机制砂超高性能混凝土的基本性能及优化研究

该文研究了机制砂不同掺量对超高性能混凝土(UHPC)基本性能的影响,并进一步通过掺入消泡剂来改善机制砂UHPC的力学性能。研究表明：UHPC的工作性能、力学性能、抗氯离子渗透性能随着机制砂掺量的增加出现先升高后下降的趋势,机制砂掺入50%时UHPC扩展度、抗压强度及抗折强度达到最大值,机制砂掺入25%时UHPC电通量最小。随着消泡剂掺量增加,机制砂UHPC的力学性能先升高后降低,消泡剂的掺量为0.1%时最佳,研制的UHPC 28 d抗折强度为32.9 MPa、抗压强度为156.1 MPa。     

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。     

干湿循环作用下灌注性水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀研究

为了研究半柔性路面灌注性水泥砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能,通过干湿循环方法分别研究了水胶比、砂胶比、粉煤灰掺量、硅灰掺量、减水剂掺量对抗折和抗压抗蚀系数的影响。结果表明:浓度为5%的硫酸钠溶液对抗压强度的影响比抗折强度的大;抗折抗蚀系数在干湿循环40次时最大;抗压抗蚀系数在干湿循环30次时开始小于1,说明抗硫酸盐侵蚀性能开始下降;水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能较好的配比为:水胶比0.5,砂胶比0.2,粉煤灰掺量20%～25%,硅灰掺量2.0%～2.5%,减水剂掺量0.3%。     

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。     

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%。     

钢渣对赤泥复合硅酸盐水泥砂浆强度及放射性的影响研究

用钢渣取代砂来进行赤泥复合硅酸盐水泥砂浆放射性的屏蔽,研究了钢渣的细度与掺量对赤泥复合硅酸盐水泥水泥砂浆水化28 d强度和放射性的影响。结果显示:利用钢渣来取代砂可以有效屏蔽赤泥复合硅酸盐水泥砂浆的放射性,但会引起砂浆28 d抗压和抗折强度的降低;用于取代的钢渣粒度不变时,钢渣掺量越多,放射性屏蔽效果越好;用于取代的钢渣掺量相同时,钢渣粒度越小,放射性屏蔽效果越好;用80~500μm的钢渣取代砂量达到20%时,所得砂浆的放射性屏蔽率高达18.2%,此时砂浆的28 d抗压强度为42.5 MPa,28 d抗折强度为7.2 MPa。     

火山灰质胶凝材料对海水珊瑚砂浆性能的影响

针对珊瑚砂孔隙率高,强度较低;水泥易水化,不利于长途运输和保存的特点,研究了火山灰质胶凝材料对海水珊瑚砂浆力学及工作性能的影响。结果表明:单掺天然火山灰试件早期强度低于海水珊瑚水泥砂浆试件,但养护90 d后,抗压强度已略高于海水珊瑚水泥砂浆,抗折强度差距也明显缩小。海水珊瑚砂浆强度随矿渣取代率的增加逐渐增大。此外,天然火山灰和矿渣的加入均改善了材料工作性能。复掺火山灰和矿渣试件各龄期抗压强度始终高于海水珊瑚水泥砂浆,基于试验结果发现,取代率为10%天然火山灰与20%矿渣对海水珊瑚砂浆性能提升最为明显,其28 d抗压、抗折强度及流动度分别提高了19.7%、8.5%、32.7%。     

蚀化辉绿岩对水泥强度影响的试验研究

为研究蚀化辉绿岩对水泥力学性能的影响,将蚀化辉绿岩微粉等量取代水泥,以不同掺量的Na2SO4、Na2CO3及TEA作外加剂,测试不同龄期水泥胶砂强度。当蚀化辉绿岩微粉取代率增加,试样的3d、28d抗折抗压强度减小。蚀化辉绿岩微粉取代率8%,Na2SO4掺量为0.5%时,试样的3d抗折、抗压强度达到最大值,分别为6MPa、25.3MPa;TEA掺量为0.03%时,试样的28d抗折、抗压强度达到最大值,分别为8.8MPa、70.6MPa。结果表明蚀化辉绿岩微粉的加入对水泥抗折抗压强度有不利影响。随着龄期的增长,外加剂的加入能够在一定程度上提高后期强度,对早期强度作用不明显。     

