含粗骨料超高性能混凝土的制备及其性能研究

针对超高性能混凝土(UHPC)胶凝材料用量大、非绿色化、成本高、自收缩大等问题,通过引入5～10 mm粒径的粗骨料,采用普通河砂代替石英砂,并优化钢纤维体积掺量,成功制备出了经济环境效益良好、性能优良的含粗骨料超高性能混凝土(UHPC-CA)。研究了粗骨料掺量对UHPC-CA工作性和力学性能的影响,并与UHPC性能进行了对比分析。结果表明:UHPC-CA的流动性能相比UHPC有所降低,粗骨料掺量为675 kg/m3的UHPC-CA能保持良好流动性能,但随着粗骨料掺量的增加,流动性降低的十分明显;UHPC-CA抗压强度、抗折强度低于UHPC,弹性模量则高于UHPC,不同粗骨料掺量UHPC-CA力学性能变化并不明显;UHPC-CA抗氯离子渗透性能和抗冻性能表现良好,但是不如UHPC优异;掺入粗骨料能够改善UHPC-CA的自收缩性能,相比UHPC,其早期自收缩率明显降低。     

基于紧密堆积理论优化超高性能混凝土钢纤维参数

基于改良的Andreasen & Andersen 颗粒堆积模型优化设计了超高性能混凝土(UHPC)的基础配合比,研究了钢纤维的形状、含量及混杂钢纤维对UHPC湿堆积密实度的影响。然后采用D-最优设计(DOD)方法,预测和评估混杂钢纤维对UHPC湿堆积密实度的影响,并基于DOD模型优化设计了UHPC的最佳钢纤维掺量。结果表明,长直纤维、短直纤维、端钩纤维的掺入会对UHPC堆积体系、密实度带来不同程度的影响,其中端钩纤维对UHPC密实度的降低程度最大。此外,钢纤维掺量与UHPC堆积体系也有一定关系,当纤维掺量超过2.0%(体积分数,下同)时,UHPC的密实度急剧下降,造成UHPC堆积体系的显著破坏;基于建立的DOD优化模型分析得出,0.9%的长直纤维与1.1%端钩纤维为最佳纤维混杂方式,可使得钢纤维对UHPC堆积体系的扰乱作用最小化。     

低温升高抗裂机制砂隧道衬砌混凝土的研究与应用

隧道衬砌混凝土易在温度应力和体积收缩下产生开裂,进而影响工程结构外观质量和耐久性.项目依托保神高速茅山隧道工程,系统研究了不同胶凝材料体系对机制砂衬砌混凝土水化放热特性的影响,及膨胀剂用量对衬砌混凝土早期抗裂性能及耐久性能的影响.结果表明,双掺粉煤灰及石灰石粉可显著降低混凝土的水化温升,但对其力学性能产生不利影响,掺加...     

聚羧酸系减水剂对脱水相制备UHPC性能的影响

脱水相具有很强的吸附作用,聚羧酸系减水剂与脱水相的相容性直接影响超高性能混凝土（UHPC）的性能。试验采用3种不同种类的聚羧酸减水剂,研究减水剂对脱水相制备的UHPC工作性能、流变性能、力学性能的影响及其相容性。结果表明：SPT型和A97BS型聚羧酸减水剂可增大掺加脱水相制备超高性能混凝土浆体的塑性黏度,可以优化脱水相制备UHPC的工作性能;3种减水剂对UHPC抗压强度的影响大小为：PC-100型>SPT型>A97BS型;Zeta电位绝对值大小为：A97BS型>SPT型>PC-100型;总体而言,SPT型和A97BS型减水剂与脱水相的相容性较好。     

