煤矸石陶粒混凝土微观孔结构特征及抗压强度

为了研究煤矸石陶粒对混凝土微观孔结构特征和抗压强度的影响,基于低场核磁共振(NMR)技术,对煤矸石陶粒体积取代率(0%,20%,40%,60%)的混凝土进行试验,测定煤矸石陶粒混凝土T2弛豫时间谱,进而转化为孔径分布曲线,并计算煤矸石陶粒混凝土孔隙率、最可几孔径和孔级占比等微观孔结构特征,同时通过力学性能试验测试不同取代率煤矸石陶粒混凝土的抗压强度。研究结果表明:煤矸石陶粒掺入混凝土后具有细化孔隙的作用,随着煤矸石陶粒取代率的增加,孔隙率先增大后有所减小,且无害孔占比和少害孔占比增多,有害孔占比和多害孔占比减少,最可几孔径减小,能够有效改善混凝土的微观孔结构特征。此外,随着煤矸石陶粒取代率增大,试件的抗压强度先变小,再由小变大,最后再变小,其中取代率40%时,其抗压强度最优。通过对煤矸石陶粒混凝土孔结构特征的测试,为分析煤矸石陶粒混凝土的耐久性能提供了一定的微观基础。     

孔隙特征对机制砂自密实轻骨料混凝土强度的影响规律

为了研究微观孔隙特征对机制砂自密实轻骨料混凝土力学性能的影响规律,配制了强度等级为C30、C40、C50的机制砂自密实轻骨料混凝土,测量了其养护3、7、14、28 d时的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度以及微观孔隙特征,研究了机制砂自密实轻骨料混凝土的早期强度发展规律、内部孔隙演变规律以及各影响因素与机制砂自密实轻骨料混凝土28 d抗压强度之间的灰熵关联度。结果表明：机制砂自密实轻骨料混凝土随强度的升高,14～28 d的强度发展速率越大;随养护龄期增长,混凝土中无害孔占比增加,多害孔占比减少,强度升高;虽然在各类型孔隙中,无害孔与多害孔体积占比最大,但从灰熵关联结果来看,与28 d抗压强度关联最大的是有害孔的占比,其次是无害孔占比。因此实际工程中,在制备机制砂自密实轻骨料混凝土时,应多考虑如何降低有害孔占比。     

碱激发污泥灰-偏高岭土胶砂孔结构与强度关系

为了探究不同偏高岭土掺量及不同碱掺量下污泥灰胶砂抗压强度与孔结构之间的关系,以污泥焚烧灰与偏高岭土混合物替代40%水泥,在NaOH与水玻璃激发下制备碱激发污泥灰-偏高岭土胶砂,通过分析胶砂的微观形貌、物相组成、官能团构成、孔结构特征与抗压强度之间的联系,建立了抗压强度与孔隙率和无害孔占比的二元线性关系模型。结果表明：胶砂的密实度与抗压强度均随偏高岭土掺量的增加而提高,随碱掺量的增加先降低后提高;当碱掺量质量分数为5%、偏高岭土掺量质量分数为12%时,胶砂水化产物较多,抗压强度最高,达57.8 MPa;胶砂的孔隙率与无害孔占比受偏高岭土掺量与碱掺量影响较大,与抗压强度线性关系较强;建立的二元线性关系模型与实验数据吻合良好。     

新成型水泥混凝土路面板内水分及气体竖向分布

为分析影响水泥混凝土路面板路用性能的深层次原因,寻找改善路用性能的方法,以硬化前路面板内水分与气体的竖向分布为切入点,通过改变道路混凝土中的用水量、水泥用量、砂浆体积分数及引气剂掺量,进行了模拟成型的水泥混凝土路面板的含水量、含气量竖向分布规律研究,并利用扫描电镜进行了微观形貌分析。研究结果表明:成型后水泥混凝土路面板表面砂浆层的含水量和含气量均高于面板内部;含水量的增加会导致结构内部孔隙率的提高及大孔数量的增加,这将降低混凝土的抗渗性能;而较高的含气量虽然使混凝土的孔隙率增大,但只增加了小孔数量,使孔径分布更加均匀,改善了微观孔结构,有利于水泥混凝土的耐久性。     

