基于正交试验的活性粉末混凝土力学性能及耐久性研究

通过正交试验设计了18组不同配合比的活性粉末混凝土(RPC),在常温养护制度下对其进行抗压强度和抗折强度试验研究,分析了砂胶比、水胶比、钢纤维掺量等因素对RPC力学性能的影响,考察了RPC破坏过程及形态.基于力学性能最优试验组,对该配合比进行优化,然后进行了抗冻融循环试验和抗硫酸盐侵蚀试验研究.试验结果表明:水胶比和钢纤维含量对RPC抗折和抗压强度影响显著,钢纤维含量过高导致RPC拌合物流动性较差,亦不经济,建议钢纤维体积含量控制在1.5％左右.RPC经冻融循环次数达150次时,其相对动弹模量为95.2％,质量损失忽略不计;经硫酸盐溶液侵泡的RPC试块强度相比在清水侵泡中提高了16.2％,RPC的抗硫酸盐侵蚀系数为116.5％.     

复合纤维对严寒地区混凝土抗冻性能的影响研究

为了研究严寒地区混凝土的抗冻性能,制备了5种不同聚丙烯纤维和钢纤维掺加的混凝土试件,测试了混凝土试件的抗压强度、抗折强度、质量损失率和动弹性模量,分析了不同冻融循环次数影响混凝土力学强度的变化规律.结果表明:复掺聚丙烯纤维和钢纤维能够在单掺一种纤维的基础上再进一步提高混凝土的抗压强度以及抗折强度;复合纤维混凝土的抗压强度、抗折强度、质量以及动弹性模量损失随着冻融循环次数的增大而增大;相同冻融次数下,复掺聚丙烯纤维1.0 kg·m-3和钢纤维40 kg·m-3条件下混凝土的抗冻性能最佳.     

粉煤灰轻骨料混凝土抗硫酸盐侵蚀研究

按粉煤灰最佳掺量配制轻骨料混凝土,进行抗硫酸盐侵蚀实验.试验结果表明,干湿循环作用下,硫酸钠浓度为7％的试块侵蚀速度最快;粉煤灰轻骨料混凝土的破坏形式主要为裂缝开裂破坏;随干湿循环的进行,抗压强度呈现出先增加后降低的近似抛物线曲线的趋势,并且硫酸钠溶液的浓度越高,强度上升的越快,下降的也越快;三种侵蚀溶液中的应力-应变曲线具有相似性,并且粉煤灰轻骨料混凝土的塑性随侵蚀浓度的提高而增大;对侵蚀作用后的混凝土应力-应变曲线可以采用三次曲线进行拟合,效果较好.     

冻融循环后钢纤维混凝土氯离子侵蚀性能研究

为探索经受冻融循环后的钢纤维混凝土在氯盐环境作用下的耐久性能,通过对冻融循环不同次数后的钢纤维混凝土试件开展氯离子侵蚀试验,分析了钢纤维掺量、冻融循环次数等因素对氯盐侵蚀环境下钢纤维混凝土耐久性的影响规律并探索了冻融损伤对钢纤维混凝土氯离子侵蚀性能的影响机理.研究结果表明:钢纤维掺量在0～1.5％范围内,钢纤维掺量越大,相同渗透深度处混凝土氯离子扩散系数越小,混凝土抵抗氯离子侵蚀的性能越好;冻融循环次数越大,钢纤维混凝土氯离子扩散系数越大,混凝土抵抗氯离子侵蚀的性能越差.     

冻融环境下的混凝土抗冻抗裂性能研究

为了获得冻融环境下混凝土的力学特性和抗冻性能,分别对普通混凝土和聚丙烯纤维混凝土进行多次快速冻融循环,通过室内试验分别测量不同冻融循环次数后普通混凝土和聚丙烯纤维混凝土质量损失、动弹模损失和抗压强度、抗折强度等力学参数的变化规律。通过试验结果分析发现,随着冻融循环次数的增加进行,混凝土的力学特性明显降低,其中聚丙烯纤维混凝土在冻融环境下的力学特性和抗冻裂性能明显优于普通混凝土。     

