Ⅱ级粉煤灰在高速公路工程C50及以上混凝土中的应用研究

针对云南地区配制C50及以上公路混凝土粉煤灰使用标准与地域性原材料供需的矛盾,进行Ⅰ、Ⅱ粉煤灰在C50、C55混凝土的工作性、力学性能和耐久性能研究。结果显示:与纯水泥混凝土相比,C50、C55混凝土中Ⅱ级粉煤灰掺入量在5%～20%范围内时,掺矿物掺合料的混凝土工作性能、抗氯离子渗透性能和早期抗开裂性得到了显著改善,且随矿物掺合料掺量的增加而提高。同掺量下的Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰对比发现,两者抗氯离子渗透性能评定等级、抗裂性能等级和抗冻等级一致,粉煤灰掺量在15%以内时,28d抗压强度相差较小。通过在建项目工程质量验证,使用Ⅱ级粉煤灰配置的C50及以上混凝土性能满足现行国家和行业标准的评定要求。     

锂渣、粉煤灰高性能混凝土早期抗裂性能试验研究

利用刀口法研究了水胶比、锂渣掺量、粉煤灰掺量和锂渣细度对复掺锂渣、粉煤灰高性能混凝土早期塑性收缩裂缝的影响,试验结果表明水胶比对混凝土早期抗裂性能影响较大,粉煤灰掺量和锂渣掺量分别次之。在相同条件下,复掺锂渣、粉煤灰高性能混凝土的早期抗裂性能优于普通水泥混凝土,锂渣细度的适度增加会在一定程度上提高混凝土的早期抗裂性能。     

非洲磨细天然火山灰对混凝土收缩抗裂性能的影响研究

研究两种非洲磨细天然火山灰材料单掺以及与粉煤灰复掺对混凝土收缩抗裂性能的影响。结果表明:磨细凝灰岩增大了混凝土的早期收缩,而磨细火山渣可以有效降低混凝土早期收缩;掺加两种磨细天然火山灰均能降低混凝土长期收缩和水化温升;两种天然火山灰和粉煤灰均对混凝土抗裂性能有所提升,提升效果方面粉煤灰大于磨细火山渣,磨细火山灰大于磨细凝灰岩,磨细火山渣与粉煤灰复掺与单掺等量粉煤灰对混凝土抗裂性能的改善效果相当。     

箱梁C55高性能混凝土的配合比设计与性能研究北大核心

为防止石首长江公路大桥主桥超宽箱梁开裂引起耐久性能降低问题,进行高性能混凝土配合比设计及优化。通过水化热、绝热温升、力学试验、早期抗裂试验、干缩与徐变等试验方法,研究了不同胶材用量、水胶比、矿物掺合料掺量对抗裂性能及耐久性能影响,配制出抗裂性能、耐久性能及长期体积稳定性较好的高性能混凝土。结果表明:采用52.5级水泥掺入15%I级粉煤灰+15%矿粉、水胶比0.295、砂率39.5%、1.25%外加剂掺量的箱梁C55高性能混凝土具有良好的工作性能、力学性能、热物理学性能、抗裂性能和耐久性能,且降低了混凝土长期收缩值和徐变变形值。C55高性能混凝土在该项目上应用效果良好。     

微珠对隧道工程混凝土性能的影响及机理研究

针对广州新白云国际机场隧道工程建设中大体积混凝土的温度裂缝问题,通过复掺微珠和粉煤灰,研究了微珠掺量对混凝土的力学性能、干燥收缩、水化热以及早期抗裂性能的影响,并采用SEM分析了微珠对水泥水化反应的作用机理。结果表明:当矿物掺合料总量一定时,随着微珠掺量的增加,混凝土的力学性能早期变化较小,后期呈现出先增加后下降的趋势,且微珠掺量为10%时,混凝土养护60 d的抗压强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量最高;混凝土干缩率随着微珠掺量的增加而减小,且这种趋势随龄期的增加而增大,当微珠掺量15%时,60 d混凝土的干缩率最小;当微珠掺量为10%时,混凝土早期抗裂性能最佳,平板试件表面24 h内无裂缝;微珠掺量对胶凝材料水化热总量影响较小,但对水化放热峰值及峰值产生时间影响较大;微珠可以加速浆体早期的水化进程,减少硬化浆体的孔隙,使其结构更密实。     

