纤维自密实混凝土力学性能及早期抗裂性能研究

对掺聚丙烯腈纤维、钢纤维和混杂纤维自密实混凝土的配制进行了系列试验,得到纤维自密实混凝土的配制方法及纤维的适宜掺量。试验结果表明,当聚丙烯腈纤维掺量不高于1.2 kg/m3、钢纤维体积掺量不高于1.5%的情况下,通过适当调整外加剂的掺量、类型以及砂率,可以使混凝土达到自密实的工作性能。纤维自密实混凝土的28 d立方体抗压强度、劈拉强度试验表明,聚丙烯腈纤维掺量对自密实混凝土抗压强度的影响较小,劈拉强度随掺量增大而提高,但当掺量达到1.2 kg/m3时,将导致其劈拉强度的降低,因此聚丙烯腈纤维的掺量宜控制在0.9 kg/m3时为佳;钢纤维体积率变化对自密实混凝土劈拉强度的增强效果明显,混杂纤维的掺入对自密实混凝土抗压强度的影响较小,但对劈拉强度有一定影响,即掺量越大,劈拉强度越高。纤维自密实混凝土早期抗裂性能试验结果表明,在自密实混凝土中掺入纤维,将有助于早期抗裂性能的提高。     

钢纤维增强自密实橡胶混凝土力学性能研究

采用正交试验设计的方法,研究了钢纤维掺量、橡胶粉掺量、水胶比和砂率对钢纤维自密实橡胶混凝土力学性能的影响。研究结果表明,钢纤维自密实橡胶混凝土表观密度随着钢纤维掺量的增加而逐渐增加,随着橡胶粉掺量、水胶比与砂率的增加而逐渐减小;抗压强度随着钢纤维掺量、橡胶粉掺量、水胶比与砂率的增加有逐渐减小的趋势;劈裂抗拉强度随着钢纤维掺量的增加而增加,随着橡胶粉掺量增加而减小;拉压比随着钢纤维、橡胶粉掺量的增加逐渐增加,但随着水胶比与砂率的增加,出现了波动。最终得出:钢纤维自密实橡胶混凝土的韧性优于基准自密实混凝土。     

掺粉煤灰混凝土强度劣化试验研究

为研究掺粉煤灰混凝土的抗压强度劣化规律,以碎石、水泥、粉煤灰、中砂与自来水为原材料,制备掺粉煤灰混凝土试件。在碳化与干湿循环等环境作用下,利用万能压力试验机,展开试件强度劣化试验。试验结果表明：粉煤灰掺量未超过30%(包含30%)时,试件抗压强度未出现劣化现象;粉煤灰掺量超过30%时,粉煤灰掺量越多,试件抗压强度劣化程度越大。龄期延长,各试件抗压强度均有所提升;增加粉煤灰掺量,会提升试件劈拉强度的劣化程度;延长龄期,会减缓试件劈拉强度的劣化速度。增加水胶比含量,导致试件劈拉、抗压强度劣化程度提升;碳化作用下,试件抗压及劈拉强度有所提升,碳化时间为13 d时,试件抗压及劈拉强度达到峰值;干湿循环作用下,试件的抗压及劈拉强度均会出现劣化情况,粉煤灰掺量为30%时,试件的抗压及劈拉强度均值相对较高。     

毛乌素沙漠砂混凝土力学性能研究

设计正交试验,研究水胶比、粉煤灰掺量、砂率和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土7 d、28 d、56 d抗压强度和28 d劈裂拉伸强度的影响,通过极差分析和方差分析确定了沙漠砂混凝土的最优配合比。研究结果表明:用沙漠砂替代中砂配制混凝土是可行的;综合考虑沙漠砂混凝土7 d、28 d、56 d抗压强度和28 d劈裂拉伸强度,沙漠砂混凝土的最优配合比为水胶比0.34、粉煤灰掺量10%、砂率30%、沙漠砂取代率30%,为沙漠砂在工程中的应用提供指导和借鉴。     

聚丙烯膜裂纤维自密实混凝土力学参数及其相关关系

通过试验研究了聚丙烯(PP)膜裂纤维体积率和长度对自密实混凝土力学性能(强度、弹性模量和断裂韧性)的影响,结合扫描电镜微观结构分析、Binham流变理论以及断裂力学基本原理分析了纤维对自密实混凝土的工作性和力学性能的影响机理.当PP膜裂纤维的体积率在0.05%—0.15%之间变化,长度在12—15mm时,结果表明,PP膜裂纤维自密实混凝土抗压强度随纤维体积率增加变化不明显,弯拉强度、劈拉强度、弯拉弹性和断裂韧性随纤维体积率增加而逐步增加,抗压弹性模量随纤维体积率增加而减少;PP膜裂纤维自密实混凝土的轴心抗压强度、弯拉强度以及劈拉强度与立方体抗压强度之比分别在0.70—0.73、0.14—0.17和0.08—0.09范围内,轴心抗压强度与立方体抗压强度比值较普通自密实混凝土对比组略有降低,但弯拉强度、劈拉强度与立方体抗压强度之比分别提高17%—42%和14%—29%.当PP膜裂纤维体积率超过0.15%或长度超过15mm,PP膜裂纤维自密实混凝土的强度、弯拉弹性模量及断裂韧性随纤维体积率增加开始出现不同程度的降低.     