沙漠砂混凝土抗压和抗折强度试验研究

通过设计重复试验的四因素三水平正交试验,进行了水胶比、粉煤灰掺量、砂率和沙漠砂替代率不同沙漠砂混凝土28 d抗压强度和抗折强度试验,分析各因素对沙漠砂混凝土28 d抗压强度和抗折强度影响。通过极差分析可知,沙漠砂混凝土最优配合比为水胶比0.4,粉煤灰掺量10%,砂率30%,沙漠砂替代率25%。通过方差分析可知,水胶比和粉煤灰掺量对沙漠砂混凝土28 d抗压强度影响高度显著,砂率和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土28 d抗压强度影响不显著;水胶比对沙漠砂混凝土28 d抗折强度影响高度显著,粉煤灰掺量、砂率和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土28 d抗折强度影响不显著,该研究可为沙漠砂混凝土在实际工程中应用提供理论依据。     

石屑制备超高性能混凝土力学性能试验研究

使用破碎、筛分后的废弃石屑代替石英砂作为骨料制备超高性能混凝土(UHPC)。基于单因素分析试验,研究了各因素(水胶比、胶集比、减水剂掺量、钢纤维掺量)对石屑UHPC抗压强度、抗折强度及流动度的影响规律,考查了四种不同养生方式下石屑UHPC力学性能的变化。结果表明,当胶集比、水胶比、减水剂掺量、钢纤维掺量分别为0.63、0.2、2.1%和1.5%时,石屑UHPC的力学性能和工作性能最优,7d抗压强度最高为113.7MPa,抗折强度为35.2MPa;分析应力-应变曲线发现,掺加钢纤维不仅可以提高石屑UHPC的力学强度,还能显著提高石屑UHPC的韧性和残余抗压强度;经过水浴养护、干热养护和水浴+干热组合养护后,石屑UHPC的抗压强度分别提高了5.7%、27.1%和40.3%,但热养护对抗折强度影响不大。     

掺入聚丙烯纤维珊瑚混凝土的力学性能研究

主要研究了不同掺量的聚丙烯纤维对珊瑚混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度、弹性模量的影响,对比没有掺入纤维与掺入纤维后珊瑚混凝土的破坏形态异同。试验结果为:聚丙烯纤维的加入使抗压、劈裂抗拉强度以及抗折强度都得到不同程度的提高,在一定范围内,当纤维掺量为2kg/m3时,抗压与劈裂抗拉强度增长率分别提高6.3%和16.5%,抗折强度最高达到4.5MPa,并且聚丙烯对珊瑚混凝土劈裂抗拉强度增强效果比抗压强度显著。聚丙烯纤维珊瑚混凝土弹性模量值低于普通混凝土,却高于轻骨料混凝土。     

PVA纤维增强超高性能混凝土的力学性能研究

为探究PVA纤维对超高性能混凝土（UHPC）工作性能与力学性能的影响，试验通过设置5组不同的纤维掺量探究了UHPC的力学性能。结果表明，低掺量的纤维有利于提高UHPC的流动度，当纤维掺量超过0.5%后，纤维对流动性能产生不利影响，流动度开始下降，最低为164 mm；而抗压强度随纤维掺量的变化为先上升后降低，PVA1.0组抗压强度最大，为132.89 MPa；抗折强度与抗拉强度与纤维掺量成正比，PVA2.0组试验梁抗折强度最大，为13.27MPa；随着纤维掺量的增加，荷载-挠度曲线围成的面积也逐渐增大，能量吸收值也明显增大，PVA2.0组能量吸收值最高，为78.62 kN·mm。     

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。     

道路快硬修补砂浆的性能研究

通过室内试验,研究了一种道路快硬修补砂浆的组成设计及其物理力学性能发展规律。结果表明,掺加无水石膏和硅灰有利于减小修补砂浆的流动度经时损失,且有助于后期抗折、抗压和黏结强度的提升;相比之下,干粉添加剂可以明显提高砂浆的力学性能,且在掺量为0.3%时效果最佳,此掺量下修补砂浆的28d抗压强度>65MPa,28d抗折强度>11MPa,且28d黏结强度>9MPa。     

大理石粉对水泥基胶凝材料性能影响研究

研究了大理石粉对水泥基胶凝材料流动性、强度和干缩的影响。研究得出,大理石粉增加了水泥胶砂的流动性,大理石粉掺量越大其流动度越大。水泥胶砂1 d和3 d抗折和抗压强度随大理石粉掺量增加先增大后减小,大理石粉掺量为5%其抗折和抗压强度最大;水泥胶砂7、28、56 d抗折和抗压强度随大理石粉掺量增加而减小。水泥胶砂干缩随大理石粉掺量增加呈现先减小后增大的规律,大理石粉掺量为20%时其干缩最小。     

