粉煤灰对混杂纤维混凝土力学与耐久性能的影响分析

将粉煤灰加入混凝土中可以有效消耗工业固体废弃物，保护环境。基于此，制备了不同粉煤灰掺量的混杂纤维混凝土样品，开展了立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、碳化深度以及冻融循环后的相对动弹性模量和质量损失率测试，分析了混凝土力学与耐久性能随粉煤灰掺量的变化规律。研究结果表明：养护龄期小于14 d时混杂纤维混凝土的抗压强度随粉煤灰掺量的增大而减小，养护龄期大于14 d时抗压强度随粉煤灰掺量的增大而增大；60 d养护龄期和12%粉煤灰掺量的混凝土抗拉强度最大；碳化深度随粉煤灰掺量的增大而先减小后增大；粉煤灰掺量小于12%时，掺入粉煤灰的混杂纤维混凝土的抗冻性能要略优于素混杂纤维混凝土。     

粉煤灰地质聚合物混凝土的强度特性

本文研究了骨料掺量、砂率、养护温度、高温养护时间对粉煤灰地质聚合物混凝土抗压强度,以及劈拉强度、抗折强度、弹性模量、泊松比等力学性能.结果表明:粉煤灰地质聚合物混凝土的抗压强度随骨料掺量及砂率的增加先增大后减小,存在一个相对最优值;强度随养护温度的升高而增大,100℃时达到最大值,且强度增长在高温养护24 h内基本完成.粉煤灰地质聚合物混凝土早期强度较高,7d以后强度增长较小;劈拉强度随着骨料掺量的增加而提高,抗折强度、弹性模量、泊松比都随骨料掺量的增加先增大后减小,掺量为70％时达到峰值.     

低温养护下矿物掺合料湿喷混凝土力学性能及配比优化研究

为系统研究粉煤灰掺量、硅灰掺量及养护温度对湿喷混凝土力学性能的影响规律,通过设计正交试验对湿喷混凝土抗压强度进行极差和方差分析。结果表明:湿喷混凝土抗压强度随养护龄期增加而增大,但抗压强度增幅随养护龄期延长而减弱;增加硅灰和粉煤掺量均能有效提高湿喷混凝土抗压强度,但粉煤灰掺量超过10%(质量分数,下同)后,粉煤灰掺量的增加对混凝土后期抗压强度没有显著的影响;三因素对湿喷混凝土抗压强度影响程度顺序为硅灰掺量>养护温度>粉煤灰掺量;湿喷混凝土抗压强度对矿物掺合料的敏感性与养护温度呈正相关,增大养护温度能够提高矿物掺合料对湿喷混凝土抗压强度的改善效果;随着养护温度的提高,团絮状胶凝物质大量生成,水化产物黏结得更为密实,混凝土的抗压强度和承载性能得到进一步增强;构建多元非线性回归模型能够对混凝土抗压强度进行预测,并且湿喷混凝土在硅灰掺量、粉煤灰掺量及养护温度分别为15%、15%和10 ℃时具有最佳的抗压强度。     

不同材料组成及温度对水工混凝土抗压强度影响试验研究

本文主要研究不同水胶比、不同粉煤灰掺量及不同温度条件的养护过程对水工混凝土强度的影响。制作不同水胶比、不同粉煤灰掺量的标准混凝土试件,利用人工环境模拟室模拟不同温度条件对其养护,对各试件进行室内抗压强度试验。试验结果表明:掺加粉煤灰会影响混凝土28d抗压强度,影响程度将随掺量变化而变化;其次,水胶比对抗压强度也有较大影响,二者关系符合Abrams’水胶比准则;另外,温度对混凝土抗压强度有着不可忽视作用,即使温度变化幅度相同,但作用龄期时间节点不同,强度仍有差异。同时综合对比发现,各因素对混凝土强度的影响强弱不同。因此,实际应用中应首先对主要影响参数合理设计,其他影响条件则根据混凝土的功能要求而设计。     

