粉煤灰品质对混凝土性能影响研究

研究掺低钙、高钙粉煤灰对结构混凝土坍落度、抗压强度、混凝土碳化、氯离子扩散系数、干湿循环破坏等性能的影响.研究表明低钙、高钙粉煤灰对混凝土坍落度没有影响,在相同的养护龄期里掺高钙粉煤灰的混凝土抗压强度大于低钙粉煤灰混凝土.掺加低钙、高钙粉煤灰对混凝土碳化、氯离子扩散系数、干湿循环破坏有影响,掺加低钙粉煤灰混凝土具有比掺高钙粉煤灰混凝土更大碳化深度,掺低钙、高钙粉煤灰对混凝土氯离子扩散系数影响不明显,在干湿循环初始阶段掺低钙粉煤灰混凝土抗压强度、相对动弹性模量增加程度大于掺高钙粉煤灰混凝土增加程度,干湿循环超过30次后高钙粉煤灰混凝土抗压强度、相对动弹性模量劣化增加程度小于低钙粉煤灰混凝土抗压强度劣化损伤增加程度.     

碳纤维增强混凝土力学性能研究

为了研究碳纤维长度和体积掺量对混凝土力学性能的增强效果,制备了C30、C40强度等级的混凝土,添加碳纤维长度为10 mm和20 mm,碳纤维体积掺入率为0%～0.32%、进行了18组(54个)立方体试件的轴心受压性能实验,研究其抗压强度和劈裂抗拉强度.实验结果表明:不同掺量的碳纤维对混凝土的抗压、劈拉强度均有不同程度的影响,总体上随着碳纤维掺量的增加,混凝土的抗压强度及劈拉强度随之增加,但在碳纤维长度为20 mm时混凝土抗压强度有所降低;当掺量小于0.08%时,C30混凝土的抗压强度增长幅度较劈拉强度大,C40混凝土的劈拉强度增长幅度较抗压强度大;并且当碳纤维掺量达到一定量时抗压强度与劈拉强度的增长幅度均较小;实验得出长度为10 mm的碳纤维能更好增强抗压和劈拉强度,对劈拉强度的增加更加明显;碳纤维添加在C40混凝土中较C30中发挥效果更佳.     

纳米SiO_2-超细粉煤灰混凝土力学性能的试验研究

为研究混凝土的绿色化和高性能化,进行了不同纳米SiO_2掺量下超细粉煤灰混凝土的静态压拉试验,分析了纳米SiO_2掺量对超细粉煤灰混凝土压拉强度的影响和最优掺量下对超细粉煤灰混凝土的破坏形态影响。试验结果表明:普通混凝土和超细粉煤灰混凝土试件的抗压和劈裂抗拉强度均随纳米SiO_2加入量的增大显示先上升后下降的趋势,当纳米SiO_2加入量为0.8%时,普通混凝土试件的抗压和劈裂抗拉强度增幅效果最好;当纳米SiO_2加入量为1.0%时,超细粉煤灰混凝土试件的抗压和劈裂抗拉强度增幅效果最好;试件的抗压和劈裂抗拉破坏形态均为脆性破坏,但超细粉煤灰混凝土掺入1.0%纳米SiO_2后抗压和劈裂抗拉破坏程度明显得到改善。     

PVA纤维再生混凝土力学性能正交试验研究

采用正交试验对PVA(聚乙烯醇)纤维再生混凝土的物理力学性能进行进一步的研究,考察了水胶比、粉煤灰替代率(质量分数)、再生粗骨料替代率(质量分数)、PVA纤维掺量(体积分数)四种因素对PVA纤维再生混凝土抗压及劈拉强度的影响。试验结果表明:水胶比是影响PVA纤维再生混凝土抗压及劈拉强度的主要因素,再生粗骨料替代率为30%、50%、70%时,其抗压及劈拉强度均低于替代率为0的强度,PVA纤维掺量为0.1%时可以有效的提高抗压及劈拉强度。     

