玻璃纤维增强机制砂混凝土力学性能及收缩性能研究

为了解决机制砂性能不稳定、易收缩开裂的问题,提出了一种增强机制砂混凝土性能的方法,即采用耐腐蚀的玻璃纤维进行加固。以不同配合比的玻璃纤维增强机制砂混凝土为研究对象,制作试件共计180个,分别进行了坍落度测试、轴心抗压强度试验、抗折强度试验及收缩试验。通过对比机制砂对替代率和玻璃纤维掺量两个重要因素对玻璃纤维增强机制砂混凝土工作性能、力学性能及收缩性能的影响规律和作用原理,进一步确定机制砂对天然砂的最佳替代率和玻璃纤维最佳掺量,以推动机制砂玻璃纤维混凝土的发展与应用。

铁尾矿泥对全尾矿混凝土强度及早期收缩性能的影响

为了最大程度地利用铁尾矿资源,实现混凝土的绿色可持续发展,本文采用铁尾矿泥作掺合料,铁尾矿碎石和铁尾矿砂分别作为粗、细骨料,配制强度等级为C30的全尾矿混凝土。将20%、30%和40%(质量分数)比表面积为320和432 m^(2)·kg^(-1)的铁尾矿泥作为全尾矿混凝土掺合料,研究铁尾矿泥掺量和细度对混凝土工作性能、力学性能和早期收缩性能的影响。结果表明:当铁尾矿泥的细度为320~432 m^(2)·kg^(-1)、掺量在20%~30%时,与以粉煤灰为掺合料的常规混凝土相比,全尾矿混凝土劈裂抗拉强度提高了6.6%~12.8%,7 d收缩率减少了10.4%~26.3%。微观结构分析表明,当掺量在20%~30%时,铁尾矿泥作为掺合料可以提高混凝土的密实性,降低全尾矿混凝土的早期收缩。

纤维对桥用混凝土力学性能及收缩性能研究

为研究聚丙烯纤维对桥梁工程施工用混凝土力学性能及收缩性能的影响,文中对聚丙烯纤维混凝土的力学性能、收缩性能进行测试,通过扫描电子显微镜(SEM)分析聚丙烯纤维对混凝土性能的作用机理。结果表明,适量添加聚丙烯纤维可显著改善混凝土的力学性能、减少干燥收缩,最佳纤维掺量为0.1%;90d时,其抗压和抗折强度分别比基准组增加5.08%和49.68%;180d时,干缩率减少19.8%。SEM测试表明,聚丙烯纤维是通过形成三维网状支撑体系改善混凝土的微观结构,从而改善混凝土的性能。

水泥稳定盾构渣土的收缩性能研究

针对土压平衡(earth pressure balance,EPB)盾构渣土的资源化再利用问题,开展水泥稳定EPB盾构渣土作为路用材料的收缩性能研究,主要通过干缩试验及温缩试验进行评价。结果表明,EPB盾构渣土的干缩系数在前31天变化明显,温缩系数则随着温度的升高呈现波动性上升趋势;水泥掺量的增加不仅会影响EPB盾构渣土体积对温度、水分变化的敏感程度,还会进一步增强温度对体积的影响;与常用的水泥稳定碎石相比,EPB盾构渣土受掘进工艺影响缺少大粒径骨料的嵌挤作用,因而收缩性能较差。因此,在EPB盾构渣土施工过程中不仅需要严格控制水泥用量,还应掺入些许骨料调整其级配。

