基于索塔大体积混凝土实体温度匹配养护的C50混凝土性能研究

为探究桥梁索塔结构内部混凝土的实际性能发展规律,将某长江公路大桥索塔C50大体积混凝土施工时的芯部温度作为混凝土的匹配养护温度,对比研究了标准养护和温度匹配养护对纯水泥、单掺20%粉煤灰、复掺20%粉煤灰和15%矿粉3种C50混凝土试件的强度发展规律、抗氯离子渗透性和水化产物微观形貌的影响。结果表明：温度匹配养护下的高水化温度显著激发了掺有粉煤灰和矿粉的复合胶凝材料的水化活性,复掺粉煤灰和矿粉的混凝土在温度匹配养护下的3 d抗压强度和抗折强度较标准养护分别提高45%和30%以上;温度匹配养护抑制了纯水泥混凝土的后期强度发展,且增大了其脆性,降低了抗氯离子渗透性,而单掺粉煤灰或复掺粉煤灰和矿粉可以改善或消除上述不利影响;无论是标准养护还是温度匹配养护,复掺粉煤灰和矿粉的混凝土具有最高强度、最大折压比和最好的抗氯离子渗透性,适合索塔大体积混凝土结构施工使用。     

养护条件对补偿收缩混凝土性能的影响

研究了掺加氧化镁膨胀剂的补偿收缩混凝土在不用养护条件下的强度、耐久性及自由膨胀率的变化规律,并对其机理进行了分析。结果表明,标准养护时,合适的氧化镁膨胀剂掺量对混凝土强度、耐久性影响不明显,但可以明显补偿混凝土的收缩;高温养护时,水泥和氧化镁的水化速率加快,但由于受到扩散速率的控制,水化产物分布不均匀,导致浆体空隙率增大,从而引起混凝土强度和膨胀量有明显的回落,且耐久性能劣化;采用温度匹配养护可以在加快水泥和氧化镁膨胀剂水化速率同时,减小扩散速率对水化产物形貌和分布的影响,使得混凝土的强度回落、耐久性劣化及膨胀量回落现象有一定程度的缓解。     

养护温度对粉煤灰混凝土强度发展的影响

采用高效减水剂降低水胶比,配制具有良好性能的大掺量粉煤灰混凝土;研究养护温度对大掺量粉煤灰混凝土强度发展的影响.结果表明:养护温度对粉煤灰混凝土和纯水泥混凝土强度有不同的影响,较高的养护温度有利于大掺量粉煤灰混凝土强度的发展.     

掺合料对高性能混凝土抗压强度增长的影响

阐述了矿渣和粉煤灰的作用机理,通过试验分析了矿渣和粉煤灰对高性能混凝土抗压强度增长的影响。由于矿渣和粉煤灰本身离子溶出能力很低,高性能混凝土中用掺合料替代水泥会不同程度减缓自由离子的溶解,因此早期掺矿物掺合料的高性能混凝土强度明显低于纯水泥混凝土。矿渣在早期的自身的水硬性及与水泥水化产物发生二次水化反应,因此掺矿渣的混凝土在3d之后抗压强度增长明显。粉煤灰自身的物理包裹作用和其独特的吸附效应会使水泥的早期水化得到一定的延迟,从而导致掺粉煤灰混凝土早期强度增长较慢。     

变温条件下粉煤灰对混凝土抗压强度的影响

以混凝土绝热温升为温度参考依据,模拟混凝土早龄期的变温过程,研究了在变温条件下掺加粉煤灰对混凝土抗压强度的影响.强度等级为C30级时.粉煤灰混凝土3 d后的抗压强度高于纯水泥混凝土;强度等级为C80级时,粉煤灰混凝土4 d后的抗压强度高于纯水泥混凝土.通过工程实例研究了不同养护条件对大掺量粉煤灰混凝土强度发展的影响,发现温度匹配养护下7 d的抗压强度远高于在标准养护和同条件养护下的抗压强度.     

水下不分散混凝土在海水环境下强度发展特性

采用水下浇筑工艺配制水下不分散混凝土,并掺加不同的矿物掺合料,在淡水和海水两种条件下成型、养护混凝土试件,通过力学性能试验和XRD试验,研究水下不分散混凝土的强度发展规律。结果表明:海水中丰富的盐离子能促进水泥水化,提高水下不分散混凝土的早期强度,但是会降低后期强度;矿物掺合料因改善混凝土的和易性和增加水泥的水化产物,有助于提高水下不分散混凝土的强度。     

不同胶凝体系下风化砂混凝土的耐久性

文章利用某山区风化砂作为细骨料，研究了不同胶凝材料对风化砂混凝土耐久性的影响。结果表明：矿物掺合料的使用能够明显使风化砂混凝土的抗碳化和早期抗渗性能得到提升，矿物掺合料的火山灰反应会使风化砂混凝土的后期抗渗性能优于纯水泥体系的混凝土相应值，同时混凝土冻融循环试验结果表明，大掺量矿物掺合料风化砂混凝土在充分养护后比纯水泥体系的混凝土具有更优异的抗冻性能。     

