低温(3℃)养护条件下不同水胶比对引气混凝土孔结构参数及抗渗性的影响

针对西部寒冷以及盐渍土地区的灌注桩混凝土,主要研究了低温(3 ℃)养护环境下不同水胶比对引气混凝土孔结构参数以及抗渗性能的影响.试验结果表明:随着水胶比的增大,引气混凝土的孔隙率与气泡间距系数都呈现增大的趋势,低温养护条件下孔隙率与气泡间距系数大于标准养护条件下;低温养护条件下混凝土主要孔径分布范围明显大于标准养护条件;低温养护条件下混凝土抗渗性能小于标准养护条件下混凝土,随着水胶比的增大,抗氯离子渗透性能下降,水胶比越大,抗渗性能下降越快;混凝土电通量和氯离子迁移系数与混凝土孔结构参数(孔隙率、气泡间距系数、孔径分布)呈现高度正负相关.     

3℃下含气量对混凝土强度、孔结构及抗冻性的影响

本文通过混凝土强度试验、压汞试验、孔间距系数试验和冻融循环试验,对低温(3±0.2)℃养护下不同含气量混凝土的强度、孔结构及抗冻性进行了研究.结果表明,低温养护下混凝土的强度比标准养护下混凝土的强度低;随着含气量的增大,混凝土净浆的总孔体积、总孔面积、比表面积和骨架密度均增大,但硬化后混凝土的孔间距系数和平均孔径减小,孔径分布更加均匀合理;随着含气量的增大,混凝土的抗冻性提高,但混凝土的强度会降低,所以含气量存在一个合理的范围.     

多年冻土季节活动层区引气混凝土孔结构演变规律与抗冻性研究

以多年冻土季节活动层区铁路、公路线路中桥梁的墩台基础混凝土灌注桩为背景,将持续-3℃养护下84 d时的引气混凝土和标养下28 d时的引气混凝土(两者抗压强度相同)的孔结构及抗冻性进行了对比分析,得出引气混凝土在-3℃养护环境下孔结构的演变规律和抗冻性能.结果表明:持续-3℃养护下混凝土平均孔径为标养下的1.48～1.63倍,气泡间距指数为标养下的1.37～1.61倍,孔隙率为标养下的1.25～2.02倍,且平均孔径随着含气量的增大先减小后增大,气泡间距系数随着含气量的增大而减小,孔隙率随着含气量的增大而增大;通过延长养护龄期抗压强度虽然最终可以达到标养下的抗压强度(龄期滞后),但混凝土的抗冻性能降低,其降低幅度不仅与含气量有关,而且与孔结构有关,含气量对混凝土抗冻性能的影响存在最优含气量,即最优含气量在3.2％左右.     

含气量对低温养护下混凝土早期实际强度及抗冻性能的影响研究

本文以低温(3±0.2)℃养护下引气混凝土为研究对象,采用压汞法、气孔分析法、快速冻融法测试了不同含气量低温养护下混凝土的孔隙结构及抗冻耐久性.结果表明:掺入引气剂,可使混凝土孔隙率、总孔体积、总孔面积增加,平均孔径、孔间距系数减小,孔径均匀分布,显著改善混凝土的内部孔隙结构,明显提高混凝土的抗冻耐久性.为更好的阐述含气量对混凝土实际强度的影响,本文通过测出的气孔结构,进一步推算出低温养护下混凝土的实际抗压强度,通过理论计算得出,随着含气量的增大,实际强度降低.     

在等强度下-3℃与标准养护环境引气混凝土渗透性能与孔结构的关系

为了研究等强度下引气混凝土渗透性能与孔结构的关系,在-3 cc养护及标养下进行了不同引气剂掺量的混凝土孔结构及抗氯离子渗透试验,测试了-3℃养护84 d与标养下28 d时混凝土的孔结构的分布规律及电通量的变化规律.结果表明,标养28 d时混凝土的气泡平均孔径、气泡平均孔径、孔隙率及比表面积均小于-3℃养护84d时混凝土的气泡平均孔径、气泡平均孔径、孔隙率及比表面积;-3℃养护下混凝土的电通量是标养下的3～4倍左右,混凝土的电通量随含气量的升高而逐渐增大,即抗氯离子渗透性提高,而在标养下随着含气量的增大,混凝土的抗氯离子渗透性先增强后减弱.     

