超细粉煤灰和偏高岭土对高强混凝土耐热性能的影响

以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料,超细粉煤灰和偏高岭土作为辅助胶凝材料制备了高强混凝土,研究了其在400℃热处理前后的力学性能,分析了浆体物相组成、断面形貌的变化.结果 表明,超细粉煤灰和偏高岭土的引入可以明显改善高强混凝土受热条件下的力学性能,同时引入30wt％超细粉煤灰和5wt％偏高岭土可制备出常温抗压强度、残余强度分别为87.18MPa、109.72 MPa的高强混凝土.微观分析发现,在热处理过程中,未掺加辅助胶凝材料的试样浆体中氢氧化钙和硅钙石分解,浆体结构劣化,力学性能退化明显;掺加超细粉煤灰可以改善试样浆体的孔结构,且超细粉煤灰可在高温下与氢氧化钙及其分解产生的氧化钙反应生成更多的硅钙石以及耐高温矿物相,改善了加热过程中由于氢氧化钙和部分硅钙石分解而产生的结构缺陷,进而提升材料耐热性能,使得混凝土热处理后的残余强度不降反升;在掺加超细粉煤灰的同时复掺偏高岭土,可以在常温下水化生成更多的水化硅酸钙凝胶,使得粉煤灰微珠与浆体的界面结合更加紧密,并在高温下进一步加快水化反应速率,在浆体中生成大量硅钙石、钙铝榴石与蓝晶石三种耐高温物相,进而大幅度提升混凝土的耐热性能,使得混凝土高温残余强度更高.     

不同比表面积煤气化渣掺合料活性及力学性能研究

煤气化渣是煤气化、煤间接液化工艺的副产物.本文对不同粉磨时间的煤气化渣理化性能、活性、力学性能等进行了研究,并和常用的S95矿粉和I级粉煤灰进行对比.研究表明,煤气化渣本身含有大量的非晶态胶凝活性物质,比表面积为503 m2/kg的煤气化渣活性达到108％,高于I级粉煤灰.煤气化渣的掺加能够显著提升水泥砂浆的后期强度,最大可提高47.2％,提升作用优于S95矿粉和I级粉煤灰.煤气化渣对抗折强度的提高率大于抗压强度,在20％ ～30％(质量分数)掺量下能够提高水泥砂浆的柔韧性.     

大掺量掘进煤矸石道路基层和混凝土的制备及力学性能研究

掘进煤矸石是煤矿能源行业排放的一种工业固废,具有质地坚硬、性质稳定等特点,对掘进煤矸石道路基层及混凝土的制备及研究符合国家对推动建材行业碳达峰和加强大宗固废综合利用的愿景。将加工破碎后的掘进煤矸石替代道路基层和混凝土材料中的机制砂石,探讨了不同水泥掺量下的基层混合料、不同标号的掘进煤矸石砂混凝土材料、不同骨料类别及处理方式的C30混凝土材料力学性能的影响规律,论证了掘进煤矸石替代机制砂石骨料的技术可行性。研究结果表明:掘进煤矸石道路基层材料7 d无侧限抗压强度达3.4～6.5 MPa,满足中高等级公路基本要求;掘进煤矸石混凝土在中低标号下抗压强度基本满足要求,经水洗工艺的掘进煤矸石石料和改善级配的掘进煤矸石砂制备的C30混凝土强度有所提高。     

基于温度-应力试验的自生体积变形计算起点的研究

针对标准试验方法在混凝土自生体积变形计算起点方面尚存在的问题,本文以微膨胀抗冲磨混凝土为研究对象,对ASTM C1074活化能测试方法进行改进,获得更为准确的胶凝材料水化反应活化能,并基于活化能计算得到实际温度条件下试件的等效龄期;利用温度-应力试验的特点,以第一零应力对应的等效龄期作为自生体积变形的有效计算起点,在日本混凝土学会提出的混凝土自生体积变形模型基础上,以自生体积变形最大膨胀值作为分界点分段模拟分界点前后的变形,建立以温度-应力试验第一零应力时间为计算起点的自生体积变形模型,为准确建立抗裂机理模型提供参考依据。     

微膨胀抗冲磨混凝土早期徐变理论与试验研究

早期徐变特性是开裂敏感性评价中很重要的因素,为建立精度更高的微膨胀抗冲磨混凝土早期徐变模型,提高早期混凝土应力计算精度、裂缝预测和控制的能力,本文基于丹麦标准TI-B102(95)的徐变试验测试方法,针对混凝土早龄期徐变测试需要,将初始加载龄期从3d提前到20h左右、将龄期3d前的加卸载周期加密至1 d左右和每10 min自动采集变形数据3个方面,对丹麦技术研究所提出的早期徐变测试方法做进一步改进;通过间歇式加卸荷载的特殊加载方式,在大量试验数据的拟合和优化基础上,得到早期徐变模型的黏性和弹性系数,获得了拟合相关性系数大幅度提高(达到0.96)的早期黏弹性模型。该方法的引用和改进,可以弥补目前国内在早期徐变测试领域的空白。     