大掺量粉煤灰混凝土的力学性能研究

大掺量粉煤灰混凝土的使用可以有效提高粉煤灰的利用率。基于此,本文开展了大掺量粉煤灰混凝土的力学特性测试,分析了混凝土抗折和抗压强度随粉煤灰掺量的变化规律,研究了激发剂对混凝土力学特性的影响规律。研究结果表明:(1)大掺量粉煤灰混凝土的抗折强度和抗压强度均随粉煤灰掺量的增大而减小;(2)大掺量粉煤灰混凝土的强度随养护时间的增加而快速增长,适用于早期强度要求不高的混凝土工程;(3)激发剂对大掺量粉煤灰混凝土强度的激发作用:Na_2SO_4CaCl_2NaOH。本文的研究成果可为大掺量粉煤灰混凝土的工程使用提供理论基础。     

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。     

养护条件对掺粉煤灰混凝土力学特性影响

为研究养护条件对掺粉煤灰混凝土力学特性影响,基于室内土力学基本试验,分别研究粉煤灰掺量为30%条件下,养护温度、养护湿度、养护时间对粉煤灰混凝土抗压强度及抗折强度的影响规律。研究结果表明:随着养护温度由室温20℃升高至100℃,混凝土抗压强度、抗折强度初始阶段显著增加,养护温度80℃后,强度趋于稳定;随着养护湿度增加,粉煤灰混凝土水化速率加快,抗压强度及抗折强度逐渐提高,最大可提高22.45%、23.18%;80℃高温养护条件下,随着养护时间增加,粉煤灰混凝土抗压强度、抗折强度呈现指数函数变化特征。     

不同粉煤灰掺量混凝土的早期抗压与抗渗性能

试验研究了不同粉煤灰掺量混凝土的早期抗压强度和抗渗性能,结果表明,不同粉煤灰掺量的混凝土,其早期强度随粉煤灰掺量的增加降低越显著,28d时粉煤灰的掺量对混凝土强度的影响作用逐渐减弱;不同粉煤灰掺量混凝土的早期抗渗性能随粉煤灰掺量的增加降低也越明显,7d以后粉煤灰对混凝土抗渗性能的改善随粉煤灰掺量的增加而增强。     

粉煤灰掺量对再生混凝土力学性能和抗冻性的影响研究

研究粉煤灰掺量、再生粗骨料取代率对再生混凝土抗压强度和抗折强度的影响,并对再生混凝土在不同冻融循环次数下的抗压强度和质量损失率进行了研究.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,再生混凝土抗压强度呈先增大后降低的趋势,当粉煤灰掺量为15%,再生粗骨料取代率为30%时,再生混凝土的抗压强度达到最大;粉煤灰掺量对抗折强度提高幅度较小;在冻融循环低于50次时,试块抗压强度下降速度较缓,此后下降速度加快,当冻融循环达到150次时,强度损失最大;再生粗骨料取代率对试块的抗冻性影响高于粉煤灰掺量.建立了考虑再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量因素的冻融循环作用下再生混凝土抗压强度指数衰减规律预测模型.     

火山灰对砂浆强度的影响

研究了火山灰掺量、水胶比、养护龄期对砂浆强度的影响规律,并对比研究了火山灰与粉煤灰对砂浆强度的影响。结果表明:火山灰的掺量、水胶比及养护龄期对砂浆强度有较大的影响。随火山灰掺量的增大,砂浆强度呈下降趋势;相同条件下,掺火山灰与掺粉煤灰砂浆28d龄期的抗压强度无显著差异。     

结构物混凝土早期抗冻能力影响因素灰色关联分析

采用灰色关联理论对结构物混凝土的早期抗冻能力影响因素进行研究,以抗冻临界强度作为评价指标,水灰比、冻结温度、粉煤灰掺量和硅灰掺量作为影响因素,试验研究发现:对混凝土的早期抗冻能力影响最大的是水灰比,其次是冻结温度和硅灰掺量,最后是粉煤灰掺量;本试验研究的水灰比、冻结温度、粉煤灰掺量和硅灰掺量四个因素与混凝土抗冻临界强度的灰色关联度均大于0.6,说明这四个因素对混凝土的早期抗冻性能均有重要影响.     