养护温度对喷射混凝土性能影响的试验研究

为探究不同地温环境对喷射混凝土性能的影响,本研究在实验室模拟相应温度条件,开展不同养护温度下喷射混凝土强度、耐久性及混凝土与岩石粘结强度的研究.结果表明,在25～40℃养护条件下,随养护温度的提高,喷射混凝土的抗压强度、混凝土与岩石的粘结强度呈增大趋势,但在60℃养护条件下抗压强度和粘结强度均降低并随龄期呈先增大后降低的趋势;25～60℃养护条件下的混凝土抗渗等级都为最高等级,氯离子渗透性皆处于低级;随温度升高,其抗渗性、抗氯离子渗透性、抗碳化能力均有所降低.     

养护条件及龄期对引气混凝土强度和渗透性影响规律研究

本试验主要研究负温(-3℃)和低温(3℃)不同养护条件下,引气混凝土在7 d、14 d、28 d、56 d、84 d和112 d不同龄期内强度增长规律及引气混凝土在28 d、56 d、84 d和112 d不同龄期内渗透性能变化规律。通过与标准养护条件下相应龄期引气混凝土抗压强度及渗透性能对比,得出了不同养护条件下引气混凝土随龄期增长强度损失率及渗透性能增长率。结果证明,试验龄期内引气混凝土强度损失率范围负温和低温下分别是22.40%~41.00%、7.97%~18.26%;渗透性能增长率范围,负温下约为76.52%~114.35%,低温下则在12.34%~47.86%之间波动。同时对该引气混凝土渗透性及强度实验数据进行回归分析,得到不同养护条件下线性相关系数。数据显示,负温(-3℃)养护条件下引气混凝土线性相关系数小于低温(3℃)养护条件下引气混凝土线性相关系数,说明养护温度影响混凝土渗透性与强度的线性相关性。通过掌握渗透性与强度的辩证关系,可为冬季防水工程施工中耐久混凝土配合比设计提供理论支持及参考依据。     

养护温度对矿物掺合料活性指数影响的试验研究

试验测试了标养(20℃)及低、负温(10℃、5℃、-3℃)养护条件下粉煤灰和矿粉的绝对活性值和相对活性值,分析了养护温度对粉煤灰和矿粉活性指数的影响规律.结果表明:粉煤灰的绝对活性值在7d龄期之前随着养护温度的降低逐渐减小,7d龄期之后,随着养护温度的降低先增大后减小;矿粉的绝对活性值在3d龄期之前随着养护温度的降低逐渐减小,3d龄期之后,随着养护温度的降低先增大后减小.随着龄期的增长,粉煤灰的绝对活性值在标养条件下变化不大,在低、负温养护下逐渐增大,矿粉的绝对活性值随着龄期的增长逐渐增大.在同一龄期时,随着温度的降低,粉煤灰和矿粉的相对活性值逐渐减小;随着龄期的增长,粉煤灰的相对活性值在标养条件下变化不大,在低、负温下养护时逐渐增大;矿粉的相对活性值会随着龄期增长逐渐增大.     

-3℃养护条件下不同含气量混凝土的微观孔结构及渗透性研究

采用气孔分析法和直流电量法对在-3 ℃条件下养护28 d的不同含气量混凝土的孔结构和渗透性进行了试验研究.结果表明:-3 ℃养护条件下,随着含气量的升高,混凝土的气孔间距系数减小,混凝土中孔径＜100 nm的气泡所占的比例逐渐减小,而孔径＞ 100 nm的气泡所占的比例逐渐增大,混凝土的电通量增大,混凝土的立方体抗压强度降低;-3 ℃养护条件对混凝土的孔结构和抗压强度影响较大,而对混凝土的抗氯离子渗透性影响更大.     

低温变温(5℃→-3℃)养护下不同水灰比混凝土抗氯离子渗透性试验研究

为了研究低温变温(5℃→-3℃)养护条件下不同水灰比(0.24、0.27、0.31、0.38)混凝土的抗氯离子渗透性,采用直流电量法对低温变温养护下和标准养护下养护28 d的混凝土进行了抗氯离子渗透性研究.试验结果表明:低温变温养护下混凝土的电通量随着水灰比的增大而增大,这与标准养护下混凝土电通量的规律一致;低温变温养护下混凝土电通量与标养下混凝土电通量的比值随着水灰比的增大而减小;低温变温养护条件下混凝土的电通量是标准养护下混凝土的1.60～1.65倍;低温变温养护条件下混凝土的初始电流是标准养护下混凝土的1.55～1.58倍.说明在低温变温养护条件下混凝土的抗氯离子渗透性较差.     

