粉煤灰高性能混凝土气体渗透性能研究

试验研究了水胶比m(水):m(胶)在0.25~0.35范围内,粉煤灰掺量在0~60%之间的粉煤灰高性能混凝土气体渗透性能情况.结合汞压力测孔法分析了粉煤灰高性能混凝土气体渗透性能与孔结构参数之间的相关性.研究结果表明,水胶质量比0.25~0.30,粉煤灰高性能混凝土气体渗透系数随水胶质量比增加而增大;水胶质量比0.30~0.35,粉煤灰高性能混凝土气体渗透系数却随水胶质量比增大而减小;且粉煤灰对高性能混凝土气体渗透性能的影响受水胶质量比影响较大;养护龄期的延长可以明显改善混凝土的抗气体渗透性.粉煤灰高性能混凝土总孔隙率、孔临界孔径、平均孔径与气体渗透系数之间线性拟合相关系数分别为0.93,0.90,0.83,可以用这些结构参数近似表征粉煤灰高性能混凝土的气体渗透性能。     

再生混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

改变再生粗骨料掺量、粉煤灰掺量、水胶比等参数,研究不同配合比对再生混凝土抗氯离子渗透能力的影响规律。试验结果表明,降低水胶比对再生混凝土抗氯离子渗透性能有利;再生混凝土氯离子迁移系数随着再生粗骨料替代率的增大而增大,抗氯离子渗透性能下降。掺加粉煤灰可以改善再生混凝土抗氯离子渗透性能,对于早龄期再生混凝土粉煤灰掺量在10%~20%之间为宜。     

粉煤灰掺量对膨胀混凝土抗冻性和抗氯离子渗透性的影响

依托内蒙古上海庙镇±800kV换流站建设工程,试验研究了在相同水胶比条件下粉煤灰掺量对膨胀混凝土抗压强度、抗冻性(抗水冻和抗盐冻)、抗氯离子渗透性等性能的影响.结果表明:随着粉煤灰掺量的增大,混凝土28d抗压强度降低,抗冻性和抗氯离子渗透性等亦均变差,这主要应归因于在用水量、水胶比相同的条件下,粉煤灰掺量增大时,混凝土中因水泥用量减少而导致水化产物的数量减少、水泥石微观结构密实度下降;粉煤灰掺量20%的混凝土强度等级C35以上,抗冻等级F200以上,抗氯离子渗透性能亦较好.将这一配比的混凝土用于该换流站工程换流阀水冷系统中水池结构的建设,工程现场检测证实,混凝土各项性能均满足工程设计要求,制得的水池结构质量良好.     

较长龄期下自密实混凝土自生约束收缩开裂性能

进行了14个自密实混凝土配合比和2个对比的普通混凝土配合比密封试件的圆环约束收缩试验,测试自混凝土入模起的钢环内壁应变.研究较长龄期下自生收缩应力随龄期的发展规律,提出通过开裂趋势曲线评定自生约束收缩开裂性能的方法,分析粉煤灰掺量、粉煤灰和矿渣复掺掺量、水胶比等参数对自密实混凝土自生收缩应力的影响规律.结果表明:自生收缩的长期作用不可忽视;开裂趋势曲线能在混凝土强度变化的前提下综合反映自生收缩开裂性能;对降低自生收缩开裂风险而言,粉煤灰存在一个最优掺量;矿渣等量替代水泥对自生收缩开裂有明显的促进作用,矿渣与粉煤灰复掺时,自生收缩开裂风险随着矿渣掺量的增加而增大;自密实混凝土的自生收缩开裂趋势随水胶比的降低显著增大.     

多种因素对大掺量粉煤灰混凝土早期力学性能及凝结时间的影响

大掺量粉煤灰混凝土由于其中的大部分水泥被粉煤灰取代,使得其早期性能偏低。为此进行了对高效减水剂、石灰石粉以及养护温度等因素对其早期力学性能及凝结时间的影响的研究。研究结果表明,大掺量粉煤灰混凝土凝结时间随粉煤灰掺量的增加而延长,掺量超过50%时,其早期抗压强度下降十分明显;减水剂掺量为1. 2%时,大掺量粉煤灰混凝土早期性能最好;石灰石粉的掺入使得大掺量粉煤灰混凝土在前期的强度降低,但其终凝时间缩短;适当提高养护温度使得大掺量粉煤灰混凝土早期性能得到明显提高,但60℃养护时对后期强度发展不利。     

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.     

