Effect of Cementitious Material Content on Properties of Fresh Self-Compacting Concrete

配制了胶凝材料用量在460～ 550 kg/m3之间变化的自密实混凝土,采用常规方法对新拌自密实混凝土的工作性能进行了检测,采用新拌混凝土气孔结构分析仪和旋转式流变仪对自密实混凝土拌合物的气泡特征参数和筛除石子后拌合物中砂浆的流变参数进行了测试,利用混凝土绝热温升仪分析了自密实混凝土的温升过程.结果表明:胶凝材料用量在480～500 kg/m3之间时,自密实混凝土的流动性、钢筋通过性和抗离析性以及气孔结构较佳,胶凝材料用量达550 kg/m3时气孔结构较差;随胶凝材料用量的增加,体系的塑性黏度和屈服应力增加,触变结构的稳定性变差,自密实混凝土的最高绝热温升和绝热温升速率峰值增大.     

胶凝材料用量对新拌自密实混凝土性能的影响

配制了胶凝材料用量在460～550 kg/m3之间变化的自密实混凝土,采用常规方法对新拌自密实混凝土的工作性能进行了检测,采用新拌混凝土气孔结构分析仪和旋转式流变仪对自密实混凝土拌合物的气泡特征参数和筛除石子后拌合物中砂浆的流变参数进行了测试,利用混凝土绝热温升仪分析了自密实混凝土的温升过程.结果表明:胶凝材料用量在480～500kg/m3之间时,自密实混凝土的流动性、钢筋通过性和抗离析性以及气孔结构较佳,胶凝材料用量达550 kg/m3时气孔结构较差;随胶凝材料用量的增加,体系的塑性黏度和屈服应力增加,触变结构的稳定性变差,自密实混凝土的最高绝热温升和绝热温升速率峰值增大.     

复掺配合比对自密实高流态混凝土性能影响

为了优化自密实高流态混凝土配合比,提高混凝土工作和力学性能,分别以胶凝材料、砂率和外加剂组分为关键变量,采用单一控制变量法,通过改变材料组分掺合量探究对自密实高流态混凝土性能影响.结果 表明:当胶凝材料在500～530kg/m3时,有较高流动性;超过530kg/m3时,间隙通过性效果好;低于530kg/m3时,可降低离析率.砂率为48％～50％时,拌合物流动性、间隙通过性较稳定,继续增大,抗离析性效果欠佳.当外加剂增大,流动性增加而抗离析性降低,外加剂为1.0％～1.2％时,对间隙通过性影响较小,与流动性、抗离析性较统一.随胶凝材料、砂率和外加剂各自增大,胶凝材料对3d、7d和28d抗压强度均有影响,砂率对3d抗压强度影响显著,外加剂对28d抗压强度影响明显.     

双板预制混凝土剪力墙中的自密实混凝土模板侧向压力

通过将免振捣的自密实混凝土(SCC)应用到双板预制混凝土(DWPC)剪力墙中,可避免DWPC剪力墙因空腔尺寸较小,采用普通混凝土浇筑时人工振捣较困难,使得预制双板局部开裂、胀模等破坏现象发生。SCC具有高流动性,对模板持续产生较大侧向压力。进行了双板预制剪力墙中SCC模板侧向压力试验研究,分析了混凝土浇筑速度、模板长度等参数对模板侧向压力的影响,实时监测并分析DWPC空腔内浇筑的SCC对模板持续产生的侧向压力。研究结果表明:浇筑速度越快,模板初始侧向压力越大,侧向压力下降时间越长,初始侧向压力值和下降速率与模板长度无关。     

自密实混凝土配合比的工艺性试验研究

针对寒冷地区的材料特点,应用吉林地区的原材料进行免振捣自密实混凝土的试验研究。以砂率、胶凝材料用量、粉煤灰掺量、水胶比这4个因素做正交试验,选择配合比参数,经过正交试验分析,得出同时满足工作性能和力学性能的自密实混凝土配合比。     

超高强混凝土配制技术的试验研究

通过10组超高强混凝土棱柱体单轴受压试验,探讨了砂率、水胶比、钢纤维和材料组成与用量等对超高强混凝土基本力学性能的影响规律.试验结果表明:在胶凝材料总量不变的情况下,减少水泥用量而相应增大粉煤灰用量,混凝土的流动性及抗压强度得到改善;减少胶凝材料用量可大幅度降低混凝土成本,对强度没有特别不利的影响,但混凝土流动性降低较多.     

