原灰掺量对铁尾矿RPC性能影响的研究

利用粉煤灰原灰代替硅灰,采用铁尾矿砂为细骨料替代磨细石英砂,制备了环保型铁尾矿RPC,研究了粉煤灰、硅灰等矿物外加剂对RPC性能的影响。研究表明:使用粉煤灰原灰取代硅灰后,随粉煤灰原灰掺量的增加,拌合物的流动性明显提高。蒸养与标养条件下的试件抗压、抗折强度均呈现先增大后减小的趋势。当粉煤灰原灰代硅灰百分量为30%时,90℃蒸养3 d条件下,铁尾矿RPC的抗压强度可达到175 MPa,抗折强度达到27 MPa;标养28 d条件下,铁尾矿RPC的抗压强度为140 MPa,抗折强度达到32 MPa。     

硅灰和粉煤灰在200 MPa活性粉末混凝土中的应用机理

活性粉末混凝土(RPC)由于具有超高强度、韧性及耐久性而得到快速推广应用。采用0.14的极低水胶比制备200 MPa的RPC,并测试硅灰和粉煤灰对RPC强度和微结构的影响。研究结果表明:RPC的强度随着硅灰掺量的增加呈现先增大后减小的趋势,随着粉煤灰掺量的增加而减小,适量的硅灰掺量和较小的粉煤灰掺量有助于RPC获得较高的强度。硅灰和粉煤灰均具有较高的填充效应和火山灰活性,其活性二氧化硅可与氢氧化钙水化生成水化硅酸钙,尤其是颗粒极细的硅灰,可大幅改善浆体微结构,提高RPC的强度。     

钢纤维掺量对活性粉末混凝土力学性能影响分析

在不同钢纤维体积掺量下,研究活性粉末混凝土(RPC)抗压、抗折强度以及延性变化规律,分析钢纤维对RPC抗压强度尺寸效应的影响,并探讨了RPC抗压强度在3种养护方式下的相互关系。试验结果表明:钢纤维体积掺量在1.5%~2.5%变化时,抗压强度提升明显;在0.5%~1.5%和2.5%~3.5%变化时,抗折强度提升明显;钢纤维体积掺量超过2.5%后,对RPC延性影响不显著。钢纤维体积掺量越大,RPC抗压强度尺寸效应越不明显。标准养护7、28 d的RPC抗压强度比值在0.65左右,90℃蒸养1 d与标准养护28 d的抗压强度基本持平。     

蒸汽养护对不同胶凝体系胶砂力学性能的影响

通过单掺或复掺矿粉、粉煤灰、硅灰和膨胀剂组成不同的胶凝体系,并运用扫描电镜对蒸汽养护条件下不同胶凝体系胶砂力学性能进行了分析研究。结果表明,单掺矿粉和复掺矿粉+硅灰可以有效提高蒸养混凝土的抗折强度,复掺硅灰+膨胀剂和单掺硅灰可以提高蒸养混凝土的抗压强度;并发现蒸汽养护后和标准养护条件不同胶凝体系的强度发展有很大不同。     

活性粉末混凝土的组成及养护条件对其力学性能的影响

研究了微碳铬铁粉渣掺量、砂用量及粒径、钢纤维掺量及养护条件对活性粉末混凝土(RPC)力学性能的影响。结果表明:随着微碳铬铁粉渣掺量的增加,RPC的强度降低,但其掺量占水泥质量的120%时,RPC的抗压强度仍在60 MPa以上;随着砂最大粒径的减小,RPC的强度降低;随着砂用量和钢纤维掺量的增加,RPC的抗压强度均基本呈先提高后降低的趋势,最佳砂灰比为2.0,最佳钢纤维体积掺量为2%;不同养护方式下养护的RPC强度以90℃水养最高,标准养护次之,室内自然养护最低。     

