纳米SiO2粉煤灰混凝土抗压强度影响及灰熵分析

为探究纳米SiO₂粉煤灰混凝土孔隙结构对抗压强度的影响,取纳米SiO₂掺量分别为1%,3%,5%和7%,粉煤灰掺量分别为10%,20%和30%,水胶比为0.35,将两者复掺进行试验.测定混凝土3 d,7 d和28 d立方体抗压强度.利用核磁共振技术、场发射扫描电镜和差热-热重技术,综合分析研究孔隙结构及微观形貌特征,通过灰关联熵分析法找出影响混凝土抗压强度的主、次因素,并建立GM(1,4)灰色预测模型.结果表明:两者复掺在混凝土发育阶段起到正耦合作用,宏微观关联分析可知,粉煤灰掺量20%、纳米SiO₂掺量3%为最优;建立了混凝土抗压强度与(0,0.01］ μm孔径占比、(0.01,0.10］ μm孔径占比和束缚流体饱和度的灰色预测模型.GM(1,4)模型3,7和28 d的预测值与试验值的平均相对误差分别为3.28%,4.00%和2.64%,利用孔隙结构预测混凝土抗压强度有较好的精度.该研究可为纳米SiO₂和粉煤灰在混凝土工程中的应用提供一定参考.     

IWSF-FA模袋混凝土抗压强度、孔隙结构和物质组成

为优化模袋混凝土衬砌性能,合理利用当地粉煤灰和废弃硅粉代替部分水泥制备模袋混凝土衬砌.通过抗压强度试验、固体紫外试验、核磁共振和热重试验研究双掺粉煤灰-工业废弃硅粉替代适量水泥后对模袋混凝土抗压特性、内部孔隙结构和水化物质组成的影响.结果表明:合理双掺工业废弃硅粉和粉煤灰(如FA15S4)可以提高模袋混凝土的抗压强度;紫外吸收光谱表明其水化产物C-S-H和CH组成优于其他组别;核磁共振T₂谱分布呈现“三峰结构”,左峰信号幅度最高,双掺工业废弃硅粉-粉煤灰有利于改善其内部孔隙结构.并且双掺工业废弃硅粉和粉煤灰后,热学性质良好.建立了基于BP神经网络理论的模袋混凝土早期抗压强度预测模型,预测结果与试验测试值的最大相对误差为2.7%.研究结果可为工业废弃硅粉和粉煤灰混凝土在水工衬砌工程中的应用提供参考依据.     

偏高岭土对高强机制砂混凝土性能的影响

利用扫描电子显微镜(SEM)、压汞法(MIP)、快速氯离子迁移系数法(RCM)等手段,研究了偏高岭土(MK)掺量对高强机制砂混凝土抗压强度以及抗氯离子渗透性能的影响.研究发现: 掺入MK能够有效改善高强机制砂混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性能:随MK掺量增加,抗压强度与抗氯离子渗透性能均呈先增大后减小的趋势,最佳MK掺量为8%,此时28 d抗压强度为98.5 MPa,较基准组增加13%,氯离子迁移系数为1.89×10^-12 m²/s,较基准组减小60%.微观结构试验表明适宜的偏高岭土掺量能够有效促进水泥水化;偏高岭土颗粒的晶核效应和微集料填充效应协同作用,使得机制砂混凝土的微观结构更加均匀密实,机制砂混凝土的多害孔、有害孔减少,少害孔增加,从而提高了机制砂混凝土抗压强度和抗氯离子渗透性能.     

石灰石粉活性及其对混凝土性能的影响

开展了石灰石粉的活性研究,验证了掺石灰石粉对水泥水化进程、混凝土抗压强度和抗渗、抗冻性能的影响。结果表明:磨细石灰石粉较I级粉煤灰的活性差,单掺石灰石粉后,不同龄期的砂浆和混凝土抗压强度较基准混凝土抗压强度有一定程度降低;一定掺量的石灰石粉与粉煤灰复掺可改善胶凝材料体系颗粒级配,从而提高混凝土早期强度;掺10%的石灰石粉对混凝土的抗渗、抗冻性能没有明显影响。     

