大掺量矿物掺合料再生混凝土力学性能和抗碳化性能的试验研究

设计了再生粗骨料取代率为30%、50%,粉煤灰和矿渣微粉按1:1复掺且掺量为30%、50%的一组再生混凝土,以及一组普通混凝土。以矿物掺合料掺量、再生粗骨料取代率为影响因素,开展大掺量矿物掺合料再生混凝土抗压强度和抗碳化性能的试验研究。结果表明,采用粉煤灰和矿粉复掺技术,较高质量的再生粗骨料、骨料级配良好的条件下,取代率为30%时,再生混凝土的强度均超过了不加矿物掺合料的普通混凝土,取代率增至50%时,强度最低仍可达到55.1MPa。所有配合比再生混凝土28d碳化深度均未超过3.0mm,可不必担心碳化问题。分析了矿物掺合料对再生混凝土强度和抗碳化性能的影响机理。     

多元矿物掺合料对泡沫混凝土性能影响研究

为研究矿物掺合料对泡沫混凝土力学性能、导热系数、抗冻性的影响,以粉煤灰掺量10%的泡沫混凝土为基准,通过分别单掺硅灰和矿粉及复掺硅灰、矿粉研究了矿物掺合料对泡沫混凝土性能的改善作用。结果表明:当分别单掺硅灰和矿粉时,泡沫混凝土的抗压强度、抗折强度及抗冻性均得到一定提升,导热系数随之增大;当复掺硅灰和矿粉,且复掺比例为2∶1时,泡沫混凝土的强度和抗冻性最佳,导热系数最大。     

粉煤灰和矿粉对透水混凝土强度的影响

本文用粉煤灰和矿粉分别等量取代水泥,考察矿物掺合料取代水泥后对透水混凝土抗压强度的影响。结果表明:单掺20%粉煤灰和30%矿粉时,透水混凝土的28d抗压强度分别达到的最大值为28.1MPa和29.4MPa。两种掺合料复掺的情况下,当矿粉取代量在30%以内时,透水混凝土抗压强度随粉煤灰掺量增加先增加后下降;当矿粉取代量超过30%后,透水混凝土抗压强度随粉煤灰掺量增加而逐渐下降。因此,若单掺粉煤灰或矿粉时,其掺量应控在制胶材总量的30%以内,复掺两种矿物掺合料时,最大掺量应小于胶材总量的50%。     

废弃烧结砖再生骨料的改性研究

针对废弃烧结砖再生骨料强度低、吸水率高的问题,采用无机、有机以及有机与无机复合的方法进行改性。通过对废弃烧结砖再生骨料的压碎指标、吸水率、表观密度等性能指标的测试,评价改性效果,最后采用改性效果理想的再生骨料制作混凝土,对配制的再生混凝土抗压强度进行了测试与分析。研究结果表明:砖粉与水泥复掺裹浆情况下,当砖粉替代水泥质量为20%时要比纯水泥裹浆效果理想,9.5～4.75 mm粒径的再生骨料在复掺20%砖粉裹浆后的压碎指标为23.7%,吸水率为3.3%;16～9.5 mm粒径的再生骨料在复掺20%砖粉裹浆后的压碎指标为18.7%,吸水率为5.1%。继续在一次裹浆的基础上进行二次裹浆效果不如一次的好。有机溶剂改性效果不明显,并且导致成本增加。有机与无机复合改性后的再生骨料的压碎指标和吸水率都有很好的改善,环氧树脂与水泥复合改性效果最好的再生骨料的压碎指标为16.8%,达到了国家标准二级骨料的要求。     

超细矿粉对混凝土强度及抗裂性能影响

研究了超细矿粉在聚羧酸高效减水剂作用下对大掺量粉煤灰、矿粉混凝土强度及抗裂性能的影响。结果表明:矿物掺合料掺量50%时,单掺Ⅰ级粉煤灰,混凝土强度能达到基准混凝土的70%,复掺10%超细矿粉复掺时,粉煤灰混凝土强度提高10%～30%;单掺S95级矿粉时,强度可达到基准混凝土的90%,复掺10%超细矿粉复掺时,矿粉混凝土强度提高10%～20%;同胶凝材料用量时,粉煤灰和10%的P1000超细矿粉复掺,混凝土早期开裂面积达到单掺粉煤灰系列的1.2～3倍,矿粉和10%的P1000超细矿粉复掺时,开裂面积可达单掺矿粉系列的1.4倍。     