不同配比下超早期混凝土与模板之间侧向作用

超早期混凝土对模板的侧向压力直接影响到模板设计,其大小受浇筑速度、混凝土配比、温度、模板表面性态、尺寸、形状、浇筑深度等诸多因素影响,作用机制非常复杂.在理论分析的基础上,设计了一个可以测量不同配比下混凝土对模板侧向压力的模型试验,并对试验结果进行了分析.试验结果表明,侧向压力竖向分布与静水压力相似,但明显小于静水压力;混凝土水灰比(质量比)越大,模板初始侧向压力越接近静水压力,侧向压力下降速度越快;超早期混凝土侧向压力的消散发生在潜伏期之后的水化反应阶段,此阶段水化产物的加速形成使材料具有自承载能力,因此侧向压力迅速下降并最终消失.     

浅谈自密实混凝土在建筑工程中的应用

在对自密实混凝土的流动机理、填充机理以及复合胶凝材料对其流动的影响进行了研究的基础上,根据配合比计算及设计方法提出自密实混凝土在建筑工程中的使用控制.     

装配式结构接缝微膨胀自密实混凝土收缩和力学性能研究

现浇混凝土接缝的质量控制和补偿收缩是预制装配整体式混凝土结构的关键问题之一.本文选取粉煤灰和石灰石粉作为矿物掺合料,总掺量为胶凝材料总量的30%;选取硫铝酸钙型膨胀剂,按照胶凝材料总量的8%、10%和12%等量取代水泥,制备了拌合物工作性能满足规范要求的自密实混凝土.实验研究了自密实混凝土收缩性能(自收缩、干缩)和基本力学性能(立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量)的影响规律.结果表明:掺加膨胀剂自密实混凝土的自收缩呈先膨胀后收缩规律;随着膨胀剂掺量增加,自收缩和干燥收缩均持续减小,立方体和轴心抗压强度以及劈裂抗拉强度降低,但弹性模量没有明显变化.从控制自密实混凝土早期收缩防止早期开裂考虑,膨胀剂掺量不宜低于10%;从控制自密实混凝土长期收缩防止后期裂缝考虑,可选取膨胀剂掺量不低于8%.     

自密实混凝土正交配合比试验及对工作性能的影响

基于对自密实混凝土工作性能的研究以及其配比有着很强的地域性,采用本地材料中石子、砂、粉煤灰、水泥、水和减水剂的用量为因素,各取5个水平;采用坍落扩展度试验、J型环试验,测试自密实混凝土的流动性、钢筋间隙通过能力;进行正交配合比试验,分析各因素用量对工作性能的影响。通过极差分析的方法来实现材料对工作性能影响的分析,并且得出最优配比。结果表明:减水剂的用量和石子的用量对于自密实混凝土配比影响占主要因素。     

机场道面自密实碱激发混凝土性能研究

针对机场道面混凝土强度、耐久性高性能化的要求,采用"优质矿渣+复合碱激发剂"的技术路线,配制出坍落度≥160 mm,抗折强度7 d达7.6 MPa、28 d达8.5 MPa的自密实碱激发胶凝材料混凝土,并研究了碱激发胶凝材料混凝土的耐久性能、变形性能、施工和经济性.与目前机场道面施工中采用的水泥混凝土进行对比试验,结果表明:其抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性和耐磨性远优于传统水泥混凝土,抗渗等级达到S40以上,抗冻等级达到F300以上,耐硫酸盐和耐磨性能优异;碱激发胶凝材料混凝土属低收缩混凝土,但早期收缩略高,应采取措施加强早期养护.自密实碱激发胶凝材料道面混凝土的和易性、强度、耐久性可以满足机场道面铺筑要求,且具有良好的施工和经济性,可用于机场道面的建设.     