利用河砂和漂珠制备RPC的试验研究

试验研究了采用漂珠、河砂(粒径为0.15~1.18mm)制备活性粉末混凝土(RPC)。结果表明,在水泥∶漂珠∶硅灰∶石英粉∶河砂质量比为0.90∶0.10∶0.25∶0.37∶1.3,水胶比为0.21,减水剂掺量为0.95%,钢纤维体积掺量为3.0%的条件下,采用蒸汽养护48h,RPC抗压强度可达156.4MPa,抗折强度可达32.1MPa。微观分析表明,RPC水化产物结构致密,其主要水化产物为C-S-H凝胶和少量Ca(OH)2。     

内养护条件下矿物掺合料对蒸养水泥砂浆性能的影响规律

采用陶砂作为内养护材料,探究内养护条件下粉煤灰、矿粉和硅灰3种矿物掺合料对于蒸养水泥砂浆性能的影响。发现硅灰和矿粉在蒸养条件下能加快火山灰反应,在早龄期(1、3、7 d)与28 d龄期内均能提高水泥砂浆的抗压强度和耐久性,而内养护条件下这种增强作用更加明显;粉煤灰由于其早期水化活性低,使水泥砂浆结构劣化,但在内养护条件下该现象得到改善。上述结果主要是由于陶砂的加入提高了水泥砂浆的整体水化程度。此外,陶砂由于其多孔结构,虽然能密实界面过渡区,降低蒸养砂浆氯离子扩散系数,但也会提高水泥砂浆表层吸水率。     

固硫灰对活性粉末混凝土早期强度和干缩性能的影响

主要研究了固硫灰掺量、细度以及SO_3含量对活性粉末混凝土(RPC)早期强度和干缩性能的影响。研究结果表明,90℃蒸汽养护2d时,RPC强度随着原灰掺量的增加先增加后降低;自然养护至28d时,RPC强度出现倒缩现象。当粉磨时间超过20min时,继续延长粉磨时间RPC强度变化已不明显;当原灰掺量为胶凝材料的10%,固硫灰粉磨至D50为15.88μm时,RPC活性粉末混凝土早期干缩较小,强度较高;RPC活性粉末混凝土的早期抗压强度随着SO_3含量的增加而增加,干缩随着SO_3含量的增加而减小。     

掺合料及钢纤维对蒸养RPC强度和耐久性的影响

通过合理的试验设计,着重研究了掺合料及钢纤维对蒸养RPC强度和耐久性的影响,研究结果表明:10%～20%的硅粉掺量较为合理,不仅能够提高RPC的强度还能提高RPC耐久性。在固定硅粉掺量15%的条件下,粉煤灰掺量对蒸养RPC强度和耐久性均有影响,5%～15%粉煤灰掺量相对合理;在早期,粉煤灰的掺入会降低RPC强度,但到中后期,RPC的强度会逐渐增长甚至超过未掺入粉煤灰RPC强度;同时粉煤灰的掺入可以进一步提高RPC的耐久性。在固定硅粉掺量15%的条件下,矿粉掺量对蒸养RPC强度和耐久性均有影响,并在20%左右对RPC强度以及耐久性影响最大,对RPC强度和耐久性增长最有利。钢纤维的掺入主要能对蒸养RPC强度产生明显的影响,而对耐久性的影响有限,其中钢纤维掺入量与RPC抗折强度可能成线性关系;相同掺量的直线型钢纤维对RPC力学性能的改善效果要好于曲线型。     

早期受冻环境下含矿粉水泥砂浆抗冻性能研究

研究了不同掺量矿粉及与硅灰复配对不同的早期受冻环境下水泥砂浆的强度、水化产物及其微观形貌的影响。结果表明:在添加复合防冻剂的情况下,预养护2 h以上的试块进行-15℃受冻8 h,试件3 d强度发展几乎不受影响,与标养3 d的强度相差不大。预养护2 h,进行-15℃受冻8、10、12 h,复掺时矿粉10%硅灰8%时早期抗冻效果最佳。通过3 d龄期试件的微观形貌和孔隙观测,可发现矿粉的加入使孔隙率有一定程度的降低,但是相比于未掺加组变化不是很大;当矿粉与硅灰复掺时,孔隙率和最可几孔径均有较大幅度的降低,8%硅灰+10%矿粉10 h受冻组的最可几孔径为32.29 nm,相比于未掺加组的151.04 nm,有很大程度的改善。说明了矿粉与硅灰的复掺能促进早期水化产物的形成,降低有害孔的含量,优化孔隙分布及孔径的大小,使试件能够有效抵抗早期受冻的破坏。     