模拟工业废水对钢纤维混凝土的腐蚀试验研究

针对模拟工业废水环境以及工业废水-干湿循环耦合作用下钢纤维混凝土的抗压强度、抗折强度、尺寸效应等几个方面进行了试验,研究了工业废水环境下钢纤维混凝土的抗腐蚀性能.结果表明,高COD值工业废水将对钢纤维混凝土产生腐蚀劣化,钢纤维混凝土的抗压腐蚀系数和抗折腐蚀系数均随着试验龄期的增加而逐渐降低,其降低幅度随着试件尺寸的减小而增大;钢纤维对抑制混凝土抗压强度的腐蚀劣化作用不明显,但可有效抑制混凝土抗折强度的腐蚀劣化作用;在工业废水环境下经历干湿循环4个月以后,钢纤维混凝土抗压强度与抗折强度的腐蚀劣化开始显现,钢纤维的加入对混凝土抵抗工业废水干湿循环下的腐蚀能力有所提高;经历工业废水腐蚀后的小尺寸试件与标准试件之间的钢纤维混凝土抗折强度具有较为显著的尺寸效应.     

砖粒及粉煤灰掺量对再生混凝土抗冻性能的影响

利用含砖粒建筑垃圾再生粗骨料制备再生混凝土,并在工程中推广应用;其强度和抗冻性能是亟待解决的关键性问题。以粉煤灰及砖粒掺量作为分析参数,制作粉煤灰取代率分别为0、10%、15%和20%,砖粒含量分别为0、10%、30%和50%的再生混凝土立方体试件和棱柱体试件;并通过抗压和气冻-气融循环试验,研究粉煤灰取代率及砖粒含量对再生混凝土的强度及抗冻性能的影响规律。研究结果表明:(1)在无粉煤灰掺入条件下,砖粒掺量不超过30%时,再生混凝土的抗压强度和抗冻性能均没有明显下降;当砖粒掺量为50%时,再生混凝土的抗压强度和抗冻性能均有显著下降。(2)在砖粒掺量分别为30%和50%情况下,对再生混凝土抗压强度和抗冻性来说,粉煤灰取代率分别为15%和10%时的最优。     

泵送粉煤灰混凝土回弹测强曲线特性

通过对不同强度等级、不同粉煤灰掺量的泵送混凝土标准立方体试块进行抗压、回弹、碳化试验,研究各测试数据随龄期的变化规律,根据常用曲线形式进行测强曲线拟合并分析其与普通混凝土统一测强曲线的区别．试验表明：混凝土各测试数据的发展受粉煤灰影响不同而呈现不同规律,掺量高的低强混凝土抗压强度发展慢,回弹发展快,碳化深度大;而掺量低的高强混凝土抗压强度发展快,回弹发展慢,碳化深度低．该现象的内在原因为掺量低时粉煤灰微集料效应为主,抗压强度提高明显;掺量高时粉煤灰低活性限制抗压强度增长,而回弹值提高明显．各测试数据的发展规律不同造成曲线拟合误差大,分析建议将胶凝材料含量〉400kg／m2、粉煤灰掺量≤20％的高强混凝土的回弹值适当增大后拟合,可得到满足地区曲线的精度要求的统一曲线．     

三维数值模拟在掺碱粉煤灰-水泥胶砂强度试验的应用

粉煤灰-水泥中掺氢氧化钠能够增加水泥早期强度,本次试验通过测定3 d、28 d龄期的胶砂强度值;并分析得出氢氧化钠最佳掺量分别为5%和6%;粉煤灰的最佳为10%;相对与基准组强度提高率最高的粉煤灰掺量分别为20%和30%。其次,将3 d龄期的强度提高率和28 d比较,得出龄期对强度发展的影响;同时,利用有限元方法模拟混凝土试件单轴抗压的受压破坏过程;并将数值模拟结果与物理实验对照,精度基本满足要求,其方法为混凝土的研究提供新思路。     

龄期对不同掺料相变混凝土力学性能影响试验与分析

为制备具有一定强度的掺料相变混凝土,通过分别对不同标准龄期养护下的同一配合比不同掺料的相变混凝土立方体试件进行了抗压与劈裂抗拉强度试验与分析。试验结果表明,除3 d龄期外,单掺硅粉相变混凝土在不同龄期下的抗压能力均高于其他掺料相变混凝土;单掺粉煤灰相变混凝土在不同龄期下的抗拉能力均低于其他掺料相变混凝土;双掺粉煤灰与硅粉的相变混凝土直到龄期达到90d的时候,才会到达相变储能组的强度。     

