膨胀剂和含水率对预拌补偿收缩混凝土微观结构的影响

为研究膨胀剂和干拌混合料含水率对预拌补偿收缩混凝土微观结构的影响，进行了贮存期为7 d，5种膨胀剂掺量（0％、4％、6％、8％和10％），3种含水率（0．5％、1．0％和1．5％）情况下的预拌料混凝土微观结构试验。结果表明：当膨胀剂掺量为0％到6％时，随着膨胀剂掺量的增加，针棒状钙矾石 AFt 晶体在混凝土内部的孔洞和微裂缝中不断生长，且和 C-S-H 凝胶逐渐搭接在一起形成相互交错的网状结构，C-S-H 凝胶和 Ca（OH）2晶体间构成的微界面及内部大量空隙被填实，混凝土孔隙率减小，形成了较为均匀密实的连续体；当膨胀剂掺量为8％和10％时，在混凝土内部除致密的胶凝连续体和原有的裂缝外，会产生由于膨胀性能过大引起的新微裂缝，且随膨胀剂掺量的增加，新微裂缝的尺寸也有所增大，导致混凝土的孔隙率增加。随着干拌混合料含水率的增加，混凝土中凝胶数量相对减少，且和 Ca（OH）2晶体的黏结性逐渐下降，孔洞的数量和尺寸增加，导致孔隙率增大，密实度下降。     

装配式结构接缝微膨胀自密实混凝土收缩和力学性能研究

现浇混凝土接缝的质量控制和补偿收缩是预制装配整体式混凝土结构的关键问题之一.本文选取粉煤灰和石灰石粉作为矿物掺合料,总掺量为胶凝材料总量的30%;选取硫铝酸钙型膨胀剂,按照胶凝材料总量的8%、10%和12%等量取代水泥,制备了拌合物工作性能满足规范要求的自密实混凝土.实验研究了自密实混凝土收缩性能(自收缩、干缩)和基本力学性能(立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量)的影响规律.结果表明:掺加膨胀剂自密实混凝土的自收缩呈先膨胀后收缩规律;随着膨胀剂掺量增加,自收缩和干燥收缩均持续减小,立方体和轴心抗压强度以及劈裂抗拉强度降低,但弹性模量没有明显变化.从控制自密实混凝土早期收缩防止早期开裂考虑,膨胀剂掺量不宜低于10%;从控制自密实混凝土长期收缩防止后期裂缝考虑,可选取膨胀剂掺量不低于8%.     

膨胀剂和玄武岩纤维对含氯盐混凝土压拉性能的影响

研究了不同掺量的膨胀剂和玄武岩纤维对含氯盐混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响。结果表明:当膨胀剂掺量和玄武岩纤维掺量相同时,含氯盐混凝土压拉强度随氯盐掺量的增加而增加;当氯盐掺量和玄武岩纤维掺量相同时,含氯盐混凝土压拉强度随膨胀剂掺量的增加而降低。与素混凝土相比,当氯盐掺量、玄武岩纤维掺量和膨胀剂掺量分别为4 kg/m~3、3 kg/m~3和8%时,含氯盐混凝土抗压强度和抗压强度增长率的最大值分别为48.3 MPa和26.4%;劈裂抗拉强度和劈裂抗拉强度增长率的最大值分别为3.63 MPa和23.5%。结果同时表明:在含氯盐混凝土中掺入玄武岩纤维对劈裂抗拉强度比对抗压强度的改善更显著。     

环境友好型PFA膨胀剂

为利用粉煤灰中的Al2O3代替天然铝酸盐材料生产膨胀剂,通过化学激发和煅烧制备了预水化粉煤灰(PFA).采用化学萃取法分析了PFA中胶凝性矿物的组成;根据水泥化学原理配制了PFA膨胀剂(PBEA),采用优选法优化了PBEA的掺量,并针对水泥特性,研究了复合PBEA配方;通过SEM观察了掺复合PBEA的水泥浆体水化产物形貌.试验结果表明:PFA中的胶凝性矿物为C12A7和C2S;膨胀剂中PFA与硬石膏适宜的质量比为85:15,掺量达到水泥质量的5.6%～6.0%时,性能指标满足现行标准要求;PBEA在提供补偿收缩的同时,提高了混凝土坍落度经时保持能力; 复合PBEA作为硫铝酸盐类膨胀剂,与水泥水化产物反应形成大量的钙矾石晶体.PBEA可代替以天然铝酸盐矿物为原料生产的膨胀剂用于补偿混凝土收缩.     

