碱胶凝材料技术在混凝土专用薄层修复中的应用

混凝土建筑常见的病害有开裂、麻面等病害,其中一些病害比较微小,仅需要对其进行薄层修复.薄层修复材料的性能要求较高,有鉴于此,研究提出一种碱-偏高岭土-矿渣胶凝材料与熟料水泥混合作为修复材料,并对材料的性能进行研究.研究结果表明,该材料收缩率最低值仅为31％,最高值为37％,比碱-矿渣胶凝材料的收缩率平均低27.75％,比水泥平均低29.5％;此外,该材料的抗压强度最高为67.4MPa,比碱-矿渣胶凝材料高5.2MPa,比水泥高12.8 MPa;经该材料修复后的混凝土公路吸水率能恢复到开裂之前.研究提出材料能够有效地修复混凝土薄层,减少经济损失.     

高性能混凝土胶凝材料体系开裂敏感性试验研究

采用净浆圆环约束试验研究高性能混凝土胶凝材料体系的开裂敏感性,试验考虑的主要参数包括:水泥细度,水灰比,粉煤灰品种、掺量,外加剂的品种、掺量等.试验结果表明,水泥细度、水灰(胶)比对胶凝材料体系的开裂敏感性有显著影响,水泥细度越大,水胶比越低,胶凝材料体系越容易开裂;在同样的水胶比下,以粉煤灰等量替代水泥,总体上可以改善胶凝材料体系的开裂敏感性;不同的粉煤灰的掺量、来源对胶凝材料体系开裂性能的影响程度有很大差异;在不同的水胶比下,粉煤灰掺量的影响也不一致;外加剂有增大胶凝材料体系的开裂敏感性的趋势,其影响随着品种、掺量而不同.提出了减小高性能混凝土开裂敏感性的建议.     

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.     

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.     

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%.     

胶凝材料对自密实混凝土工作性能的影响

通过试验研究胶凝材料用量对自密实混凝土工作性能的影响。结果表明:胶凝材料用量降低,混凝土的塑性黏度增大,钢筋间隙通过性能提高。同时,混凝土拌和物的黏度和稠度均降低,稳定性下降,抗离析性能变差;胶凝材料用量对自密实混凝土模板侧向压力也有影响,胶凝材料用量增大,初始模板侧向压力增大,侧向压力下降速度提高。     

水泥基胶凝材料自收缩产生原因及对策研究

本文介绍了低水胶比与高矿物掺合料的水泥基胶凝材料所存在的自收缩问题,并指出自收缩是引起高性能混凝土早期开裂的主要原因,本文在总结国内外低水胶比水泥净浆与混凝土自收缩研究现状的基础上,提出了值得进一步开展的工作。     

自修复混凝土中胶黏剂性能的试验研究

自修复混凝土具有优越的智能性和安全性,对其基础理论进行研究意义重大。而胶黏剂作为自修复混凝土的一种修复材料,对混凝土的自修复效果起着决定性的作用。因此为了保证修复后的混凝土裂缝不再开裂,胶黏剂必须具有良好的流动性和较高的黏结强度。以WD5319、长城717胶黏剂和环氧树脂三种胶黏剂为例,分别进行流动性与黏结强度试验;对试验数据进行分析比较后选出综合性能最佳的胶黏剂。结果表明:自制的流动性试验装置能够比较真实的反映胶黏剂在混凝土裂缝中的流动情况,即混凝土微裂缝宽度越大,胶黏剂流速越快;当其他条件一定时,流速由快到慢依次为:WD5319、长城717胶黏剂和环氧树脂;黏结界面黏附面积越大,固化龄期越长,胶黏剂黏结强度越大;且当其他条件一定时,黏结强度由高到低依次为:环氧树脂、长城717胶黏剂和WD5319。     

乳酸钙掺量对基于微生物矿化沉积的混凝土裂缝自修复效果的影响

基于微生物矿化沉积的裂缝自修复技术能够有效地实现混凝土裂缝的自诊断和自修复;然而,如果混凝土中微生物矿化沉积过程中所必需的营养物质掺量不足,则可能限制其裂缝自修复效果的充分发挥。以科式芽孢杆菌为自修复剂,以膨胀珍珠岩为修复剂载体,研制出一种新型裂缝自修复混凝土。主要考察乳酸钙掺量对基于科式芽孢杆菌矿化沉积的混凝土裂缝自修复效果的影响。试验结果表明,经过修复养护28 d后,研制的自修复混凝土表现出优越的裂缝自修复能力,最大修复裂缝宽度达到0.67 mm,为普通混凝土最大裂缝修复宽度的2.23倍;并且乳酸钙掺量对混凝土裂缝自修复效果影响较大,随着乳酸钙掺量的增加,混凝土的裂缝自修复能力显现出先上升后趋于平稳的趋势,当乳酸钙掺量为胶凝材料质量分数的1.75%时,混凝土的裂缝最大修复宽度达到最大。     