箱梁C55高性能混凝土的配合比设计与性能研究

为防止石首长江公路大桥主桥超宽箱梁开裂引起耐久性能降低问题,进行高性能混凝土配合比设计及优化。通过水化热、绝热温升、力学试验、早期抗裂试验、干缩与徐变等试验方法,研究了不同胶材用量、水胶比、矿物掺合料掺量对抗裂性能及耐久性能影响,配制出抗裂性能、耐久性能及长期体积稳定性较好的高性能混凝土。结果表明:采用52.5级水泥掺入15%I级粉煤灰+15%矿粉、水胶比0.295、砂率39.5%、1.25%外加剂掺量的箱梁C55高性能混凝土具有良好的工作性能、力学性能、热物理学性能、抗裂性能和耐久性能,且降低了混凝土长期收缩值和徐变变形值。C55高性能混凝土在该项目上应用效果良好。     

SAP对水泥水化热及混凝土收缩性能的影响研究

为研究高分子吸水树脂（SAP）对混凝土收缩性能及水泥水化热的影响,在水泥净浆和混凝土中加入不同掺量的未吸水SAP,通过水泥净浆收缩性能、混凝土收缩性能、水泥水化热和抗裂圆环试验得出：水泥净浆收缩率随SAP掺量的增加而减小,SAP掺量相同时,0.30水胶比水泥净浆的收缩率大于0.35水胶比水泥净浆;SAP的“蓄水库”功能改善了混凝土内部湿度,可避免自干燥现象产生,抑制混凝土自收缩,混凝土减缩率和SAP掺量呈正相关;SAP的掺入使得水泥水化反应放缓,SAP掺量越大,减缓效果越明显,放热总量越少,水泥水化热时温图的峰值也相应降低;SAP延缓了混凝土开裂时间,减少了裂缝数量,当SAP掺量为0.1%时,圆环贯穿裂缝消失。     

高掺量粉煤灰混凝土在福州地铁地下车站工程中的应用研究

分析了福州地铁地下车站混凝土结构耐久性设计要求,以及我国相关标准和规定对粉煤灰掺量的要求。研究了不同掺量粉煤灰对混凝土力学性能、抗氯离子渗透性能、早期抗裂性能以及抗碳化性能的影响。结果表明:掺粉煤灰混凝土早期强度增长缓慢、后期强度增长较为显著;随粉煤灰掺量增加,混凝土抗压强度逐渐减小,混凝土抗氯离子渗透和早期抗裂性能逐渐增强,混凝土抗碳化性能逐渐降低。在粉煤灰等量取代水泥的情况下,单掺粉煤灰为胶凝材料用量25%~30%时,地下工程用混凝土力学性能和耐久性能相对较佳。     

超强吸水树脂改善海工混凝土性能研究

通过超强吸水树脂SAP对海工混凝土及内掺粉煤灰海工混凝土的力学性能、收缩性能、抗渗性能等实验分析,结果表明:适当掺加SAP,SAP在养护期间释放出吸附的自由水供水泥颗粒继续水化,保证养护期间水分的充足,从而明显改善海工混凝土的性能,尤其是早期收缩性能。对于内掺粉煤灰海工混凝土,SAP的最佳掺量应根据粉煤灰的掺量而定。     