石灰石粉对碱激发胶凝体系流变性能的影响

为解决碱胶凝材料反应过快而导致其流变性和工作性能差的问题,采用流变学原理研究了不同掺量下的石灰石粉(0%、5%、10%、15%、20%)对固体水玻璃和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝材料流变特性的影响。研究结果表明,新拌胶凝材料浆体内部的屈服应力和塑性黏度是影响碱胶凝材料流变性和工作性能的关键因素;反应生成的凝胶造成浆料内部颗粒团聚以及颗粒间作用力和摩擦力增大,从而导致屈服应力和塑性黏度增大,可以通过添加惰性矿物来改变浆料的屈服应力和塑性黏度;固体和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝材料符合Bingham模型,加入石灰石粉并未改变其流变模型;石灰石粉对固体水玻璃和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝体系的屈服应力和塑性粘度影响稍有不同,在液体水玻璃激发浆料体系中的塑性粘度以石灰石粉掺量20%为最小,而在固体水玻璃体系中掺入石灰石粉可使浆料的塑性粘度降低15%～30%。     

纳米二氧化硅自密实道路混凝土弯曲疲劳性能研究

目的通过掺入纳米二氧化硅颗粒优化自密实道路混凝土配合比,改善其弯曲疲劳性能.方法以填充性能和28 d抗压强度为评价指标,设计L_9(3~4)正交试验优化混凝土初始配合比,选取4种配合比制备纳米改性自密实混凝土,进行四点弯曲疲劳试验,分别得到50%和95%存活率下基于两参数Weibull分布的概率疲劳方程,并借助SEM观察试件断面微观形貌.结果自密实道路混凝土取得最佳配合比时水胶比为0.26,纳米二氧化硅和硅灰分别占胶凝材料的质量分数为1%、10%;纳米二氧化硅颗粒掺量为1%的试件的疲劳性能最优,达到预估疲劳寿命2.0×10~6次时弯拉强度折减系数增大了1.4%～5.7%,且疲劳寿命对应力水平变化的敏感性降低了2.1%～9.8%;纳米颗粒具有物理填充效应并与水化产物发生二次反应生成低密度水化硅酸钙凝胶,填充内部微孔使结构更为致密.结论纳米二氧化硅能在一定程度上提升自密实道路混凝土的疲劳性能.     

中低强度火山灰混凝土抗氯 离子渗透性能试验研究

通过混凝土 56天电通量试验，探讨多种因素对中低强度火山灰混凝土抗氯离子渗透性能的影响。研究表明：中低强度火山灰混凝土电通量与火山灰掺量相关性不明显，与混凝土强度亦无必然联系；一定单方胶凝材料总量下，火山灰混凝土电通量随水胶比的增大而增大。减小电通量的关键是控制水胶比，减小单方胶凝材料总量，也能使电通量降低；引气剂对中低强度混凝土抗氯离子渗透性能有较大的负面影响，引气量越高，抗氯离子渗 透性能越差。     

PP纤维自密实混凝土早期强度特性与断裂性能

为了研究聚丙烯(PP)纤维体积掺量和长细比对PP纤维自密实混凝土(PFRSCC)早期强度特性与断裂性能的影响,在自密实混凝土中掺入一定长度(6,12,19)mm和体积掺量(0.05％,0.10％,0.15％,0.20％)的PP单丝纤维配制PFRSCC,采用塌落扩展度试验、U型仪试验及平板约束试验确定PP纤维的体积掺量和长细比范围,在此基础上研究了PFRSCC早期强度和断裂韧性随纤维体积掺量及养护龄期的变化规律,并从材料的组成结构和断裂力学的角度分析了早期强度和抗裂性能的改善机理.结果表明:随着PP纤维体积掺量的增加,自密实混凝土的工作性逐步劣化,混凝土强度和抗裂性能先提高后降低;在不改变原有自密实混凝土配合比情况下,PP纤维长度宜控制在12～19 mm,最佳体积掺量为0.10％;适当提高胶凝材料和高效减少剂的用量是改善PFRSCC工作性的有效途径,纤维体积掺量可以提高到0.15％;与普通自密实混凝土相比,最优配合比下的PFRSCC早期强度和断裂韧性增长较快,28 d抗压强度、劈裂强度和弯拉强度分别提高9％,24％和21％,断裂韧性提高37.6％,限裂效能系数达到89.8％.     