早期受冻环境下含粉煤灰水泥砂浆力学性能及作用机理研究

研究了早期受冻环境下粉煤灰单掺以及与硅灰复掺情况下水泥砂浆试件的力学性能及其微观形貌的变化。结果表明,同配合比试件在标准养护条件下预养护2 h再在-15℃受冻8 h时,其3 d抗压强度与标准养护3 d的抗压强度相差不大。在单掺粉煤灰15%时,2 h标养后冻8 h的3 d强度达到标养的78.9%;粉煤灰掺入15%硅灰8%时的2 h标养受冻8 h的3 d强度能达到标养的81.0%,复掺后强度有所提高。粉煤灰等掺合料掺入有利于降低总孔隙率,而最可几孔径下降幅度较大,未掺加8 h受冻时为50.39 nm,而在8%硅灰20%粉煤灰受冻8 h时为11.06 nm,说明粉煤灰的加入降低了大孔含量,增加无害孔含量,而无害孔可以抵抗早期冻胀应力,合理的孔结构有利于提高水泥基材料的早期抗冻性。     

硅灰掺量对活性粉末混凝土力学性能的影响

为探明硅灰对活性粉末混凝土(RPC)力学性能的影响,通过对RPC立方体和梁试件的抗压、劈裂和抗折试验,研究5种不同硅灰掺量下RPC的抗压、劈裂和弯折强度。结果表明:硅灰掺量的增加有效改善了RPC的力学性能,但存在一个最优掺量。在满足高性能、和易性和经济要求的前提下,硅灰掺量在12%时,能够获得性能较好的RPC200,并给出了RPC强度随硅灰掺量变化的经验表达式。     

影响活性粉末混凝土强度和干缩性能的因素研究

研究了水灰比、玄武岩纤维掺量、纤维长度及养护制度等对活性粉末混凝土(RPC)早期强度和干缩性能的影响。研究结果表明,90℃蒸汽养护2d时,RPC强度随着水灰比的增加逐渐降低,自然养护至28d时,RPC强度出现倒缩现象,当水灰比为0.17时,RPC28d强度为132.3MPa,干缩率为5.1×10~(-3)。当纤维掺量为1.0%,长度为6mm时,RPC28d抗压强度为135.7MPa,干缩率为1.3×10~(-3);90℃蒸养2d的RPC试件,28d强度最高,干缩最小。     

活性粉末混凝土材料性能与配制技术的试验研究

通过水泥相容性及抗压强度试验,确定了合适的减水剂和硅灰品种,考察了水胶比和硅灰掺量对胶凝材料流动性的影响,研究了水胶比、粉煤灰、硅灰、石英粉、纳米硅以及钢纤维掺量、养护制度对RPC流动性及抗压强度的影响规律.试验结果表明,采用适当比例的硅灰、粉煤灰和纳米硅,可以提高RPC的流动性及强度;RPC中加人缓凝剂,延缓了拌合物的凝结时间,提高了试件浇筑的密实度,从而提高了RPC的强度;特别是纳米硅的加入,明显改善了RPC的流动性,在蒸压养护制度下,得到了立方体抗压强度为167 MPa的活性粉末混凝土.     

不同活性掺合料RPC抗氯离子渗透性能试验研究

为了研究不同活性掺合料的活性粉末混凝土(RPC)在不同养护温度条件下的抗氯离子渗透性能,利用NEL试验法,分别对4组不同温度、不同活性掺合料的RPC试件进行氯离子扩散系数测定。结果表明,RPC优异的微观结构使其具有良好的抗氯离子渗透性能;在相同养护温度下,不同活性掺合料替代硅灰比例相同时,RPC试件抗氯离子渗透能力的大小依次为:粉煤灰石英砂微硅粉;同一种活性掺合料替代相同比例硅灰时,高温养护的RPC试件,其抗氯离子渗透性能明显优于常温养护的RPC试件。     