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%。     

引气粉煤灰道面混凝土抗冻融性能试验研究

采用快速冻融法,测定了不同冻融循环次数下引气粉煤灰混凝土试件的质量损失、相对动弹模量和抗弯拉强度。研究了水胶比、引气剂掺量和粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能的影响规律。结果表明:提高水胶比会增大水泥石内部孔径和孔隙率,混凝土更容易遭受冻融破坏;掺加粉煤灰不利于提高混凝土抗冻耐久性,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土冻融循环后力学性能呈下降趋势;引气剂能够改善混凝土拌和物的泌水和离析现象,减小混凝土循环冻融后抗弯拉强度的损失。     

用水量对混凝土性能的影响

固定水胶比,调整用水量和掺合料掺加比例,研究了C30、C50混凝土用水量对混凝土力学性能和耐久性能的影响以及掺合料的最佳掺加比例.试验结果表明,对于C30混凝土用水量不超过175kg/m3,强度及耐久性均较佳,此时矿渣粉不能超过40%,粉煤灰不能超过20%.对于C50混凝土,用水量不超过160kg/m3时,强度及耐久性均较佳,此时粉煤灰掺量应小于15%,矿渣粉小于40%.     

粉煤灰掺量对再生混凝土抗渗性影响的试验研究

以粉煤灰取代水泥质量为变化参数,对粉煤灰掺量为0、15%、30%、50%的再生混凝土进行抗渗性试验,研究了水胶比和龄期对再生混凝土抗渗性能的影响。试验表明,减小水胶比和增加养护龄期可以提高再生混凝土的抗渗性能,粉煤灰取代率在30%左右时抗渗性能最优。     

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.     

矿物掺合料对低水胶比混凝土干缩和自收缩的影响

研究了粉煤灰(0%、10%、30%、50%)、矿粉(0%、10%、30%、50%)以及硅灰(0%、10%、20%)对水胶比为0.24的低水胶比混凝土干缩和自收缩性能的影响规律,并采用双曲线函数的收缩表达式对试验结果进行拟合,定量化地揭示了矿物掺合料对收缩随时间发展趋势的影响,分析了干缩与自收缩的关系.结果表明:粉煤灰有利于减少低水胶比混凝土的干缩,矿粉次之,硅灰略增大混凝土的干缩;粉煤灰有利于减少低水胶比混凝土的自收缩值,矿粉增大了自收缩,硅灰非常明显地增大混凝土自收缩;低水胶比混凝土的自收缩在所测试的干缩中占有很大的比重,而且随着粉煤灰、矿粉和硅灰掺量的增加所占的比重均逐渐增大.     

低热大体积混凝土微应变特性分析

为减少锚碇大体积混凝土结构内外产生较大温差而引起的混凝土收缩开裂,本文将粉煤灰与自主研制的水化热抑制剂掺入到混凝土中,探究水化热抑制剂对水泥流动度与凝结时间及不同掺量的粉煤灰与水化热抑制剂对大体积混凝土温缩变形性能的影响。结果表明：大体积混凝土早期水化温度随粉煤灰与水化热抑制剂掺量的增加而降低,且水化温度峰值出现后移现象;大体积混凝土的微应变随粉煤灰与水化热抑制剂掺量的增加而降低,且水化热抑制剂在较低掺量时对水化的抑制效果更明显;未掺粉煤灰的混凝土7d龄期的收缩值已超过180d龄期的70%,而掺粉煤灰的混凝土在7d收缩值仅占180d龄期的50%左右,在28d才达到180d收缩值的70%,在此基础上复掺水化热抑制剂的混凝土要达到180d的收缩的70%需要45d。综合作用效果与成本考虑,推荐采用内掺40%粉煤灰与外掺0.2%的水化热抑制剂进行锚碇大体积混凝土的配制。     

