大型混凝土渡槽早期抗裂性研究

制作掺入膨胀剂的混凝土试块,并将试块在20℃和60℃水中进行养护,研究和观察不同龄期的混凝土自由膨胀及水泥浆体孔结构和微观结构。研究结果表明:混凝土的膨胀随膨胀剂掺量和养护龄期增加而增加,养护温度从20℃增大到60℃,混凝土膨胀率增加约80%~100%。掺入新型膨胀剂可以补偿和抑制混凝土收缩,优化水泥浆体孔结构的分布,提高其密实度,有效控制大型混凝土渡槽开裂。     

外掺MgO混凝土结构温度应力补偿的时空效应

 不同区域MgO的膨胀量对结构整体的影响和对延迟膨胀的时间加以控制是外掺MgO微膨胀混凝土技术的两个关键问题。通过有限元方法,研究外掺MgO混凝土浇筑块温度应力的时空效应,比较了不同部位、不同浇筑层MgO掺率对温度应力的影响。研究指出：掺MgO将使结构最大拉应力值变小并且出现的时间有所提前;内部掺多则会降低内部应力最大值,而外侧掺多对改善表面应力作用不大;保证上下层新老混凝土之间的MgO膨胀协调是十分重要的。所得的成果反映了外掺MgO混凝土结构的温度应力的变化趋势。     

煅烧工艺对MgO反应活性及微观结构的影响

大体积混凝土浇筑后,水泥水化放热,混凝土内部温度升高,降温过程中会产生温度收缩,容易造成开裂。氧化镁膨胀剂具有延迟膨胀补偿大体积混凝土温降收缩的作用,已经广泛应用水利工程建设中。氧化镁膨胀剂的膨胀特性主要与其反应活性相关,而氧化镁的反应活性取决于其微观结构,微观结构的形成与煅烧工艺直接相关。该文以菱镁矿为原材料,研究了粉磨细度、煅烧温度、保温时间对MgO反应活性和微观结构的影响,并建立了微观结构与反应活性的关系。结果表明,菱镁矿D_(50)为11.89μm煅烧后MgO活性较高,煅烧温度越高,氧化镁膨胀剂晶体尺寸越大,晶格畸变越小,反应活性越低。保温时间影响MgCO_3的分解,保温时间短,MgCO_3分解不完全;保温时间长,晶体尺寸增大,晶格畸变减小,反应活性降低。     

掺MgO混凝土的宏细观试验研究

利用MgO膨胀剂的延迟微膨胀效应能显著提高大体积混凝土的力学性能,产生的预压应力还能有效提高大体积混凝土抵抗温度开裂的能力,但目前对其微观机理研究不多。采用宏观与微观相结合的方式,研究了不同活性指数、不同掺量的MgO混凝土的力学性能,利用SEM/EDS微观分析手段揭示了MgO对混凝土性能影响的作用机理。试验结果表明：MgO取代部分水泥掺入混凝土中,混凝土的力学性能降低;掺量为4%~5%时,活性指数为100s的MgO混凝土的膨胀率大于活性指数为50 s的MgO混凝土;MgO混凝土的膨胀特性与Ca,Si,Mg,Al等元素的分布情况有关,掺入的MgO将改变界面区Ca,Si,Mg元素的富集特性,Ca元素和Mg元素更易于在界面区富集,导致混凝土宏观力学性能的降低。     

考虑温度历程效应的氧化镁微膨胀混凝土仿真分析模型

MgO混凝土的试验成果揭示: 温度对MgO混凝土膨胀特性有重大影响. 混凝土在实际浇筑和养护过程中, 将经历复杂的温度变化过程, 为实现对MgO混凝土结构的仿真分析, 提出 了考虑温度历程效应的MgO微膨胀混凝土仿真分析模型, 并通过简单算例进行了验证说明. 初步分析结果还说明: (1) 常温情况下, 入仓温度对MgO混凝土有效膨胀量的影响不大; (2) MgO引起的膨胀会有效降低内部混凝土的拉应力, 但可能会增大混凝土表面早期的拉应力.     