LC40硼泥陶粒混凝土正交试验研究

目的研究每立方米混凝土中胶凝材料总质量、粉煤灰占胶凝材料的质量比、砂占混凝土质量的百分比对硼泥陶粒混凝土抗压强度和干表观密度的影响,并确定LC40硼泥陶粒混凝土的最佳配合比.方法采用L9(34)正交,每立方米混凝土中胶凝材料总质量分别取440 kg、480 kg、520 kg;粉煤灰占胶凝材料的质量比取0%、5%、10%;砂占混凝土质量的百分比取35%、40%、45%.用干拌法,制作150 mm×150 mm×150 mm标准立方体试块,标准养护7 d、28 d后进行抗压强度试验,再根据试验结果进行最佳配合比的验证试验.结果随着胶凝材料的增加,硼泥陶粒混凝土的抗压强度增大,干密度增大;随着粉煤灰占胶凝材料的质量比的增加,硼泥陶粒混凝土的抗压强度减小,干密度稍有减小,混凝土的流动性变好;砂占混凝土质量的百分比对硼泥陶粒混凝土的抗压强度影响不大,但砂占混凝土质量的百分比增加,干表观密度增大.结论配制LC40硼泥陶粒混凝土的理想配合比为:每立方米混凝土中胶凝材料总质量控制在480~520 kg,粉煤灰占胶凝材料的质量比为0~5%,砂占混凝土质量的百分比为40%比较合适.     

受损PPC斜拉桥主梁灌缝加固后疲劳性能试验研究

为进一步研究受损部分预应力混凝土(PPC)斜拉桥主梁裂缝灌浆加固后的疲劳性能,对受较大疲劳及静力损伤的PPC斜拉桥节段缩尺模型主梁进行裂缝灌浆加固,并开展疲劳及疲劳后静载试验研究。研究结果表明：在疲劳荷载作用下,灌浆裂缝未重新开裂,在疲劳加载初期(约20万次),结构体系刚度下降较快,后期下降较平缓;250万次疲劳加载后,主梁L/4、L/2和3L/4截面处的结构体系刚度分别降低12.83%、9.48%、13.62%,较原主梁第4轮疲劳加载下结构体系刚度下降幅度大,但疲劳结束时结构体系刚度仍然比原主梁第4轮疲劳加载初始结构体系刚度大;对裂缝进行灌浆处置能有效恢复PPC斜拉桥主梁的抗裂强度及结构体系刚度;随着荷载增大,灌浆裂缝逐步张开,但最大裂缝宽度对应位置发生转移,同时不断有新裂缝产生,且裂缝分布区域范围增大,环氧树脂胶的作用极大地延缓了裂缝宽度的增大,提高了主梁的抗裂性能;环氧树脂胶不仅能修复混凝土裂缝界面,同时能有效恢复钢筋与混凝土间的黏结滑移损伤;对受严重损伤的PPC斜拉桥主梁仅进行裂缝灌浆处置后,主梁仍然具有良好的抗疲劳性能,同时,其疲劳后的抗裂性能及刚度也得到较大恢复。     

不同胶凝体、骨料对透水混凝土的透水系数和抗压强度的影响

从透水混凝土的组成成分和配合比设计研究了透水混凝土的透水性能和抗压强度,以水灰比、胶凝材料、骨料作为变量,研究了透水混凝土的性能与胶凝体、骨料和水灰比的关系,结果表明:当胶凝材料是水泥时,混凝土的整体性能与水灰比成负相关;当其他材料相同时,与树脂作为胶凝材料相比,水泥作为胶凝材料时,透水性能较差,但力学性能较好。     

双掺高性能混凝土力学性能实验研究

研究了复掺粉煤灰与矿粉对高性能混凝土力学性能的影响,结果表明：粉煤灰与矿粉比例为2：1、掺量为20%～30%时可以有效提高高强混凝土的力学性能。在此条件下相比于基准混凝土,7d抗压强度提高14.7%,抗折强度提高10.2%,静弹性模量提高9.9%;28d抗压强度提高19.2%,抗折强度提高5.3%,静弹性模量提高7.4%。采用压汞仪测量不同胶凝材料体系的孔隙率,分析了复掺粉煤灰和矿粉对高强混凝土力学性能的影响机理,认为不同胶凝材料的相互填充效应是主要影响因素。     

