配合比参数对C30高性能混凝土抗碳化性能影响算法分析

基于配合比参数,对C30高性能混凝土抗碳化性能的影响进行了探讨,得出了随着矿粉用量的增加,21 d抗压强度随之提高;随着粉煤灰掺量的降低,21 d抗压强度随之提高;C30混凝土126 d的碳化深度明显小于21 d的碳化深度,C30各组试件的21 d的平均碳化深度为7.57 mm;126 d平均碳化深度为6.51 mm。随着矿物粉用量的增大,粉煤灰用量的减小,混凝土的抗碳化能力增强。以C30-07矿粉与水泥混合料的比例为38%时,C30水泥混合料的最佳混合比例为C30-07矿粉与水泥混合料的最佳混合比例。在龄期从21 d提高到126 d时,随粉煤灰掺量比例的下降,C30混凝土试件碳化深度下降值随之减小,从1.31 mm降低为0.91 mm。利用试验数据,对混凝土的碳化过程进行了预测,结果发现,影响粉煤灰混凝土的碳化的因素比较复杂,将各模型使用应和工程相结合,对混凝土的碳化深度更好预测。利用Matlab对水泥砂浆的碳化厚度进行了线性回归分析,得到了水泥砂浆21 d后碳化厚度的计算方法。

水灰比、砂率及纳米碳纤维对混凝土微波加热性能的影响

通过调整水灰比和砂率,研究了混凝土基本参数对其微波加热性能的影响,并对比分析了水灰比和砂率对混凝土力学性能及微波加热性能的影响程度。为提高混凝土的微波加热性能,以纳米碳纤维为吸波剂,研究了其对混凝土升温速率、温度分布、除冰效率等的影响。并通过介电常数试验和电阻率试验,分析了纳米碳纤维的影响机理。结果表明:随着水灰比和砂率的增大,混凝土的微波加热性能不断增强。与水灰比相比,砂率的改变对混凝土微波加热性能的影响程度更大。改变砂率对于混凝土微波加热性能的影响比对力学性能的影响更为显著。纳米碳纤维通过增大混凝土的介电常数、降低混凝土的电阻率,从而增强混凝土的介电损耗能力和电阻损耗能力,进而提高混凝土的微波加热性能。纳米碳纤掺量越大,混凝土的微波加热性能越佳。

碱激发混凝土配合比设计方法研究综述

碱激发混凝土是当前最有发展前景的新型胶材混凝土之一。同普通混凝土一样,碱激发混凝土的配合比设计对其性能起着至关重要的作用。综述了近年来国内外学者提出的碱激发混凝土配合比设计方法及理论基础,包括试验法、半经验法、全计算法以及基于强度的配合比设计方法,同时对碱激发混凝土配合比设计的进一步发展方向提出了展望。

基于水化热抑制剂的大体积混凝土温控技术

为完善现有大体积混凝土水化温升控制技术,并通过合理应用抑制剂温控措施来降低施工成本,基于水泥水化绝热温升曲线,提出了一种调节绝热温升方程中延迟放热时间的模型,进而控制混凝土掺入不同抑制剂的绝热温升过程。研究结果表明:延迟放热时间为0~3 d时,大体积混凝土内部温峰和内表温差呈不断减小的趋势;而在延迟放热时间为5~10 d时,由于延迟放热时间的增加,会导致多层浇筑混凝土的热量积蓄;选用延迟放热时间为3 d的浇筑混凝土,其温峰与内表温差均能达到温控目标;对于延迟放热时间为1 d的浇筑混凝土,若能将入模温度降低1~2℃,也能满足温控要求;本研究所提出的基于水化热抑制剂的混凝土温升调控技术,为大体积混凝土水化热温度场的调控提供了新的思路和方法。

竹原纤维再生骨料混凝土配制与性能研究

通过正交试验研究竹原纤维掺量、竹原纤维长度和水灰比对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗弯强度和坍落度的影响,得出竹原纤维混凝土的最佳配合比。并将天然骨料全部替换为再生骨料,采用扫描电子显微镜对竹原纤维在混凝土内的作用机理进行了研究分析。试验结果表明:掺竹原纤维受压试件破坏时具有良好的整体性,纤维在混凝土内部起到了一定的拉结作用;竹原纤维混凝土的最优配合比为竹纤维长度20 mm、竹纤维掺量4 kg/m^(3)、水灰比0.55;竹原纤维-硬化水泥浆体界面过渡区内几乎没有片状的Ca(OH)_(2)晶体,纤维与水泥浆体的界面黏结良好。

