石粉含量与钢纤维长度对机制砂超高性能混凝土性能的影响

为利用机制砂作细集料制备一种低成本的超高性能混凝土(UHPC),研究了石粉含量(5％ 、7％ 、10％ 、12％ 、15％)与3种长度的钢纤维及其2种钢纤维混杂对花岗岩机制砂UHPC的工作性能和力学性能的影响规律,并与河砂UHPC进行了对比.结果表明,机制砂UHPC的流动性低于河砂UHPC,且随石粉含量的增加而显著降低,机制砂UHPC的抗压强度、抗弯拉强度和弹性模量随石粉含量的增加呈先增大后降低趋势,当石粉含量≥10％ 时,机制砂UHPC的各项力学性能高于河砂UHPC.在钢纤维总体积掺量保持2％ 不变情况下,随钢纤维长度增加,UHPC的流动性降低,力学性能增大;当1％ 的长度13 mm平直钢纤维和1％ 的长度20 mm端勾钢纤维混杂时,机制砂UHPC的各项力学性能最佳.     

机制砂超高性能混凝土的冲击压缩力学性能

采用机制砂等质量替代河砂用于制备超高性能混凝土(UHPC),替代率分别为0%,25%,50%,75%以及100%,研究了机制砂对UHPC动静态力学性能的影响。结果表明:机制砂替代河砂后,所制备的UHPC抗压强度与仅用河砂配制的UHPC抗压强度相近;机制砂UHPC具有优异的抗冲击性能,可以承受多次冲击行为,此外机制砂UHPC具有明显的应变率效应,动态增强因子DIF与应变率呈对数函数关系。采用有限元法(LS-DYNA)模拟了机制砂UHPC的冲击过程,数值模拟结果表明应力应变曲线和破坏形态均与试验较为吻合。     

焚烧垃圾渣生态型超高性能混凝土研究

制备一种低成本、环保型焚烧垃圾渣超高性能混凝土(UHPC)。根据修正后的Andreasen and Andersen模型进行配合比设计,将处理后焚烧垃圾渣替代河砂,制备不同替换率超高性能混凝土,并对其进行工作性能、力学性能、孔隙特征、水化过程、微观特征以及毒性固结性能测试。结果表明,随着垃圾渣的加入,UHPC的工作性能和抗压强度有所下降,但流动性不低于240 mm,抗压强度不低于117 MPa,累计孔隙含量增加,孔隙大部分分布在＜20 nm无害孔范围内,混凝土界面过渡区裂缝增多,混凝土中锌(Zn)、铅(Pb)和铬(Cr)重金属的离子浸出浓度均低于国标限值,有效地实现了对重金属元素的固结。     

初凝超30 min超早强UHPC制备及其机理

针对既有交通线路快速抢通和抢通后寿命确保的需要，研发了具有足够施工时间的超早强(数小时达到开放强度)超高性能混凝土(UHPC)。基于最大密实度理论的UHPC配方，试验研究了普通硅酸盐水泥(OPC)替代率对硫铝酸盐-硅酸盐复合体系(SAC-OPC体系)混凝土力学性能与施工性能的影响，确定了OPC替代率；通过正交试验确定影响SAC-OPC体系混凝土力学性能和工作性能的早强组分(硫酸锂、硫酸铝)、增强组分(纳米碳酸钙)、调凝组分(粉体缓凝剂、四硼酸钠),制备了初凝时间36 min、3 h抗压/抗折强度41.4/17.0 MPa的超早强UHPC,以及初凝时间40 min、3 h抗压/抗折强度36.2/13.9 MPa的超早强UHPC。通过SEM和XRD分析，探究了具有足够施工时间超早强UHPC的性能形成机理。结果表明：随OPC替代率增大，UHPC的凝结时间先减后增，扩展度持续增大，早期力学性能大致呈下降趋势，后期力学性能大致呈上升趋势；超早强与初凝时间延长主要源于协同水化作用与早强组分、增强组分和调凝组分的累加效应。     

高性能轻集料混凝土的力学性能研究

为了系统地研究高性能轻集料混凝土的力学结构特性、影响混凝土力学性能的各项因素和配制技术.测试了高强页岩陶粒轻集料的筒压强度、吸水率、粒径、级配和表面形态等基本性能.研究了该轻集料和其他组分的力学性能关系.针对优选配制的高性能轻集料混凝土,测试其轴心抗压强度和静弹性模量等典型力学性能.结果表明:该高性能轻集料混凝土28 d立方体抗压强度达到57.8 MPa、轴心抗压强度达到49.8 MPa、劈拉强度达到3.6MPa、抗折强度达到6 MPa、静弹性模量高达34.5 GPa.掌握了制备高性能轻集料混凝土的关键技术和方法.     

