MJS加固水泥土热物理特性研究

目的研究MJS加固水泥土的热物理特性,解决MJS与冻结止水联合加固冻结设计的水泥土热物理参数取值问题.方法通过自制冻结温度测试系统测定MJS水泥土冻结温度,通过ISOMET便携式热特性分析仪测定导热系数及容积热容量,采用SHR-6型水泥水化热测定仪测定水化热.结果 MJS水泥土冻结温度随水泥掺量增大而降低,随龄期增长先降低后升高再降低,冻结温度在-0.64～-1.40℃;冻结与常温MJS水泥土导热系数均随龄期增长及水泥掺量增大而减小;常温MJS水泥土容积热容量随龄期增长而减小、随水泥掺量增大先减小后增大,冻结MJS水泥土容积热容量随龄期增长及水泥掺量增大而缓慢减小;随水泥掺量增大,MJS水泥土水化放热速率峰值提高,而到达放热速率峰值的时间均为水化15 h左右;水化热在28 d龄期内,随龄期增长和水泥掺量增大而增大,龄期28 d时,水泥掺量由40%每增加1%,水化热增加0.95%.结论 MJS水泥土热物理参数受水泥掺量及龄期影响较大,人工冻结加固方案设计应充分考虑水泥掺量和龄期的影响.     

北盘江特大桥锚碇大体积混凝土温控技术

本文介绍了北盘江特大桥锚碇超大体积混凝土温控防裂技术。通过采用掺加粉煤灰和适量高效外加剂的双掺技术来设计混凝土配合比,并采取分层浇筑、预埋循环冷却水管冷却等温控防裂措施,解决了锚碇超大体积混凝土水化热大、容易开裂的问题,保证了工程质量和施工的顺利进行。     

混凝土水化放热模型的实验分析和计算

大体积混凝土因早期水化热引起的温度场 会导致开裂, 影响结构安全和正常使用, 其中混凝土热学参数的准确性会直接影响混凝土温度场计算的准确性. 从胶凝材料水化反应机理出发, 基于化学反应动力学原理及不同矿物组成的水泥水化热实验数据, 提出了一种考虑粉煤灰掺入和温度影响的混凝土水化放热模型. 该模型可以准确地反映混凝土水化放热量及温升随龄期的变化, 且与实测值吻合良好.     

密闭条件下UHPC的收缩性能试验研究

进行4组对比试验,研究密闭与非密闭条件下超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)的收缩性能差异,分析不同钢纤维掺量、水胶比及粉煤灰掺量对密闭条件下UHPC自收缩和抗压强度的影响.研究结果表明,UHPC的自收缩和干燥收缩在早龄期阶段发展迅速,14d的自收缩值为114d自收缩值的80%~90%,6d后干燥收缩值不再增长;密闭条件下自收缩值占非密闭条件下总收缩值的82.8%,远大于干燥收缩值;随钢纤维掺量的增加,自收缩值随龄期的变化规律无显著变化,早龄期的自收缩值略微减小,抗压强度呈现先增大后减小的现象;增加粉煤灰掺量或水胶比可以减小自收缩值,但对抗压强度会产生削弱作用;粉煤灰的掺入改变了自收缩值随龄期的变化规律,并产生"滞后效应";基于试验结果对现有的UHPC自收缩预测模型进行了修正,修正后的预测模型可为工程设计提供参考.     

反映温度历程的掺粉煤灰水工混凝土抗压强度模型探讨

由于综合考虑温度历程、养护龄期以及粉煤灰掺量对混凝土抗压强度影响的模型研究相对偏少,因此本文基于正交设计法开展了不同养护温度(5℃、20℃、35℃)、养护龄期(7 d、14 d、28 d)和粉煤灰掺量(0%、15%、35%)下的水工混凝土抗压强度试验,并分析3种影响因素对混凝土抗压强度发展的规律,进而基于等效龄期理论建立了反映温度历程的掺粉煤灰水工混凝土抗压强度模型.试验结果分析表明,混凝土早龄期抗压强度随养护龄期的增加而增加,养护温度越高、粉煤灰掺量越小,强度发展越快;粉煤灰掺量是影响强度的主要因素,养护温度次之,养护龄期影响最小;所建的组合指数式模型能够较准确预测不同温度历程下粉煤灰混凝土的早期抗压强度,为粉煤灰混凝土的优化设计提供依据.     