矿物掺合料对再生混凝土干燥收缩性能的影响

基于70%再生粗骨料取代率和净浆裹石法拌制再生混凝土,研究不同再生细骨料取代率及矿物掺合料品种与掺量对再生混凝土干燥收缩性能的影响规律。试验结果表明:再生混凝土的干缩应变比同条件下普通混凝土大40%左右,随着矿物掺合料掺量的增加,再生混凝土的干缩应变先减小后增大,单掺粉煤灰效果比复掺粉煤灰与矿渣效果更好,其最优掺量为40%,此时可使再生混凝土干缩应变低于普通混凝土。随着再生细骨料掺量的增加,再生混凝土的干缩应变增大,在单掺粉煤灰40%情况下,再生细骨料取代率在70%以内时,其干燥收缩可低于普通混凝土。在分析试验结果基础上,拟合出适用于再生混凝土干燥收缩的计算模型。     

掺合料混凝土早期强度的试验研究

通过不同掺合料种类及掺量的掺合料混凝土早期抗压强度试验,分析粉煤灰掺量、矿粉掺量、煤矸石掺量对混凝土强度的影响规律,并研究双掺、三掺掺合料对混凝土强度的交互作用。研究结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,粉煤灰混凝土抗压强度减小,但后期抗压强度增长幅度增大;矿粉掺量对矿粉混凝土的抗压强度和强度增长规律的影响不明显;掺入小于20%的煤矸石混凝土强度早期强度明显降低而后期强度变化不明显,掺入超过30%的煤矸石各龄期混凝土抗压强度均有明显降低;在矿粉混凝土中掺入粉煤灰,混凝土抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减少,但减小幅度随龄期的增长而减小;在粉煤灰混凝土中掺入矿粉,混凝土强度有不同程度的提高;在煤矸石混凝土中掺入粉煤灰,混凝土抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减小,减小幅度随龄期的增长而变化不大;在粉煤灰混凝土中掺入煤矸石会导致混凝土早期强度降低但后期强度提高;在煤矸石混凝土中掺入小于40%矿粉时混凝土抗压强度略有提高,而掺入超过40%矿粉时抗压强度降低;若在矿粉混凝土中掺入煤矸石,对矿粉掺量小于40%的混凝土强度影响不大,矿粉掺量大于40%时混凝土强度降低。     

火山灰浆液改性再生粗骨料对混凝土性能的影响

为了研究不同配合比的火山灰浆液改性再生粗骨料对混凝土性能的影响，通过正交试验对比分析了改性和未改性再生粗骨料的吸水率、表观密度和压碎指标，探讨了改性再生粗骨料对混凝土力学性能和抗氯盐侵蚀性能的影响。结果表明：与未改性再生粗骨料相比，改性再生粗骨料的吸水率和表观密度增大，压碎指标减小；在火山灰浆液中掺入30%复合掺合料后，随着复合掺合料中粉煤灰掺量的增加，再生混凝土的抗压强度降低，氯离子扩散系数增大；在火山灰浆液中掺入适量稻壳灰后，再生混凝土的抗压强度提高，氯离子扩散系数减小；在火山灰浆液中掺入适量分散剂后，再生混凝土的抗压强度降低，氯离子扩散系数增大；综合考虑再生混凝土的力学性能和抗氯盐侵蚀性能，火山灰浆液的最佳配合比为矿粉掺量30%、稻壳灰掺量3%、不掺粉煤灰和分散剂。     

高强砂浆制备技术研究

采用硅灰、超细矿粉及粉煤灰单掺、双掺或三掺制备高强砂浆.结果表明:单掺硅灰或超细矿粉时,砂浆的抗压强度随掺量的增加而增加,当硅灰或超细矿粉掺量达到30%～40%,砂浆抗压强度达到100MPa,抗折强度达到20MPa.当用40%的硅灰与超细矿粉复掺制备砂浆,其抗压强度最大达到100MPa.单掺和复掺粉煤灰,降低了砂浆早期抗压强度,但流动性提高.此外,高强砂浆中大于50nm的孔隙体积率为15%,相比普通砂浆降低了约50%,孔结构得到明显优化.     