基于响应面法的短切玄武岩纤维抹灰砂浆配合比设计

为得到具有最佳力学性能且满足稠度要求的短切玄武岩纤维抹灰砂浆最优配合比,以水胶比、砂胶比、粉煤灰掺量为自变量,以砂浆稠度、抗拉强度、抗压强度、抗折强度为响应目标值,采用响应面法设计Box-Behnke试验,并建立回归模型,实现了满足既定目标稠度为70~110 mm的多目标综合优化,且对所提出的配合比进行验证试验。结果表明:水胶比对短切玄武岩纤维砂浆的稠度和强度有显著影响;最优配合比为水胶比0.35、砂胶比2.0、粉煤灰掺量20%时,其稠度、抗拉、抗压、抗折强度分别为97 mm、1.99 MPa、38.50 MPa、9.59 MPa;对于稠度和抗拉强度,回归模型的预测值和实测值误差低于4%,抗折强度及抗压强度的预测值和实测值误差分别为12%、28%,与玄武岩纤维混凝土抗压强度离散性大的特点一致,验证了响应面法对于短切玄武岩纤维抹灰砂浆配合比优化设计的可行性。

基于含气量的泡沫混凝土配合比设计方法试验研究

泡沫混凝土具有轻质、保温、耐火、隔声、抗震等优点,在建筑工程、地下工程、农业工程、水利灌溉工程、抗震工程等领域的应用越来越广泛。目前,泡沫混凝土的配合比设计方法是以干密度作为依据进行设计,按照泡沫混凝土的含气量直接进行设计和制备不同含气量的泡沫混凝土具有工程意义。以含气量为设计目标,提出了基于含气量的泡沫混凝土配合比设计方法。试验结果表明基于含气量的泡沫混凝土配合比设计方法有效。泡沫混凝土的含气量与干密度、抗压强度和软化系数具有一定的相关性,干密度随着含气量的增大而等比例降低,呈线性负相关关系;抗压强度随着含气量的增加而降低,符合指数函数规律;软化系数随着含气量的增加而减小。

辅助胶凝材料对高浆骨比砂浆流变特性的影响

通过研究粉煤灰漂珠、硅灰、纳米二氧化硅及传统粉煤灰对高浆骨比砂浆的流变性能及力学性能影响。研究表明:(1)砂浆28d抗压抗折强度,随硅灰单掺掺量提高(至7.5%)而提高,继续增加至10%,强度不增反降;浆体流动性、屈服应力及低转速黏度则随掺量提高逐渐降低;高转速黏度随掺量先少量降低,掺量达到10%,黏度急速上升。(2)单掺漂珠(5%~25%),砂浆28d强度显著提高,但随掺量提高强度逐渐降低;屈服应力与高转速黏度随掺量提高而提高;流动度与低转速黏度也显著提高,但随掺量增加而降低。单掺粉煤灰对浆体强度提高程度有限,流动度则随掺量提高而提高。(3)复掺硅灰(5%)与漂珠(5%~25%),强度提高不明显,且随漂珠掺量提高而降低,屈服应力随掺量提高而提高,黏度先提高后降低。(4)外掺纳米二氧化硅(0.5%~2.5%)显著提高浆体黏度与屈服应力,并降低流动度,当掺量超过1.5%强度有所降低。因此,对高浆骨比砂浆,硅灰及漂珠掺量均宜控制在小掺量(5%),以获得较好的综合力学与流变性能。纳米二氧化硅可根据需求用以调控浆体流变性能,但需注意其对强度的影响。

PVA/钢混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)配合比优化及评价方法

将钢纤维、国产PVA纤维和日本PVA纤维按照适宜比例进行配制,不同纤维材料性能相互补充、取长补短,可以更好发挥出混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)的力学性能,有利于其成本控制,具有广泛应用前景。通过正交试验极差结果择优和信噪比S/N稳定性择优两种方法分析粉煤灰掺量、水胶比、砂胶比、钢纤维掺量、国产PVA掺量和日产PVA掺量对混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)抗拉强度和抗弯强度的影响规律,对比两种方法的结果,并建立各因素和响应量之间的回归关系,与和易性工程性能相结合,给出HFRCC的最优配合比。结果表明:信噪比S/N稳定性择优方案更加准确和全面。粉煤灰掺量、钢纤维掺量、国产PVA掺量和日产PVA掺量对HFRCC的响应量影响较大,水胶比和砂胶比影响较小;建立数学模型预测和优选配合比,HFRCC抗拉强度最大可以达到6.36 MPa,抗弯强度最大可以达到13.90 MPa,预测值和试验值之间的相对误差绝对值均接近3%,且和易性能较好。研究结果可以为混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)的制备提供依据。