高温养护和粉煤灰掺量对外掺氧化镁混凝土膨胀和劈裂抗拉强度的影响

主要研究了不同温度加速养护条件下,掺入不同量MgO膨胀剂和粉煤灰的混凝土试件的膨胀性能和劈裂抗拉强度,明确高温养护对外掺MgO混凝土膨胀与劈拉强度的影响规律。结果表明,随着养护温度的升高,混凝土的膨胀将加快,膨胀曲线趋于平缓的时间就越短;MgO掺量的增加不仅使混凝土的膨胀值增大,而且对其劈拉强度造成影响。适当掺量的MgO可能使混凝土劈拉强度有所增加,当MgO掺量过大时,则对混凝土劈拉强度没有贡献,甚至可能使其强度降低;粉煤灰对MgO的膨胀有明显的抑制作用,提高了高掺量MgO混凝土的劈裂抗拉强度。     

粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对高强沙漠砂混凝土力学性能影响

为了研究粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对高强沙漠砂混凝土力学性能影响,进行不同粉煤灰掺量和沙漠砂替代率高强沙漠砂混凝土28 d抗压强度和劈裂拉伸强度实验,分析粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对高强沙漠砂混凝土28 d抗压强度和劈裂拉伸强度影响规律.实验结果表明:随着沙漠砂替代率增加,高强沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度呈现先增大后减小趋势,沙漠砂替代率为20％时,高强沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度均达到最大值;随着粉煤灰掺量增加,高强沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度先增大后减小,粉煤灰掺量为15％时,高强沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度达到最大值,为沙漠砂在工程中的应用提供指导和借鉴.     

玄武岩纤维粉煤灰橡胶混凝土力学性能试验研究

对玄武岩纤维橡胶混凝土设计了正交试验,对其力学性能进行测试并与普通混凝土对比,分析橡胶颗粒取代率、玄武岩纤维和粉煤灰掺量对混凝土28 d抗压、劈裂抗拉和抗折强度的影响。结果表明:橡胶颗粒取代率5%,玄武岩纤维掺量4 kg/m~3,粉煤灰掺量15%时,混凝土各项性能最佳。随橡胶颗粒取代率增加,混凝土抗压强度显著降低;而掺入玄武岩纤维使抗拉和抗折强度有较大幅度提升;最后从玄武岩纤维对混凝土类材料增韧阻裂机制进行了讨论。     

冻融循环作用下混杂纤维粉煤灰混凝土力学性能试验

为了研究混杂纤维和粉煤灰增强混凝土在冻融循环作用下的损伤程度,通过对基准混凝土、混杂纤维混凝土和混杂纤维粉煤灰混凝土试样在冻融循环条件下进行抗压强度试验及超声波检测试验,得到冻融破坏后混凝土的抗压强度和相对动弹性模量,分析抗压强度损伤量、相对动弹性模量损伤量和内部结构破坏机制,建立了基于相对动弹性模量的强度衰减方程。试验结果表明：基准混凝土、混杂纤维混凝土和混杂纤维粉煤灰混凝土的抗压强度和相对动弹性模量均随着冻融循环次数的增加而减小;经历60次冻融循环时,其抗压强度和相对动弹性模量都有不同程度的下降;混杂纤维粉煤灰混凝土抗压强度和动弹性模量的损伤量在粉煤灰掺量小于10%时整体小于基准混凝土,而在粉煤灰掺量为20%和30%时大于基准混凝土;通过对冻融循环作用下混凝土相对抗压强度与相对动弹性模量的关系拟合,得到相关系数良好的相对抗压强度与相对动弹性模量的指数函数关系表达式;分析了混凝土冻融损伤、纤维和粉煤灰增强混凝土抗冻融机理。掺入适量纤维和粉煤灰能增强混凝土的抗冻融破坏能力。     

Effect of silica fume on the fresh and hardened properties of fly ash-based self-compacting geopolymer concrete