沙漠砂替代率对高强混凝土抗压强度影响研究

通过正交实验,分析了水胶比、粉煤灰掺量、砂率和沙漠砂替代率对不同龄期高强混凝土抗压强度影响。在正交试验基础上,保持水胶比、粉煤灰掺量和砂率不变,通过单因素实验,进一步研究不同沙漠砂替代率对高强混凝土抗压强度的影响规律。研究结果表明:用沙漠砂替代中砂配制高强混凝土是可行的;综合考虑正交试验和单因素试验中沙漠砂替代率对高强混凝土抗压强度的影响,沙漠砂高强混凝土中沙漠砂的最佳替代率20%。     

掺废渣的高强混凝土研究

研究了粉煤灰掺量 11% ,硅灰掺量 9% ,砂率为 40 %时的水泥混凝土的水胶比 (W /B)对强度的影响规律。结果显示 ,在W/B =0 .2 1～ 0 .2 9的范围内 ,强度与W/B之间呈负相关关系 ,而劈拉强度 ,轴压强度和弹性模量与立方体抗压强度之间则呈正相关关系。微观结构检测显示 ,与普通混凝土的水泥石结构不同 ,高强混凝土的水泥石结构较为致密 ,水泥石主要由C -S -H凝胶构成 ,凝胶体中孔隙很少 ,且孔隙中由规则分布的Aft晶簇充满 ,还有一种晶须镶嵌于凝胶体中 ,起“加筋”作用。     

再生粗集料混凝土双变量强度公式研究

通过对16组再生粗集料混凝土试件的试验,研究了不同水胶比条件下不同粉煤灰的掺量对再生粗集料混凝土抗压强度的影响.利用多元回归计算建立了水胶比、粉煤灰取代率和混凝土28d抗压强度之间的关系,建立了再生粗集料混凝土双变量强度公式.     

C40沙漠砂混凝土抗碳化性能

通过设计水胶比、粉煤灰掺量、砂率和沙漠砂替代率四因素三水平正交试验,进行沙漠砂混凝土抗碳化性能试验,分析了各因素对C40沙漠砂混凝土抗碳化性能影响。研究表明:碳化3 d后各因素对沙漠砂混凝土碳化性能影响顺序为粉煤灰掺量水胶比砂率沙漠砂替代率;碳化7 d、14 d后各因素对沙漠砂混凝土碳化性能的影响顺序为粉煤灰掺量水胶比沙漠砂替代率砂率;碳化28 d、56 d后各因素对沙漠砂混凝土碳化性能的影响顺序为水胶比粉煤灰掺量沙漠砂替代率砂率。综合各因素对沙漠砂混凝土抗碳化性能影响,确定其最佳配合比为水胶比0.39,粉煤灰掺量10%,砂率30%,沙漠砂替代率30%。     

粉煤灰对自密实混凝土早期强度的影响

通过掺加粉煤灰的自密实混凝土及其未掺粉煤灰对比组的试验,研究了粉煤灰对自密实混凝土早期抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,讨论了粉煤灰的影响机理.试验结果表明,粉煤灰对自密实混凝土的抗压强度和抗拉强度影响较大,且随着粉煤灰掺量的提高,对强度的降低效果更加明显.为了保证自密实混凝土的早期强度,应严格控制粉煤灰掺量.     

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.     

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。     

粉煤灰水泥浆体的电阻率与化学收缩及自收缩的相互关系

为研究粉煤灰的硅酸盐水泥浆体的电阻率、化学收缩及自收缩的变化规律,定量描述水泥基材水化过程中自收缩和未充水毛细孔体积在化学收缩中所占的比例变化,测定了不同水胶比和粉煤灰掺量的早龄期水泥基浆体的电阻率、化学收缩和自收缩。结果表明:水泥基浆体在硬化减速期的电阻率随时间对数的曲线斜率K和浆体3d抗压强度成线性关系,并进一步论证了K值对水泥浆体结构密实速度的物理意义及其推测强度的应用价值;浆体的化学收缩和自收缩分别随水胶比升高或粉煤灰掺量增大而降低。浆体在24h后的单位体积化学收缩和30h后的自收缩随电阻率的发展均表现出线性关系。定量地提出了终凝后自收缩变化量与终凝后线性化学收缩变化量的比例参数γ的概念,较小的γ值表明:与未充水毛细孔相比,自收缩的比例很小;同一样品的比例参数γ表现出随水化时间逐渐减小。     

PVA-ECC的最优配比及力学性能试验研究

考虑影响纤维增强水泥基复合材料（ECC）力学性能的关键因素,从抗压强度入手,基于水胶比、粉煤灰掺量、减水剂掺量等的变化,制作各批次的ECC立方体试件并进行抗压强度试验,探索ECC的力学性能随材料配比而变化的规律.研究结果表明,在其它因素都相同的条件下,PVA-ECC的立方体抗压强度随水胶比的增大而减小、随粉煤灰掺量的增加而减小、随减水剂掺量的增加先增大后减小.在普遍意义上,当水胶比为0.25、粉煤灰掺量为45％、减水剂掺量为0.5％时,PVA-ECC达到最优配比,此时立方体抗压强度达到最大.     