双掺矿渣-粉煤灰对轻骨料混凝土耐久性影响试验研究

为缓解沿海地区混凝土结构受冻融循环及硫酸盐侵蚀复合作用而发生耐久性破坏的情况,本文通过改变矿渣及粉煤灰的相对掺量,对不同掺量比例的粉煤灰-矿渣型混凝土进行冻融循环与硫酸盐侵蚀试验研究,探究混凝土的质量损失率及抗压强度损伤劣化规律。结果表明:掺加一定量的粉煤灰对混凝土抗冻性能具有良好促进作用,但比例较高会降低其抗冻性,严寒环境中不利于高掺量粉煤灰混凝土应用;矿渣对于混凝土抗冻性能的提高具有促进作用;混凝土试件的质量损失率及抗压强度损失率在同浓度硫酸盐溶液中随着粉煤灰、矿渣粉的增加呈现先减小后增加的趋势,研究成果可为冻融-硫酸盐侵蚀复合环境下轻骨料混凝土工程质量控制和耐久性评价提供理论依据。     

粉煤灰掺量对再生混凝土力学性能和抗冻性的影响研究

研究粉煤灰掺量、再生粗骨料取代率对再生混凝土抗压强度和抗折强度的影响,并对再生混凝土在不同冻融循环次数下的抗压强度和质量损失率进行了研究.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,再生混凝土抗压强度呈先增大后降低的趋势,当粉煤灰掺量为15%,再生粗骨料取代率为30%时,再生混凝土的抗压强度达到最大;粉煤灰掺量对抗折强度提高幅度较小;在冻融循环低于50次时,试块抗压强度下降速度较缓,此后下降速度加快,当冻融循环达到150次时,强度损失最大;再生粗骨料取代率对试块的抗冻性影响高于粉煤灰掺量.建立了考虑再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量因素的冻融循环作用下再生混凝土抗压强度指数衰减规律预测模型.     

煤矸石集料混凝土Na2SO4侵蚀试验研究

以Na2 SO4溶液浓度、水胶比、粉煤灰质量浓度和煤矸石质量浓度作为试验因素,进行了四因素三水平正交试验,对长期浸泡、干湿循环两种环境中的煤矸石集料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能劣化规律展开研究.研究表明,混凝土在Na2 SO4溶液中的破坏过程分为两个阶段,侵蚀初期:混凝土的孔隙被侵蚀产物填充,致密了结构,抗压强度、动弹性模量、抗折强度等指标有所增加;侵蚀后期:膨胀性物质仍持续生成,结晶压力超过混凝土的抗拉强度,各指标从高位下降;在干湿循环作用下,各强度指标变化速率较长期浸泡组更快,说明干湿循环对试块的性能劣化更加显著;在各因素对抗压强度耐腐蚀系数、相对动弹性模量与抗压强度耐腐蚀系数的影响中,Na2 SO4溶液浓度和水胶比占主导作用;适量掺入煤矸石和粉煤灰对混凝土性能劣化起到一定的抑制作用.     

双掺微硅粉和粉煤灰对钢纤维再生混凝土力学性能的影响

为了研究双掺微硅粉和粉煤灰对钢纤维再生混凝土力学性能的影响,制备了微硅粉和粉煤灰掺量分别为0、3％、6％、9％、12％、15％的36组试件,测试了钢纤维再生混凝土的坍落度、抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度.结果表明:钢纤维再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗折强度均随着粉煤灰以及微硅粉掺量的增大而先增大后减小;钢纤维混凝土在微硅粉掺量小于6％、粉煤灰掺量小于15％时具有较强的工作性能,且当微硅粉掺量为6％、粉煤灰掺量为3％时抗压、抗拉以及抗折强度最优.     

路用高性能聚合物透水混凝土试验研究

采用正交法进行试验设计,选取水灰比、水泥用量和聚合物掺量三种因素,设计制作了16组聚合物透水混凝土试块,分别进行了抗压、抗折、冻融、透水系数以及孔隙率试验,分析了各影响因素对其性能的影响.结果 表明,水灰比对聚合物透水混凝土的抗压强度、抗折强度和透水性能影响最大,其中水灰比存在最佳值.通过试验制备的聚合物透水混凝土试件最大抗压强度可达45.2 MPa,冻融循环次数达到150次.在试验的基础上,给出了聚合物透水混凝土抗压强度和抗折强度、抗压强度和透水系数以及透水系数与孔隙率之间的回归公式.     