养护制度对RPC强度与干缩性能的影响

从试验结果出发,分析标准养护、90℃蒸汽养护及100℃热水养护3种养护制度对活性粉末混凝土(RPC)性能的影响,结果表明:湿热养护(90℃蒸汽养护及100℃热水养护)的RPC强度和干缩性能较标准养护的好。并综合预养期及恒温温度两方面试验分析表明90℃蒸养的试件强度和干缩性能均优于60℃蒸养的,其最佳预养期是4 d。     

利用河砂和石粉制备RPC的试验研究

对采用天然河砂作集料、石粉作微集料制备活性粉末混凝土(RPC)的可行性进行了研究。结果表明:利用天然河砂(0.15~0.60 mm)和石粉(小于0.043 mm)制备的RPC可满足客运专线桥梁人行横道挡板、盖板的力学性能要求;在水泥∶硅灰∶河砂∶石粉(质量)比例为1∶0.25∶1.2∶0.37,水胶比为0.22,减水剂掺量为0.95%,钢纤维体积掺量为2%条件下,蒸汽养护48 h,RPC抗压强度可达到165.1 M Pa,抗折强度达到28.6 M Pa。微观分析表明,在RPC体系中,水化产物相互交织在一起,孔径小,结构致密;主要的水化产物为C-S-H、Ca(OH)2、钙矾石,另外还有少量的没有水化的C3S和C2S;Ca(OH)2和钙矾石在低水灰比条件下,生长空间受限,晶体尺寸较小,分布在C-S-H凝胶之间,且Ca(OH)2数量少,C-S-H数量多。     

钢纤维掺量对活性粉末混凝土断裂性能的影响

采用三点抗弯试验,研究了不同钢纤维掺量对活性粉末混凝土（RPC）抗断裂性能的影响;通过扫描电镜（SEM）对钢纤维与RPC基体的黏结情况进行了研究;通过拉拔试验得到了钢纤维与RPC基体的界面黏结强度.结果表明：对于素RPC,其脆性大,断裂能值低,蒸养使其脆性增加;掺加钢纤维后,蒸养可改善钢纤维与RPC基体的界面过渡区,增加界面黏结强度,使钢纤维被拔出需要消耗更多的能量,从而提高了RPC的抗断裂性能,与钢纤维掺量为1%（体积分数）相比,当其掺量为2%时,蒸养对提高RPC抗断裂性能的作用不显著.     

掺稻壳灰活性粉末混凝土配合比试验

通过试验研究了掺稻壳灰的活性粉末混凝土（RPC）的配合比,根据最大密实度理论对掺稻壳灰的RPC进行了基本配合比设计;试验比较了石英砂和天然砂2种细集料对RPC性能的影响;对不同水胶比的RPC进行试验,推荐了适宜水胶比;以稻壳灰替代硅灰,试验研究不同稻壳灰替代率对RPC的流动性、强度及耐久性的影响。结果表明:采用天然砂替代石英砂作为细骨料对RPC抗折强度、抗压强度及流动度影响不大;掺稻壳灰的RPC的适宜水胶比为0.20~0.22;随着稻壳灰替代硅灰掺量的增加,其收缩率降低且随龄期增长变化减缓,同时其抗氯离子渗透性能有所下降;建议根据不同使用性能要求选择稻壳灰部分或完全替代硅灰的RPC。     

蒸养超细粉煤灰混凝土早期强度影响因素研究

采用我国铁路Ⅲ型预应力混凝土轨枕蒸养制度，以蒸养混凝土抗压强度（尤其是脱模强度）作为评价指标，试验研究了化学激发剂种类和掺量、超细粉煤灰掺量和细度、硅灰掺量和磨细矿渣掺量等因素对蒸养超细粉煤灰混凝土强度的影响规律。试验结果表明：化学激发剂种类和掺量、超细粉煤灰掺量和细度是影响蒸养超细粉煤灰混凝土早期强度的主要因素，而硅灰和矿渣的掺入对蒸养超细粉煤灰混凝土28天强度影响较大。