高性能混凝土约束收缩对氯离子扩散的影响

对粉煤灰和矿渣粉双掺总量占胶凝材料总质量的百分比分别为30%,40%和50%及掺合比例分别为1∶2,2∶3和1∶1的高性能混凝土进行了平板收缩试验和快速氯离子扩散系数测定（RCM法）试验,分析了高性能混凝土有约束和无约束收缩开裂性能及对氯离子扩散系数的影响规律。研究结果表明:无约束的混凝土平板均未发生开裂,有约束的混凝土平板基本开裂,双掺矿物掺合料显著改善了混凝土的抗裂性能,当粉煤灰和矿渣粉的掺合比例为1∶1时,其抗裂性能最好,且随着掺量的增加,混凝土的抗裂性越好;矿物掺合料双掺总量和掺合比例一定时,各配比约束收缩混凝土的等效氯离子扩散系数均高于无约束收缩混凝土的氯离子扩散系数,即约束收缩增大了混凝土的氯离子扩散系数,收缩应变越大,混凝土的抗氯离子性能越差;当粉煤灰和矿渣粉掺合比例为1∶1时,约束收缩对混凝土内氯离子扩散的影响最小。     

粉煤灰混凝土早龄期抗裂性能分析

通过实验研究了掺量为30%和40%时等强度粉煤灰混凝土的早龄期拉伸强度、拉伸弹性模量和极限拉伸应变等拉伸特性和干燥收缩性能,并对其抗裂性能进行分析。结果表明:龄期48 h之前,30%掺量粉煤灰混凝土的拉伸强度、极限拉伸应变和拉伸弹性模量均高于40%掺量粉煤灰混凝土;48 h之后,两种混凝土拉伸强度基本相同;30%掺量粉煤灰混凝土的干燥收缩大于40%掺量粉煤灰混凝土;总体分析,等强度条件下,两种粉煤灰混凝土具有相近的早龄期抗裂性能。     

粉煤灰在大体积混凝土中的应用

大体积混凝土中大量掺入粉煤灰可减少水泥用量、降低水化热、减少裂缝、改善泵送混凝土的性能,大掺量粉煤灰混凝土与基准混凝土相比,虽早期强度、极限拉伸值较低,但因弹性模量、干缩变形也减小,其后期(90d以后)强度会接近或超过基准混凝土。选择合适的粉煤灰及其掺量,大掺量粉煤灰混凝土的早期抗裂能力并不亚于基准混凝土。     

水化热抑制剂和抗裂剂对混凝土基本性能的影响

研究了水化热抑制剂(0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)、抗裂剂(0、3%、5%、8%、10%)及其复合(水化热抑制剂1%+抗裂剂5%)对混凝土新拌性能、力学性能、温升特性及体积稳定性的影响规律。结果表明:水化热抑制剂会明显降低混凝土的出机坍落度和扩展度,缩短混凝土的坍落度保持时间,抗裂剂掺量在5%以内对新拌混凝土性能无明显影响;水化热抑制剂会显著降低混凝土1 d强度,其它龄期强度均有不同程度降低,抗裂剂对混凝土力学性能影响不明显;水化热抑制剂单掺会大幅度降低混凝土温升,复掺的降温效果不理想,抗裂剂会提高混凝土的温峰,但可以减少混凝土的收缩,水化热抑制剂会在一定程度上增加混凝土的收缩。     

低水胶比粉煤灰混凝土的耐硫酸盐侵蚀性能研究

选用 Ⅱ级粉煤灰和SN-Ⅱ级高效减水剂，采用“超量取代法”配制了水胶比在0.3-0.4范围、粉煤灰最大取代水泥量50%的粉煤灰混凝土，以Na2SO4溶液浸泡法研究了水化早期混凝土抵抗硫酸盐侵蚀的能力，着重讨论了低水胶比条件下，粉煤灰掺量、水胶比及水泥品种等因素对粉煤灰混凝土耐硫酸盐侵蚀性能的影响。     

配合比参数对水泥浆体抗裂性能的影响

提高抗裂性是混凝土工程中的一个重要课题。从优化混凝土配合比的角度,研究了配合比参数水胶比、矿物掺合料用量及品种、单位用水量和灰砂比等对箱梁用高强混凝土早期抗裂性能的影响。研究表明:提高水灰比、添加适当掺量的掺合料、适当降低胶凝材料总量有利于提高抗裂性能。当粉煤灰掺量在10%～20%时,粉煤灰掺量对早期抗裂性的影响不大,反而在掺量为10%时略优,单掺粉煤灰略优于双掺粉煤灰和矿渣微粉。各影响因素对水泥净浆的影响趋势与砂浆和混凝土相似,但影响程度不同。水胶比对抗裂性能的影响最大,其次为掺合料用量和胶凝材料总量。掺合料用量在砂浆中对抗裂性的影响略小于在水泥净浆中的影响。     