高强轻质混凝土力学特性试验研究

随着轻质混凝土在工程中需求的不断增大,钢纤维成为提高其力学性能的重要途径。针对钢纤维对轻质混凝土抗压强度及抗折强度的影响,对高强轻质混凝土力学特性分别进行了抗压强度试验及抗折强度试验研究。结果表明,向混凝土材料中添加钢纤维,可明显提高轻质混凝土材料的抗压强度及抗折性能。     

酸雨-冻融耦合侵蚀作用下混凝土性能劣化规律

为研究冻融循环对混凝土酸雨侵蚀的影响,对比了酸雨(4A)、先酸雨后冻融(3A-F)、先冻融后酸雨(F-3A)三种侵蚀作用下混凝土的酸性化深度变化规律及其质量、抗压强度、动弹性模量等性能的劣化规律,分析了冻融循环影响混凝土酸雨侵蚀的微观机理,量化了冻融循环对酸雨侵蚀下混凝土酸性化深度的影响.结果 表明,在3A-F和F-3A侵蚀作用下混凝土的酸性化深度要远大于4A侵蚀,混凝土的质量、抗压强度与动弹性模量等性能的劣化也要比4A制度严重得多,说明冻融循环加速了酸雨对混凝土的侵蚀速率;冻融循环使混凝土内部出现连通裂纹,增大了H+的迁移速率,从而加速酸雨侵蚀;引入冻融循环对混凝土酸性化的影响系数,发现冻融循环次数越多,冻融循环对混凝土酸雨酸性化的影响越大,3A-F和F-3A两种耦合侵蚀制度下冻融循环对于混凝土酸性化深度的影响系数平均值分别为1.50和1.53.     

养护条件对掺粉煤灰混凝土力学特性影响

为研究养护条件对掺粉煤灰混凝土力学特性影响,基于室内土力学基本试验,分别研究粉煤灰掺量为30%条件下,养护温度、养护湿度、养护时间对粉煤灰混凝土抗压强度及抗折强度的影响规律。研究结果表明:随着养护温度由室温20℃升高至100℃,混凝土抗压强度、抗折强度初始阶段显著增加,养护温度80℃后,强度趋于稳定;随着养护湿度增加,粉煤灰混凝土水化速率加快,抗压强度及抗折强度逐渐提高,最大可提高22.45%、23.18%;80℃高温养护条件下,随着养护时间增加,粉煤灰混凝土抗压强度、抗折强度呈现指数函数变化特征。     

粉煤灰混凝土抗硫酸盐侵蚀性能(英文)

为了探究掺粉煤灰混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,固定水灰比,用不同种类的粉煤灰在20℃条件下制备混凝土试样。在8℃或20℃的条件下分别水养14、28 d和90 d后,试样在20℃和8℃的条件下被置于SO24-浓度为16 g/L的硫酸钠溶液中。试样的抗硫酸盐侵蚀性能通过目视观察和长度变化来评价。研究了粉煤灰种类、先期养护时间和温度对粉煤灰混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能的影响。结果表明：石灰含量,硫酸盐浓度和玻璃相中的碱含量是影响粉煤灰混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的主要因素,并且提出了粉煤灰的组成影响粉煤灰混凝土抗硫酸盐侵蚀性的机理。     

纤维轻骨料混凝土抗冻性试验研究

利用浮石轻骨料、钢纤维、聚丙烯纤维及硅灰配制纤维轻骨料混凝土,研究在水中冻融作用及硫酸钠溶液中冻融作用下纤维轻骨料混凝土的抗冻耐久性能.研究表明,轻骨料混凝土在硫酸钠溶液中冻融损伤明显大于水冻环境;掺入两种纤维后,轻骨料混凝土的强度损失率降低,而掺有粉煤灰和硅灰的纤维轻骨料混凝土的强度损失率和质量损失率均显著降低.SEM照片显示,掺有硅灰的轻骨料混凝土界面过渡区厚度减小,水化反应生成大量凝胶产物并交织成网状结构,界面的粘结强度提高,使得掺有硅灰的纤维轻骨料混凝土具有均匀致密的显微结构.     