多孔玄武岩粗骨料HPC的制备和收缩性能研究

为解决多孔玄武岩粗骨料吸水率大、早期吸水快给高性能混凝土(HPC)制备带来的黏度大、拌合难、耐久性差等问题,引入附加用水量预湿骨料,研究了不同附加用水量对多孔玄武岩混凝土工作性能、力学性能、收缩性能、孔结构和微观形貌的影响,并与普通碎石混凝土性能作对比。结果表明:当附加用水量取4%或6%(以多孔玄武岩粗骨料的质量分数计)时,可制得C60抗压强度等级、工作性优良和低收缩的HPC。与普通碎石混凝土相比,预吸水的多孔玄武岩能显著降低HPC的自收缩,而对抗压强度影响不大;自收缩率随附加用水量的增加而降低,其变化发展分为快速增长、短暂膨胀、缓慢增长、趋于稳定四个阶段;含水玄武岩有内养护作用,在水化后期可细化孔结构,提高界面过渡区的密实性,减少HPC的开裂风险。

骨料粒径与取代率影响下再生砂浆收缩性能研究

为量化骨料粒径与取代率对再生砂浆收缩性能的影响,采用再生细骨料制备水泥砂浆,研究再生砂浆1 d内自生收缩和180 d内自生收缩以及干燥收缩变形.研究结果表明:随骨料粒径的减小,再生细骨料砂浆1 d内自生收缩变形逐渐降低,在24 h时再生细骨料砂浆的自生收缩值为普通砂浆的25.20%~69.68%,28 d之后再生砂浆的自生收缩变形开始大于普通砂浆,180 d时再生砂浆的自生收缩值较普通砂浆增加2.39%~10.70%;再生细骨料砂浆的干燥收缩随骨料粒径的减小而增大,180 d时再生砂浆的干燥收缩值与普通砂浆相比增加12.65%~50.30%;在骨料相同的前提下,随着再生细骨料取代率的增大,砂浆自生收缩变形可以得到有效缓解,干燥收缩变形也逐渐减小;与骨料与水泥体积比(S/C)取1相比,当S/C分别取2和3时再生砂浆的180 d干燥收缩值分别降低41.90%和55.83%.该研究可为再生细骨料砂浆收缩性能研究补充试验数据,对后续相关研究具有一定的参考价值.

风积沙3D打印砂浆力学及收缩性能试验研究

研究了养护方式及不同风积沙掺量对3D打印砂浆力学性能及收缩性能的影响,并进行了现场打印试验。结果表明:现场养护(覆膜、洒水)有利于3D打印砂浆抗折强度的发展,而试验室养护(恒温水浴)有利于3D打印砂浆抗压强度的发展;随着风积沙取代率的增加,3D打印砂浆各龄期的抗压强度先增加后降低,当风积沙取代率为60%时,28 d抗压强度达到峰值;现场养护条件下,3D打印砂浆的体积变化表现为收缩;试验室养护条件下,3D打印砂浆表现为微膨胀;现场养护条件下,水泥水化生成较多AFt穿插在胶凝体系中,充当骨架作用,提高了3D打印砂浆的抗折强度;试验室养护条件下,水泥水化生成较多较致密的C-S-H、Al(OH)3等水化产物,提高了3D打印砂浆的抗压强度;现场打印试验也进一步证实了掺风积沙3D打印砂浆具有优异的性能。

装配式灰渣混凝土空心隔墙板的收缩性能分析

为分析装配式灰渣混凝土空心隔墙板的收缩性能,文中针对不同掺量减缩剂以及纤维素对装配式灰渣混凝土空心隔墙板收缩率的影响进行试验。结果表明,随着养护温度以及湿度的增加,装配式灰渣混凝土空心隔墙板收缩率及其增加速率均有所降低。掺加减缩剂后,装配式灰渣混凝土空心隔墙板收缩率有所降低,且随着减缩剂掺量的增加表现为先降低后增加的变化规律,确定最佳的减缩剂掺量为3%。掺加纤维素后,装配式灰渣混凝土空心隔墙板收缩率有所降低,且随着纤维素掺量的增加表现为不断降低的变化规律,基于本研究的测试条件,确定最佳的纤维素掺量为0.5%。掺入外掺剂可有效提升装配式灰渣混凝土空心隔墙板的收缩性能。

