平板法试验研究高强与高性能混凝土抗裂性能

高强与高性能混凝土胶结料用量较多,砂率较大,粗骨料用量相对较少,而且水胶比较低,常掺有其它掺合料,因此若处理不妥易出现混凝土早期开裂现象.本文在圆环法试验的基础上通过平板法试验,研究分析不同水胶比和不同粉煤灰掺量对高强与高性能混凝土开裂性的影响.研究结果表明,高强与高性能混凝土的裂缝主要发生在早期,因此在早期就应该及时采取控制裂缝的措施;在低水胶比的情况下,水胶比对高强与高性能混凝土抗裂性能的影响较为明显,水胶比越小,开裂越严重;掺入粉煤灰对混凝土抗裂有所改善,但是其掺量对抗裂的影响并不是呈定向规律,而是存在着最优掺量.     

矿渣—粉煤灰基高性能混凝土专用胶凝材料

通过优化配比组分、粒级设计和使用外加剂,制备出一种高掺量矿渣、粉煤灰且使用水泥熟料较少的矿渣--粉煤灰基高性能混凝土专用胶凝材料.研究了物料粉磨方式、石膏掺量、矿渣与粉煤灰的掺量及比例对复合高性能胶凝材料体系强度的影响,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)微观分析手段观察其微观结构和水化产物,阐明了复合胶凝材料活性与级配协同优化效应.复合胶凝材料胶砂水胶比为0.36时具有较好的流动度,胶砂试块养护28d抗压强度可以达到58.9MPa,抗折强度达到14.2MPa,并具有良好的抗硫酸盐侵蚀性能,配制的混凝土具有良好的抗碳化性能.     

低水胶比对复合胶凝体系水化特性和动力学影响研究

低水胶比复合胶凝体系的水化机理和水化行为较普通水胶比胶凝体系存在一定差异,该条件下传统的水化结论往往不再适用.以不同低水胶比水泥-粉煤灰-矿渣复合胶凝体系为研究对象,通过测试净浆试件7d水化热,结合水化动力学模型探明了低水胶比、矿物掺合料掺量对其水化行为和水化机理的影响,并通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)分析了低水胶比复合胶凝体系的水化产物差异.研究结果表明：水胶比为0.2、粉煤灰-矿渣复掺量小于50%时,复合胶凝体系早期和后期的放热速率无明显差异,此时复掺粉煤灰-矿渣对水泥水化存在一定促进作用,当水胶比增至0.25和0.3时,复掺粉煤灰-矿渣在10～17h抑制了水泥水化;当水胶比由0.3降低至0.2时,胶凝体系最大放热速率呈增大趋势,且水化过程由NG-I-D改变为NG-D,不再经历相边界反应;水化至28d时,水化硅酸钙(C-S-H)的形貌随着水胶比的降低,由纤维状向球状转变.     

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.     

掺复合胶凝材料混凝土的抗氯离子侵蚀性能

研究了矿粉、粉煤灰、硅灰等矿物外加剂对海工混凝土性能的影响,通过试验测定了掺复合胶凝材料的海工混凝土的电通量、氯离子表观扩散系数的变化规律,并对这种混凝土进行了恒电压钢筋锈蚀的试验,研究了矿物外加剂掺量与混凝土抗氯离子侵蚀性能的关系.研究结果表明,在硅酸盐水泥中掺加矿粉、粉煤灰、硅灰等矿物外加剂可以改善海工混凝土的综合性能.矿物外加剂的复合掺入比单独掺入对混凝土抗氯离子侵蚀性能的改善具有更加良好的效果.海工混凝土配制时应尽可能地采用复合多种矿物外加剂.     

复合矿物掺合料高性能混凝土的试验研究

通过对复合矿物磨细矿渣、硅粉矿物掺合料高性能混凝土的试验,研究了最大限度降低水泥用量,优化高性能混凝土胶凝材料用量的问题．试验结果表明：水胶比仍是影响矿渣高性能混凝土强度的主要因素;磨细矿渣、硅粉等量取代水泥,取代值存在一个最佳值,分别是磨细矿渣掺量最佳值为凝胶材料总量的30％,硅粉的掺量为凝胶材料总量的15％,高效减水剂为凝胶材料总量的2．0％．     

双掺陶瓷抛光粉及粉煤灰混凝土的优化配比

为了扩展混凝土矿物掺加料的种类和掺量,优化配比了双掺陶瓷砖抛光废粉及粗粉煤灰混凝土(PFC),矿物总掺量为0~60%.对比分析了水胶比、胶凝材料用量、减水剂用量等配合比参数对混凝土工作性的影响,获得了不同混凝土的3d、7d及28d强度.研究表明,优化配比下,不同掺量的复掺矿物混凝土(PFC),均可达到预期的工作性控制目标.50%掺量时,各龄期强度可较普通混凝土提高50%左右;60%掺量时,类似工作性的混凝土可降低水泥用量24%以上,研究可为陶瓷抛光废粉和粗粉煤灰用于混凝土提供试验参考.     