北京春夏交替季节环境对粉煤灰混凝土强度和早期变形的影响

为明确标准养护与自然环境下粉煤灰混凝土力学性能的变化规律,本文通过与标准养护对比,研究了北京春夏交替季节环境对粉煤灰混凝土强度和早期变形性能的影响。结果表明:与标准养护条件比较,北京春夏交替季节的自然养护下低掺量粉煤灰混凝土的抗折强度有所降低;与早期湿养护相比,混凝土抗压强度有所降低,粉煤灰掺量达到50%时混凝土在自然环境中的抗折、抗压强度的降低更显著。自然养护下粉煤灰混凝土前6h的收缩有所增大。分析认为自然环境中粉煤灰混凝土力学性能变化会由于环境与季节不同而呈现不同规律。     

粉煤灰、矿粉对水工混凝土体积稳定性的影响

采用对比的方法,实验研究了粉煤灰、矿粉对水工混凝土的工作性、抗压强度、弹性模量、干缩和受压徐变的影响。结果表明,在粉煤灰、矿粉等量取代部分水泥后,混凝土的工作性改善,抗压强度和抗压弹模与基准样相近,而28d以后的干缩明显减小;掺有粉煤灰、矿粉的混凝土随养护龄期的延长、强度的增加,其受压徐变逐渐减小;当粉煤灰掺量(质量分数)从15%增加到25%时,混凝土的徐变增大;对于相同掺量(15%)的粉煤灰、矿粉混凝土,经60d养护后加荷其徐变基本相同。     

养护温度和粉煤灰对补偿收缩混凝土膨胀效能的影响

研究了养护温度和粉煤灰掺量对补偿收缩混凝土的膨胀效能和强度的影响。结果表明：20、40℃养护时混凝土的各龄期强度均匀增长;60℃养护能极大地促进早期强度增长,后期强度增长缓慢。粉煤灰在不同养护温度下对混凝土的早期强度发展都有抑制作用;长期高温养护后,粉煤灰活性逐渐显现,显著促进混凝土的强度增长,且粉煤灰掺量越大,混凝土强度增幅越大。硫铝酸钙–氧化钙类膨胀剂的膨胀效能发挥对温度非常敏感,养护温度越高,膨胀剂的水化速度越快,膨胀作用发挥越早;适量掺加粉煤灰有利于膨胀效能的发挥,掺量越大,膨胀随温度增长的增幅越大。大掺量粉煤灰补偿收缩混凝土的强度发展和限制膨胀率的温度敏感性均很高。     

喷射粉煤灰混凝土微观结构和力学性能试验研究

为研究喷射粉煤灰混凝土在养护过程中微观结构和力学性能的变化,采用X-射线衍射法、热重-差示热法、扫描电镜法对喷射粉煤灰混凝土微观结构进行分析,并对其1d、3d、7d、28 d、60 d、90 d和180 d的抗压强度、劈裂抗拉强度进行研究.结果表明:养护龄期对喷射粉煤灰混凝土微观结构和力学性能影响大,且微观结构与力学性能之间存在密切联系.龄期为1d时,由于速凝剂的作用,喷射粉煤灰混凝土强度较高.龄期低于28 d时,粉煤灰等量替代水泥,控制水泥水化速度的有效水灰比相对增大,喷射粉煤灰混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随粉煤灰掺量增加下降;龄期高于28 d时,粉煤灰活性被激发,喷射粉煤灰混凝土微观结构变得密实,喷射粉煤灰混凝土抗压强度随粉煤灰掺量增加先上升后下降,劈裂抗拉强度随之上升.     

玄武岩纤维与粉煤灰改性高强混凝土力学性能研究

将纤维材料加入混凝土中可以有效提高混凝土的使用性能和服务年限.基于此,制备了不同玄武岩纤维体积掺量的粉煤灰改性高强混凝土试件,分别测试了玄武岩纤维高强混凝土的坍落度、扩展度以及标准养护7 d、15 d和28 d后的收缩率、抗压强度、抗拉强度以及抗折强度,分析了玄武岩纤维掺量对混凝土坍落度、扩展度、收缩率、抗压强度、抗拉强度以及抗折强度的影响规律.结果表明:随着玄武岩纤维掺量的增大,粉煤灰改性高强混凝土的坍落度和扩展度呈线性减小,收缩率逐渐减小;抗压强度、抗拉强度和抗折强度逐渐增大,抗压强度、抗拉强度和抗折强度的增大速率分别在玄武岩纤维掺量为0.8％、1.2％和1.2％时出现拐点,性价比最高的玄武岩纤维掺量为0.8％～1.2％.     