钢渣微粉对自密实混凝土性能的提升作用

为研究粗粒度区间(45～80μm)钢渣微粉对自密实混凝土性能的影响,通过自密实混凝土的工作性能、抗压强度和体积稳定性综合评价其性能。结果表明:粗粒度区间钢渣微粉掺量低于15%时,自密实混凝土的塑性黏度可降低42 Pa·s左右,坍落拓展度提高20～70 mm。相较于基准样,粗粒度区间钢渣微粉能够小幅度提升自密实混凝土7和28 d的抗压强度。此外,自密实混凝土的早期收缩和长期收缩也都有一定程度的改善。     

多因素对透水混凝土基本性能影响的试验研究

由于透水混凝土胶凝材料用量大导致成本高,因此为了降低成本,考虑采用粗砂替代部分胶凝材料,通过正交试验,研究粗砂掺量、硅灰掺量、水胶比、减水剂因素对透水混凝土抗压强度、有效孔隙率和透水系数的影响.试验结果表明:随着粗砂的掺入,透水混凝土抗压强度下降,透水系数显著上升;随着硅灰掺量和减水剂的增加,抗压强度先上升后下降,有效...     

用碱矿渣胶凝材料粘贴FRP布加固混凝土结构的剪切性能

为解决环氧类有机胶耐火性差的问题,选择工业副产品粒化高炉矿渣为原料,水玻璃为碱性激活剂,制备了一种用于FRP加固混凝土结构的耐高温无机胶——碱矿渣胶凝材料.通过考察水玻璃模数与用量,以及水用量对胶块抗压强度的影响,优选出碱矿渣胶凝材料的最佳配比为:水玻璃模数Ms=1.0,水玻璃用量为矿渣粉质量的12％,水用量为矿渣粉质量的42％.通过面内剪切试验,研究了FRP布和胶黏剂类型对FRP布与混凝土基材的界面剪切性能的影响,建议了2种CFRP布的有效黏结长度为160和220 mm.试验结果表明:碱矿渣胶凝材料用于粘贴CFRP布加固混凝土结构效果良好,其面内剪切强度与有机胶相当,界面破坏呈现胶层下混凝土大面积剥离的理想破坏模式.     

运用响应面法的无机聚合物混凝土性能分析

利用矿粉与固体激发剂,制备了适用于机场道面的快硬早强无机聚合物混凝土。基于响应面分析法,使用Design Expert软件对试验结果进行模型拟合,研究水胶比、胶凝材料用量、砂率各自变量及其交互作用对无机聚合物混凝土坍落度、初凝时间、7d抗折强度影响的显著程度。分析结果表明:坍落度影响方面,胶凝材料用量水胶比砂率;初凝时间方面,水胶比胶凝材料用量砂率;7d抗折强度影响方面,水胶比砂率胶凝材料用量;双因素交互作用的显著程度也各不相同,其中水胶比和胶凝材料用量对坍落度的交互作用最显著,胶凝材料用量和砂率对7d抗折强度的交互作用最显著,三因素两两之间对初凝时间的交互作用不显著。     

胶凝材料组成对钢筋混凝土耐久性的影响

利用电化学阻抗法和压汞法等研究了外渗氯盐条件下胶凝材料组成对钢筋混凝土耐久性的影响,结果表明:随胶凝材料中粉煤灰或矿渣含量的提高,钢筋混凝土耐久性、混凝土电阻率和钢筋电荷转移电阻先增加后减少,钢筋腐蚀速率则先减少后增加;氯离子临界浓度随钢筋周围溶解氧含量的提高及Ca(OH)2含量的降低而降低;掺合料取代部分水泥后提高了混凝土的致密性,增大了电荷转移电阻,提高了钝化膜的稳定性,同时会降低混凝土内的Ca(OH)2含量,引起氯离子临界浓度下降.