膨胀剂对免振捣自密实混凝土性能的影响

研究了膨胀剂掺量对自密实混凝土工作性、力学性能及体积稳定性能的影响;研究了养护制度,不同约束条件对膨胀剂在自密实混凝土中作用效果的影响。研究结果表明,无约束条件下所得到的掺膨胀剂的标养混凝土试块不能正确指导有钢筋约束的实际构件混凝土强度;无论是在干燥环境下,还是在潮湿环境下使用膨胀剂,都应通过试验慎重选择合适掺量。掺量过低,起不到补偿收缩作用,掺量过大,反而会产生负面效应。     

管廊混凝土中镁质膨胀剂的水化与膨胀特性研究

地下管廊混凝土易产生收缩变形和渗漏开裂等病害,严重影响管廊结构安全和服役寿命。在管廊混凝土中掺加膨胀剂,可补偿其收缩变形,降低开裂。该文使用镁质膨胀剂,通过差热/热重分析仪对比不同温度对镁质膨胀剂的水化程度的影响,采用X射线衍射分析和扫描电镜研究不同龄期和水泥掺量下镁质膨胀剂的水化程度和水化产物形貌,分析其对混凝土收缩补偿效果。结果表明:镁质膨胀剂随养护温度升高水化加快,在50℃养护条件下的反应速率约是20℃养护条件下的2倍,水化产物特性无改变;镁质膨胀剂在大量水泥中水化呈六方板状,晶体尺寸小于0.1μm,易聚集在水泥水化产物周围,产生局部膨胀开裂。掺镁质膨胀剂管廊混凝土由收缩转变成微膨胀,随掺量和养护龄期增加,混凝土试件膨胀率会逐渐增加,养护到90 d后,膨胀速率逐渐变缓,可避免混凝土管廊胀裂风险。     

氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土变形特性的影响

从氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土安定性能和力学性能的影响规律出发,系统研究了该新型氧化镁复合膨胀剂在不同养护方式下对高性能混凝土变形特性的影响规律.结果表明:在确保安定性的前提下,氧化镁复合膨胀剂在高性能混凝土适宜掺量为不超过8%.内掺8%的氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土力学性能影响不大,但对高性能混凝土的变形特性有显著影响.在饱水养护条件下,氧化镁复合膨胀剂既具有较大的早期膨胀性能,又具有一定的持续微膨胀性能;在密封养护条件下,氧化镁复合膨胀剂的掺入能完全消除高性能混凝土的早期自收缩,产生自膨胀;在干燥养护条件下,氧化镁复合膨胀剂的掺入对高性能混凝土的干燥收缩也表现出明显的抑制效果,至120 d测试龄期时干燥收缩的减缩率仍然高达50.2%.     

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。     

纤维和外加剂对泡沫混凝土收缩性能的影响

运用正交试验方法研究了水灰比、砂胶比、减水剂掺量对干密度为800kg/m~3的泡沫混凝土收缩性能的影响,得出了利于泡沫混凝土收缩性能的最优配合比.基于该配合比,进一步研究了聚丙烯纤维、玻璃纤维、植物纤维、膨胀剂、减缩剂对泡沫混凝土收缩性能的影响,同时测试了其对流动性和抗压强度的影响,并利用雷达图分析了最佳外加组分,利用宏观孔结构和SEM电镜下的微观结构解释纤维和外加剂对其减缩的机理.结果表明:综合考虑3d自收缩和28d干燥收缩率,最优配合比为水灰比0.5,砂胶比1.0,减水剂掺量0.5%.纤维、膨胀剂、减缩剂均能有效降低泡沫混凝土的自收缩和干燥收缩,其抵抗收缩能力大小为:减缩剂膨胀剂纤维.最佳外加组分为1%质量掺量的减缩剂,其能够在满足泡沫混凝土的流动度和抗压强度的前提下,降低泡沫混凝土37%的3d自收缩和57.5%的56d干燥收缩.纤维的掺入引起部分泡沫的破碎,引起基体干燥收缩增大,但其对泡沫混凝土的物理约束作用使最终的干燥收缩降低.膨胀剂和减缩剂减缩机理在于其自身的化学作用.     