环保高性能胶凝材料的制备

为了研制低水泥用量的环保型高性能胶凝材料,分析其实现的理论基础和技术途径,得出其中的关键技术是优化胶凝体系的组分及其掺量以及配合振动磨机的活化处理技术,从而大幅度提高水泥的水化程度,使得水泥用量最小.结合试验研制环保高性能胶凝材料(EHPCM),首先选择胶凝体系,然后,对四元胶凝体系中各个规格的组分进行优化.理论计算和实验结果表明:通过磨机活化技术处理的四元胶凝体系水泥用量最少,且具有最高的水泥水化程度和较优异的力学性能,是环保高性能胶凝材料最适宜的胶凝体系;环保胶凝材料的配比即水泥、硅灰、粉煤灰、石英粉的质量比为1-0.25-0.35-0.40,运用这种胶凝材料可配制出流动性良好,抗压强度和抗折强度分别达132 MPa和18 MPa的活性粉末混凝土.     

浅谈大体积混凝土温度裂缝控制措施

大体积混凝土施工的技术关键是降低胶凝材料的水化热,以降低混凝土的绝热升温,减少混凝土内外温差,控制温度应力,从而达到控制混凝土开裂的目的。以无锡市红星桥工程为例,从混凝土材料优选、施工及布设冷却管等方面入手,对有效地控制混凝土内外温差进行了分析,详细介绍了冷却管在大体积混凝土施工中的要点。     

大掺量冶金渣制备高强度人工鱼礁混凝土的试验研究

通过正交试验研究了用作制备高强度人工鱼礁的钢渣--矿渣--熟料--石膏体系胶凝材料的强度.净浆正交试验表明:钢渣∶矿渣的复合比为5∶3,并与10%的水泥熟料和10%的脱硫石膏复合的胶凝材料具有较高的强度.以优化后的胶凝材料代替水泥,并以热闷法稳定化的钢渣颗粒为骨料,可以制备出抗压强度达到50 MPa以上的人工鱼礁混凝土.利用X射线衍射和扫描电镜分析净浆的水化过程,发现体系在早期水化主要生成AFt相和C--S--H凝胶,在后期钢渣和矿渣的火山灰活性反应对强度的增长起主要作用.     

超高强大体积混凝土的水化温升及温差测试

用超高强混凝土浇注了尺寸为1 m×1 m×1 m的4组大体积构件,所用混凝土最低水胶比为0.16,最高胶凝材料用量达900 kg/m3,矿物掺料最高掺量为50%.分析了所用胶凝材料的水化热,测试了混凝土的水化放热温升及构件内外温差,试验表明:矿物掺合料的加入,显著降低了胶凝材料的水化热.同时,由于混凝土水胶比极低,胶凝材料水化程度较小,文中制备的大体积混凝土水化放热温升最高为52 ℃,混凝土构件的内外温差最高只有23 ℃.保温层增加了大体积混凝土温升的同时,对混凝土的降温速度的控制及降低混凝土内外温差是有利的.在有保温层的条件下,超高强混凝土完全可以用于大体积工程.     

自愈合行为对水泥基复合材料力学性能恢复的影响

为了研究自愈合行为对高掺量粉煤灰工程水泥基复合材料(ECC)力学性能恢复的影响,提出了一种利用共振频率表征混凝土材料内部健康/损坏状况的测量方法.通过共振频率测试、单轴拉伸实验和光学显微镜获取了ECC的共振频率、刚度、初始开裂强度、最大拉伸应变和裂缝形态.实验结果表明:经过15个干湿循环养护后,共振频率可恢复程度都可达到82%以上;预裂ECC的二次拉伸性能有着明显的恢复,重新出现了初始开裂阶段;刚度的恢复程度可达到58%以上,最大拉伸应变恢复程度在90%以上;自愈合作用可以使得一部分自愈合裂缝的开裂强度大于基质开裂强度.研究表明,利用高掺量粉煤灰材料制备高延性、高自愈合的ECC是可行的.     

基于火山石负载细菌的混凝土裂缝修复分析

为保护细菌免受混凝土内部强碱环境侵害,将火山石作为细菌载体进行混凝土裂缝修复研究.在研究负载细菌活性影响因素的基础上,采用无侧限抗压强度及超声波等测试方法,对比研究了火山石负载细菌方法和常规方法修复混凝土裂缝的效果.结果表明,选用优化负载方法,负载比为1∶4,负载时间为24 h时,负载效果最好.负载细菌在添加营养物质的情况下尿素分解浓度明显高于未加营养物质的情况,在pH=12的强碱环境下仍具有较高活性,48 h尿素分解浓度可达15.52 g/L.相同修复期内采用常规方法修复的混凝土试件表面仍可见清晰裂缝,而火山石负载细菌方法则将裂缝完全封堵,且修复后混凝土试件具有较高的抗压强度恢复率,裂缝宽度为1.5和2.0 mm的试件抗压强度恢复率分别为19.68%和15.51%.     

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.