超高性能混凝土流变特性及其调控研究

为了实现超高性能混凝土(UHPC)流变特性的高效调控,采用膨润土作为辅助胶凝材料并对制备的UHPC进行了性能评估,包括UHPC浆体的流动度、静态屈服应力、动态屈服应力、塑性黏度和触变性,并系统分析了不同掺量的膨润土对UHPC浆体流变性能的影响。结果表明:随着膨润土掺量增加,UHPC浆体的流动度整体表现为下降趋势,下降幅度逐渐增大;当膨润土掺量由0%增加到15.0%(质量分数)时,UHPC浆体静态屈服应力、动态屈服应力和塑性黏度均显著增大,分别提高了约17.05倍、5.78倍和1.16倍;随着膨润土掺量增加,滞回环面积和触变指数增大,触变性得到明显改善。同时,掺入膨润土后仍然满足UHPC的优异力学性能要求。     

沸石对海水拌合超高性能混凝土性能的影响

利用沸石部分或完全(体积分数为0%、50%、100%)取代海水拌合超高性能混凝土(UHPC)中的河砂,对比研究了沸石对海水拌合UHPC宏观和微观性能的影响。结果表明,海水拌合促进UHPC的水化,从而缩短UHPC的凝结时间,提高UHPC的抗压强度和自收缩,而沸石吸收氯离子会抑制氯离子的加速水化作用,使海水拌合UHPC的凝结时间延长,抗压强度降低。此外,沸石的内养护作用可以有效改善海水拌合UHPC的自收缩,且效果比在淡水拌合UHPC中更好,这主要是因为沸石在海水拌合UHPC中释水的时间更早且更长。由于多孔沸石的强度低于河砂,所以UHPC的早期抗压强度随着沸石含量的增多而逐渐降低,养护至28 d后,沸石的内养护作用优化了界面过渡区,从而促使后期硬化浆体进一步密实。     

碳化再生粗骨料环保型超高性能混凝土的制备

提出了一种再生建筑废弃物的高效利用方法,并以此制备了生态型超高性能混凝土（UHPC）.基于改进的颗粒堆积模型（MAA模型）,开发了最大粒径为4.75 mm的碳化再生粗骨料（CRCA）超高性能混凝土（CRCA-UHPC）,评估了CRCA对UHPC 宏观性能及纳微观结构的影响.结果表明：将CRCA掺入 UHPC中可以改善UHPC的力学性能和耐久性能,降低UHPC的自收缩,优化骨料与基体间的界面过渡区（ITZ）.     

基于D-最优设计方法预测超高性能混凝土的湿堆积密实度及力学性能

基于D-最优设计方法超高性能混凝土试验配合比,采用"湿堆积法"测得不同配合比的湿堆积密实度,测定不同配合比在水胶比为0.20时的抗压强度、抗折强度,分别建立了UHPC的湿堆积密实度预测模型及抗压、抗折强度预测模型并进行了预测精度评价。结果表明:预测模型拟合度高,自变量因素之间交互作用显著。对于湿堆积密实度预测模型,因子的影响程度排序为硅灰水泥石灰石粉河砂;对于抗压强度预测模型,因子影响程度排序为硅灰河砂水泥石灰石粉;对于抗折强度预测模型,因子影响程度排序为硅灰石灰石粉水泥河砂。     

超高性能混凝土紧密堆积体系中的纤维等效研究

超高性能混凝土基于紧密堆积原理实现了优异的性能,且通过掺入钢纤维增强了其机械性能,但同时钢纤维的掺入也对其堆积体系造成了扰乱与破坏。为减少钢纤维对紧密堆积体系的扰乱,采用不同粒径范围的细砂替代钢纤维,以湿堆积密度法为依据,通过研究两者对堆积密实度的影响程度来寻找钢纤维的等效替代颗粒。结果表明:随着用水量的增加,浆体的密实度呈现出先增大后减小的趋势,各粒径尺寸替代颗粒均对应一个密实度峰值,即湿堆积密实度,将同一掺量下的钢纤维和不同粒径尺寸替代颗粒的湿堆积密实度进行对比后,可初步推测钢纤维的等效堆积粒径为5～6 mm;不同掺量下钢纤维和5～6 mm粒径颗粒在密实度上仍具有较好匹配度;根据骨料等效粒径公式并结合等效颗粒的累积曲线可得钢纤维的实际等效堆积粒径为5.65 mm;通过人工神经网络验证钢纤维的等效代替粒径为5.65 mm。     

粗陶砂对超高性能混凝土的性能及微观结构的影响

基于颗粒最紧密堆积理论,通过MAA模型对陶砂骨料的最大粒径分别为0.6、2.36、4.75 mm的UHPC进行了配合比设计,并对其新拌混凝土的工作性能、硬化混凝土的力学性能、体积稳定性和微观结构进行了评价。结果表明：通过MAA得到的陶砂UHPC具有较低的收缩值和优异的界面微观结构,其28 d的抗压强度均在110 MPa以上,陶砂组最大的收缩值仅为300×10^-6,较河砂组的最大值770×10^-6降低了50%以上。     

铅锌尾矿回收制备环保型超高性能混凝土研究

超高性能混凝土(UHPC)是一种具有高强度、高耐久性能的新型复合水泥基材料,但由于其高水泥用量,也面临高能耗的问题.为降低UHPC能耗,使用铅锌尾矿部分取代超高性能混凝土水泥,研究尾矿取代量对UHPC的工作项目,强度,耐久性以及浸出毒性特性的影响,同时利用寿命周期评估技术进行环境评价.结果表明:当用铅锌尾矿取代UHPC中部分水泥后,随着取代率的增加,UHPC的流动性和抗压强度均呈现下降趋势;铅锌尾矿的掺入可大幅度降低UHPC的自收缩,其中掺量为20％时自收缩量达最小值;UHPC对重金属离子具有较强的固结能力,在中性环境下重金属离子平均固结率大于99.9％,在酸性条件下为95.5％;UHPC能耗较高,掺入铅锌尾矿后可降低能耗,减少碳排量,达到了节能减排的效果.     

利用钢渣粉制备生态型超高性能混凝土的研究

研究了钢渣粉替代部分水泥对超高性能混凝土(UHPC)性能的影响,验证了利用钢渣粉部分替代水泥制备生态型UHPC的可行性.结果表明:随着钢渣粉替代量的增加,UHPC的工作性得到改善;当钢渣粉替代量为200 kg/m3时,UHPC的密实度达到最大,且此时UHPC的抗压强度和抗氯离子渗透性能仍保持较好水平;随着钢渣粉替代量的...     

基于多重响应的钢渣超高性能混凝土组成优化设计研究

为实现生态型超高性能混凝土(UHPC)的组成优化和钢渣利用率的提高,将钢渣粉作为辅助胶凝材料,利用D-最优化设计方法制备生态型UHPC,并建立了UHPC的工作性能与抗压强度预测模型,以进行多重响应分析。最后借助预测模型,以低水泥用量、高钢渣粉利用率设计出了符合要求的生态型UHPC。结果表明:预测模型构建合理且准确度高,在预测模型中减水剂和硅灰对于工作性能影响程度较大,水泥、减水剂以及钢渣的交互作用对工作性能影响明显,钢渣粉的加入可增强工作性能;硅灰和钢渣粉对抗压强度影响显著,水泥和钢渣粉的交互作用对抗压强度的影响较小,随钢渣粉掺量的增加抗压强度存在最优值;优化的生态型UHPC的配比可以实现钢渣粉替代30%(质量分数)水泥,同时保证抗压强度130 MPa以上,工作性能260 mm以上。