高性能混凝土表层硬度与强度的相关性

通过回弹法研究了高强度(C60,C70)、大掺量矿物掺合料(粉煤灰、矿渣)的高性能混凝土抗压强度、回弹值随龄期发展的变化规律,并分别采用扫描电镜(SEM)、综合热分析法(TGDSC)、压汞法(M IP)对表层混凝土中的微观形貌、水化产物和孔结构进行研究.以回弹值、抗压强度和碳化深度为测试指标,建立了高性能混凝土测强曲线方程.结果表明:掺合料掺量大于10%时,混凝土回弹值和抗压强度值随掺量增大而减小;同掺量矿渣混凝土回弹值和抗压强度值均大于粉煤灰混凝土;掺加30%粉煤灰和矿渣后,混凝土结构的密实度降低,孔隙率分别增加了28.92%和14.51%;采用最小二乘法建立的高性能混凝土测强曲线平均相对误差为8.9%,平均相对标准差为11.3%,均满足地区回弹测强曲线的要求.     

大体积混凝土配合比优化设计及施工工艺研究

对甬江特大桥承台大体积混凝土配合比及施工工艺进行了研究,为克服大体积混凝土因水化热产生开裂,工程采用控制水泥用量、掺加粉煤灰和矿渣及高效减水剂、延长混凝土设计龄期等方法,运用密实骨架堆积理论对混凝土配合比进行优化设计,通过预埋冷却水管降温措施及严格的施工管理,有效减小混凝土温度差,减少混凝土温度裂缝的产生.     

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。     

基于微环境温湿度的混凝土孔隙水饱和度预计

研究混凝土微环境相对湿度、温度及微观结构对孔隙水饱和度的影响机理,并通过恒定人工气候环境下粉煤灰混凝土孔隙水饱和度的测定进行验证,建立基于混凝土微环境影响的孔隙水饱和度预计模型。研究结果表明:粉煤灰混凝土水胶比越小,其孔隙水饱和度越大;粉煤灰混凝土孔隙水饱和度随微环境相对湿度的提高而增大,随微环境温度的升高而下降;恒定微环境温湿度情况下,当粉煤灰掺量不超过15%时,混凝土孔隙水饱和度随粉煤灰掺量的增大而增大,但粉煤灰掺量超过15%时,其随粉煤灰掺量的增大而降低。粉煤灰混凝土孔隙水饱和度与微环境相对湿度、微环境温度、粉煤灰掺量和水胶比之间的关系可以用指数函数较好地拟合。     

大体积混凝土水化热温度特征数值分析

为研究大体积混凝土水化热温度规律,防止早龄期混凝土开裂,以普立特大桥重力式锚碇散索鞍支墩基础第1层混凝土浇筑过程为例,对其水化热温度进行了连续监测.对实测混凝土水化热温度进行拟合分析,提出了基于指数函数和的形式的简化计算模型,该模型对混凝土水化热温升的拟合优度较好.利用混凝土温度有限元计算理论,结合散索鞍支墩基础所处的环境状况,建立考虑冷却管的三维有限元模型,对混凝土浇筑过程中的温度场进行模拟计算,计算结果和实测值吻合度高,并对散索鞍支墩基础在有无冷却管下的水化热温度进行了对比分析,为工程实际提供有益的参考.     

Anti-crack performance of phosphorus slag concrete

Anti-crack performance of concrete with phosphorus slag and fly ash singly and compositely added is investigated in terms of physical performance, hydration heat, dry shrinkage and creep, and index K is introduced to evaluate the crack resistance of phosphorus slag concrete. Results show that strength of phosphorus slag concrete increases with fineness increasing and when surface specific area is greater than 300 m²/kg the tendency slows down. Strength decreases with phosphorus slag content increasing and there is an optimal content existing between 30% and 50%. Both phosphorus slag and fly ash have obvious effect on elongating time setting, reducing hydration heat to a large extent and increasing creep value. Crack resistance of phosphorus slag concrete is divided into three stages, namely early hazardous stage, growth stage and later mature stage. With microstructure analysis, mechanism of effect of phosphorus slag on concrete performances and P and F on cement hydration is explored. It is concluded after comprehensive evaluation that the crack resistance of phosphorus slag concrete is approximate to, even to some extent better than that of fly ash concrete. Foundation item: Supported by the Guizhou Goupitan Hydro-Power Plant Project     

不同碱当量、粉煤灰和矿渣掺量对碱激发粉煤灰-矿渣地聚物力学性能及微观结构的影响

粉煤灰、矿渣复配组成碱激发复合水泥可以改善单一组分碱激发水泥的性能劣势。为了研究不同碱当量、不同粉煤灰和矿渣掺量对碱激发粉煤灰-矿渣砂浆力学性能、干燥收缩及微观结构特性的影响,采用抗压、抗折强度试验、吸水率试验、干燥收缩试验、微观扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)及傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)试验进行表征。结果表明:3、7、28 d龄期时,随着碱当量和矿渣掺量增加,粉煤灰-矿渣砂浆抗压、抗折强度呈逐渐增加趋势,吸水率和干燥收缩率呈逐渐下降趋势。其中龄期为28 d,碱当量为6%、矿渣掺量为100%时,碱激发粉煤灰-矿渣砂浆抗压强度达到峰值110.84 MPa,抗折强度达到峰值10.77 MPa,吸水率最小,为1.2%,与4%的粉煤灰-矿渣砂浆相比,碱当量为6%的砂浆干燥收缩率均减少10%以上。由微观分析知,粉煤灰-矿渣砂浆在碱激发作用下水化产物主要为铝硅酸盐凝胶和水化硅酸钙凝胶,粉煤灰掺量越大,凝胶结晶度越低。碱当量越大,体系水化产物数量越多,结构越密实。     

