不同水胶比混凝土的收缩性能研究

实验研究了不同水胶比的混凝土干缩性能及自收缩性能。结果表明,水胶比越低,混凝土的自收缩越大。高性能混凝土具有严重的自收缩现象。但整体的干缩与普通混凝土相似。高水胶比混凝土的自收缩可以忽略不计。掺入硅灰将增大高性能混凝土的自收缩。     

矿物掺合料对3D打印水泥基材料力学各向异性的影响

为探究矿物掺合料在3D打印混凝土中的作用机理，研究粉煤灰(FA)、矿粉(S)、硅灰(SF)单掺和复掺对3D打印水泥基材料抗压强度、抗折强度的影响.结果表明：单掺时，打印组和模筑组力学性能的变化规律基本保持一致，粉煤灰和矿粉会降低混凝土的抗压强度和抗折强度，而硅灰则会提高混凝土的力学性能.复掺时，材料力学性能大小顺序为：S+SF>基准组>FA+SF>FA+S.此外，3D打印混凝土的抗压强度无明显各向异性，而抗折强度有明显的各向异性.打印组在x方向的抗折强度比y、z方向低25%～40%,在x、y、z方向的抗折强度比筑模组低10%～30%.     

粉煤灰和硅灰高性能混凝土氯离子扩散试验研究

为了探索高性能混凝土(HPC)中粉煤灰(FA)和硅灰(SF)对其抗氯离子扩散的影响,对粉煤灰和硅灰复合材料的氯离子扩散进行了试验研究﹒研究了水胶比(W/B)、二元(硅酸盐水泥-粉煤灰和硅酸盐水泥-硅灰)和三元(硅酸盐水泥-粉煤灰-硅灰)矿物组合对混凝土抗压强度和氯离子扩散的影响﹒研究结果表明：不同混凝土的抗压强度均随着W/B的减小而增大,且W/B对普通混凝土强度的影响比HPC更明显;硅灰或粉煤灰的含量对增强混凝土的抗压强度是有限的;在7.5～17.5 mm的深度范围内,W/B对氯离子浓度的影响最为显著,且氯离子浓度随着W/B的增大而减小;三元矿物组合比二元矿物组合更能有效地防止氯化物扩散﹒     

偏高岭石与硅灰制备的高强混凝土性能比较

比较了用偏高岭石与硅灰分别制备的高强混凝土的施工性能、强度性能、收缩变形性能和抗硫酸盐侵蚀性能.试验结果表明,用偏高岭石制备的高强混凝土的施工性能优于硅灰制备的高强混凝土;在水胶比较高时,偏高岭石混凝土的强度高于硅灰混凝土强度,水胶比较低时则相反,是硅灰混凝土强度高于偏高岭石混凝土;总之,偏高岭石混凝土的自收缩和干燥收缩小于硅灰混凝土;偏高岭石混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力不低于掺硅灰的混凝土.偏高岭石是一种可与硅灰相媲美的活性矿物掺料.     

硅粉混凝土的收缩性能研究

为了研究硅粉混凝土的收缩性能,以收缩率为表征指标,采用正交试验研究了水胶比、砂率和硅粉掺量对硅粉混凝土收缩率的影响规律,通过对数据拟合和回归分析建立了硅粉混凝土的收缩模型。试验结果表明:水胶比、砂率及硅粉掺量对硅粉混凝土收缩的影响比较显著。水胶比在0.35~0.45范围内取值越大,硅粉混凝土收缩率越小;硅粉的掺入使硅粉混凝土的收缩增大,硅粉掺量在5%~10%时收缩率增长较快,而硅粉掺量大于10%以后的收缩趋于平缓。当硅粉掺量为5%,水胶比为0.45,砂率为38%时,硅粉混凝土的收缩变形最小;硅粉混凝土的收缩模型为ε=aln(t)+b,在显著性水平α=0.01下其相关关系显著,应用该模型可以预测和设计硅粉混凝土的收缩性能。     

高强混凝土的干缩及自收缩性能研究

设计6种不同配合比及3种养护条件实验研究了水灰比、矿物掺合料和养护条件对混凝土干缩及自收缩性能的影响。结果表明,混凝土的自收缩率随水灰比(w/c)降低而提高,当w/c由0.50降低到0.23时,90 d自收缩率由64×10-6提高到441×10-6,提高了近7倍,显示出高强混凝土具有显著的自收缩特点。掺入硅灰将增大高强混凝土的自收缩率,密封养护和暴露养护时高强混凝土收缩率无明显区别。从整体干缩性能看,高强混凝土和普通混凝土之间无明显差别。     