稻壳灰对水泥基及混凝土性能影响的试验研究

通过对不同粉磨时间、不同掺量稻壳灰(RHA)水泥基试样需水量、凝结时间和水泥胶砂强度的测试,讨论了RHA掺量及粉磨时间对水泥需水量、凝结时间的影响。结果表明,掺加RHA会增大水泥需水量,延长水泥初凝、终凝时间,当稻壳灰粉磨时间为45 min,掺量为10%时,对水泥浆的需水量和凝结时间影响不大。通过研究稻壳灰活性确定了稻壳灰粉最佳磨时间为45 min,RHA、RHA/粉煤灰(FA)部分取代水泥后,混凝土7和28 d抗压强度与基准组相比均有所下降,56 d抗压强度得到提高,其中复掺10%RHA/5%FA效果最优,较基准混凝土抗压强度提高19%。采用RCM法和电通量法研究了RHA对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,结果表明,掺10%RHA/15%FA后混凝土抗氯离子渗透性能得到改善,抗氯离子渗透性能排列顺序为:R10F15F25JZ。     

低模数水玻璃对橡胶轻骨料混凝土力学性能的影响

为了了解不同掺量水玻璃对RLC(橡胶轻骨料混凝土)力学性能的影响,在RLC中加入水玻璃,并用20%粉煤灰代替水泥,制作水玻璃掺量分别为0,2%,4%,6%,8%的混凝土试块.通过核磁共振试验研究其微观孔隙变化及强度形成机理;进行对数函数曲线预测和BP神经网络强度预测,判断其可靠性并对比优劣.结果表明:水玻璃的掺入使RLC抗压强度呈现先增大后减小的趋势,其水玻璃最优掺量出现在2%;适量水玻璃的加入可提高80 目RLC力学性能,使其与最优组(20 目RLC组)28 d力学性能基本相同;水玻璃加入后混凝土孔隙度呈现出先减小后增大趋势,说明适量水玻璃的掺入可优化混凝土孔隙结构,提高混凝土强度;建立曲线拟合和BP-神经网络预测模型,2种预测模型都可用于混凝土龄期强度预测,但BP-神经网络预测模型的稳定性、可靠性及参数的全面性要优于曲线拟合模型.     

胶粉煤矸石混凝土力学特性及微观结构试验研究

为探究胶粉掺量对煤矸石粗骨料混凝土力学性能的影响,设计20目橡胶颗粒掺量(0,3%,6%,9%,12%)的胶粉煤矸石混凝土,进行宏观力学试验和微观孔隙结构核磁共振试验.结果表明:胶粉掺量增加与力学强度成负相关,3%胶粉掺量影响最小,与基准组相比下降了1.3%,拟合了不同胶粉掺量对煤矸石混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度换算公式,相关性较好;胶粉的掺入降低了多害孔的孔隙占比,6%胶粉掺量使煤矸石混凝土内部有害孔分布降低了4%;数据表明,胶粉颗粒具有填充孔隙的作用,减少了多害孔的产生,优化了孔隙结构;选取对强度影响最大的因素束缚流体饱和度(关联度0.951 06)和大于0.02 μm孔隙半径占比(关联度0.963 86)建立GM(1,3)模型,模型预测的平均误差为2.56%,为矿区排土场护坡材料提供可就地取材的绿色混凝土参考依据.     

煤矸石对混凝土宏微观性能的灰熵分析

为解决固体废弃物煤矸石的大量堆积对环境带来了巨大挑战,将煤矸石作为粗骨料替代普通碎石,基于此研究了煤矸石掺量(0,10%,20%,30%)对混凝土抗压强度的影响,通过核磁共振技术测试不同掺量煤矸石混凝土各龄期微观孔隙发育规律,同时结合灰熵法探究不同掺量煤矸石孔隙结构参数与抗压强度的关系,并结合灰色系统理论建立GM(1,4)灰色预测模型.结果表明:煤矸石的掺入会降低混凝土抗压强度,T₂图谱面积随煤矸石掺量增加而增加,小、微小孔隙占比较普通混凝土有所增加; 根据灰熵关联度研究,煤矸石混凝土强度与孔隙结构中束缚流体饱和度、孔隙率和孔径0.1~1.0 μm孔隙占比关联程度最高,分别为0.999 16,0.989 44,0.995 93,所建立的灰色关联模型GM(1,4)试验值与预测值相对误差均值为1.97%,具有良好的预测精度.研究可为煤矸石作为粗骨料应用于实际工程提供参考依据.     