环保高性能胶凝材料的制备

为了研制低水泥用量的环保型高性能胶凝材料,分析其实现的理论基础和技术途径,得出其中的关键技术是优化胶凝体系的组分及其掺量以及配合振动磨机的活化处理技术,从而大幅度提高水泥的水化程度,使得水泥用量最小.结合试验研制环保高性能胶凝材料(EHPCM),首先选择胶凝体系,然后,对四元胶凝体系中各个规格的组分进行优化.理论计算和实验结果表明:通过磨机活化技术处理的四元胶凝体系水泥用量最少,且具有最高的水泥水化程度和较优异的力学性能,是环保高性能胶凝材料最适宜的胶凝体系;环保胶凝材料的配比即水泥、硅灰、粉煤灰、石英粉的质量比为1-0.25-0.35-0.40,运用这种胶凝材料可配制出流动性良好,抗压强度和抗折强度分别达132 MPa和18 MPa的活性粉末混凝土.     

坍落度与减水剂对混凝土早期开裂性能的影响

混凝土的早期收缩开裂问题已成为国内外专家的研究热点,为了研究混凝土必不可少的组成之一的减水剂对混凝土开裂性能的影响,采用福州大学的发明专利"水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂法及其装置"进行减水剂品种和由减水剂掺量改变而导致混凝土坍落度变化对混凝土早期开裂性能的影响试验研究.试验研究结果表明:外加剂品种对混凝土的开裂性能有一定的影响.掺三聚氰胺系减水剂混凝土的抗裂性能优于掺萘系和聚羧酸系减水剂混凝土,掺萘系减水剂混凝土的抗裂性能最差.而且,即使同属萘系减水剂,不同的厂家、不同品牌的减水剂对混凝土开裂性能的影响也不尽相同.混凝土的坍落度对混凝土的开裂性能有一定的影响,坍落度在11～18 cm之间的混凝土抗裂性能相对较好.     

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。     

循环流化床灰渣作为水泥混合材的研究及性能改善

试验研究了掺CFB灰渣水泥性能随灰渣掺量的变化规律,并探讨了添加激发剂和机械粉磨处理灰渣对水泥性能的影响。结果表明,随CFB灰渣掺量的增加,水泥强度随之降低,而当灰渣在水泥中的掺量不大于30%时,水泥强度可达到42.5水泥级别,当其掺量不大于40%时,水泥强度仍可达到32.5水泥级别。激发剂A能有效提高水泥早期强度,而激发剂B对提高水泥后期强度的贡献较大,同时激发剂A使粉煤灰和炉渣的28 d反应程度分别提高4.1%和3.5%,并促进掺灰渣水泥的水化产物中C-S-H凝胶增多,提高产物结构致密度。机械粉磨处理后能有效提高粉煤灰的活性,水泥强度和粉煤灰反应程度与粉磨时间成正比关系,而粉煤灰需水量比随粉磨时间的延长而先下降后升高。     

混凝土海洋平台抗氯离子侵蚀耐久寿命预测试验研究

对不同水灰比及掺加粉煤灰、硅灰的高性能混凝土氯离子扩散系数进行了试验研究,并对高性能混凝土海洋平台结构抗氯离子侵蚀耐久寿命进行了预测和分析,结果表明在一定条件下,低水灰比和增加保护层厚度均可以提高混凝土结构抗氯离子侵蚀的耐久寿命.该结论为混凝土海洋平台结构的耐久性设计与评估提供了参考依据.     

碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能研究

为充分利用磷渣和粉煤灰两种工业废渣生产高性能胶凝材料,研究了不同磷渣/粉煤灰配合比的碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能.结果表明:碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的凝结时间正常,在掺量为0~30%(质量分数)范围内,随着粉煤灰掺量的增加,碱-磷渣-粉煤灰的凝结时间略有延长.与普通硅酸盐水泥相比,碱-磷渣胶凝材料的抗压强度较高而抗折强度相对较低;掺加粉煤灰后碱-磷渣胶凝材料的抗压强度降低,但抗折强度提高.碱-磷渣胶凝材料的抗冻性和耐蚀性均优于普通硅酸盐水泥,但其干缩较大,用部分粉煤灰取代磷渣粉可一定程度减小干缩.     