镁渣复合掺合料混凝土的早期自缩特性

为了探索镁渣与粉煤灰、矿粉复掺对混凝土早期自缩的作用规律,以镁渣、粉煤灰和矿粉掺量为因素,设计正交方案L16(45),应用非接触法研究混凝土的早期自缩特性.结果表明:镁渣、粉煤灰和矿粉对混凝土的早期自缩均具有抑制效应,镁渣和粉煤灰的抑制效应很显著,矿粉抑制效应的显著性一般,"蓄水"性好是镁渣对混凝土早期自缩抑制效应大的重要机制;混凝土的早期自缩主要发生在终凝前,12h就完成了早期自收缩总量的60.0%以上,之后发展变缓,但72h后仍有一定的增长趋势;镁渣复合掺合料混凝土的早期自缩与时间呈相关性很好的双曲线关系,其参数模型的显著性水平高,与各因数的相关性好.     

养护温度对粉煤灰、硅灰水泥浆体强度和干缩的影响

研究了经20℃标准养护和60℃蒸汽养护后粉煤灰、硅灰对水泥浆体抗压强度和干缩的影响,结果表明:标养下,粉煤灰的掺入降低了水泥浆体的强度,当粉煤灰掺量小于40%时,水泥浆体的干缩随着掺量的增加而增大,硅灰的掺入可以提高水泥浆体的强度,掺量小于15%时,各龄期的干缩随着硅灰掺量的增加而增加。蒸养提高了浆体的3 d强度却降低了180 d强度。在蒸养下,当粉煤灰的掺量小于40%时,可以提高水泥浆体早期强度。复掺粉煤灰和硅灰可以减小水泥浆体的干缩。     

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。     

高湿偏低温环境对蒸养混凝土强度发展的影响

采用在10~14℃水中养护模拟蒸养混凝土的高湿偏低温使用环境,研究掺加矿粉、粉煤灰和硅灰的混凝土经过(80±2)℃恒温6 h的强度发展。试验结果表明:掺加矿粉、粉煤灰、硅灰可显著提高蒸养混凝土的脱模强度,提高其抗裂性;10~14℃水养至28 d龄期,混凝土出现相对抗压强度倒缩现象,且脱模抗压强度越高的混凝土强度倒缩值也越高;劈裂抗拉强度的发展与其强度高低有关,脱模劈裂抗拉强度相对较低的试件,在整个养护期间,其值缓慢增长,而脱模劈裂抗拉强度相对较高的试件,在整个养护期间,其值出现相对倒缩;蒸养混凝土内部有大量孔隙,多数孔隙中存在针片状AFm相;混凝土在高湿偏低温环境中的吸水膨胀和AFm相向AFt相的转变是造成蒸养混凝土强度倒缩的主要原因。     

再生粗骨料对再生混凝土自生收缩的影响

在测试两种再生粗骨料特性及其再生混凝土基本性能的基础上,系统研究了不同再生粗骨料取代率、不同附着砂浆率的再生粗骨料对再生混凝土自生收缩的影响.结果表明:再生混凝土自生收缩的发展趋势和普通混凝土相似;随着再生粗骨料取代率增加,混凝土自生收缩增大;附着砂浆率大的再生粗骨料对混凝土自生收缩的影响更大;再生粗骨料对混凝土自生收缩的不利影响比对强度的不利影响更大.     

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。     

玉米芯骨料生态混凝土的物理和力学性能

基于多源固废开发玉米芯骨料生态混凝土,并对其物理和力学性能进行试验研究.结果表明：当玉米芯吸水量为其吸水率的80%时,生态混凝土强度最高,玉米芯中的水分可对水泥起到内养护作用;当玉米芯的体积分数为30%～50%时,生态混凝土的干密度为1 200～1 550 kg·m^-3、抗压强度为2.0～5.7 MPa、抗折强度为0.21～1.00 MPa、收缩应变为380×10^-6～590×10^-6;生态混凝土的弯曲分为弹性阶段、裂缝产生、裂缝扩展和破坏4个阶段,玉米芯颗粒在其中起到桥联作用,可约束裂缝的产生和扩展,所得生态混凝土的弯曲韧性为0.86～3.78 kN·mm.     