粉煤灰对桥梁混凝土抗渗性能的影响规律研究

为研究粉煤灰对桥梁混凝土抗渗性能的影响,制备了不同粉煤灰掺量的混凝土样品,测试分析了桥梁混凝土抗压强度、孔隙结构、渗透高度和抗氯离子渗透性能随粉煤灰掺量和养护龄期的变化规律。研究结果表明:(1)当桥梁混凝土养护龄期为7d时,桥梁混凝土的抗压强度随着粉煤灰掺量的增多而逐渐降低;当混凝土龄期大于28d时,桥梁混凝土的抗压强度在粉煤灰掺量为30%左右时最大。(2)粉煤灰掺量为30%时,桥梁混凝土密实度达到最大,此时其内部小孔隙增大而大孔隙减小。(3)桥梁混凝土抗氯离子渗透系数随着粉煤灰掺量的增大先减小后增大,在粉煤灰掺量为30%时取得最小值。     

硫氰酸钠与聚羧酸减水剂复配对水泥水化的影响研究

采用硫氰酸钠(SN)对普通聚羧酸减水剂(PC)进行复配改性,旨在开发一种低温、早强型聚羧酸减水剂.对比测试了PC与PC +SN对水泥胶砂与混凝土在低温(5℃)和常温(20℃)两种养护温度下强度发展的影响,通过对水泥水化热与水泥浆体化学结合水、水化产物、微结构与孔结构的测试,分析了SN早强剂对水泥浆体早期水化性能的影响.结果表明:在养护温度5℃时,掺入PC +SN的水泥胶砂1d、3d、7d、28 d强度较掺PC比,分别提高了138.5％、48.3％、51.2％、17.2％,掺入PC +SN的混凝土1d、3d、7d、28 d强度分别增长了182.1％、35.2％、34.9％、31％,而20 ℃条件养护时PC +SN的早强效果并不显著;PC复配SN早强剂后,增加了水泥早期水化放热速率与放热量,提高了水泥的水化程度,且浆体的水化产物数量增多,孔隙率降低,孔径减小,从而有利于混凝土早期强度的提高.     

SAP内养生混凝土抗渗性能与细观结构相关性研究

为研究高吸水性树脂(Super absorbent polymer,简称SAP)参数对路面混凝土抗渗性能及细观结构的影响规律,并从细观角度探索SAP对路面混凝土抗渗性能的增强机理,选用3种目数,3种掺量的SAP,基于抗氯离子渗透试验(RCM)研究SAP参数对路面混凝土抗渗性能的影响;基于压汞试验(MIP)研究其对路面混凝土不同层位、不同龄期的孔结构参数的影响;基于数值分析法研究内养生路面混凝土抗渗性能与孔结构间的相关性.试验结果表明:SAP可有效提高路面混凝土的抗渗性能,且掺量为0.160％的40 ～ 80目SAP提高效果最显著;SAP的掺入虽然在一定程度上增大了路面混凝土的孔隙率,但能够减小平均孔径、临界孔径尺寸,并使各层位之间的孔结构更加均匀,且随着龄期的增长,SAP的优化效果更加明显;氯离子迁移系数与孔隙率和过渡孔、毛细孔总含量显著相关,且其含量越大,混凝土抗渗性能越差.     

养护温度和水灰比对混凝土微观孔结构及抗氯离子渗透性影响研究

为研究养护条件和水灰比对混凝土抗氯离子渗透性与微观孔结构的影响规律与程度,采用压汞法和RCM法对-3℃养护条件下和标准养护条件下的不同水灰比的混凝土28 d微观孔结构和氯离子渗透系数进行了测试.试验结果表明:-3℃负温养护条件下混凝土的临界孔径和最可几孔径明显大于标准养护条件下的同种混凝土,孔径粗化严重,粗大孔明显增多,其氯离子渗透系数也明显大于标准养护条件下的混凝土,与孔结构的发展规律一致.标准养护条件下,随着水灰比的提高,混凝土水泥石孔结构劣化,混凝土抗氯离子渗透性减弱;但在-3℃养护条件下,混凝土水泥石孔结构随着水灰比的提高呈现出先优化后劣化的趋势,混凝土抗氯离子渗透性变化规律亦与之相同.     

新型复合MgO膨胀材料的膨胀效果

研究掺加不同量复合MgO的胶砂试件,在不同水化龄期的力学性能、膨胀性能以及在20、50、80℃水中养护,膨胀率的变化过程和趋势.结果表明：随着MgO掺量的增加,膨胀率相应增加,但强度降低,当掺量在6%～8%时,试件的膨胀量与强度可达到较好的平衡;随着水化温度的升高,相同龄期下水泥浆体膨胀率增大,且7～28d龄期内增加的速率比后期的快,但随着龄期的增加,高温养护时的膨胀速率又逐渐小于低温养护的膨胀速率.     