火成岩石粉对混凝土抗压强度的影响研究

针对机制砂生产过程中产生的石粉问题,从矿物掺合料对比、石粉掺量、石粉细度、水胶比和复合掺合料的角度,研究了火成岩石粉对混凝土抗压强度的影响。结果表明:掺加火成岩石粉混凝土与掺加粉煤灰和矿粉的混凝土相比,各龄期强度最低,3d～7d龄期强度发展和粉煤灰混凝土相当,后期强度发展较为缓慢,与粉煤灰和矿粉混凝土相差较多;火成岩石粉掺量在20%以内时,对混凝土28d前的抗压强度影响较小,建议工程中单掺火成岩石粉的掺量控制在胶凝材料的20%以内;火成岩石粉细度越细,混凝土各龄期抗压强度越高,但是抗压强度提高幅度并不明显;火成岩石粉混凝土随着水胶比的降低抗压强度增大,可以配制一般工程所需的不同强度等级混凝土;火成岩石粉与矿粉复合比和与粉煤灰复合对混凝土抗压强度贡献高,火成岩石粉与矿粉、粉煤灰6∶2∶2三元复合对混凝土抗压强度的提高效果最佳。     

复合矿粉再生骨料CFG桩桩身材料强度试验研究

研究了复合矿粉(矿粉+粉煤灰)再生骨料CFG桩桩身材料强度随矿粉替代粉煤灰百分比和养护龄期的变化规律;通过正交试验设计,分析了复合矿粉再生骨料CFG桩桩身材料强度的影响因素,并对正交试验结果进行数值拟合,提出了强度预测公式。研究结果表明,复合矿粉再生骨料CFG桩桩身材料强度随矿粉替代粉煤灰百分比的增加而增加,但当矿粉替代粉煤灰百分比大于50%时,强度增长速率开始减小;复合矿粉再生骨料桩桩身材料强度随龄期增加而增大;影响复合矿粉CFG桩桩身材料强度的因素顺序依次为:龄期>矿粉取代粉煤灰>矿粉取代水泥,最优组合为矿粉取代粉煤灰100%、矿粉取代水泥0、龄期90 d;桩身材料强度预测公式精度较高。     

再生混凝土路面砖性能影响因素分析

以再生混凝土路面砖为研究对象,采用正交试验方法研究了养护龄期、粉煤灰取代率、被取代物(水泥、细骨料、水泥-细骨料)对再生砖孔隙率、抗压强度、抗折强度的影响。结果表明:粉煤灰取代率对再生砖的孔隙率影响程度最大,养护龄期对再生砖的抗压和抗折强度影响程度最大,试验范围内再生砖取得最佳性能的方案为养护龄期28 d、粉煤灰取代6%细骨料。     

Excel回归分析应用于混凝土配合比和强度预测

用Excel对双掺粉煤灰和矿粉的不同配比混凝土进行了回归分析,建立了混凝土强度、胶砂强度和水胶比以及不同龄期混凝土强度之间的回归方程,结果显示这些回归方程具有较好的线性相关关系,试验研究对双掺粉煤灰和矿粉混凝土的配制和强度预测具有一定的指导意义。     

粉煤灰—矿粉复掺自密实混凝土试验研究

研究了以粉煤灰、矿粉为掺合料,二者分别以4∶0,3∶1,2∶2,1∶3和0∶4比例复掺自密实混凝土的工作性能、力学性能及体积稳定性能,结果表明,提高粉煤灰比例能增加拌合物的流动性能、填充性能,减小了混凝土干缩性能,矿粉比例的增加提高拌合物的粘聚力,降低了混凝土工作性能,粉煤灰、矿粉复掺有利于发挥二者的复合效应。     