大掺量污泥灰对泡沫混凝土孔结构和性能的影响研究

为了研究大掺量污泥灰对水泥-污泥灰泡沫混凝土孔结构、力学性能和热工性能的影响,本文选用普通硅酸盐水泥、污泥灰(SSA)(掺量0%~65%)、M ighty-150减水剂、表面活性发泡剂等材料,在低水胶比(0.35)条件下,采用混合料固定体积法进行不同配合比泡沫混凝土的对比试验研究.测试抗压强度和导热系数,并用读数显微镜和图像分析软件分析了泡沫混凝土的气孔结构.结果表明,随着污泥灰掺量的增加,气孔孔径增大,且小孔(10μm≤d100μm区间内)比率逐渐减小,同时气孔变形增大,总孔隙率先减小后增大.随着污泥灰掺量的增加,泡沫混凝土的28 d抗压强度变化规律与孔隙率相似(但仍满足JC/T1062—2007规定的A7.5强度等级要求);导热系数的变化则反之.同时,回归表明,泡沫混凝土的28 d抗压强度和导热系数分别与污泥灰掺量的变化呈指数关系和二次函数关系,并且均具有良好的相关性.     

水灰比、孔隙率对透水混凝土性能的影响

针对不同水灰比、孔隙率对透水混凝土性能的影响进行了试验,配合比设计方法参考《透水水泥混凝土路面技术规程》,选用粗集料为9.5~16 mm单一粒径碎石,水灰比范围0.25~0.34,孔隙率范围16%~22%。结果表明:实测孔隙率与目标孔隙率较为接近,差值低于1%;透水混凝土孔隙率增大,其透水系数随之增大,抗压强度随之减小;透水混凝土水灰比增大,透水系数随之减小,抗压强度先增大后减小,水灰比为0.31时出现拐点且抗压强度最高。     

混凝土再生胶凝材料的活性试验研究

废弃混凝土再生胶凝材料的活性较低。为了提高再生胶凝材料的活性,通过改变熟料掺量、废弃混凝土再生粉煅烧温度、Mg O掺量及水灰比成型胶砂试件,探究各组分掺量对砂浆力学性能的影响,并采用吸水动力学法测定砂浆的孔结构参数(质量吸水率、孔均匀系数、平均孔径),同时测定砂浆高温后的力学性能。结果表明:降低水灰比(0.50至0.35)、降低熟料及Mg O掺量或将废弃混凝土再生粉煅烧控制在600℃左右均有利于提高砂浆抗折/抗压强度,同时达到细化砂浆孔结构的目的。在砂浆中增加熟料掺量(33%)、降低水灰比(0.50至0.35)、掺入少量(2%)Mg O及将废弃混凝土再生粉煅烧温度控制在600℃左右均有利于提高砂浆高温性能。因此,减少熟料掺量、降低水灰比及调控废弃混凝土再生粉煅烧温度能够提高废弃混凝土再生胶凝材料的活性。     

早期受冻温度对负温混凝土微观结构与强度的影响

为降低负温给混凝土结构带来的内部损伤,采用压汞法测孔、扫描电镜微观形貌观察等实验手段,研究在不同温度早期受冻混凝土的孔径分布和微观结构及其抗压强度随龄期发展变化情况,探讨不同冻结温度下负温混凝土微观结构与宏观力学性能的关系。结果表明:早期养护温度越低,水泥石初始结构越疏松,<20 nm的凝胶孔含量明显降低,混凝土抗压强度较低;转入标准养护后,负温混凝土孔径趋于细化,抗压强度得以迅速增长,-5℃受冻的混凝土,转标准养护28 d后>200 nm孔含量几乎与标准养护28 d混凝土相当,抗压强度亦接近。但-10℃和-15℃受冻的两组混凝土中大孔含量仍略高于标准养护混凝土,抗压强度相对略低。     

水灰比对无砂大孔陶粒混凝土抗压强度影响的研究

以水泥、陶粒和水为原材料,单一改变水的掺量进行试验,研究水灰比对无砂大孔陶粒混凝土抗压强度的影响.研究表明:随着水灰比的提高,抗压强度呈先增大后减小趋势.水灰比为0.4时,28 d强度最大,达到1.65 M Pa,干密度550 kg/m3.     

新型超高性能混凝土的抗压性能及其砂浆体的孔结构分析

采用超细水泥制备了新型超高性能混凝土,试验研究了材料在不同养护条件下的抗压性能,并采用压汞法分析了其砂浆体的孔结构.试验结果表明,高温养护下材料的抗压强度比常温养护明显提高;SC-RPC砂浆体在孔径小于50 nm区间内,孔容积越小,对应的SC-RPC立方体试块抗压强度越高;孔体积测试结果偏离实际情况可能由样品制备时冲击力下产生的裂缝导致;高温养护的SC-RPC砂浆体试样的总孔比表面积明显低于常温养护的试样.     