锂渣掺量对水泥基复合材料性能的影响

为了研究锂渣掺量对水泥基复合材料性能的影响,设计了6组试验,水胶比0.35、砂胶比0.3和纤维掺量2％保持不变,锂渣掺量分别为0.2、0.3和0.4,粉煤灰作为对比组,进行单轴拉伸试验和抗压试验,并运用灰色关联法对试验结果进行分析.结果表明:锂渣掺量在0.3以下时,和易性良好,达到0.4时,黏稠度增强,和易性变差;随着锂渣和粉煤灰掺量的增加,复合材料的伸长率、抗拉强度和抗压强度先增大后减小,掺量在0.3时最优;灰色关联分析表明,锂渣和粉煤灰掺量对伸长率和抗拉强度有明显的影响,对抗压强度有一定影响.可见,用锂渣代替粉煤灰进行水泥基复合材料的配制是可行的.     

养护对高性能混凝土的脆性影响的试验研究

在4种不同养护条件下,通过在混凝土拌和物中掺入养护剂SAP、硅灰和粉煤灰的情况下,进行对比试验,测定混凝土的抗压强度和劈拉强度,并用拉压比表示混凝土的脆性指标。研究结果表明,养护对4类高性能混凝土的抗压强度和劈拉强度产生较大的影响;掺入养护剂SAP,可使高性能混凝土脆性得到改善;在相同的养护条件下,混凝土的抗压强度和劈拉强度有较好的相关性。     

多因素对聚合物水泥基功能梯度混凝土抗压强度的影响

针对功能梯度混凝土在地下工程中的应用问题,研究了多因素(水胶比、粉煤灰掺量、硅粉掺量、聚丙烯酸酯乳液)作用对聚合物水泥基混凝土抗压强度的影响,确定了各因素对聚合物水泥基混凝土抗压强度变化的影响程度,并加以定量化表征,提出了多因素共同作用影响聚合物水泥基混凝土抗压强度变化的偏最小二乘二次多项式回归分析模型。结果表明:在试验拟定的影响因素中,聚合物水泥基混凝土抗压强度存在最大值,各因素对聚合物水泥基功能梯度混凝土抗压强度的影响程度以水胶比最大,其次是聚丙烯酸酯乳液、粉煤灰掺量,硅粉掺量最小。最佳因素水平组合为水胶比0. 22、粉煤灰掺量25%、硅粉掺量5%、聚丙烯酸酯乳液6%。     

Properties of high calcium fly ash geopolymer pastes with Portland cement as an additive

The effect of Portland cement (OPC) addition on the properties of high calcium fly ash geopolymer pastes was investigated in the paper. OPC partially replaced fly ash (FA) at the dosages of 0, 5%, 10%, and 15% by mass of binder. Sodium silicate (Na₂SiO₃) and sodium hydroxide (NaOH) solutions were used as the liquid portion in the mixture: NaOH 10 mol/L, Na₂SiO₃/NaOH with a mass ratio of 2.0, and alkaline liquid/binder (L/B) with a mass ratio of 0.6. The curing at 60℃ for 24 h was used to accelerate the geopolymerization. The setting time of all fresh pastes, porosity, and compressive strength of the pastes at the stages of 1, 7, 28, and 90 d were tested. The elastic modulus and strain capacity of the pastes at the stage of 7 d were determined. It is revealed that the use of OPC as an additive to replace part of FA results in the decreases in the setting time, porosity, and strain capacity of the paste specimens, while the compressive strength and elastic modulus seem to increase.     

粉煤灰砂浆早期抗压强度试验研究

根据不同配合比研制的粉煤灰掺量13．6％的3组,粉煤灰掺量11．5％的3组,共6组M5粉煤灰砂浆．经过3天自然养护,对其进行了抗压强度试验,研究粉煤灰砂浆早期抗压强度的影响因素．试验研究表明：引气剂（微沫剂）掺入会降低粉煤灰砂浆的早期强度．减水剂的掺入可以提高粉煤灰砂浆的早期强度．减水剂掺量一定时,水胶比越小,粉煤灰水泥的早期抗压强度越高．从6组试件中选出28天抗压强度可达M5以上的粉煤灰砂浆,其配合比为：水泥：粉煤灰：轻砂：水：微沫剂：减水剂=1：0．7：4．4：2．0：0．00326：0．096．