掺合料对水泥基材料抗酸腐蚀性能的影响

水工结构混凝土酸腐蚀较普遍,严重影响了水工结构的寿命.文中以提高混凝土的抗酸性能为目标,从混凝土原材料方面展开研究,以聚丙烯纤维、粉煤灰、矿粉和水玻璃为主要掺合料,系统地研究了多掺复合料对水泥基材料抗酸腐蚀性能的影响.研究表明,粉煤灰掺量为15%～30%时,抗酸性能较好;矿粉掺量为15%～30%时,抗弱酸性能较好,抗强酸性能变化较小;水玻璃掺量为1.5%～3.0%时,抗酸性能较好;复掺时,粉煤灰:矿粉:水玻璃=15%:30%:1.5%效果较佳.     

基于等效龄期的抗冲耐磨混凝土力学性能预测

等效龄期法主要应用于实际温度历程下混凝土的抗压强度预测,而对抗拉强度和弹性模量等抗裂性参数的预测却鲜有报道。为进一步完善相应的实验方法,验证用等效龄期法参于测定、计算实际温度历程下混凝土力学性能参数的适用性,通过测试抗冲磨混凝土绝热温升,以实际工程为数值计算模型,获得了温度匹配历程曲线;随后以3种活化能有明显区别的抗冲磨混凝土(FA、FAS、EA)为例,采用ASTM C 1074-04方法测定了其砂浆活化能。基于Arrhenius公式计算混凝土在温度匹配养护(TMC)过程中的等效龄期,结合其标准养护(SC)下抗拉强度和弹性模量的经时发展模型,得到实际温度历程下的力学性能计算值,其结果与采用实际温度历程进行温度匹配养护得到的实测结果较为一致。     

胶凝砂砾石弹性模量测试方法的试验研究

胶凝砂砾石作为一种低强度、低弹性模量的新型筑坝材料,目前尚无统一的测试标准,采用不同测试方法的结果势必有很大差异,从而会影响胶凝砂砾石坝的设计。为此,分别采用通长变形、中部变形、端部变形及内部埋设差动式电阻应变计4种测试方法对胶凝砂砾石材料的弹性模量进行对比试验,并评估了弹性模量测试加荷速率的控制、预压次数及割线法的适用性等问题。结果表明,端部测长法比较适用于胶凝砂砾石弹性模量的测试,对于规范和统一胶凝砂砾石弹性模量的测试以及胶凝砂砾石坝的进一步发展起到了促进作用。     

基于Permit法的纳固材料混凝土表层氯离子扩散性能研究

为解决混凝土纳米等级的毛细孔通道渗透问题,通过纳米微细化技术将微米级的胶体硅酸纳改性成超精细化的纳米级别的硅酸纳分子,采用Permit法对其抗渗性能的改善效果进行了测试分析。试验结果表明:外室溶液的电导率随时间增加而增加,最后趋于平稳,外室溶液的温度先随时间增加而增加,而后缓慢下降,确定了稳态时间在30 min左右;通过测定稳态阶段阳极室的氯离子浓度,得到氯离子浓度与电导率之间的线性换算关系,现场试验时通过测定溶液的电导率来换算溶液的氯离子浓度,进而计算混凝土的氯离子扩散系数;通过Permit法对现场混凝土的测试,喷涂纳固材料的混凝土氯离子扩散系数比未喷涂的平均小34.0%,证明了纳固材料对于混凝土的抗渗性能可以起到明显的改善作用。     

石粉掺合料对碾压混凝土工作性及强度的影响

粉煤灰资源日益紧张,采用石粉替代粉煤灰势在必行.保证掺合料掺量不变,石粉以不同掺量取代粉煤灰,以单掺粉煤灰为基准,对比研究石粉掺合料对碾压混凝土工作性及强度的影响.结果表明:与单掺粉煤灰相比,掺入石粉会改善碾压混凝土工作性,降低碾压混凝土强度;掺入石粉对碾压混凝土劈裂抗拉强度影响较大,对混凝土抗压强度影响较小.石粉掺量15%、粉煤灰掺量40%,可配制出满足强度设计要求的碾压混凝土,既减少了强度的浪费,又兼顾经济环保.