双掺硅粉粉煤灰高性能混凝土的配

结合使用高效减水剂，采用硅粉和粉煤灰双掺，不仅克服了单掺粉煤灰混凝土早期强度低和单掺硅粉混凝土早强但后期强度增长缓慢的缺点，可赋予混凝土高强、抗冲磨、抗空蚀等一系列高性，使混凝土具备良好的和易性和流动性，还能减少单位水泥用量，减轻温控负担。介绍了硅粉、粉煤灰的特性、作用机理及其对混凝土性能的影响，结合工程实例总结了硅粉粉煤灰双掺C70高性能混凝土的配制技术及其应用经验。     

低压粉煤灰混凝土管道应用研究

粉煤灰作为一种掺和料在大块体混凝土中已广泛应用，其掺量（除碾压混凝土外）一般不超过水泥用量的３０％。但作为一种主要原料大比例地掺入小型农田水利构件中，尚处于探索阶段。初步摸清了不同材料配比和粉煤灰掺量对产品性能的影响，基本掌握了满足不同强度要求的粉煤灰的最佳掺量。     

粉煤灰纤维混凝土基本力学性能试验研究

通过粉煤灰纤维混凝土基本力学性能试验,分析了水灰比、粉煤灰掺量等因素对纤维混凝土抗压强度、劈拉强度和抗压弹模的影响,探讨了粉煤灰对混凝土的影响机理。试验结果表明,随粉煤灰掺量的增加,双掺混凝土早期强度有所降低,混凝土后期强度有明显提高。     

HF粉煤灰混凝土的力学变形及抗冲磨性能试验研究

为了研究了不同粉煤灰掺量、水胶比、HF抗冲磨剂掺量对混凝土的力学及变形性能和耐久性的影响规律,进行了HF粉煤灰混凝土的抗压强度、极限拉伸、抗压弹性模量等力学及变形性能试验以及HF粉煤灰混凝土的抗冻、抗渗、抗冲磨等耐久性试验。结果表明:在相同HF抗冲磨剂掺量和水胶比情况下,混凝土抗压强度并不是随粉煤灰掺量的增加而增加,而是都表现出先增加后降低的规律性现象;在相同粉煤灰掺量和水胶比情况下,随HF抗冲磨剂的掺量的增加其抗冲磨强度得到较大提高,混凝土抗压强度也有所提高,但是在提高HF掺量来增加混凝土强度的同时并考虑与之相匹配的水胶比时,这样能使HF抗冲磨剂对混凝土强度的效用更好地发挥出来;从粉煤灰掺量对不同龄期混凝土多个力学及变形性能和耐久性性能的影响规律来看,HF粉煤灰混凝土的设计龄期为90d时,粉煤灰掺量宜为25%以内,不宜超过30%;随水胶比在一定范围内的降低,混凝土抗压强度、极限拉伸值、抗拉弹性模量、轴心抗拉强度、抗压弹性模量、轴心抗压强度、抗冲磨强度均规律性提高。     

粉煤灰混凝土在沿海垦区渠道防渗中的应用

将粉煤灰混凝土技术应用于沿海垦区的灌溉渠道防渗工程，采用掺50％粉煤灰替代40％的水泥，同时掺入胶凝材料总量1．5％的粉煤灰混凝土复合外加剂，不仅使混凝土生产成本降低了15％，而且混凝土的物理力学性能完全满足渠道防渗工程的技术要求，解决了以往粉煤灰混凝土早期强度低、不易机械成型的技术难题，示范工程的实际使用效果表明粉煤灰混凝土渠道防渗技术性能良好。     

风积沙混凝土力学性能及孔隙特征

为了解决中国西北地区天然河砂分布不均及资源短缺的问题,利用库布齐沙漠风积沙替代部分天然河砂作为细骨料配制风积沙混凝土,通过立方体抗压强度、劈裂抗拉强度与核磁共振孔隙等因素对风积沙混凝土进行试验研究.结果表明:随着风积沙掺量增加,混凝土立方体抗压强度与劈裂抗拉强度均呈先增高后降低的趋势,且风积沙掺量分别为20%,30%与40%的混凝土可满足设计强度要求;随着养护龄期增加,风积沙掺量为30%的混凝土强度值增长幅度最大.风积沙混凝土核磁共振T₂图谱共有3个特征峰,随着养护龄期增加,混凝土中大孔隙都向着小孔隙方向发展;随着风积沙掺量增加,孔隙度呈先降低后增高的趋势,且凝胶孔与毛细孔呈先增加后减少的趋势.该研究可以为风积沙混凝土在中国干旱半干旱地区水利工程中应用推广提供理论依据.     