初期养护对水泥-粉煤灰体系粉煤灰水化度的影响

为了深入研究初期养护条件对混凝土中粉煤灰矿物掺合料火山灰活性的影响,通过"选择性溶解法"研究了不同养护温度、养护龄期条件下水泥-粉煤灰体系中粉煤灰的水化度经时变化过程,并结合混凝土早期强度、微观测试结果对粉煤灰火山灰活性发展及影响进行了研究.结果表明:养护温度和龄期是提高粉煤灰颗粒水化程度的重要参数,养护温度越高达到相同水化度所需时间越短,反之亦然;养护温度的提高能有效改善粉煤灰的掺人对混凝土早期强度发展的不利影响,浆体微结构也变得更为致密.     

煤矸石细集料-水泥基材料力学性能影响的试验研究

为促进煤矸石集料在水泥混凝土中的应用,选用自燃(活性)和非自燃(非活性)煤矸石作为细集料,研究水灰比、掺量、养护制度等不同条件下两种矸石细集料-水泥基材料力学性能的发展规律,分析煤矸石的种类、活性、掺量等因素对水泥基材料力学性能的影响。试验结果表明:活性矸石作为细集料,能够在水化初期与水泥水化产物发生一定程度的二次水化反应,水化反应能提高其早期强度;非活性矸石细集料-水泥基材料的强度随水灰比的增大而减小,而活性矸石则存在合理的水灰比范围;高温养护能够促进煤矸石细集料-水泥基材料的早龄期的水化进程,提高其早期抗压强度,但28d龄期中小掺量的矸石细集料-水泥基材料的抗压强度会产生高温负效应,而对抗折强度的影响则相反。     

煤矸石细集料-水泥基材料力学性能影响的试验研究

为促进煤矸石集料在水泥混凝土中的应用,选用自燃(活性)和非自燃(非活性)煤矸石作为细集料,研究水灰比、掺量、养护制度等不同条件下两种矸石细集料-水泥基材料力学性能的发展规律,分析煤矸石的种类、活性、掺量等因素对水泥基材料力学性能的影响。试验结果表明:活性矸石作为细集料,能够在水化初期与水泥水化产物发生一定程度的二次水化反应,水化反应能提高其早期强度;非活性矸石细集料-水泥基材料的强度随水灰比的增大而减小,而活性矸石则存在合理的水灰比范围;高温养护能够促进煤矸石细集料-水泥基材料的早龄期的水化进程,提高其早期抗压强度,但28d龄期中小掺量的矸石细集料-水泥基材料的抗压强度会产生高温负效应,而对抗折强度的影响则相反。     

养护方式对白色高强混凝土氯离子渗透的影响

通过快速氯离子扩散系数法研究了不同养护方式对白色混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:纯白水泥混凝土在三组养护方式中抗氯离子渗透性最差,使用矿物掺合料可大幅度降低白水泥混凝土的快速氯离子扩散系数(D_(RCM));标准养护下混凝土的D_(RCM)最低,匹配养护较高,蒸汽养护最高;白水泥早期水化剧烈,第二放热峰出现时间最早,峰值最高,但累积放热量次于普通水泥;纯白水泥混凝土绝热温升最终温度最高,水泥-矿粉体系混凝土次之,水泥-矿粉-石灰石粉最低;经孔结构分析可知,蒸汽养护虽可激发混凝土水化进程,降低孔隙率,但会促使孔结构往粗孔方向发展,平均孔径增大。     

入模温度对大体积混凝土胶凝材料体系水化放热特性的影响研究

入模温度是影响大体积混凝土内部温度场变化的重要因素之一。采用水化微量热仪,研究了入模温度(15、25、35℃)对纯水泥体系、水泥-粉煤灰体系、水泥-矿粉体系及矿物掺合料双掺体系下的水化放热特性影响规律。研究结果表明,提高入模温度对于胶凝材料体系的水化放热反应促进效果明显,掺加粉煤灰和矿粉可以降低混凝土的放热量和放热速度,大体积混凝土在满足混凝土设计强度的条件下,配合比设计应当尽量降低水泥及矿粉的用量,同时降低浇筑施工时的入模温度。     

高温养护对水泥复合胶凝材料力学性能的影响

以水泥-粉煤灰复合胶砂试件为试验对象,探讨了标准养护温度(20℃)和较高养护温度(50℃)条件下,粉煤灰(尤其是超细粉煤灰)的掺入对水泥-粉煤灰复合胶砂试件抗折抗压力学性能的影响规律。试验结果表明:(1)标准养护温度下普通粉煤灰的掺入会降低胶砂试件早龄期强度,但提高了胶砂试件晚龄期的抗折和抗压强度;(2)标准养护温度和较高温度养护条件下,超细粉煤灰的掺入均提高了复合水泥胶砂材料的早期抗折和抗压强度,且在一定掺量范围内,抗折和抗压强度随着掺量的增加而增加;(3)超细粉煤灰替代组水化早期胶砂抗折和抗压强度就接近或略大于基准水泥试验组,超细粉煤灰的活性在水化早期就得以发挥,使得复合胶砂试件早龄期的抗折和抗压强度有所提升。试验结论对实际工程中粉煤灰,特别是超细粉煤灰在复合胶砂以及进一步在大体积混凝土施工中的应用,及其对胶砂浆体和混凝土力学性能的积极改进方面具有借鉴意义。     