膨胀剂掺量对机制砂UHPC工作性和自收缩性能的影响

针对不同膨胀剂掺量下机制砂超高性能混凝土(UHPC)的工作性及自收缩性能进行了试验研究。结果表明:随着膨胀剂掺量的增加,机制砂UHPC的流动性和凝结时间均呈先增后减的趋势,当膨胀剂掺量为10%时,二者皆达到峰值,扩展度为445 mm,初凝时间和终凝时间分别为44.4 h和50.2 h;机制砂UHPC的早期自收缩随着膨胀剂掺量的增加整体呈先减少后增加的趋势,当膨胀剂掺量为10%时,能够起到较好的收缩补偿作用。

内养护剂改善C50混凝土早期收缩性能研究

为控制混凝土在养护过程中由于体积收缩导致的裂缝收缩与发展,本研究基于建筑及道路桥梁工程中用量较大、较为常见的C50混凝土,加入内养护剂,分析其对C50混凝土的早期收缩性能的改善情况。试验结果表明:未预湿SAP具有较好的填充和成核作用,可显著提高混凝土早期强度,同时导致混凝土自收缩增大。增加预湿水量使得SAP颗粒增大,其填充和成核作用的减弱,导致混凝土的抗压强度降低和干燥收缩增大。9.4 kg/m^(3)的预湿水量对C50混凝土抗压强度影响较小,且可显著改善混凝土的体积稳定性。可见,合理使用内养护剂可有效改善C50混凝土的早期收缩性能。

不同养护条件和钢纤维掺量对超高性能混凝土收缩性能的改善

为改善超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,简称UHPC)的收缩性能,研究了钢纤维掺量为1.5%、2.0%、2.5%的UHPC在自然养护、标准养护、热水养护3种养护条件下的收缩性能变化,通过X射线衍射(X-ray diffraction,简称XRD)和扫描电镜(scanning electron microscopy,简称SEM)分析,进一步分析了影响其收缩性能变化的微观因素。结果表明:标准养护和热水养护条件下对UHPC的收缩抑制作用比较显著,随着钢纤维掺量的提高,UHPC的收缩性能会降低,钢纤维掺量为2.5%时UHPC的收缩性能仍满足要求,且在热水养护中混凝土的收缩率最小;此外,加入矿物掺合料可以促进水泥二次水化,形成致密的微观结构,使钢纤维与基体黏结更紧密。

UHPC混凝土力学性能与收缩性能试验研究

针对传统UHPC混凝土原材料用量大、水胶比低以及自收缩变形大的问题,以广东省梅州市某高层建筑小区为研究对象,运用室内试验的方法研究硅灰掺量和钢纤维掺量对超高性能混凝土的力学强度的影响,并针对不同养护条件下超高性能混凝土的收缩性能进行分析。结果表明,随着硅灰掺量的增加,超高性能混凝土流动度呈现显著的线性降低趋势,不同养护龄期的超高性能混凝土单轴抗压强度均随着硅灰掺量的增加呈线性增加趋势,且线性斜率相近;随着养护龄期的增加,超高性能混凝土的干燥收缩率曲线呈现非线性增加并趋于收敛的变化规律,在相同的养护龄期时室内养护的试件干燥收缩率最大,标准养护次之,热水养护最小。

基于非接触测试技术的UHPC早期收缩性能研究

本研究旨在通过基于电涡流传感器的非接触式测试技术,系统研究超高性能混凝土(UHPC)的早期收缩性能。实验中采用不同POM纤维掺量的UHPC配比,利用电涡流传感器定期测量UHPC样品的收缩量,并分析其收缩量曲线。研究发现,随着POM纤维掺量的增加,UHPC的早期收缩量逐渐降低,且在POM纤维掺量达到24 kg/m^(3)时,UHPC的3天收缩量为0.29 mm,预计每10 m的收缩量为5.89 mm,达到最优状态。此外,UHPC的收缩行为呈现出明显的规律性,其中在浇筑后的前18小时内收缩变化率最大。与此同时,本研究还对比分析了UHPC与普通混凝土的收缩性能,发现在一定POM纤维掺量下,两者的收缩量趋于一致。这一研究为UHPC材料设计与工程应用提供了重要参考依据。

