高性能混凝土发展与应用

近年来,高性能混凝土理念契合我国当前行业发展的现状和国家发展的需求,形成了有中国特色的"高性能混凝土"内涵。在行业主管部门的推动下,高性能混凝土的相关技术及标准化工作逐渐展开,不同地区和不同类型的试点示范工作各有特色,并在"一带一路"工程项目中积极探索高性能混凝土技术的海外应用及标准国际化推广。本文从高性能混凝土理念的发展及新的内涵出发,介绍高性能混凝土推广应用工作的目的和意义,从高性能混凝土技术、标准在国内试点推广应用及国际化推广探索等方面综合阐述高性能混凝土的发展与应用进展。     

低水胶比湿喷混凝土的可喷性能研究

喷射混凝土(湿喷法)通常以C30及以下强度等级为主,难以满足某些修补及隧道工程对高强喷射混凝土的需求。高强混凝土具有水胶比低、粘度大等特点,采用喷射施工的难度更大。研究了低水胶比混凝土的净浆流变性能、可输送性能,并采用小型湿喷机验证了混凝土的可喷射性能。结果表明:新拌混凝土的可变形能力值Γ越接近7,其可输送性能越理想;一次喷射厚度随着拌合物屈服应力值τ的增大而增大,但塑性粘度η与喷射厚度没有明显的关系;C50混凝土中掺入82 kg/m~3降粘增强剂可明显提高湿喷混凝土的可喷射性,回弹率降至6.5%,一次喷射厚度为160 mm。     

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。     

早龄期冻结土压力与负温耦合作用的井壁混凝土性能

研究了早龄期冻结压力等荷载、负温及早龄期荷载和负温耦合作用对冻结竖井井壁C60混凝土抗压强度、氯离子扩散系数和声发射特征的影响,并通过扫描电镜分析其内部微裂缝.结果表明:早龄期荷载加载时间越早对混凝土28d抗压强度的影响越大,当外部荷载作用时间在3d以后且荷载水平在混凝土当天强度40%以内时,混凝土28d强度几乎不受影响;冻结井井帮负温环境会延缓井壁混凝土早期水化,防冻剂的加入利于加快混凝土水化和强度的发展;在早龄期荷载及负温耦合作用下,混凝土28d抗压强度降低明显,氯离子扩散系数大大增加,混凝土的渗透性由"中"变为"高",内部产生了缺陷和微裂缝导致声发射"活跃阶段"提前,且混凝土呈现明显的塑性变形.      

流态固化土用无熟料胶凝材料的性能研究

流态固化土是近年来为提高市政、建筑工程狭窄空间回填质量而发展的一种新材料。本文采用钢渣粉、CFB脱硫灰、稻壳灰等多种低品质固废作为无熟料胶凝材料制备流态固化土,并对流态固化土的无侧限抗压强度、干燥收缩性能、重金属浸出性能、微观结构等开展相关试验。研究表明:采用无熟料胶凝材料制备的流态固化土,其拌合物流动扩展度和无侧限抗压强度可满足一般填筑工程的要求,硬化体的干燥收缩值明显低于同掺量的水泥固化土,且无重金属浸出毒性超标的风险;在多种固废协同作用下,土颗粒聚集成团,孔隙明显减小,絮状的凝胶与针棒状的钙矾石晶体相互交织,附着在土颗粒表面,联结土颗粒,使得固化土的强度显著提高。     

未淡化海砂超高性能混凝土的性能研究

对利用未经淡化处理海砂配制的超高性能混凝土(UHPC)的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、抗冻性能、抗氯离子渗透性能和护筋性能进行了系统的试验研究。结果表明:抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度分别大于120 MPa、20 MPa和12 MPa,弹性模量大于40 GPa,其抗冻等级超过F500,电通量值不超过50 C,力学性能和耐久性指标均满足GB/T 31387—2015《活性粉末混凝土》的要求。此外,本试验显示,经过40次的盐水浸烘循环试验后,未淡化海砂UHPC中的钢筋锈蚀风险较低。     

早龄期荷载与负温作用的井壁混凝土性能研究

对于冻结法施工的井壁混凝土,由于在早龄期受到了冻结土压力等荷载以及负温的作用,所引起的混凝土早期损伤会导致井壁混凝土耐久性下降。针对这些问题,研究了早龄期荷载和负温耦合作用对冻结竖井井壁C60混凝土抗压强度、氯离子扩散系数、声发射特征的影响。结果表明:在早龄期荷载和负温耦合作用下,随着早龄期荷载的增加,抗压强度明显下降,氯离子扩散系数有所提高,混凝土的渗透性由"中"变为"高",内部产生了更多的微裂缝,导致声发射"活跃阶段"提前出现;防冻剂的加入能提高在早龄期荷载和负温耦合作用下的混凝土抗压强度以及抗氯离子侵蚀性能;在混凝土中掺入仿钢纤维后可明显增加混凝土在早龄期荷载和负温耦合作用下的受荷载能力以及抗氯离子的渗透性能,对应的声发射信号相对稳定。     

施工工艺对清水混凝土饰面质量的影响及评价方法

清水混凝土是现代混凝土的重要发展方向和最具艺术感的品类,对原材料选择、配合比设计、施工和养护等方面均有不同于普通混凝土的要求。选择组分优选、模板工艺、脱模剂使用角度对最新研究工作进行归纳和分析,并总结了清水混凝土饰面性能的评价方法,指出当前清水混凝土研究工作的缺口,以推动清水混凝土工程发展。     

无机非金属材料的应用及发展研究

除有机聚合物材料和金属材料外,无机非金属材料都是从传统硅酸盐材料演变而来的材料。我国现代建筑存在严重的能源短缺状况,因此必须广泛使用建筑节能材料,其中无机非金属材料由于其优异的节能效果得到越来越广泛的应用。无机非金属材料包括除高分子材料和金属材料以外的几乎所有材料,主要由新型的无机工程材料组成,如陶瓷玻璃特种陶瓷和耐火材料及水泥等。无机非金属材料具有耐热耐腐蚀及硬度高等良好的性能特点,但其缺点是抗拉强度低、韧性差。根据无极非金属材料在化学工业的使用分析了我国无机非金属材料的应用及发展趋势。     

膨胀剂掺量及养护时间对大掺量粉煤灰混凝土强度的影响

针对膨胀剂掺量不当、养护时间不足会影响大掺量粉煤灰混凝土强度的问题,本文研究了较长龄期下,膨胀剂掺量以及养护时间对大掺量粉煤灰混凝土强度的影响,并通过扫描电镜观察了大掺量粉煤灰混凝土在不同养护时间下的内部结构形貌特征。结果表明,在粉煤灰掺量为50%和60%的混凝土中,掺入6%的HCSA膨胀剂且棉被覆盖浇水养护时,混凝土内部产生针状及细棒状的钙矾石,密集填充在混凝土缝隙中,与周围的C-S-H凝胶交融生成致密的水泥石结构,从而明显提高了混凝土抗压强度;养护7天时,混凝土70天龄期抗压强度分别提高66%和32%。HCSA膨胀剂掺量6%,养护7天,可以达到工程成本与混凝土强度的最佳协调。