早期高温养护对预制混凝土构件长期抗压强度的影响

混凝土构件的早期养护条件是决定其长期抗压强度的重要因素,为研究早期养护温度对预制混凝土构件长期抗压强度的影响,制作了单掺粉煤灰(SPC)、双掺粉煤灰、矿渣(DPC)和三掺粉煤灰、矿渣、硅灰(TPC)以及对比普通水泥混凝土(OPC)试件,按照有、无预养分别进行了40℃、60℃和80℃的水养护,达到设计强度后取出放置在室内大气环境,再分别测试其28 d、100 d、200 d和300 d龄期的抗压强度。研究结果表明:无论普通混凝土还是矿物掺合料混凝土,早期养护温度越高,混凝土达到设计强度所需的养护时间越短,但长期的抗压强度越低。掺加矿物掺合料和20℃的预养有助于增强混凝土抵御高温养护导致的热应力问题,有利于预制混凝土构件长期强度的提高。     

不同养护温度下矿物掺合料对水泥混凝土强度影响的试验研究

通过不同养护温度下矿物掺合料对水泥混凝土强度影响进行试验分析,说明在一定的条件下,砼中大掺量矿物掺合料在大体积混凝土应用的可行性。     

地聚物对塑性混凝土早期强度和细观结构的影响

以偏高岭土作为地聚物，在塑性混凝土制备过程中加入不同掺量的偏高岭土。然后研究了不同偏高岭土掺量下混凝土的早期（3、7 d）抗压强度和劈裂抗拉强度，并采用扫描电子显微镜（SEM）来研究不同偏高岭土掺量下混凝土在3、7 d养护龄期下水化产物的形貌。早期强度结果表明，随着偏高岭土掺量的增加，制备出的塑性混凝土早期的抗压强度和劈裂抗拉强度呈现先升高后降低的趋势，最佳的偏高岭土掺量为水泥总质量的10%。SEM结果表明适量的偏高岭土掺量可以增加早期水化产物之间的密实性，进而导致塑性混凝土早期强度是升高。总的来说，以上结果为地聚物在塑性混凝土中的应用提供一定的试验基础与数据支撑。     

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。     

蒸养制度对混凝土抗压强度及抗渗性能影响的研究

为探究蒸汽养护对掺加不同矿物掺合料混凝土的微观结构与性能影响,对比分析了蒸养混凝土的抗压强度、抗氯离子渗透性和水化产物。结果表明,蒸汽养护能够提高早期强度,减缓后期强度增长;采用RCM法测试抗渗性,发现掺矿物掺和料会提高抗渗性,且复掺效果更好;对于恒温时间和恒温温度这两个蒸养参数,综合试验确定为恒温4h、60℃,这为预制构件的生产提供了参考。     

石粉掺量及养护温度对机制砂混凝土性能影响研究

以机制砂混凝土试块为试验对象，分别掺入5%、10%、15%的石粉掺量，观测其在不同养护温度下的抗压强度和孔径分布，研究石粉掺量及养护温度对混凝土强度和微观结构的影响。为更直观反映其对混凝土微观影响，采用核磁共振设备对不同掺量的混凝土试块进行测试。试验结果表明：在同一龄期时，3种石粉掺量中10%石粉掺量的混凝土抗压强度最高，同时10%石粉掺量混凝土的总孔隙率更低，最可几孔径左移，优于其他两种石粉掺量的混凝土孔径分布；相同龄期，负温养护较标准养护孔结构劣化明显，大孔较多，曲线首峰峰值较高。从机理上分析，石粉颗粒较小，促进流动性以及和易性，同时微集料作用，优化孔隙。负温养护温度接近水的冰点，水的黏滞性增大，减慢了水化速率，导致混凝土强度降低，孔隙劣化。     

掺热活化煤矸石水泥胶砂试验研究

借助于X射线衍射分析、激光粒度分析、宏观力学性能测试等手段,对陕西铜川煤矸石进行了系统的热力活化研究.研究结果表明:掺700℃煅烧后的煤矸石的水泥胶砂试块强度值最高,说明这个温度是本试验所采用煤矸石的最佳煅烧温度.通过XRD分析表明:采用热力活化,煤矸石中活性来源矿物高岭石转变为偏高岭石的温度明显低于纯商岭石的转变温度.水泥胶砂强度随活化煤矸石掺量的增加在早期呈下降趋势,但随水化时间的增加,强度有大的提高,甚至超过纯硅酸盐水泥砂浆强度,其中综合效果以掺量30%为最佳.当掺量超过35%后,强度大幅度下降.