混凝土二次投料和工艺及其配合与设计探讨

本文针对混凝土强度破坏常发生在水泥石与骨料界面的情况,指出传统混凝土一次投料工艺在提高水泥分散性、水化程度以及平衡混凝土界面过渡区强度梯度等方面存在的不足,提出用新的二次投料工艺改善混凝土界面区的结构和性质,可提高混凝土性能.本文为此了分析了二次投料的机理,并与传统搅拌方法进行了理论与实践的对比.     

新拌混凝土界面过渡区改性工艺方法探讨

针对一次投料搅拌工艺在提高水泥分散性、水化程度以及平衡混凝土界面过渡区强度梯度等方面存在的不足,提出新的多步投料搅拌工艺。研究结果表明,多步投料搅拌工艺在提高水泥分散性、水化程度以及平衡混凝土界面过渡区强度梯度等方面效果明显;相同条件下多步投料搅拌工艺可提高混凝土强度29.6%;在保证混凝土强度不变的情况下节约水泥20%左右。     

增强混凝土界面粘结强度的方法

为了改善混凝土界面过渡区的结构或界面粘结强度,提高混凝土强度及其他性质,利用振动搅拌或二次投料搅拌工艺的方法增强混凝土的界面强度.通过对振动搅拌和二次投料搅拌工艺的机理分析,设计了试验装置和工艺方案,并进行了试验研究.结果表明:采用振动搅拌可强化搅拌过程,明显地提高混凝土强度和搅拌效率;采用二次投料搅拌工艺制备的混凝土界面过渡区的粘结强度得到了明显的改善.     

改善搅拌过程提高混凝土强度

为了提高混凝土的强度,围绕混凝土的拌和过程,分别从活化水、2次搅拌工艺以及振动搅拌设备3个方面开展了提高混凝土强度的试验研究。对拌和混凝土的关键组分水,通过高压电场处理,使其具有较强的物理、化学活性,促使拌和过程中的水化反应更加充分,并加快水化反应和凝结硬化速度。研究结果表明:与普通水的对比试验表明活化水提高了混凝土硬化强度;采用多步骤的2次搅拌工艺,促使拌和过程水泥浆体内水灰比梯度形成,降低过渡区的水灰比,改善过渡区孔隙结构,提高砂石等骨料界面的粘结强度,与传统搅拌工艺的对比试验表明,2次搅拌工艺综合提升了混凝土的整体性能;通过在搅拌机内设置深度激振器,采用振动作用与强制搅拌相结合的工作装置,消除拌和过程中的水泥颗粒团聚,降低混合物粘度和内摩擦力,使水泥颗粒快速均匀分散,水化反应更加彻底,与普通强制搅拌机对比试验表明,振动搅拌能明显改善混凝土的微观均匀性,提高了硬化强度。     

AEP混凝土搅拌工艺的增强效果与机理

本文对AEP搅拌新工艺进行了研究.试验表明,对于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥不同的水泥品种,采用AEP搅拌工艺后,混凝土的抗压强度都有大幅度的提高.微观分析认为,采用AEP搅拌工艺,改善了混凝土界面过渡层的结构,强化了界面粘结,从而使混疑土强度得到显著提高。     

再生混凝土界面过渡区纳观力学性能试验研究

对采用不同搅拌工艺的再生混凝土的宏观力学性能进行试验研究.采用纳米压痕技术和扫描电镜等设备研究了再生混凝土界面过渡区的纳观力学性能和微观结构特征.试验结果表明,采用普通搅拌工艺的新界面过渡区的弹性模量随着与老砂浆表面距离的增加而降低,但是采用二次搅拌工艺的弹性模量基本保持不变.老界面过渡区的弹性模量随着与天然骨料的距离增大而逐渐增加.采用二次搅拌工艺新的界面过渡区的微观结构较普通搅拌工艺的新界面过渡区更为致密,且孔隙率和氢氧化钙晶体含量较少.由再生混凝土的界面过渡区纳观力学性能和宏观抗压强度之间的关系,可知采用二次搅拌工艺可以改善界面过渡区的力学性能和微观结构,进而提高再生混凝土的宏观力学性能.     

陶泥的活性评价及其对混凝土抗压强度的影响

通过活性试验对陶泥进行活性测试及评价,并将陶泥作为混凝土辅助胶凝材料,探讨了陶泥对混凝土抗压强度的影响.试验结果表明,陶泥具有反应活性,作为混凝土辅助胶凝材料能与混凝土中水泥水化产物Ca(OH)2发生二次水化反应;陶泥混凝土抗压强度与基准混凝土抗压强度随龄期发展规律相似;随着陶泥取代水泥量(质量分数)的增加,混凝土各龄期抗压强度呈下降趋势;陶泥取代水泥量不超过30%,混凝土强度等级可达到设计强度等级C30或C40;取代量相同时,陶泥混凝土与粉煤灰混凝土各龄期抗压强度比较接近.     

水泥改性乳化沥青混凝土力学性能与微观机理

研究了不同水泥用量对乳化沥青混凝土的抗压强度和抗压回弹模量、抗折强度和抗折回弹模量等力学参数的影响.使用红外光谱、X衍射和扫描电子显微镜,研究了水泥乳化沥青胶浆以及混凝土界面的微观结构特征.结果表明,加入水泥后,乳化混凝土力学参数有较大提高,并随着水泥用量增加而增大;水泥与乳化沥青之间没有发生明显的化学反应;水泥与乳化沥青中的水相发生了水化反应,水化产物与水泥在水中的水化产物相同;呈网状的水化产物与沥青通过物理复合形成的水泥沥青胶浆,增大了沥青胶浆的粘度,改善了胶浆与集料界面的粘结,提高了混凝土的力学性能.     

混凝土搅拌过程及其评价

为了进一步提高混凝土的使用性能,分析了目前混凝土评价指标中存在的问题。应用机械工程、建筑材料与施工工艺相结合的方法,对混凝土搅拌过程及其评价指标进行了研究,通过搅拌试验分析,得到强化混凝土性能的措施与方法。试验结果表明,通过优化搅拌机参数,采用振动搅拌技术、双排叶片机构及二次搅拌技术,均能改善混凝土的微观匀质性、界面粘结强度和耐久性。     

基于界面改性的水泥混凝土力学性能和机理

为了提高混凝土的力学性能,首先选取活性外加剂硅灰,采用内掺法将其掺入水泥,然后对不同硅灰掺量的净浆与混凝土进行了宏观力学试验;分别对比了硅灰对净浆与混凝土力学性能的改善结果,并分析了其产生改性结果差异的原因;最后结合SEM与XRD微观试验技术探究了其改性机理。结果表明：硅灰的掺入对水泥净浆的力学性未有明显改善;基于界面改性的水泥混凝土其28d抗压强度提升幅度较大,当硅灰掺量为10%时,较未改性混凝土其抗压强度提升了26.4%,可以推断出硅灰改善了混凝土界面从而提高混凝土整体力学性能;对比界面改性前后混凝土扫描电镜图,硅灰不仅提高了水泥基体的密实度,还改善了混凝土界面的结构与密度,以及界面处水化产物CH的排列方式;硅灰具有填充效应、促进二次水化反应及与CH发生火山灰反应等特性,随着硅灰的掺量的增加,其CH含量减小,C₃S和SiO₂增加,利用硅灰与水化产物间的物理、化学作用,达到改善改性后混凝土综合性能的目的。