矿物掺合料对混凝土早期收缩及开裂性能的影响

采用CABR-NES非接触式收缩变形测定仪及平板刀口约束收缩法,研究了粉煤灰、矿渣粉掺量对混凝土早期收缩与开裂性能的影响。结果表明,在相同水胶比下,采用等量的粉煤灰或矿渣粉取代水泥对混凝土的早期收缩及开裂性能均有一定的改善作用,粉煤灰对混凝土开裂的抑制效果优于矿渣粉。当粉煤灰和矿渣粉掺量分别为30%和10%时,混凝土具有最小的收缩率、开裂面积及较小的最大裂缝宽度。混凝土的收缩与开裂存在较好的相关性,混凝土的早期开裂主要与其早期收缩有关,当掺入粉煤灰或矿渣粉的混凝土收缩量较小时,混凝土单位面积上的总开裂面积则相对较小。     

玄武岩纤维增强磷酸镁水泥混凝土早期抗裂性能试验研究

为了探究玄武岩纤维增强磷酸镁水泥混凝土的早期抗裂性,对短切玄武岩纤维含量为0.5%、1.0%、1.5%的磷酸镁水泥混凝土进行了早期抗裂性能试验,并且以试件裂缝的宽度和数量等作为评价指标,对比分析了玄武岩纤维的掺量对磷酸镁水泥混凝土早期抗裂性能的影响。试验结果表明：纤维体积掺量为0.5%、1.0%、1.5%的玄武岩纤维增强磷酸镁水泥混凝土,在早期抗裂性能对比试验后裂缝降低系数分别为8.2%、59.3%、78.0%。随着玄武岩纤维掺量的增加,磷酸镁水泥混凝土的早期抗裂性能逐渐提高。当体积掺量达到1.5%时,钢筋磷酸镁水泥混凝土的早期抗裂性能也有显著提高。     

等强度条件下大掺量掺合料混凝土早龄期收缩和准绝热温升实验研究

以等强度大掺量掺合料混凝土为研究对象,研究了粉煤灰单掺和粉煤灰、矿渣复掺情况下C30混凝土的早龄期收缩和准绝热温升特性。结果表明:等强度条件下,单掺50%粉煤灰时,混凝土的自由收缩和自收缩均小于复掺30%粉煤灰20%矿渣,更多粉煤灰的掺加降低了混凝土的早期收缩;单掺50%粉煤灰时,混凝土的温升速率及温峰均低于复掺30%粉煤灰20%矿渣,大量粉煤灰的掺加降低了混凝土的早龄期放热。     

蒙内铁路工程混凝土早期收缩和抗裂研究

采用早期收缩和刀口约束早期抗裂的试验方法,研究了蒙内铁路用混凝土的早期收缩和抗裂性能。结果表明,采用天然火山灰和粉煤灰复掺可以配制出早期收缩小,抗裂效果好的混凝土,可用于蒙内铁路工程。     

大体积粉煤灰混凝土水化热分析研究

为探究秋冬季自然养护大体积粉煤灰混凝土的水化热规律及其早期抗裂性能,通过监测大体积混凝土里表温、湿度,计算自然养护条件下粉煤灰置换20%水泥的大体积粉煤灰混凝土在不同约束情况下早期温度收缩应力,同时用Midas/Gen对混凝土水化热进行仿真分析。结果表明:在自然养护条件下大体积粉煤灰混凝土温峰值出现于15 h左右,最高温度为47.3℃,最大温升为22.7℃,最大里表温差38.6℃。早期粉煤灰基本不参加水化反应,抗裂安全度富余。