掺可再分散乳胶粉自流平水泥基道路修复砂浆的研究

在研究了添加剂乳胶粉对水泥净浆物理和胶砂力学性能基础上,配制得增强型水泥基道路自流平修补砂浆配方。性能测试表明:掺可再分散乳胶粉的水泥胶砂样抗折强度高于空白样,并随乳胶粉掺量增加而上升,其1d抗折强度均>3.5MPa;抗压强度在整个测试龄期内比空白样略为降低,但随乳胶粉掺量增加而减小;掺入乳胶粉后凝结时间增加,并随掺量增加而相应的延长,这与其水泥净浆早期水化的电阻率测定结果相符。此外,自流平道路快速修补砂浆配方样初始流动度157mm,1d抗折强度为4.35MPa、抗压强度达21.32MPa;28d抗折强度为10.34MPa、抗压强度达51.53MPa,且抗收缩性和耐磨性能优良。     

不同配合比参数对高延性纤维增强水泥基复合材料的性能影响

通过不同配合比对高延性纤维增强水泥基复合材料进行稠度、抗压和抗折强度试验,分析研究水胶比、砂胶比、纤维掺量对高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)的性能影响。试验结果表明:随着水胶比增大,ECC的抗压强度逐渐降低,在0.30～0.40水胶比范围内,水胶比对28 d抗折强度影响较小;随着聚乙烯醇纤维掺量增加,ECC的抗压和抗折强度逐渐上升;砂胶比对水泥基复合材料的抗压和抗折强度影响较小。     

建筑垃圾再生骨料混凝土路面砖的制备与性能研究

以废弃混凝土制成再生粗骨料为主要骨料,掺加适量水泥、粉煤灰、激发剂和减水剂,制备建筑垃圾路面砖.在试验室研究再生粗骨料取代率、水胶比和激发剂掺量,对建筑垃圾路面砖抗压及抗折强度的影响.试验结果表明,在再生粗骨料取代率100％、水胶比0.43、激发剂掺量1.5％时,试样的7d、28d抗折强度分别为2.0MPa、4.3MPa,7d、28d抗压强度分别为15.6MPa、37.5MPa.     

多元复合掺合料对胶砂力学性能的影响

制备了铁尾矿-煤矸石二元复合掺合料和铁尾矿-粉煤灰-煤矸石三元复合掺合料，研究了复合掺合料的配比和替代率、活化剂的种类(NaOH、Ca(OH)₂、Na₂SiO₃)和掺量对胶砂力学性能的影响，采用SEM观察了胶砂的微观结构。结果表明：对于二元复合掺合料，当铁尾矿粉与煤矸石粉的质量比为1∶1时，胶砂的28 d抗压、抗折强度达到最大，抗裂性能较好；对于三元复合掺合料，当铁尾矿粉、粉煤灰、煤矸石粉的质量比为4∶3∶1时，胶砂的28 d抗压强度最大，28 d抗折强度较高，抗裂性能较好；随着三元复合掺合料替代率的增加，胶砂的抗压、抗折强度基本呈降低趋势；活化剂NaOH对胶砂力学性能的改善效果较Ca(OH)₂和Na₂SiO₃好，NaOH的最佳掺量为1.6%。     

适于喷射的聚合物修补砂浆研究

通过分别研究聚羧酸减水剂、可再分散乳胶粉、聚丙烯纤维、纤维素醚对聚合物修补砂浆流动性、抗压强度、抗折强度、粘结强度和保水率的影响,研制了一种高性能聚合物修补砂浆。研究了速凝剂对聚合物修补砂浆抗压、抗折强度等性能的影响,使其适合用于喷射施工。结果表明,聚羧酸系减水剂掺量0.06%,胶粉掺量1.0%,3 mm聚丙烯纤维掺量0.04%,纤维素醚掺量0.15%时,聚合物修补砂浆的28 d抗压强度为79.48 MPa,28 d抗折强度为14.5 MPa,14 d粘结强度为1.45 MPa,符合JG/T 289—2010《混凝土结构加固用聚合物砂浆》的Ⅰ级要求。掺5%速凝剂时,聚合物修补砂浆适于喷射施工,具有较好的效果。