基于RSM的GFRC配合比设计优化

为了探究玻璃纤维掺量、玻璃纤维长度和陶粒对混凝土力学性能的影响,配制玻璃纤维增强混凝土(GFRC),采用响应面法和中心复合表面设计探究单因素间交互作用对GFRC性能的影响。结果表明:单因素对混凝土抗压强度响应显著程度依次为陶粒取代率>玻璃纤维掺量>玻璃纤维长度,双因素交互作用下显著程度为玻璃纤维长度和玻璃纤维掺量>陶粒取代率和玻璃纤维掺量>陶粒取代率和玻璃纤维长度;GFRC最优配合比组合为陶粒取代率为10.6%,玻璃纤维长度为14.4 mm,玻璃纤维掺量为0.59%时,预测抗压强度最高为48.5 MPa,与实测平均值相差仅0.2 MPa。该成果有助于GRFC的推广使用,也为此提供了优化配合比设计和参考试验数据,具有工程指导意义。

LNG储罐低温混凝土配合比及抗压强度试验研究

通过收集整理液化天然气(LNG)储罐混凝土实际配合比信息,并按规范要求进行了不同低温环境下的抗压强度测试,考察LNG储罐混凝土在低温环境下抗压强度的变化规律。结果表明:各储罐项目配合比用料基本一致,粉煤灰与矿粉用量略有差异,粉煤灰选用F类I级时,其混凝土抗压强度在常温及低温下都处于较高水平;矿粉选用S105级时,其混凝土抗压强度在低温下提升幅度最大。LNG储罐混凝土低温抗压强度随温度的降低明显增强,且温度越低,混凝土破坏越突然。在3个低温(-40℃、-120℃和-190℃)环境下,实测混凝土抗压强度分别是常温环境抗压强度的1.41、1.84和1.97倍,均满足规范要求。含水率是混凝土抗压强度低温增强的重要指标,但规范要求的低温环境混凝土抗压强度含水率影响系数与实际抗压强度的提升效果之间,规律并不明显。试验结果可为LNG储罐低温混凝土的配合比设计及安全性评估提供参考。

水稳再生料强度优化研究

水稳稳定再生混合料日益成为重要基层材料,但其强度一般略低于传统水稳碎石。本文系统研究粉煤灰和纤维,以及复合掺加法对水稳再生混合料强度的影响,结果发现:粉煤灰后对水稳再生料早期强度影响较小,但可以显著提高其后期强度,纤维可有效提高水稳再生料早期强度,对其后期强度也有较好改善作用但略低于粉煤灰;纤维可以显著改善混合料抗变形能力和抗裂性能;复合掺加粉煤灰和纤维,可以显著提高水稳再生料早期和后期强度以及变形能力。

高寒地区流动性混凝土配合比设计及性能分析

高寒地区流动性混凝土配合比对混凝土结构的耐久性和安全性影响较大。笔者以甘肃玉门抽水蓄能电站为研究对象,依据DL/T 5330—2015《水工混凝土配合比设计规程》和DL/T 5150—2017《水工混凝土试验规程》,对流动性混凝土配合比设计及性能进行分析研究。结果表明:混凝土配合比应结合高寒环境的特殊要求进行优化调整;混凝土抗压强度、极限拉伸值、相对动弹性模量等均满足设计要求。研究结果可为高寒地区混凝土配合比设计研究提供参考。

聚苯颗粒复合保温砂浆的制备及性能研究

以聚苯乙烯颗粒(EPS)为砂浆的增强相,先通过三乙醇胺对聚苯颗粒进行表面处理,然后制备出聚苯颗粒复合保温砂浆,研究了三乙醇胺用量对聚苯颗粒水接触角的影响,并探究了其对复合保温砂浆力学性能、微观形貌、干缩性能和导热性能的影响。结果表明,三乙醇胺改性处理降低了聚苯颗粒的水接触角,聚苯颗粒由疏水性转变为亲水性。三乙醇胺用量的增加降低了复合保温砂浆的稠度,增大了干密度,EPS-5%试样的稠度最低为8.8 cm,干密度最高为237 kg/m 3。随着三乙醇胺用量的增加,复合保温砂浆的吸水率先降低后逐渐趋于平稳,抗压强度、抗折强度、压剪粘接强度和软化系数均先增大后降低,干燥收缩率和导热系数先减小后增大。EPS-5%试样的吸水率最低为0.62%,软化系数最大为0.63,该试样在28 d龄期的抗压强度、抗折强度和压剪粘接强度达到最大值,分别为2.05,0.64和0.26 MPa。在7 d时,EPS-5%试样的干燥收缩率最低为0.0385%,导热系数最低为0.045 W/(m·K),保温性能最优。