高性能硅粉混凝土在水电工程中的

结合使用高效减水剂和粉煤灰，不仅克服了单掺粉煤灰混凝土早期强度低和单掺硅粉混凝土早强但后期强度增长缓慢的缺点，可赋予混凝土高强、抗冲磨、抗空蚀等一系列高性能，使混凝土具备良好的和易性和流动性，还能减少单位水泥用量，减轻温控负担。介绍了C70高性能硅粉混凝土在某水电工程中的配制技术及混凝土温控措施。     

严寒地区高性能混凝土抗冲磨试验研究

为了满足严寒地区水利工程的抗冲磨要求,开展了掺加引气剂、HF抗冲磨剂等外加剂,研究了水胶比、粉煤灰掺量、HF抗冲磨剂掺量对高性能混凝土抗冲磨性能的影响,以期为今后的类似工程提供一定的参考价值。研究表明：粉煤灰掺量在15%～25%时,高性能混凝土的抗冲磨强度变化趋势是先升后降,说明掺入适量的粉煤灰是可以提高抗冲磨强度的;HF抗冲磨剂能显著提高高性能混凝土的抗冲磨性能,但掺量并不是越大越好,有一个最优掺量;混凝土的抗冲磨强度随着水胶比的降低而增大,但水胶比若过小,则抗冲磨强度反而会降低。     

Ⅲ级粉煤灰与镁渣耦合对C30混凝土抗压强度的影响研究

为有效和充分利用Ⅲ级粉煤灰与镁渣,以常用强度等级C30混凝土为研究对象,Ⅲ级粉煤灰取代率和镁渣掺量为因素,设计混合均匀试验方案U12(6,4),试验研究二因素耦合条件下混凝土的强度变化规律。对试验结果应用最小二乘拟合,建立了混凝土强度与粉煤灰取代率、镁渣掺量的非线性关系模型。因素效应分析表明:影响混凝土强度的主要因素是粉煤灰取代率,其次是镁渣掺量;Ⅲ级粉煤灰取代率的强度效应为负效应,镁渣掺量不大于49%时其强度效应为正效应,粉煤灰与镁渣的耦合效应为正效应;从强度和经济角度评价,以高粉煤灰取代率,较高镁渣掺量为混凝土配合比调控的最佳组合;对于C30混凝土,Ⅲ级粉煤灰与镁渣的合理组合为f=36%,m=5%。     

大掺量粉煤灰混凝土导温系数试验研究

为研究大掺量粉煤灰混凝土的导温系数,本文利用正交试验测定在粉煤灰掺量、水胶比、砂率、减水剂掺量以及骨料干湿状态五个因素影响下混凝土导温系数的变化规律。结果表明：各因素均为混凝土导温系数的显著性影响因素,其中砂率、粉煤灰和减水剂掺量为极显著影响因素,各因素的影响顺序为：砂率>粉煤灰掺量>减水剂掺量>>骨料干湿状态>水胶比,并得到导温系数取得最大和最小时的最优配合比,最后应用回归分析得到回归方程,为大掺量粉煤灰混凝土导温系数的预估提供参考。     

不同类型的减水剂对掺粉煤灰混凝土抗压强度的影响

通过试验研究了早强减水剂和高效减水剂对掺粉煤灰不同强度等级混凝土抗压强度的影响,研究表明：混凝土中掺入早强减水剂量在（0~1%）内时,混凝土早期强度明显提高,后期强度也有增大,当粉煤灰掺量为20% 、早强减水剂为0.8%时混凝土强度最大;混凝土中掺入高效水剂量在（0~1%）内时,当粉煤灰掺量为25% 、高效减水剂为1.0%时混凝土强度最大。     

石粉对高强机制砂混凝土工作性能和力学性能的影响

为了研究玄武岩机制砂的石粉含量对高强混凝土工作性能和力学性能的影响,配制不同石粉质量分数(3%,5%,7%,9%,11%)的C70机制砂混凝土,借助核磁共振(NMR)、差热-热重(TG)同步试验以及场发射扫描电镜试验(SEM)研究其力学特性和微观演化.研究结果表明:利用石粉等质量代替机制砂能够配制出满足力学性能要求的高强机制砂混凝土,在保证水胶比不变的情况下,石粉质量分数为5%~7%的混凝土力学性能指标最佳.石粉良好的微集料填充效应与碱性碳酸钙的生成使水化产物C₃S和CaCO₃微界面区结构更加密实,而Ca(OH)₂在CaCO₃表面生成大量晶体,致使Ca(OH)₂晶粒细化,从而提高界面黏结作用,使得界面过渡区得到明显改善;该研究成果可为高强机制砂混凝土配合比设计中石粉的利用提供理论参考.