考虑温度过程效应的MgO微膨胀热积模型

混凝土掺适量MgO后产生微膨胀，可以补偿温降引起的收缩从而改善应力状态，因此MgO微膨胀混凝土在水利工程中得到越来越广泛的应用。根据MgO微膨胀混凝土的性质，提出了热积模型，即膨胀量为龄期和所经历的温度对时间积分的函数。利用该模型和开发的仿真程序，模拟了其碾压混凝土坝掺MgO后的应力过程，并与不掺MgO的结果进行了对比。结果表明：该模型能很好地反映MgO混凝土的基本性质；掺MgO对改善约束区的应力状态效果明显，远离约束区时效果不大；MgO的微膨胀会使局部混凝土的拉应力增大。具体应用中要在仿真分析的基础上进行周密的MgO掺量与温控设计。     

粉煤灰对MgO混凝土长龄期自生体积变形的影响

为了探索粉煤灰对MgO混凝土长龄期自生体积变形的影响规律,在室内测试了长达4a龄期的不同粉煤灰掺量的MgO混凝土的自生体积变形,并从部分试件中钻孔取芯进行电镜扫描观测及能谱分析。结果表明:随着龄期的延长,粉煤灰对MgO混凝土的长龄期自生体积膨胀变形的抑制作用增强,且粉煤灰对一、二级配MgO混凝土的长龄期自生体积膨胀变形的抑制作用强于三级配MgO混凝土。同时,掺入适量粉煤灰后,长龄期MgO混凝土的微观结构更加致密。     

混合材种类对水泥浆体流变性的影响

本试验通过对水泥凝结时间、标准稠度需水量、净浆扩展度经时损失、胶砂流动度以及流变参数的测定,系统研究了混合材种类、掺量以及细度等对新拌水泥浆体流动性能的影响。研究结果表明:混合材的种类和掺入量对水泥浆体的流变性能有较大的影响。     

无砂大孔混凝土的制作与施工

无砂大孔混凝土与普通混凝土的最大区别在于其无细骨料。无砂大孔混凝土是颗粒均匀的粗骨料被水泥浆包裹其表面，水泥浆不起填充作用，仅将粗骨料胶结在一起成为一种多孔性材料。无砂大孔混凝土在水工中主要用于建筑物的排水暗管或作为平衡水压力的透水体。无砂大孔混凝土排水体一般没有强度要求。　　一、无砂大孔混凝土的制作　　１、骨料的选择。选择粒径为１５～２０毫米的粗骨料，要求粒径均匀，骨料表面干净。　　２、清洗骨料。用干净饮用水清洗骨料，主要目的是既清洗了骨料又使骨料充分温润。　　３、拌合。取铁板一张，把骨料平置…     

磷渣粉替代粉煤灰对外掺MgO碾压混凝土性能的影响

为寻求碾压混凝土中粉煤灰的替代掺合料,使用贵州磷渣粉部分或全部替代粉煤灰制备外掺MgO碾压混凝土,研究了采用不同掺合料的外掺MgO碾压混凝土的自生体积变形和力学性能,并采用X射线衍射、差热热重分析、背散射电子成像、能谱分析、压汞分析等方法研究碾压混凝土的微观结构。结果表明:与单掺粉煤灰碾压混凝土比较,复掺磷渣粉和粉煤灰碾压混凝土的自生体积变形值变大,且随着磷渣粉掺量的增大而减小,而单掺磷渣粉碾压混凝土的自生体积变形值变小;在相同条件下,磷渣粉比粉煤灰对混凝土中MgO水化膨胀的抑制作用更强;用磷渣粉替代粉煤灰配制的碾压混凝土的孔隙结构得到优化,力学性能更高,且MgO水化产生的膨胀不会对其微观结构造成破坏;磷渣粉适宜替代粉煤灰配制外掺MgO碾压混凝土。     