钢渣粉和玄武岩纤维对混凝土压拉性能影响的试验分析

为了研究钢渣粉掺量和玄武岩纤维掺量对混凝土压拉性能的影响,进行了不同钢渣粉掺量和不同玄武岩纤维掺量的压拉性能试验,并对试验结果进行了分析与机理探讨。试验结果表明:单掺玄武岩纤维的混凝土在掺量为3 kg/m3时,抗压、劈裂抗拉强度较好;单掺钢渣粉的混凝土,随着钢渣粉掺量的增加,抗压、劈裂抗拉强度先提高后降低,当钢渣粉掺量大于20%时,其强度降低比较明显;玄武岩纤维钢渣粉混凝土在玄武岩纤维掺量为3 kg/m3、钢渣粉掺量为10%~20%时效果较好,抗压、劈裂抗拉强度相对于基准混凝土能分别增加6.5%和11.9%。     

磁化水增强喷射补偿收缩混凝土早龄期抗压强度的试验与分析

为提高混凝土的早期强度,用磁化水替代普通水拌制混凝土。磁感应强度选取为285 m T,进行了5种水流速度下磁化水增强补偿收缩混凝土和喷射补偿收缩混凝土早龄期抗压强度试验,探讨混凝土早期强度增强机理。试验结果表明:相比于普通混凝土,补偿收缩混凝土7 d抗压强度在水流速度0.9 m/s增长幅度达6.4%;喷射补偿收缩混凝土7 d抗压强度在水流速度2.1 m/s增长幅度可达14.2%。磁化水能够弥补速凝剂造成的混凝土7 d强度损失。相比于普通补偿收缩混凝土,喷射补偿收缩混凝土7 d抗压强度在水流速度2.1 m/s提高幅度可达11%。     

钢管混凝土的体积形变研究及其膨胀模式的改善

分析了钢管混凝土的收缩与膨胀特性,认为冷缩和徐变收缩是造成膨胀钢管混凝土收缩的主要原因,混凝土是按照弹性回伸机理进行补偿收缩的。针对膨胀钢管混凝土的特点,开发出储能延迟膨胀剂,采用该种膨胀剂改变了钢管混凝土传统补偿收缩模式,使钢管混凝土按照延迟膨胀模式进行,减少了自应力的损失,有效利用了膨胀能,大大提高了钢管混凝土的承载力。     

聚丙烯纤维、膨胀剂、减水剂、防水剂和掺合料在应用上的区别

根据对掺有膨胀剂、减水剂、防水剂和掺合料混凝土的抗渗性能测定结果表明,应针对工程中所用混凝土的不同种类、不同强度等级,来选择不同的材料改善混凝土的抗裂抗渗能力。     

碱矿渣混凝土基本力学性能试验研究

以水玻璃和Na OH作为激发剂,矿渣微粉作为胶凝材料,硫铝酸钙氧化钙膨胀剂作为掺合料,制备碱矿渣混凝土基本力学性能试验标准试件,开展其立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、弯拉强度、弹性模量和泊松比基本力学性能试验研究.结果表明:碱矿渣混凝土表现出良好的早强性能,SEM微观分析显示骨料与浆体界面间未见明显过渡区,膨胀剂的掺入可以提高碱矿渣混凝土的早期(1 d、3 d)强度,降低后期(28 d)强度;同强度等级的碱矿渣混凝土的抗拉韧性要优于普通硅酸盐混凝土,弯拉强度、弹性模量和泊松比与普通硅酸盐混凝土相当;膨胀剂的掺入对弯拉强度有较大幅度的降低;已有弹性模量各建议计算式计算结果中与试验值最为接近的为中国规范.     