低吸水率陶瓷再生砂对砂浆力学和干燥收缩性能的影响及机理研究

为了解决废弃陶瓷再生利用和河砂短缺的问题,开展了低吸水率陶瓷再生砂(由废弃低吸水率瓷质陶瓷墙地砖制备而成,简称陶瓷砂)的性能及其等体积全取代河砂对砂浆力学和干燥收缩性能的影响研究。结果表明:陶瓷砂的吸水率、表观密度和压碎指标均较低,是一种轻质高强的细骨料;在水胶比、胶凝材料组成和砂浆工作性能相同的情况下,与河砂砂浆相比,水胶比为0.45、0.35和0.25的三种陶瓷砂砂浆的力学性能均明显提高,其中28 d抗压强度分别提高了39.1%、26.8%和24.6%,且28 d干燥收缩值分别降低了45.7%、17.9%和5.3%;水胶比越大,陶瓷砂砂浆的抗压强度、抗折强度和弹性模量提高幅度越大,干燥收缩值降低幅度越大。性能改善的机理是陶瓷砂自身强度高,陶瓷砂表面粗糙并含有1~20μm的微孔,且含有大量1~5μm的微粉,以其取代河砂后改善了砂浆中界面过渡区和水泥石的微观结构。

超高性能混凝土的收缩性能及收缩预测模型研究

试验研究了钢纤维掺量(0、1%、2%)对超高性能混凝土(UHPC)收缩性能的影响,对比分析了5种常用的混凝土收缩预测模型对UHPC的适用性,并基于试验数据建立了适用于UHPC的收缩预测模型。结果表明:掺钢纤维UHPC的收缩应变低于未掺钢纤维的对比组,且钢纤维掺量越大,对UHPC的减缩效果越显著;5种常用的混凝土收缩预测模型对UHPC的适用性较低,其中,ACI 209(92)模型高估了UHPC的40 d后收缩应变,B3模型、CEB-FIP 90模型和中国建科院模型低估了UHPC的收缩应变,GL2000模型对90 d龄期时的收缩应变预测值与试验值相对较为接近;建立的指数函数形式的UHPC收缩应变计算模型的精度较高。

全珊瑚混凝土的收缩性能试验研究

全珊瑚混凝土是一种岛礁新型建筑材料,国内外对其长期收缩性能方面的研究较为缺乏。因此考虑不同水灰比、不同养护龄期的影响因素,开展全珊瑚混凝土收缩特性研究。试验结果表明:全珊瑚混凝土的收缩随水灰比的升高而增大,180 d内,28 d的收缩应变占比就超过了60%;养护龄期越长,收缩时间越早,构件收缩终值有所增加;全珊瑚混凝土在早期具有微膨胀性,可以减缓收缩速率,使得收缩率与普通混凝土比较接近,但后期快速增加并超过普通混凝土。从材料特性和影响因素两大方面,剖析全珊瑚混凝土收缩特性的作用机理,可为全珊瑚混凝土应用于海洋工程建设提供相应的参考依据。