掺石灰石粉的清水混凝土性能与工艺研究

研究了不同粒径、掺量的石灰石粉对水泥胶砂工作性和力学性能的影响以及石灰石粉掺量对清水混凝土力学性能和耐久性能的影响,对比优选了清水混凝土施工脱模剂和模板。结果表明：水泥胶砂早期强度受石灰石粉细度和掺量的影响较大,在相同掺量时,粒径小的石灰石粉制备的胶砂流动性小、抗压、抗折强度大;清水混凝土的抗压强度随着石灰石粉掺量的增加而增大,电通量和氯离子扩散系数则随着石灰石粉掺量的增加而减小;当石灰石粉掺量为15%时,清水混凝土的力学性能和耐久性能最优;水性脱模剂的脱模效果优于油性脱模剂和模板漆,不锈钢模板的脱模效果优于普通钢模板。     

掺合料复掺对清水混凝土性能的影响

研究了一种黏度改性材料或石灰石粉与矿粉复掺对清水混凝土力学性能、抗渗性能和外观质量的影响.结果表明:用8％的黏度改性材料或15％的石灰石粉与矿粉复掺对提高清水混凝土的抗压强度、降低其电通量和氯离子扩散系数的效果相对较好;复掺黏度改性材料或石灰石粉制备的清水混凝土外观颜色偏亮,表面平整光滑,气泡较少.     

混凝土界面过渡区不均匀特性研究

在新拌混凝土制备过程中,因混凝土内部的微泌水效应和宏观泌水作用会对处于不同位置的骨料周围区域内产生水分的不均匀分布,进而影响界面过渡区的均匀性。利用显微硬度测试技术研究了混凝土界面过渡区的不均匀特性。结果表明,单骨料上、下以及侧面等不同界面处显微硬度值存在较大差别,其中上界面显微硬度值最大。表层骨料周围界面过渡区宽度略大于内部骨料界面过渡区;硅灰的掺加能明显改善混凝土界面过渡区的不均匀性。     

海洋侵蚀环境下超高性能混凝土的力学与耐久性能研究

通过加速劣化试验方法研究了超高性能混凝土（UHPC）在模拟海洋侵蚀环境下的力学和耐久性能。结果表明：海水养护下UHPC的力学性能受开始浸泡时间的影响较小，长期力学性能发展比较稳定；UHPC具有良好的适应性和耐久性能，冻融循环对UHPC性能的影响相对较大，但介质类型对其性能的影响较小；随着硫酸盐干湿循环次数的增加，UHPC的相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数先增加后降低，质量损失增加；硫酸盐干湿循环会导致UHPC表面露出的钢纤维锈蚀，但内部结构无损伤，钢纤维与基体结合紧密。     

中热及低热水泥配制超高性能混凝土的研究

分别采用低热水泥、中热水泥、普硅水泥及大掺量矿物掺合料配制超高性能混凝土（UHPC）,研究了UHPC力学性能、体积稳定性及热学性能的变化。结果表明：普硅水泥配制的UHPC力学性能最好,采用中热、低热水泥或增加矿物掺合料掺量均会使混凝土的抗压及劈裂抗拉强度降低;中热、低热水泥可以减小UHPC的自收缩,增大干燥收缩,但UHPC自收缩和干燥收缩的收缩总量减小,且低热水泥的降低效果优于中热水泥,相较于普硅水泥,低热水泥配制的UHPC总收缩量减小了33%;中热、低热水泥配制UHPC可以降低混凝土的水化速率,同时延缓到达最大水化速率的时间;单纯采用低热水泥降低UHPC绝热温升效果有限,混凝土中心温度与普硅水泥配制的UHPC相差不大。     

多元复合超早强水泥基材料的性能研究

研究了不同掺量石灰石粉和普通硅酸盐水泥对硫铝酸盐水泥凝结时间和力学性能的影响,采用水化热测试对水化进程进行了分析,同时,采用DTG对水化产物进行了综合热分析。结果表明：石灰石粉的掺入,缩短了终凝时间,降低了抗压强度;普通硅酸盐水泥的掺入,提高了硫铝酸盐水泥的水化速率,促进了C-S-H凝胶和AFt的生成;随着普通硅酸盐水泥掺量的增加,胶砂的早期强度逐渐降低,后期强度逐渐提高,当普通硅酸盐水泥掺量为40%时,5 h抗压强度最高,为35.9 MPa,当普通硅酸盐水泥掺量为80%时,28 d抗压强度最高,为94.5 MPa。