高速公路钢纤维混凝土的性能研究

结合高速公路的实际需要,研究了钢纤维掺量对混凝土性能的影响.在此基础上,研究了粉煤灰掺量对混凝土性能的影响.研究结果表明:钢纤维对于混凝土抗压强度、抗拉强度、抗折强度、磨损量存在一个最佳掺量,其最佳掺量分别是1.5％、2.0％、2.0％、2.5％.当钢纤维掺量为2.0％时,粉煤灰对于混凝土抗拉强度、抗折强度、磨损量存在一个最佳掺量,其最佳掺量分别是15％、10％、15％,但粉煤灰掺量对混凝土抗压强度影响不大.     

硫酸盐侵蚀作用下水泥砂浆损伤试验研究

在硫酸盐侵蚀环境下,混凝土内部硫酸盐腐蚀产物的生成是造成混凝土体积膨胀破坏和耐久性劣化的主要原因。通过测定不同硫酸盐侵蚀龄期(30 d,60 d,90 d,120 d,150 d,180 d),不同水灰比(0.4,0.5,0.6)下普通硅酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥砂浆的抗折强度,研究硫酸盐侵蚀对砂浆抗折强度的影响。试验结果表明,通过5%硫酸钠溶液长期浸泡试验,水泥砂浆试件抗折强度随着侵蚀龄期的增加呈先增大后下降的变化趋势;对于普通硅酸盐水泥试件来说,水灰比越大,抗折强度开始出现下降的龄期越早;高抗硫酸盐水泥砂浆试件出现强度下降的龄期较普通硅酸盐水泥砂浆晚,且0.4水灰比高抗硫酸盐水泥砂浆试件至侵蚀后期,其抗折强度均未出现明显下降,说明高抗硫酸盐水泥较普通硅酸盐水泥具有较好的抗硫酸盐侵蚀性能。     

钢纤维轻骨料混凝土抗冻性试验研究

我国混凝土结构量大面广,自建国以来兴建了大量的混凝土建筑物.但是,随着运行时间的增长,混凝土建筑物的老化问题日益突出,即混凝土结构的耐久性问题.本文对钢纤维轻骨料混凝土的杭冻融性能进行了试脸研究.冻融试验分为两种强度等级(LC30,LC35),LC35冻融循环25次、50次、75次;LC30冻融循环50次、100次.以试脸数据为依据,分析了冻融循环次数、混凝土强度子级、钢纤维体积率等因素对轻骨料混凝土冻融后抗压强度及其质量损失的影响规律.研究结果表明,随着钢纤维休积掺量的增加,混凝土的抗冻性能也有所提高.     

海水侵蚀作用下粉煤灰混凝土抗冻特性研究

通过室内试验方法开展了海水侵蚀作用下粉煤灰混凝土抗冻特性研究,分析了海水侵蚀下抗压强度、质量损失率和相对弹性模量随冻融循环次数和粉煤灰掺量的变化规律。试验结果表明:(1)海水侵蚀作用下粉煤灰混凝土抗压强度随冻融循环次数的增加呈现出"指数衰减式减小"趋势;(2)混凝土试件的质量损失在冻融循环作用下呈现出了指数增长趋势;(3)海水侵蚀作用下粉煤灰混凝土的弹性模量会随着冻融循环次数的增大而减小;(4)当粉煤灰掺量约为15%,粉煤灰混凝土的抗海水腐蚀与抗冻性能最佳。     

干湿循环作用下粉煤灰对砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响

硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性的重要因素之一.通过外观、抗压抗蚀系数、抗折抗蚀系数和膨胀率等宏观性能,研究了干湿循环作用下混凝土抗硫酸钠和抗硫酸镁侵蚀性能,并基于侵蚀产物相和孔结构结果分析了粉煤灰对其抗侵蚀性能的影响机制.结果表明:在硫酸盐和干湿循环两者共同耦合作用下,干湿循环的作用是促进硫酸盐的结晶,加速混凝土破坏.粉煤灰掺量为15％时砂浆抗侵蚀的性能最好,随着粉煤灰掺量继续增加,砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能明显降低.与硫酸钠溶液劣化规律相对比,镁离子的存在减缓了砂浆的劣化破坏速度,砂浆的盐结晶损伤减轻,其原因在于侵蚀溶液中的氢氧根离子会与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀在砂浆表面,抑制了硫酸根离子的向内扩散.