高强钢筋连接套筒灌浆料配制与性能试验研究

为研究应用于装配式建筑钢筋连接的套筒灌浆料,做了抗压强度等级C80套筒灌浆料配合比及性能影响规律试验研究。通过单因素试验研究了水胶比、矿物掺合料、胶砂比对套筒灌浆料性能影响规律及作用机理。试验结果得出:(1)水胶比增大,初始及30 min流动度均逐渐增大,1 d、3 d、28 d抗压强度均逐渐减小,确定最终试验最佳水胶比为0.245。(2)石膏对于竖向膨胀率影响显著,石膏比例4.5%时膨胀率值达到最大值,3 h、24 h分别为0.09%、0.24%;粉煤灰对于流动度影响显著;适宜硅灰掺量能够提高28 d强度。得出胶材最佳比例m(水泥)∶m(石膏)∶m(粉煤灰)∶m(硅灰)=89%∶3%∶5%∶3%。(3)胶砂比能够提高强度,降低流动度,试验最佳胶砂比为1.1,初始流动度达到315 mm,28 d抗压强度达到88.99 MPa。

高速公路桥梁用混凝土配合比设计及性能研究

为了研究高速公路桥梁用C60混凝土,做了混凝土配合比设计、优化及性能研究。通过混凝土基础配合比设计得到基础配合比;粉煤灰单因素试验确定粉煤灰对性能影响及最佳掺量;骨料比例试验确定最佳骨料比例;工程应用测试混凝土工程适应性。结果表明:(1)基础配合比设计得到混凝土坍落度值198 mm,28 d抗压强度仅为60.58 MPa,强度富余远远不足。(2)粉煤灰对混凝土流动性能影响显著,最佳掺量为m(水泥)∶m(粉煤灰)=400∶65。(3)石子占比增加,混凝土坍落扩展度、含气量、抗压强度及劈裂抗拉强度均先增大后减小,确定最佳骨料比例石子∶人工砂=110∶67。(4)工程应用高速公路桥梁用C60混凝土,坍落度达到202 mm,坍落扩展度达到585 mm,含气量3.5%,28 d抗压强度达到67.78 MPa。

边坡加固格构梁应用技术及C40混凝土配制研究

为了解决山体滑坡及公路边坡滑坡的恶劣灾害,试验研究边坡加固技术-钢筋混凝土格构梁结构体系以及配制C40混凝土。通过石粉含量单因素试验研究了对于混凝土性能影响,并确定最佳C40混凝土配合比。钢筋混凝土格构梁加固形式分析得出加固传力方式。边坡加固工程应用探讨了工程应用可行性施工要点。试验结果表明:(1)适量石粉会提高混凝土的流动性能与力学性能。石粉最佳含量6%,即1 m^(3)混凝土中50 kg,混凝土坍落度达到109 mm,扩展度达到590 mm,抗压强度48.9 MPa,劈裂抗拉强度4.9 MPa;(2)格构梁加固传力方式为边坡土、岩体-格构梁-格构梁交点-锚杆-深层岩层;(3)边坡加固应用表明,钢筋混凝土格构梁边坡加固方式受力均匀,被动力承受能力强,整体性强。

正交试验综合评分法用于预拌泡沫混凝土配合比优化设计技术研究

通过正交试验,针对胶凝材料组成、矿物掺合料、水胶比、发泡剂等因素,对泡沫混凝土的发泡效果、湿表观密度、凝结时间、抗压强度等性能的影响程度和规律进行了研究分析,采用综合评分法确定最优配合比,结果表明水胶比定则并不适用于泡沫混凝土;通过掺加和调整减水剂、稳泡剂和保水剂、促凝剂对泡沫混凝土的流动性、稳泡性能及凝结性能进行改进;通过加压试验方法测定泡沫混凝土的压力变化量,为配合比设计优化提供评价依据。

基于响应面法的3D打印墙体材料配合比优化

为了得到一种建筑3D打印墙体材料的配合比,以满足试验室自制的3D打印机要求为目标,通过前期试验得到基本配合比,在原配合比的基础上加入硫铝酸盐水泥、硅灰和早强剂来进一步提升材料性能。通过响应面法设计试验方案,建立3 d抗压强度、3 d抗折强度和流动度的回归模型,对模型进行方差分析和图像分析,得到3 d抗压强度、3 d抗折强度和流动度同时保持最优值时的各因素最佳水平为硫铝酸盐水泥为11.017%,硅灰为11.795%,早强剂为0.4%。根据软件给出的最佳配合比进行验证试验,结果表明:在此掺量下的3 d抗压强度、3 d抗折强度和流动度分别为13.726 MPa、2.907 MPa和17.75 mm,试验值与预测值之间相对误差较小,验证了响应面法在3D打印墙体材料配合比优化方面的可靠性。

砖混再生骨料制备全再生混凝土试验研究

将混凝土的粗、细骨料用MRA 100%取代配置全再生混凝土.以3种水灰比和3种浆骨比为变量,设计试验配合比.对新拌混凝土进行坍落度试验,对养护龄期为3d、7d、14d、28d和56d的试件进行抗压强度试验.结果表明,二次搅拌工艺、水灰比和浆骨比对坍落度的影响程度依次增大;MRA全再生混凝土的强度发展较为缓慢,采用降低水灰比、提高浆骨比和二次搅拌的方式能有效提高抗压强度.