粉煤灰混凝土碳化试验研究

随着环境的恶化,空气中的CO_2浓度越来越高,混凝土碳化现象越来越严重,导致混凝土耐久性不断下降,造成巨大的经济损失。通过快速碳化试验,研究了水胶比、水泥用量和粉煤灰掺量这三个指标对粉煤灰混凝土碳化深度的影响,并采用灰关联法分析了三个因素对碳化深度的影响程度。结果表明:随着水胶比和粉煤灰掺量的增大,碳化深度增大;一般情况下,水泥用量越多,碳化深度越小;在混凝土碳化过程中,粉煤灰掺量对碳化深度的影响最大。     

无砟轨道的道床板混凝土抗干缩开裂性能

采用带缺口混凝土环开裂试验研究不同C30混凝土的抗干缩开裂性能。试验结果表明:在温度20℃、相对湿度55%~65%条件下,粉煤灰和膨胀剂对混凝土的抗裂性能影响不大;在温度30℃、相对湿度34%~40%的条件下,掺15%的粉煤灰对混凝土的抗裂性不利,掺30%粉煤灰或掺5%~10%的膨胀剂有利于提高混凝土的抗裂性能;在温度40℃、相对湿度20%~25%的条件下,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的抗干缩开裂能力变差;适量掺加膨胀剂有利于提高混凝土抗干缩开裂能力,但当膨胀剂掺量过大时,混凝土的抗干缩开裂能力将变差。     

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%。     

贫混凝土基层材料强度与龄期关系

通过室内试验,研究了不同粉煤灰掺量、不同龄期对贫混凝土基层材料强度的影响规律,并与不掺粉煤灰贫混凝土的强度特性进行了对比研究。试验显示,贫混凝土粉煤灰掺量为20%时,早期强度接近甚至超过不掺粉煤灰的;粉煤灰掺量为40%和50%时,贫混凝土的强度随龄期而增长的幅度最高;当粉煤灰掺量≤40%时,可改善贫混凝土的脆性。结果表明,当贫混凝土中掺入40%以下粉煤灰时,其后期的强度与抗裂性能均可得到改善。     

自密实混凝土收缩试验研究及收缩模型的建立

通过试验研究自密实混凝土自生收缩、干燥收缩的发展变化规律,所考察的配合比参数包括粉煤灰掺量、粉煤灰和矿渣复掺、水胶比、胶结料用量等.基于试验结果对已有的模型进行修订,给出适合自密实混凝土的收缩模型.结果表明:随着矿渣复掺比例的增大、水胶比的下降,自密实混凝土各龄期的自生收缩显著增大,而干燥收缩则有明显减小的趋势;两种收缩都有随胶结料总量的增大而增大的趋势.配合比因素对两种收缩的影响规律并不相同,有必要进行分别研究.本文给出的模型能较好地考虑自密实混凝土的特点,与试验结果吻合良好.     

硬化水泥砂浆热膨胀系数影响因素

热膨胀性能是影响水泥基材料温度变形和开裂的重要指标.通过对硬化砂浆不同龄期热膨胀系数的测定,研究了水胶比、胶集比、矿物掺合料种类、粉煤灰掺量和细集料种类对砂浆热膨胀系数的影响规律.结果表明,硬化砂浆的热膨胀系数随水胶比和胶集比的增加而增大,其本质区别是用水量和水泥用量增加导致的水泥石热膨胀系数变化.矿粉能够增加砂浆的热膨胀系数,而粉煤灰则起抑制作用,热膨胀系数随着粉煤灰掺量的增加而降低.在对砂浆热膨胀系数的降低效果方面,大理岩砂玄武岩砂砂岩砂天然砂.     

基于正交试验的混凝土电通量非线性预测模型

为分析多因素对混凝土抗氯离子性能的影响,基于正交试验设计和ASTM C1202试验方法对掺粉煤灰和矿渣的混凝土的抗氯离子渗透性能进行试验和分析,研究了不同水平下水胶比、粉煤灰掺量、矿渣掺量、砂率等试验因素对混凝土电通量的影响,并基于各试验因素与混凝土电通量的相关关系,研究建立了混凝土电通量非线性预测模型.研究结果表明,水胶比、粉煤灰掺量、矿渣掺量对混凝土电通量的影响较大,基于水胶比、粉煤灰掺量、矿渣掺量的混凝土电通量非线性预测模型的计算结果与试验值吻合较好,可以用于实际工程混凝土电通量的预测.