200MPa级超高性能混凝土胶砂体系结构与性能研究

为了进一步提高常规工艺和标准养护条件下混凝土的强度,采用精品胶材+精品骨料+高效减水剂的技术途径,基于最紧密堆积理论及正交设计试验方法开展200 MPa级超高性能混凝土胶砂体系结构与性能研究.结果表明:实验所用水泥、硅灰、微珠及偏高岭土之间相互存在着紧密堆积效应,调整粉体比例可降低胶凝体系的压实体空隙率并改善流动性能;进一步调整配合比中钢纤维掺量、纳米SiO2掺量以及细骨料品种,可配制出标准养护条件下90 d抗压强度超200 MPa的超高性能混凝土胶砂.     

高性能水泥基灌浆料配合比设计的实践与验证

使用Alfred模型进行高性能水泥基灌浆料配合比设计,研究并优化了其堆积曲线公式系数q.同时利用制备超高性能混凝土理论与中心质假说,通过在普通水泥中加入超细矿粉、硅灰、膨胀剂等矿物掺和料,寻求适当的砂胶比与混合物颗粒粒径分布,提高胶凝体系的密实度,增强胶凝体系的流动度与稳定性.进而制备出一种无泌水、流动度佳、早强高强的高性能水泥基灌浆料.总结了一种具有普遍适用性的、快速准确的高性能水泥基灌浆料配合比设计思路.     

橡胶集料等体积替换细骨料对混凝土抗压强度的影响

将废旧轮胎橡胶集料按照一定的比例替换天然骨料添加至混凝土中,形成橡胶集料混凝土,特别是替代细骨料,不仅有利于废旧轮胎橡胶的处理,而且节约河砂等自然资源,保护环境.对不同粒径橡胶集料等体积替换细骨料时橡胶集料混凝土抗压强度进行了试验研究,其中采用单一尺寸橡胶集料5组(60目、40目、20目、1～3 mm和3 ～6 mm),混合粒径橡胶集料1组(60目+20目+3 ～6 mm按体积1∶1∶1混合),体积替换率分别为0％、20％、40％、60％和80％.结果 表明,橡胶集料体积替换率和橡胶集料粒径对橡胶集料混凝土抗压强度有明显影响.橡胶集料粒径越大,橡胶集料替换细骨料时混凝土强度降低程度越小.基于此,考虑橡胶粒径参数和体积替换率对橡胶集料混凝土强度的影响,拟合得到橡胶集料混凝土抗压强度折减系数计算公式,计算结果与实验结果吻合较好.     

低收缩防辐射超高性能混凝土的制备及其性能形成机理EI北大核心CSCD

针对现有防辐射混凝土力学强度、抗冲击性能和防辐射性能难以兼顾的问题,研制了一种具有超高强度、低收缩、高防辐射和高抗冲击性能的超高性能混凝土(UHPC),并分析了其主要性能的形成机理。结果表明:制备的低收缩防辐射超高性能混凝土28 d抗压/抗折强度可达120/20 MPa,180 d收缩率可低至385×10^(-6),辐射屏蔽效率可达85%,动态冲击终裂总能耗可达5600kJ/m^(3);其性能主要源于UHPC密实设计原理,高钛重矿渣砂界面增强和"销钉结构"作用,高钛重矿渣砂内养护与膨胀剂交互作用,重晶石粉/砂、高钛重矿渣砂和钢纤维中Ba、Fe等主要组成元素的射线屏蔽作用,以及钢纤维和聚合物纤维的复合增韧作用。     

机制砂粉煤灰高性能混凝土的工程应用研究

针对贵州省多石少砂的资源特点,采用机制砂替代河砂配制高性能混凝土,并对其工程应用进行了研究.通过优选水泥品种、粉煤灰掺量和砂率,配制C50机制砂粉煤灰高性能桥梁混凝土,混凝土的28d强度达到73MPa,在低温季节制备的T型梁强度能满足设计要求.     