矿渣对高镁水泥硬化浆体膨胀特性及微观结构的影响

MgO可用于补偿大体积混凝土的收缩,大坝混凝土中也已有应用高镁水泥的先例。为充分利用高镁水泥的膨胀特性,避免其膨胀量过大,本文研究了矿渣掺量和细度对其膨胀特性的影响,并表征了硬化浆体的孔结构与微观形貌。结果表明,掺入矿渣可以有效降低高镁水泥硬化浆体的膨胀率。矿渣的掺量越高,硬化浆体膨胀率越低。矿渣的细度越细,抑制硬化浆体膨胀的作用越明显,中位径为4．81μm时,硬化浆体膨胀率显著降低。矿渣抑制高镁水泥硬化浆体膨胀的作用,主要源于矿渣掺入之后所产生的“物理稀释作用”和“二次水化效应”。“物理稀释效应”降低了硬化浆体中方镁石总量;“二次水化效应”填充了硬化浆体空隙,使硬化浆体孔径细化,毛细孔缓冲和释放硬化浆体膨胀应力。     

MgO活性对无机聚合物硬化浆体体积变形及微观结构的影响

无机聚合物胶凝材料是一种新型胶凝材料,具有早期强度快硬、结构致密的特点,且抗腐蚀性能优异,可应用于滨海和海洋工程基础设施建设。但该类材料存在收缩大、易开裂的缺陷,严重影响了其工程应用。结合无机聚合物快硬早期强度的特点,研究了高活性(60 s)、中活性(150 s)及低活性(220 s)氧化镁(MgO)对无机聚合物硬化浆体的体积变形及微观结构的影响。结果表明:MgO活性对无机聚合物性能影响显著,60 s活性MgO促进无机聚合物的水化放热,提高了无机聚合物硬化浆体的早期强度,且硬化浆体的早期收缩值最低,硬化浆体的改善效果也最好;150 s和220 s活性MgO延缓了无机聚合物水化放热,但改善了无机聚合物长龄期的体积收缩;MgO加入到无机聚合物中与水反应生成了Mg(OH)₂,从而改善无机聚合物的体积收缩。     

内含氧化镁水泥混凝土自生体积变形问题探讨

 根据室内混凝土自生体积变形试验结果,归纳了内含氧化镁水泥混凝土自生体积变化规律。内含氧化镁水泥混凝土自生体积变形与配合比参数有关,较大水胶比有利于氧化镁的较快水化,粉煤灰对混凝土变形有抑制作用,内含氧化镁水泥适用于强度等级较低的重力坝混凝土。高强度等级混凝土可采用低氧化镁水泥外掺轻烧氧化镁来改善补偿收缩性能。当氧化镁含量在4%左右时,混凝土自生体积变形在2 a左右即趋于稳定,不会影响结构的安全性。     

矿渣粉高性能混凝土在水利工程中的应用

矿渣粉具有很好的活性,掺入混凝土中能够改善混凝土结构,减少水泥用量,降低水化热,抑制骨料碱活性反应,是一种经济、环保的混凝土掺合料。掺入适量矿渣粉能够配制满足设计、施工要求的高性能混凝土。     

煅烧渣土-白云石对水泥砂浆强度和膨胀性能的影响

采用渣土对白云石进行煅烧改性,研究了煅烧渣土-白云石对水泥砂浆强度和膨胀性能的影响规律,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪研究了掺煅烧渣土-白云石水泥的水化产物性能。结果表明:煅烧渣土-白云石可生成β-C₂S和C₁₂A₇,且随着煅烧温度的提高,β-C₂S和C₁₂A₇的含量增加;煅烧渣土-白云石能够有效促进复合水泥砂浆后期强度的发展,其中掺10%煅烧渣土-白云石水泥砂浆的90 d强度甚至高于纯水泥砂浆;此外,煅烧渣土-白云石中的MgO可水化生成Mg(OH)₂,固相体积增加,促进了水泥砂浆的膨胀,且膨胀率随着煅烧渣土-白云石掺量的增加而增加。研究成果对于提高白云石在水泥混凝土中的应用及减轻建筑垃圾对环境的污染有一定参考价值。     