掺Ⅱ级粉煤灰对混凝土热学性能及强度影响的试验研究

利用Toni CAL7336型混凝土水化放热温升仪分别测量了C30和C60设计强度下II级粉煤灰不同掺量混凝土的热峰时间、热峰值、温峰时间和最大温升。结果表明,无论是C30混凝土还是C60混凝土,温峰时间均随粉煤灰掺量增加而呈延迟趋势,最大温升均随粉煤灰掺量增加而呈降低趋势,但是呈现不同特点,粉煤灰对C30混凝土的温升降低效应要优于C60。粉煤灰掺量对混凝土的抗压强度,尤其是早期强度,有较大影响。在粉煤灰掺量40%时,混凝土的后期强度降低较小。分析了粉煤灰对混凝土放热性能和强度的影响机理。     

温度匹配养护对大掺量矿物掺合料混凝土抗压强度及早期水化性能的影响

大体积混凝土由于胶凝材料水化放热,其内部温升对混凝土强度发展规律有很大影响.采用温度匹配养护和标准养护两种不同的养护方式,研究了单掺40％粉煤灰、单掺50％矿粉以及复掺30％粉煤灰和20％矿粉三种大掺量矿物掺合料混凝土与纯水泥、单掺20％粉煤灰两种普通混凝土在不同温度养护条件下的抗压强度差异,并对胶凝材料水化早期的浆体进行了扫描电镜和化学结合水测试.结果 表明:与纯水泥混凝土相比,温度匹配养护对大掺量矿物掺合料混凝土早期强度发展的促进作用要显著得多,且大掺量矿物掺合料混凝土温度匹配养护方式下的各龄期强度均比标准养护方式下的要高,然而纯水泥混凝土温度匹配养护条件下的后期强度却要低于标准养护条件下的后期强度.温度匹配养护方式下较高的早期水化温度显著加速了大掺量矿物掺合料混凝土的水化反应进程,从而使大掺量矿物掺合料混凝土的早期强度提高.     

石灰石粉和粉煤灰对混凝土强度和耐久性的影响

采用少量熟料与超细石灰石粉和劣质粉煤灰复合制备混凝土,并研究了石灰石粉和粉煤灰对混凝土的强度和耐久性的影响。研究表明:用少量熟料与超细石灰石粉和劣质粉煤灰复合能够制备出中低强度等级的混凝土,并且混凝土的强度随着龄期不断增长。当混合材料(包括石灰石粉和粉煤灰)掺量为60%时,石灰石粉和粉煤灰比例为8:2试样的180d抗压强度最大,超过50MPa;当混合材料料掺量为70%时,石灰石粉和粉煤灰比例为7:3的试样的180d抗压强度最高,超过了40MPa。混凝土的抗碳化性均较好,除了混合材掺量为80%的复合胶凝材料制备的混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性较差外,其他试样均较好;混凝土经过180d养护后的抗氯离子渗透能力均得到显著增强。     

电伴热预养护条件对混凝土受冻临界强度的影响

电伴热预养护是一种保证预拌混凝土冬期施工养护温度和强度增长的简单高效的方法。本文采用7 d恒负温(-5 ℃、-10 ℃、-15 ℃)一次冻结转标准养护的试验,研究电伴热预养护不同温度和时间对一种高坍落度C30普通混凝土抗压强度的影响。依据混凝土受冻临界强度的定义,确定基于电伴热预养护条件下的混凝土受冻临界强度值及其合理的预养护时间。结果表明:与标准养护相比,经电伴热高温预养护的混凝土抗压强度均得到了提高,但电伴热预养护温度宜控制在30 ℃,较高的预养护温度下强度发展速率和R_-7+28(负温养护7 d再转标养28 d的抗压强度)值反而降低;当预养护温度为30 ℃,硬化温度不低于-15 ℃时,合理的预养护时间在36～48 h之间;恒负温(-5 ℃、-10 ℃、-15 ℃)硬化条件下,采用电伴热预养护的混凝土受冻临界强度的范围是6.6～17.8 MPa,为混凝土立方体抗压强度标准值的22.0%～59.3%。研究旨在比较电伴热预养护制度对普通混凝土力学性能的影响,进而指导相关工程应用。