粗大粉煤灰在水泥中的应用

分析研究了粉煤灰的组成成分和颗粒细度，并在此基础上对粉煤灰的水化活性进行了试验研究，取得了可喜的进展。     

粉煤灰砂浆早期抗压强度试验研究

根据不同配合比研制的粉煤灰掺量13．6％的3组,粉煤灰掺量11．5％的3组,共6组M5粉煤灰砂浆．经过3天自然养护,对其进行了抗压强度试验,研究粉煤灰砂浆早期抗压强度的影响因素．试验研究表明：引气剂（微沫剂）掺入会降低粉煤灰砂浆的早期强度．减水剂的掺入可以提高粉煤灰砂浆的早期强度．减水剂掺量一定时,水胶比越小,粉煤灰水泥的早期抗压强度越高．从6组试件中选出28天抗压强度可达M5以上的粉煤灰砂浆,其配合比为：水泥：粉煤灰：轻砂：水：微沫剂：减水剂=1：0．7：4．4：2．0：0．00326：0．096．     

Influence of fly ash fineness and shape on the porosity and permeability of blended cement pastes

The effects of the fineness and shape of fly ash on the porosity and air permeability of cement pastes were investigated. Pulverized coal combustion (PCC) fly ash and fluidized bed coal combustion (FBC) fly ash classified into three different finenesses were used. River sand with particle size distribution similar to that of fly ash was also used for comparison. Portland cement was replaced with fly ash and ground sand at the dosages of 0, 20wt%, and 40wt%. A water-to-binder ratio (w/b) of 0.35 was used throughout the experiment. The results show that the porosity and air permeability of the pastes are influenced by the shape, fineness, and replacement level of fly ash. The porosity and air permeability of FBC fly ash pastes are higher than those of PCC fly ash pastes. This is due to the higher irregular shape and surface of FBC fly ash compared to the spherical shape and relatively smooth surface of PCC fly ash. The porosity increases with the increase in fly ash replacement level and decreases with the increase in its fineness. The permeability of PCC fly ash pastes decreases with the increase in replacement level and fineness, while for FBC fly ash, the permeability increases with the increase in replacement level. Decreases in porosity and permeability are due to a combined effect of the packing of fine particles and the reaction of fly ash.     

玄武岩纤维高性能混凝土早期抗裂性能试验研究

采用改进的平板法进行粉煤灰掺量和玄武岩纤维掺量对高性能混凝土早期抗裂性能影响的试验研究.首先通过单掺粉煤灰得出粉煤灰最优掺量为30%,然后再将不同掺量的玄武岩纤维掺入到粉煤灰掺量为30%的混凝土中,得出玄武岩纤维掺量的最优值.试验结果表明,玄武岩纤维的掺入对混凝土坍落度影响不大,但对高性能混凝土早期的开裂面积、初裂时间等都起到了显著的改善作用.当粉煤灰掺量为30%、玄武岩纤维掺量为1.6 kg·m-3时,高性能混凝土早期开裂面积最小,改善效果最好.     

粉煤灰的颗粒分布对混凝土自收缩的影响

对四组水泥熟料细度和掺量相同,而Ⅲ级粉煤灰和超细粉煤灰的掺加比例不同的粉煤灰调粒水泥浆进行自收缩试验的数据进行比较,试验结果表明,Ⅲ级粉煤灰比超细粉煤灰更有利于减小水泥浆的自收缩。     

高性能混凝土应力腐蚀影响因素显著性分析

混凝土的应力腐蚀破坏是影响其耐久性能的主要原因。利用自行设计的应力腐蚀加载试验装置，通过正交设计方法，研究了高性能混凝土在3分点加荷及腐蚀溶液耦合作用下抗折强度衰减规律，提出了应力腐蚀因子和介质腐蚀因子两项评价指标，根据方差结果分析了不同影响因素对高性能混凝土应力腐蚀试验结果的敏感性。结果表明，水胶比、粉煤灰掺量、腐蚀溶液对高性能混凝土应力腐蚀因子和介质腐蚀因子都具有显著的影响，但水胶比对其影响特别显著，而应力水平仅对应力腐蚀因子的影响具有显著性。因此，对配合比设计参数中的水胶比、外掺材料进行优化设计可有效地提高公路建设用混凝土的耐久性。     

水泥-粉煤灰-高效减水剂的相容性研究

本文从水泥、粉煤炭、高效减水剂的作用机理出发,对该体系进行了相容性研究,提出用饱和点、流动度的经时损失和胶砂强度三个指标来检测和评价水泥、粉煤灰、高效减水剂的相容性问题．