大掺量矿物掺和料对水泥硬化浆体孔结构的影响

优良的孔结构是现代水泥基材料高强度和高耐久性的必需条件.通过压汞法(MIP)对含有大掺量矿物掺和料的硬化水泥浆体孔结构进行了研究.结果表明,大掺量矿物掺和料的掺入使得水泥硬化浆体的早期孔隙率增加,大孔较多;随着龄期的延长,含有大掺量矿物掺和料的样品微观结构明显得到改善,孔隙率均有不同程度地降低;含有矿渣硅灰的样品90 ...     

不同养护方式下锂渣反应程度和微观形貌

锂渣反应程度对锂渣混凝土性能的影响较大,为此,采用盐酸溶解法测试水泥-锂渣浆体中锂渣的反应程度,通过电镜扫描和能谱研究水泥-锂渣砂浆的孔结构和水化产物,并探讨养护条件(标准养护、热养护、碱激发、碱激发和热养护)对上述指标的影响。结果表明:锂渣复合胶凝材料中锂渣的反应程度随龄期的延长而增大,养护条件的改变也能促进锂渣反应程度的增长,相对而言,碱激发和热养护的促进作用＞碱激发＞热养护＞标准养护;同时,锂渣的掺入或养护条件的改变都会改变砂浆的孔径分布,达到细化孔结构和改变浆体中水化产物含量的目的。因此,养护条件的改变能促进锂渣反应程度的提高和细化浆体的微观结构。     

大体积混凝土胶凝材料体系水化放热规律研究

为研究低热硅酸盐水泥与大掺量矿物掺合料胶凝材料体系间水化放热规律方面的差异,采用直接法测定两者的水化放热过程,根据计算出的水化放热曲线及水化速率曲线,分析了两者在水化放热规律方面的差异;并采用Krstulovic-Dabic模型3个时期的积分方程进一步对比分析两者在水化进程方面的差异。研究结果表明试验方案中掺有矿粉的胶凝材料体系水化热前期低于低热硅酸盐水泥,而后期高于低热硅酸盐水泥;在水化放热规律方面,掺入一定掺量的矿物掺合料后,与低热硅酸盐水泥相比,初终凝时间延后,加速期与减速期延长;在结晶成核与晶体生长(NG)时期,n值越大,水化阻力越大,初凝时间相对推后,k_NG值越大,水化速率越快,加速期越短,终凝时间相对提前,在相边界反应时期(I)与扩散时期(D),k_I,k_D越大,水化速率越快,减速期越长。研究结果为改善大体积混凝土的温度防裂性能提供参考。     

SAP对膨胀混凝土力学性能及孔隙结构的影响

高性能膨胀混凝土水胶比较低,膨胀剂因混凝土内部缺少足够的水分而不能充分反应。内养护技术的出现实现了从内部为混凝土补水,在混凝土中掺入适量的高分子吸水性树脂(SAP),让其从内部为混凝土提供水分,既可为膨胀剂反应提供水分,又达到内养护的双重效果。通过试验研究了SAP的掺量对膨胀混凝土力学性能和孔隙结构的影响。试验结果表明:掺量为0.3%的SAP对膨胀混凝土力学性能的改善效果最好,混凝土强度提高5.4%;适量SAP的掺入可以改善膨胀混凝土内部孔隙结构,提高膨胀剂与混凝土有关组分反应的充分性,同时促进水泥二次水化,使得混凝土内部孔隙变小、结构更加致密;但是,当掺量超过0.3%时,SAP会在混凝土内部产生不利的孔隙,致使强度降低。研究结果可为膨胀混凝土内养护提供科学依据。