混凝土抗裂防水剂ASA的试验研究

从混凝土的补偿收缩和材料防水角度讨论了混凝土抗裂防水剂ASA的试验研究过程及其性能,在多种材料配比中,经过多种组合试验,选取膨胀性、抗渗性较好的组合。该抗裂防水剂克服了国内某些膨胀剂抗渗能力不足,以及某些防水剂补偿收缩能力不足的问题,各项性能指标均能满足国家建设部膨胀剂标准和防水剂标准,其中主要指标强度、抗渗、膨胀(抗裂)性能好,达到了混凝土自防水的目标,有很好的应用前景。     

活性炭储能骨料对相变混凝土压拉强度和导热性能影响的试验与分析

为了制备具有保温储热能力,同时具有一定强度的新型混凝土材料,对不同活性炭储能骨料掺量的相变混凝土进行了抗压强度、劈裂抗拉强度和导热系数试验,并对试验结果进行了分析。试验结果表明,掺入活性炭储能骨料降低了相变混凝土的抗压、劈裂抗拉强度,活性炭储能骨料掺量在15%以内,相变混凝土的强度损失率不超过10%。相变材料为液态时相变混凝土的导热系数略大于相变材料为固态时的导热系数,增加幅度低于5%。随着活性炭储能骨料掺量的增加,相变混凝土的导热系数增大明显,满足保温要求,活性炭储能骨料的掺量应在15%以内。     

不同约束条件下掺轻烧MgO混凝土的力学性能

研究掺0%,5%,8%和12%(质量分数,下同)轻烧MgO混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、极限拉伸值和轴拉强度随龄期的变化规律,并用扫描电子显微镜和光学显微镜对混凝土微观结构进行分析。结果表明:掺轻烧MgO混凝土在不同约束条件下力学性能都有不同程度的提高,3维约束对混凝土力学性能提高程度最明显。掺5%,8%和12%MgO混凝土3维约束试件360 d时抗压强度分别比自由试件高16.9%,22.0%和16.0%,180 d时劈拉强度分别比自由试件高32.93%,31.03%和33.33%。掺5%和8%MgO混凝土3维约束试件极限拉伸值比自由试件分别提高9.5%和3.1%,抗拉强度分别提高5.7%和6.9%。自由条件下,MgO掺量较大时,MgO水化膨胀使得混凝土内部结构松散,基体呈疏松、多孔状,骨料与界面黏接较弱;约束条件下,混凝土基体的致密性得到提高,基体和集料界面的黏接能力加强,从而提高了混凝土的力学性能。     

流动性高强再生混凝土工作性和力学性能试验研究

为研究减水剂掺量对流动性高强再生混凝土工作性和力学性能的影响,通过改变减水剂掺量(0.45%、0.55%、0.65%、0.75%、0.85%),完成了不同再生骨料取代率(0、30%、40%、50%)的再生混凝土工作性和力学性能试验研究。研究表明:随着减水剂掺量的增加,再生混凝土坍落度值增大;减水剂掺量对再生混凝土早期抗压强度影响规律不明显;减水剂掺量为0.65%~0.75%时,再生混凝土28 d抗压强度、抗拉强度和抗折强度均有明显增加,拉压比和折压比值也达到峰值。     

桥面铺装混凝土早期裂缝控制

对桥面铺装混凝土早期裂缝产生的原因进行了理论分析。根据分析结果，采用混凝土温度应力试验机，在优选骨料的基础上对掺加不同掺和料、膨胀剂和聚丙烯纤维的混凝土早期裂缝进行了试验研究。通过对试验过程的对比分析，阐明混凝土成分对早期裂缝的影响，其中膨胀能转化为膨胀变形和掺粉煤灰及聚丙烯纤维，可使应力储备增大，裂缝温度降低，综合抗裂性能增强。最后给出了改进控制桥面铺装混凝土早期裂缝的设计和施工方法。