水泥基复合材料氯离子扩散系数与孔隙率之间的关系

为了研究水泥基复合材料中孔隙率对氯离子扩散系数的影响,成型了不同水灰比,含骨料体积分数、粒径与级配不同的砂浆试样;采用稳态电加速法测试氯离子扩散系数、压汞技术测试孔结构参数、微焦点计算机断层扫描技术(X-CT)可视化孔结构分布,系统地研究了水泥基复合材料氯离子扩散系数与其骨料体积分数、总孔隙率、毛细孔隙率、连通孔径之间的关系。结果表明：骨料与基体之间的界面过渡区(界面区)显著地改变了水泥石中孔结构分布,水灰比越小,多孔的界面区对材料孔隙率的影响越显著;水泥基复合材料的氯离子扩散系数与其总孔隙、毛细孔隙率之间有很好的相关性,与其连通孔径几乎成线性关系,连通孔径越大,氯离子的扩散系数越大。     

自然浸泡对水泥基材料渗透性能的影响及作用机理

将混凝土和砂浆样品浸泡在超纯水中,定期检测表层渗透性能、孔结构及微观形貌,研究浸泡环境对水泥基材料渗透性能的影响及作用机理。研究结果表明:随着浸泡龄期的延长,表层渗水系数逐步减少,浸泡150 d后的表层渗水系数仅为浸泡30 d的50%;随着龄期的延长,水泥基材料的孔结构得到优化,相比浸泡30 d的孔结构,浸泡150 d后,孔径小于100 nm的孔体积是浸泡30 d的1.17倍,而孔径为100~200 nm孔体积是浸泡90 d的64%,微观孔结构进一步细化;与标准养护28 d的砂浆基准样相比,超纯水浸泡180 d后,XRD曲线中Ca(OH)_2的峰值强度明显减弱,水化浆体中Ca(OH)_2的质量分数减少;浸泡90 d后水化浆体晶体结构松散,表面凹凸明显,有一些细小的孔洞。     

盐碱溶液对混凝土抗冻性能的影响

基于盐碱寒冷地区的工程环境与混凝土的配制特点，模拟配制了SA溶液，采用正交方案试验研究了SA溶液及水灰比、含气量和粉煤灰掺量3个参数对混凝土抗冻性能的影响．结果表明，由于产生渗透压和结晶压，盐碱溶液对混凝土的抗冻性能有严重的影响．水灰比为0．40的混凝土，置于SA溶液中的最大冻融次数比相应的置于水中的最大冻融次数平均减少22．5％；含气量对混凝土抗冻性能的影响最大，水灰比次之，粉煤灰掺量最小；随着含气量增加，最大冻融次数增大，当含气量从3．0％增大至6．0％时，最大冻融次数的增加幅度较小；随着水灰比和粉煤灰掺量的增大，最大冻融次数减小；孔结构是影响混凝土抗冻性能的最根本因素，优化孔结构是改善混凝土抗冻性能的核心技术措施．     

骨料粒径对混凝土力学性能影响研究

为研究粗骨料平均粒径对混凝土力学性能的影响,利用MTS试验机进行了M40、M80和M110砂浆及对应不同粗骨料粒径混凝土的准静态压缩与劈裂试验,获得了各试件的准静态压缩应力-应变曲线和劈裂应力-时间曲线,分析了粗骨料粒径对不同等级混凝土的影响程度,并借助双因素方差分析方法研究了砂浆抗压强度和骨料粒径对混凝土抗压强度的影响程度.结果表明:随着粗骨料粒径的增加,混凝土的抗压强度、杨氏模量和抗拉强度具有相似的变化趋势,即呈现出先增大后减小的趋势,粗骨料粒径对混凝土抗压强度的影响随着砂浆强度的增加而变大,对杨氏模量的影响却随着砂浆强度增大而减小;砂浆抗压强度对混凝土压缩强度的影响程度要大于骨料粒径.      

EVA/EPDM交联发泡材料摩擦磨损行为研究

利用DIN磨耗机和止滑性能测试仪研究了乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)与三元乙丙橡胶(EPDM)不同共混组成共混物(EVA/EPDM)的交联发泡材料的摩擦磨损行为过程.发现随着EPDM的质量分数从0增加到50%,其摩擦系数逐渐增大;而当EPDM质量分数为20%时磨耗体积达到最大值,随后减小.发泡剂和交联剂用量的变化对摩擦系数影响不大.这是由于材料各组分分子结构、材料微观泡孔结构和材料力学性能的变化引起的,而材料的摩擦和磨损又相伴相生相互影响.     