回收轮胎聚合物纤维混凝土干缩性能研究

为研究回收轮胎聚合物纤维(RTPF)对混凝土干缩性能的影响，对素混凝土、RTPF混凝土(体积分数分别为0.1%，0.2%，0.4%和0.8%)和聚丙烯纤维(PPF)混凝土(体积分数为0.1%)进行干缩试验和纤维作用机理分析.结果表明:不同掺量RTPF混凝土比素混凝土坍落度降低8.1%~62.2%，含气量增大11.2%~47.9%；RTPF混凝土的干缩率在0~7d时增长速率较快，之后逐渐平缓，RTPF的加入降低了混凝土干缩的早期增长速率；混凝土干缩率随RTPF掺量的增加出现先降低后升高的趋势，当RTPF体积分数为0.2%时混凝土干缩率出现最小值，不同掺量RTPF混凝土在7d和28d时的干缩率分别比素混凝土降低了14.2%~36.0%和2.9%~27.2%；相同体积分数(0.1%)下PPF混凝土的干缩率比RTPF混凝土低，在抑制混凝土干缩方面体积掺量0.2%的RTPF可替代体积掺量0.1%的PPF；扫描电子显微镜测试表明，RTPF可与混凝土基体有效黏结，并承担来自混凝土基体的收缩应力；通过干缩率的拟合值与实测值对比得到适合RTPF混凝土的干缩计算模型.     

自密实混凝土与老混凝土的粘结收缩试验研究

以自密实混凝土为新混凝土材料,通过在新混凝土上的主要位置布置应变片,进行了新老混凝土粘结收缩试验研究,考察了不同粉煤灰掺量和界面处理方法对新混凝土收缩的影响.由试验结果可知,新老混凝土粘结的约束收缩分布及发展规律基本相同,靠近粘结面处的收缩很小,而在新混凝土中间顶部的收缩最大;适当的粉煤灰掺量能控制新混凝土的约束收缩;自然光滑面粘结试件在粘结面处的收缩应变较大,而新混凝土上其余各点收缩应变的变化比粗糙面粘结试件的小.采用双曲线函数拟合了最大收缩应变随时间变化的计算式,可为实际工程提供参考.     

混凝土水灰质量比与其早期收缩关系的研究

研究早龄期收缩对于解决混凝土工程,尤其是高性能混凝土的早期开裂具有重要意义.采用新研制的非接触式微位移传感器法对不同水灰质量比的混凝土从成型6 h到3 d龄期内的自收缩、单面干燥条件下的总收缩进行测量,同时监测混凝土试件内部温度变化.结果表明:随着水灰质量比的降低,混凝土的自收缩、干燥条件下的总收缩及自收缩在总收缩中所占比例都明显增加,早期自收缩与水灰质量比的关系呈二次曲线关系;当水灰质量比较低时,早龄期的混凝土因表面干燥引起的水分散失会在一定程度上阻碍水泥水化进程,因而这时的总收缩并不是干燥收缩与自收缩的简单叠加.     

先简支后结构连续T梁主梁间不均匀收缩效应分析

预应力混凝土先简支后结构连续T梁桥在T梁预制、存放、架设安装及后期梁体更换过程中,各主梁间易因龄期差而在梁内产生次内力。为计算T梁桥各主梁间因龄期差产生的不均匀收缩效应,通过合理选择收缩预测模型、理论推导及有限元计算,对该效应进行了分析。结果表明,各主梁间不均匀收缩效应对结构影响较大,效应值可达梁内预应力效应22%及以上,应在结构设计及施工过程中加以控制,减小该效应对结构的不利影响。     

单面干燥条件下受约束高强混凝土的早期开裂研究

在单面干燥条件下应用自行研制的混凝土早期收缩应力测试仪及非接触式混凝土收缩变形测试仪测试了水灰比为0.26、0.40的高强混凝土的早期弹性模量和自由收缩变形,通过改进的环向约束试验观测了受约束试件内部的收缩应力及应力梯度,并在上述试验基础上研究了单面干燥条件下受约束高强混凝土的早期开裂趋势.结果表明,高强混凝土水灰比越小,单面干燥条件下的早期自由收缩变形、弹性模量、受约束状态下的内部收缩应力增长越快,干燥表面越容易发生塑性收缩开裂,早期开裂趋势越明显.     

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.