掺废陶瓷粉对碱激发矿渣早期反应、硬化体强度及收缩性能的影响

碱激发矿渣(Alkali activated slag—AAS)水泥具有强度发展快、胶结性能好的特点,但大收缩和高成本限制了其工程应用。本研究探索了废陶瓷粉作为新的原材料,其用量对AAS体系早期反应、硬化体的抗压强度和收缩性能以及微观结构的影响。研究表明,废陶瓷粉因活性较低,其掺入会延缓AAS凝结时间;碱激发100%废陶瓷粉甚至不能在常温下正常凝结硬化。掺10%~50%废陶瓷粉的碱激发净浆强度7 d前发展慢,但到90 d时抗压强度提高且超过碱激发100%矿渣的抗压强度;更高掺量会导致碱激发净浆及砂浆强度的显著下降。AAS中掺废陶瓷粉可有效降低砂浆的自收缩,但会不同程度地增加干缩,掺量低于20%时对碱激发水泥砂浆的干缩影响小。综合考虑净浆和砂浆的各项性质,认为废陶瓷粉在AAS中具有应用价值。

纤维增强陶粒混凝土力学及收缩性能研究

陶粒混凝土具有轻质多孔、保温隔热、环保以及吸音降噪等特点,是制作外墙的理想材料。针对陶粒混凝土体积不稳定和收缩变形过大等缺点,通过添加不同掺量的聚丙烯纤维和钢纤维,研究单掺纤维和混掺纤维对陶粒混凝土抗压强度、劈拉强度和收缩性能的影响。结果表明:单掺钢纤维可以提高陶粒混凝土的抗压强度、劈拉强度和收缩性能,收缩率最高降幅33.5%;单掺聚丙烯纤维会降低混凝土的抗压强度,但是能够提高其劈拉强度和降低收缩率,收缩率最高降幅44.2%;混掺钢纤维和聚丙烯纤维降低了陶粒混凝土的抗压强度,提高了陶粒混凝土的劈抗强度和抗收缩率,收缩率最高降幅为55.8%。

胶石比对AAM稳定碎石强度和收缩性能的影响

为了获得胶石比对AAM稳定碎石的强度和收缩性能的影响,实现AAM稳定碎石在道路工程中的应用,以钛石膏∶矿渣∶赤泥质量比为4∶6∶1.5,6%硅酸钠为激发剂,制备了5∶95、10∶90、15∶85、20∶80、25∶75五种胶石比的AAM稳定碎石,测定了7 d和28 d的无侧限抗压强度、劈裂强度、软化系数和干缩系数,进行了最佳胶石比下AAM的SEM和XRD测试。结果表明:当胶石比在5∶95~25∶75的范围内时,材料的无侧限抗压强度和劈裂强度随胶石比的增大而增大;软化系数均随胶石比的增大呈先增加后减小的趋势,在胶石比为15∶85时出现峰值;在同一胶石比下,随着养护龄期的增加,AAM稳定碎石的失水率随之增加,干缩系数也随之增加,且在前期增加迅速,后期增长平缓甚至下降;在同一龄期下,随着胶石比的增加,AAM稳定碎石的干缩系数也随之增加,失水率随之下降;最佳胶石比为15∶85,该胶石比下AAM稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度、水稳定性、收缩性能综合较优;胶凝体系中水化产物主要为钙矾石和C-S-H,且水化产物随养护龄期增加而不断产生,促进材料的强度增长。

新型装饰建筑结构一体化墙板收缩性能研究

新型GRC-PC复合墙板是由预制混凝土(PC)与玻璃纤维增强水泥(GRC)两种材料复合而成的装配式集成产品。为研究该复合墙板的抗裂性能,以纯GRC墙板、纯混凝土墙板和不同厚度的GRCPC复合墙板为对象,探讨了GRC材料的抗裂性能以及GRC与PC层间连接方式对其影响。通过长期收缩试验,系统分析了纤维、胶粉的添加质量分数对GRC材料抗裂性能的影响。同时,以GRC厚度和复合材料界面连接方式为变量,开展GRC-PC复合墙板的收缩试验。结果表明:GRC厚度为15 mm的复合墙板的收缩性能优于GRC厚度为10 mm的复合墙板;在GRC与PC复合界面采用平接、拉毛、铺设钢丝网3种方式中,使用平接方式可以更有效地提高复合墙板的收缩性能和抗裂性能。