用于隧道高性能填充砂浆性能研究

为了向隧道盾构、城市管道和煤矿回填等实际工程提供性能优越、经济环保的高性能填充材料,本文通过正交试验,以凝结时间、泌水率、稠度、流动性和抗压强度为性能指标,探讨了胶凝材料、减水剂、膨胀材料和水胶比等因素对水泥填充砂浆的各项性能的影响,得出优化配比.     

超高性能轻质混凝土的弯曲性能研究

本文主要以漂珠作为轻集料,制备出密度在1700-1950kg/m~3的超高性能轻质混凝土(Ultra High Performance Light-weight Concrete,简称UHPLC),对其进行四点弯曲试验,并根据ASTM C1609标准研究其弯曲性能。研究表明:密度范围在1700~1950kg/m~3的UHPLC,其抗压强度在78.8~114.2MPa;2%体积率钢纤维掺量的UHPLC在开裂后有明显的挠度硬化行为,表现出优异的抗弯性能;根据ASTM C1609测试指标,随着密度的增加,UHPLC的初裂强度、0.5mm挠度下的残余强度、2mm挠度下的残余强度、峰值强度、弯曲韧性均增加;U1900抗压强度、抗弯强度比抗弯强度分别为114.2MPa、22.4MPa、11.7k Pa/kg·m-3,其抗弯性能可达国家标准《活性粉末混凝土》RPC160水平,比抗弯强度超过RPC最高等级RPC180。     

纤维对抗冲磨超高性能混凝土性能的影响

针对西部山区洪水、泥石流对桥梁墩柱冲磨冲击病害问题,开发一种高抗冲磨、高抗冲击的超高性能混凝土(UHPC)材料,研究了纤维种类、掺量和混掺方式对抗冲磨UHPC性能的影响规律.研究结果表明:多锚点钢纤维与基体的锚固粘结作用较强,对UHPC抗冲磨/冲击性能提升最大;随着多锚点钢纤维掺量的增加,UHPC抗冲磨/冲击性能先提升后降低,最优掺量为2.5vol％;与单掺纤维相比,不同纤维混掺乱向分布形成更加致密的三维网络结构,纤维与基体间界面粘结强度更高,镀铜长钢纤维与多锚点钢纤维混掺时制备的抗冲磨UHPC在工作性能良好的同时,具有较高的抗冲磨/冲击性能,28d抗冲磨强度达162.8h/(kg/m2),冲击功1690 J.     

高性能氟碳涂料的制备及其综合性能研究

以含氟乙烯/乙烯基单体共聚氟树脂(FEVE)为基料,Ti O2/Al2O3复合颗粒为主要耐磨增硬填料,协同聚四氟乙烯(PTFE),制备了高性能氟碳涂料,并对涂层综合性能进行了测试。结果表明:当体系的颜料体积浓度(PVC)为30%,Ti O2/Al2O3复合颗粒含量为14%,PTFE含量为6%时,涂层的硬度和耐磨性达到最佳,且具有良好的疏水性和耐候保光性,同时常规理化性能优异。     

原状粉煤灰对超高性能混凝土性能的影响

为提高粉煤灰的综合利用率,降低原料成本,采用未经磨细和分选的原状粉煤灰等质量替代硅灰来制备超高性能混凝土(UHPC),并研究了不同掺量的原状粉煤灰对UHPC力学性能及微观结构的影响。结果表明:原状粉煤灰的掺入可使UHPC中胶凝材料的粒度呈梯度分布,形成良好的微级配;并且使新拌混凝土的流动度增大,影响了钢纤维在UHPC基体中的分布;当原状粉煤灰掺重不超过30%时,UHPC抗折强度随着原状粉煤灰掺量的增加呈现不同程度的增长,30%原状粉煤灰掺量的UHPC抗折强度与不掺粉煤灰的空白样相比提高了34%;由于原状粉煤灰水化缓慢,当原状粉煤灰掺量在0%~40%时,UHPC抗压强度随着原状粉煤灰掺量的增加有所下降。孔结构分析表明:UHPC的平均孔径以及总孔体积均随着原状粉煤灰的掺入而减小,基体更加密实;当原状粉煤灰掺量为30%时,SEM照片显示钢纤维与UHPC基体结合紧密,界面黏结增强。