The effect of silica fume on the fresh and hardened properties of fly ash-based self-compacting geopolymer concrete (SCGC) was investigated in this paper. The work focused on the concrete mixes with a fixed water-to-geopolymer solid (W/Gs) ratio of 0.33 by mass and a constant total binder content of 400 kg/m3. The mass fractions of silica fume that replaced fly ash in this research were 0wt%, 5wt%, 10wt%, and 15wt%. The workability-related fresh properties of SCGC were assessed through slump flow, V-funnel, and L-box test methods. Hardened concrete tests were limited to compressive, splitting tensile and flexural strengths, all of which were measured at the age of 1, 7, and 28 d after 48-h oven curing. The results indicate that the addition of silica fume as a partial replacement of fly ash results in the loss of workability; nevertheless, the mechanical properties of hardened SCGC are significantly improved by incorporating silica fume, especially up to 10wt%. Applying this percentage of silica fume results in 4.3% reduction in the slump flow; however, it increases the compressive strength by 6.9%, tensile strength by 12.8% and flexural strength by 11.5%.     

再生骨料对高钙粉煤灰基地聚物混凝土力学及耐久性能的影响

试验分别采用再生骨料和天然骨料作为粗骨料,制备了碱激发高钙粉煤灰基地聚物再生骨料混凝土和地聚物天然骨料混凝土。测试了其密度、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、吸水率、渗透孔隙率、氯离子渗透深度及抗硫酸侵蚀等指标,探讨比较了再生骨料与天然骨料高钙粉煤灰基地聚物混凝土物理力学性能和耐久性的差异;并进一步分析了不同NaOH溶液浓度(6 mol·L~(-1)、12 mol·L~(-1)和18 mol·L~(-1))对其相关性能的影响。结果表明:再生骨料可以用作粗骨料制备高钙粉煤灰基地聚物混凝土,其抗压强度在30.64~38.22 MPa之间,略低于天然骨料制备的地聚物混凝土。随着NaOH溶液浓度的增加,粉煤灰基地聚物混凝土的力学性能及耐久性能均显著改善,且当NaOH浓度为12 mol·L~(-1)时,其各项性能综合较优。     

膨胀剂和玄武岩纤维对含氯盐混凝土压拉性能的影响

研究了不同掺量的膨胀剂和玄武岩纤维对含氯盐混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响。结果表明:当膨胀剂掺量和玄武岩纤维掺量相同时,含氯盐混凝土压拉强度随氯盐掺量的增加而增加;当氯盐掺量和玄武岩纤维掺量相同时,含氯盐混凝土压拉强度随膨胀剂掺量的增加而降低。与素混凝土相比,当氯盐掺量、玄武岩纤维掺量和膨胀剂掺量分别为4 kg/m~3、3 kg/m~3和8%时,含氯盐混凝土抗压强度和抗压强度增长率的最大值分别为48.3 MPa和26.4%;劈裂抗拉强度和劈裂抗拉强度增长率的最大值分别为3.63 MPa和23.5%。结果同时表明:在含氯盐混凝土中掺入玄武岩纤维对劈裂抗拉强度比对抗压强度的改善更显著。     

粉煤灰影响再生细骨料混凝土抗压性能的试验研究

通过室内试验,研完了粉煤灰等量取代水泥对再生细骨料混凝土抗压强度及其离散性的影响.试验结果表明:(1)粉煤灰等量取代水泥使得再生细骨料混凝土早期抗压强度降低,但后期抗压会超过或接近不掺粉煤灰的再生细骨料混凝土.(2)随着粉煤灰取代水泥率的增加,再生细骨料混凝土的后期抗压强度是先增大后减小,最佳取代率在15％～20％之间.3)随着粉煤灰取代水泥率的增加,再生细骨料混凝土抗压强度的离散性越大.     

复掺废砖再生混凝土的抗压强度

试验研究水灰比、砂率、粉煤灰替代率、硅灰掺量及废砖替代率5个因素对复掺废砖再生混凝土抗压强度的影响.结果表明:水灰比、砂率和粉煤灰替代率对复掺再生混凝土28 d抗压强度的影响都是先增大后减小;随着硅灰掺量的增加,再生混凝土28 d抗压强度依次增大;随着废砖替代率的提高,再生混凝土28 d抗压强度逐步减小;当其他组分掺量适当,废砖骨料替代率为100%时,可以配制满足C30强度要求的再生混凝土.