养护措施和湿养护时间对掺与未掺矿渣混凝土性能的影响

研究了采用湿棉絮覆盖、喷养护剂、塑料薄膜密封3种养护措施对混凝土强度、收缩、中心温升、氯离子渗透性的影响,并通过不同龄期强度、氯离子渗透深度(5%NaCl溶液介质,质量分数)、钢筋腐蚀电位、加速腐蚀保护层开裂时间研究湿养护时间(1,7,14d和28d)对未掺和掺矿渣(等量取代水泥40%,质量分数)混凝土强度、抗渗性、护筋性的影响.结果表明:合适的养护措施能有效提高混凝土强度和抗渗性,降低水化温升和早期收缩.对未掺与掺矿渣的混凝土,更长的湿养护有助发展更高强度、耐久性和护筋性;而不充分养护导致混凝土较差的抗渗性和护筋性,该影响对掺矿渣混凝土尤为明显.7d湿养护对掺矿渣混凝土发展更高的潜在抗渗性是不够的.     

干寒大温差环境下混凝土的抗裂性能、力学性能及气孔结构分析

试验研究了干寒大温差环境养护下的混凝土开裂过程、抗压强度及28 d龄期的孔径分布情况,分析了混凝土的初始开裂面积、气孔结构与抗压强度之间的关系,并与标准养护下的试验结果进行了对比分析.结果表明:在干寒大温差的养护条件下,混凝土的抗裂性能和力学性能更差,具体表现为初裂时间更短、初裂长度、初裂宽度更大、裂缝总条数更多;混凝土同龄期的抗压强度也较标准养护下要小,并与混凝土的初始开裂面积存在一定的相关性;孔径分布较标准养护下有一定的差异,主要表现为小孔径的孔更少,大孔径的孔更多,孔径分布朝着大孔径的方向移动;除此之外,水胶比也对混凝土的抗裂性、抗压强度和孔径分布有影响.     

养护龄期对大掺量粉煤灰UHTCC力学性能和变形能力影响试验研究

通过测定7 d、28 d、56 d和90 d四个龄期的立方体抗压性能、薄板四点弯曲性能、直接拉伸性能,对大掺量粉煤灰超高韧性纤维增强水泥基复合材料(UHTCC)的力学性能和变形能力随龄期的变化进行了实验研究.结果表明:在UHTCC基体中掺入大量粉煤灰能增加材料的变形能力,但由于火山灰效应发挥滞后,使得材料前期强度较低;随着养护龄期的增长,UHTCC的抗压强度、薄板四点弯曲强度和抗拉强度基本呈增长趋势,56 d后各强度趋于稳定;随着养护龄期的增长,纤维与基体的粘接强度增大,纤维对材料变形能力的贡献减小,UHTCC弯曲挠度和拉伸应变降低.     

低温养护下引气混凝土的孔结构对力学性能及耐久性能影响研究

本文通过对3℃、10℃及20℃养护下的含气混凝土进行孔结构、抗冻性、电通量及抗压强度的测试,研究了孔结构与混凝土的抗冻性、电通量及抗压强度的关系,结果表明:随着含气量的增大,混凝土孔结构变化由不明显到明显,抗冻耐久性先增强再逐渐变弱,电通量有一个先减小后增大的过程,抗压强度逐渐减小;随着温度的升高,混凝土孔结构变化明显,抗冻性及抗渗性逐渐增强,抗压强度逐渐提高.     

-3℃下粉煤灰对水泥水化和水泥石微观孔结构影响的试验研究

通过水泥水化放热试验和水泥石孔结构分析试验,研究持续-3℃下28 d龄期时水胶比和粉煤灰掺量对水泥水化和水泥石孔结构的影响,分析微观孔结构和水泥水化之间的关系,探究粉煤灰对水泥石微观孔结构的作用机理.试验结果表明,在持续-3℃下,水泥水化程度随着水胶比的增加而增大,水泥石含气量和平均孔径也随着水胶比的增大而增大,在一定的水胶比下,随着粉煤灰掺量的增加,水泥浆28 d龄期水化程度逐渐降低,同时,相较于纯水泥浆体,掺入粉煤灰后,水泥石28 d龄期含气量、平均孔径都有一定程度的升高,且粉煤灰掺量越大,升高幅度越大.