复合胶凝材料组成与混凝土抗压强度定量关系研究

通过单纯形重心设计方法得出了水泥一磨细矿渣微粉一超细粉煤灰三元复合胶凝材料组成与各龄期混凝土抗压强度的定量数学解析式，其对混凝土强度的预测精度基本可控制在5％的相对误差范围内．不同龄期三元系统的等强线变化揭示了3d和28d时，复合胶凝材料各组分对强度的贡献按水泥、磨细矿渣微粉、超细粉煤灰的顺序降低，180d时则按水泥、超细粉煤灰、磨细矿渣微粉的顺序降低，从而揭示了磨细矿渣微粉与超细粉煤灰复合对混凝土早期和后期强度存在互补效应．     

大体积混凝土质量控制

结合工程实例坝陵河大桥东锚碇超大体积混凝土施工过程中的温控技术,浅析大体积混凝土的质量控制。采用掺加高效缓凝减水剂与粉煤灰双掺技术,大幅度降低混凝土的单位水泥用量,同时根据数值模拟结果,制定详尽的施工温控方案。通过现场温度数据实时监控结果指导冷却循环降温及覆盖保温养护工作,做到信息化施工,防止了大体积混凝土温度裂缝的产生,确保了混凝土质量。     

不同类型半刚性基层材料性能的试验与分析

采用石灰粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石及水泥粉煤灰稳定碎石进行干缩试验,对比研究3种半刚性材料的累积干缩量、失水率、累积失水率和干缩系数4个性能指标;对3种半刚性材料进行温缩试验,通过温缩系数对比,分析其温缩特性;通过抗压回弹模量试验和抗弯拉回弹模量试验,对比研究了其力学特性;对3种半刚性材料进行疲劳试验和冲刷试验,对比分析其耐久性。研究结果表明：3种半刚性材料干缩性能的优劣顺序为：石灰粉煤灰稳定碎石、水泥粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石;温缩性能的优劣顺序为：水泥粉煤灰稳定碎石、石灰粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石;抗冲刷性能的优劣顺序为：石灰粉煤灰碎石、水泥粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石;水泥粉煤灰稳定碎石的抗疲劳性能优于水泥稳定碎石。     

大掺量粉煤灰高性能混凝土配制技术

水泥混凝土作为最大宗的人造材料,对资源、能源的需求和对环境的影响十分巨大.混凝土能否长期维持作为最主要的建筑结构材料,关键在于能否成为绿色材料,达到保护环境与发展同行,在混凝土中大量使用工业废弃物是其发展的重要途径.试验认为,用大掺量粉煤灰生产高性能混凝土是可行的.通过采用对粉煤灰进行磨细处理 高效减水剂的方法,当水泥熟料仅用25%左右,粉煤灰掺量为70%时,可配制得到工作性好,3 d强度大于20 MPa,28 d强度在50 MPa以上,其后期强度有极好发展的混凝土.大掺量粉煤灰混凝土能更多地利用粉煤灰,减少熟料用量,对环境保护极为有利.     

单掺Ⅱ级粉煤灰高性能混凝土研究

为了探究粉煤灰混凝土的工作性和抗压强度,本文采用粉煤灰等质量替代水泥配制高性能混凝土,经过试验发现：粉煤灰混凝土的表观密度小,流动性大。水胶比、掺量和龄期都是影响抗压强度的显著因素。Ⅱ级粉煤灰中活性成分和的微观结构大多又为非晶体结构和水在一起时会发生水化反应,生成水化硅酸钙（C-S-H）和水化铝酸钙（CAH）水化产物,填充水泥石孔隙,促进凝结硬化和增强胶结作用。     

粉煤灰影响再生细骨料混凝土抗压性能的试验研究

通过室内试验,研完了粉煤灰等量取代水泥对再生细骨料混凝土抗压强度及其离散性的影响.试验结果表明:(1)粉煤灰等量取代水泥使得再生细骨料混凝土早期抗压强度降低,但后期抗压会超过或接近不掺粉煤灰的再生细骨料混凝土.(2)随着粉煤灰取代水泥率的增加,再生细骨料混凝土的后期抗压强度是先增大后减小,最佳取代率在15％～20％之间.3)随着粉煤灰取代水泥率的增加,再生细骨料混凝土抗压强度的离散性越大.