氯盐干湿循环下尾矿球混凝土气体渗透性与孔轴线可靠性

为研究氯盐干湿循环对尾矿球混凝土的影响，分别对普通混凝土(C)、尾矿球混凝土(T)和钢纤维尾矿球混凝土(TF 8)进行气体渗透试验和孔结构试验，得到气体渗透系数、气体体积分数、气泡频率和孔轴线可靠性随氯盐干湿循环侵蚀龄期的变化规律，给出混凝土气体渗透性、孔结构与孔轴线可靠性的关系.结果表明:随氯盐干湿循环侵蚀龄期的增加，C，T和TF 8的气体体积分数、气泡频率均增大，孔轴线可靠性减小，导致气体渗透系数增加;氯盐干湿循环会增加混凝土的渗透性，使孔径分布变差，大孔增加，孔轴线可靠性减小.     

粗骨料对高温后沙漠砂混凝土抗压性能影响数值模拟

针对高温作用对混凝土强度带来的不利影响以及中砂资源匮乏的问题,将沙漠砂混凝土视为由粗骨料、沙漠砂砂浆及界面相组成的三相复合材料。采用随机骨料模型建模,对高温后沙漠砂混凝土单轴受压破坏过程进行了数值模拟,分析粗骨料体积含量及粒径大小对高温后沙漠砂混凝土单轴抗压性能的影响。结果表明：高温后沙漠砂混凝土的破坏相继发生于界面相、界面相周边砂浆及外围砂浆,混凝土最终沿近对角线方向发生斜向破坏。随粗骨料体积含量增加,沙漠砂混凝土抗压强度先增大后减小,体积含量45%时,抗压强度最大。相对于最小粒径与中间粒径,粗骨料最大粒径对高温后沙漠砂混凝土抗压强度的影响更为显著。本研究可为沙漠砂混凝土的应用提供理论依据。     

多孔隙珊瑚生态混凝土配合比试验研究

针对南海工程建设中资源短缺问题选用当地天然珊瑚材料,进行生态混凝土的制备.研究珊瑚骨料、水灰比、砂等因素对多孔隙珊瑚混凝土抗压强度的影响.试验结果表明:抗压强度随着珊瑚骨料含量、珊瑚砂含量、水灰比的增大表现出先增大后减小的规律且与一定范围内水泥用量成正比;在保证孔隙率的条件下,珊瑚骨料用量、砂用量、水灰比分别为1450...     

复掺废砖再生混凝土的抗压强度

试验研究水灰比、砂率、粉煤灰替代率、硅灰掺量及废砖替代率5个因素对复掺废砖再生混凝土抗压强度的影响.结果表明:水灰比、砂率和粉煤灰替代率对复掺再生混凝土28 d抗压强度的影响都是先增大后减小;随着硅灰掺量的增加,再生混凝土28 d抗压强度依次增大;随着废砖替代率的提高,再生混凝土28 d抗压强度逐步减小;当其他组分掺量适当,废砖骨料替代率为100%时,可以配制满足C30强度要求的再生混凝土.     

轻质聚合物干粉抹面砂浆抗压强度与抗冻性

外墙抹面砂浆作为建筑物外表层常年受到冻害侵扰,为有效缓解冻害破坏及厘清劣化机理。以空心漂珠作细集料,掺入聚合物干粉与重钙制备不同水灰比的轻质抹面砂浆,通过正交试验,揭示水灰比、可再分散乳胶粉掺量及重钙掺量对抗压强度和抗冻性能的影响规律,并探讨砂浆性能变化的微观机理。结果表明：水灰比对抗压强度影响显著,可再分散乳胶粉掺量次之,重钙掺量影响最小。对于抗冻性能可再分散乳胶粉掺量影响显著,重钙掺量影响最小;在不同养护龄期下,水灰比对抗压强度影响较大,可再分散乳胶粉掺量对抗冻性能影响较大。若将水灰比控制在0.35附近,可再分散乳胶粉掺量与重钙掺量保持在3%以内,虽然抗压强度小幅降低,但抗冻性能优异。综合考虑抗压强度和抗冻性能的实际需求,外墙抹面砂浆的抗冻性能重要程度远大于抗压强度,基于此,可确定干粉抹灰的最优配比为水灰比0.37、可再分散乳胶粉掺量2.8%、重钙掺量3.9%。此外,也可结合实际工作环境与工程要求,设计不同配比的干粉抹灰。