~3的配合比,能够配制出抗折强度达到20 MPa的超高抗折钢纤维混凝土。