再生混凝土早龄期拉伸徐变试验研究

为掌握再生混凝土的抗裂性能,通过单轴拉伸徐变试验,研究了再生粗骨料取代率(质量分数)、矿物掺和料掺量(质量分数)对再生混凝土早龄期拉伸徐变性能的影响.结果表明:再生粗骨料取代率为50%~100%的再生混凝土拉伸徐变较普通混凝土增加8%~31%;再生混凝土拉伸徐变随矿物掺和料掺量的增加而增大,粉煤灰单掺和粉煤灰+矿渣复掺可使再生混凝土拉伸徐变分别增加8%~32%,3%~22%.以混凝土拉伸徐变M-Burgers预测模型为基础,考虑再生骨料取代率和矿物掺和料掺量的影响,提出了适用于再生混凝土早龄期拉伸徐变的预测模型.     

掺合料对轻集料混凝土抗渗性的影响

研究了单掺粉煤灰及粉煤灰、沸石粉、硅粉复掺对轻集料混凝土抗渗性与孔结构的影响,并将轻集料混凝土抗渗性与普通混凝土做了对比。结果表明,掺加矿物掺合料轻集料混凝土将获得更高的抗渗性;复掺对轻集料混凝土抗渗性更有利;轻集料混凝土抗渗性优于相同强度等级普通混凝土;LC40轻集料混凝土抗渗性与C60普通混凝土抗渗性相当。掺加矿物掺合料能明显改善轻集料混凝土的孔结构,小孔增多,总孔隙率降低。     

再生骨料水泥混凝土的级配优化试验研究

研究了5种再生骨料级配对混凝土强度的影响,试验表明,较小的最大公称粒径对混凝土强度有利.提出了微粉体系级配范围和关键粒径的概念,研究了硅灰单掺、矿渣和硅灰复掺、粉煤灰和硅灰复掺以及这3种掺和料复掺时的优化级配.指出了硅灰对获得紧密堆积体系不可缺少,且掺和料复掺时比硅灰单掺更为有效,这为堆积密实度计算结果所证实.流变学参数测定结果也表明,双掺15%(质量分数,下同)硅灰和15%粉煤灰时,浆体屈服应力和塑性粘度最小,因而具有最优级配.     

废弃黏土砖再生骨料对灌浆料性能的影响

基于废弃黏土砖的再生利用和水泥基灌浆料的基本性能要求,采用多种方式对废弃黏土砖再生骨料进行强化处理,并利用强化后的再生骨料替代灌浆料中的天然骨料,从废弃黏土砖再生骨料取代量方面开展对灌浆料工作性能和强度的影响研究。研究结果表明:采用水泥净浆包裹方法对废弃黏土砖再生骨料进行改性,当水泥净浆水灰比为0.45时,再生骨料吸水率最小为21.4%,压碎指标最小为30.9%;采用水玻璃浸泡方法对废弃黏土砖再生骨料进行改性,当水玻璃浓度为5%,浸泡时间为1 h时,再生骨料压碎指标最小为21.1%,对应的吸水率为23.0%;当水玻璃浸泡改性后的再生骨料取代天然骨料的量为10%~30%时,灌浆材料满足早期和后期强度高、工作性好、自密实、不离析等灌浆料的要求。     

矿物掺合料再生混凝土超声回弹法测强曲线试验

通过对再生粗骨料取代率为60%,分别掺入矿粉、粉煤灰以及矿粉与粉煤灰(1∶1)双掺为10%,20%,30%的混凝土试件进行抗压强度试验,应用超声回弹检测其抗压强度,推出了超声回弹测强回归式,推动了再生混凝土无损检测技术的研究发展。     

粉煤灰再生粗集料混凝土基本性能研究

由于粉煤灰的形态效应、微集料效应和火山灰效应,选择粉煤灰对再生粗集料混凝土进行改性,研究粉煤灰不同掺人方式对再生粗集料混凝土坍落度、强度、弹性模量及弹强比的影响,得出粉煤灰的不同掺入方式对再生粗集料混凝土的性能影响各不相同,30%外,掺法是粉煤灰掺入再生粗集料混凝土的较佳方案的结论.